Какво е BCD процес?
BCD процесът е интегрирана технологична технология за един чип, въведена за първи път от ST през 1986 г. Тази технология може да създава биполярни, CMOS и DMOS устройства на един и същ чип. Външният вид значително намалява площта на чипа.
Може да се каже, че BCD процесът използва напълно предимствата на биполярното управление, високата интеграция и ниската консумация на енергия на CMOS, както и високото напрежение и високия капацитет на протичане на ток на DMOS. Сред тях DMOS е ключът към подобряване на мощността и интеграцията. С по-нататъшното развитие на технологията на интегралните схеми, BCD процесът се превърна в основна технология за производство на PMIC.
Диаграма на напречното сечение на BCD процеса, мрежа от източници, благодаря
Предимства на BCD процеса
BCD процесът създава биполярни устройства, CMOS устройства и DMOS захранващи устройства едновременно на един и същ чип, интегрирайки високата транскондуктивност и способността за силно натоварване на биполярните устройства и високата интеграция и ниската консумация на енергия на CMOS, така че те да могат да се допълват взаимно и да дадат пълния спектър на съответните си предимства; в същото време DMOS може да работи в режим на превключване с изключително ниска консумация на енергия. Накратко, ниската консумация на енергия, високата енергийна ефективност и високата интеграция са едни от основните предимства на BCD. BCD процесът може значително да намали консумацията на енергия, да подобри производителността на системата и да има по-добра надеждност. Функциите на електронните продукти се увеличават с всеки изминал ден, а изискванията за промени в напрежението, защита на кондензаторите и удължаване на живота на батерията стават все по-важни. Високоскоростните и енергоспестяващи характеристики на BCD отговарят на изискванията на процеса за високопроизводителни аналогови/захранващи чипове.
Ключови технологии на BCD процеса
Типичните устройства, използвани в BCD процеса, включват нисковолтови CMOS транзистори, високоволтови MOS тръби, LDMOS транзистори с различни пробивни напрежения, вертикални NPN/PNP и Шотки диоди и др. Някои процеси интегрират и устройства като JFET и EEPROM, което води до голямо разнообразие от устройства в BCD процеса. Следователно, освен че се взема предвид съвместимостта на високоволтови и нисковолтови устройства, двойно-щракващи процеси и CMOS процеси и др. при проектирането, трябва да се вземе предвид и подходяща технология за изолация.
В технологията за BCD изолация се появиха една след друга много технологии, като изолиране на преходи, самоизолация и диелектрична изолация. Технологията за изолиране на преходи е да се направи устройство върху N-тип епитаксиален слой на P-тип субстрат и да се използват характеристиките на обратното отклонение на PN прехода за постигане на изолация, тъй като PN преходът има много високо съпротивление при обратно отклонение.
Технологията за самоизолация е по същество изолация на PN прехода, която разчита на естествените характеристики на PN прехода между сорс и дрейн областите на устройството и субстрата, за да се постигне изолация. Когато MOS лампата е включена, сорс областта, дрейн областта и каналът са обградени от изчерпаната област, образувайки изолация от субстрата. Когато е изключена, PN преходът между дрейн областта и субстрата е обратно преднапрежен и високото напрежение на сорс областта е изолирано от изчерпаната област.
Диелектричната изолация използва изолационни среди като силициев оксид за постигане на изолация. Базирана на диелектрична изолация и изолация на прехода, е разработена квазидиелектрична изолация, която комбинира предимствата и на двете. Чрез селективно прилагане на горната технология за изолация може да се постигне съвместимост с високо и ниско напрежение.
Насока на развитие на BCD процеса
Развитието на BCD процесната технология не е като стандартния CMOS процес, който винаги е следвал закона на Мур, за да се развива в посока на по-малка ширина на линията и по-висока скорост. BCD процесът е грубо диференциран и се развива в три посоки: високо напрежение, висока мощност и висока плътност.
1. Посока на BCD за високо напрежение
Високоволтовите BCD могат да произвеждат едновременно високонадеждни нисковолтови управляващи схеми и ултрависоковолтови DMOS схеми на един и същ чип и могат да реализират производството на високоволтови устройства 500-700V. Като цяло обаче BCD е подходящ за продукти с относително високи изисквания към захранващите устройства, особено BJT или високотокови DMOS устройства, и може да се използва за управление на мощността в електронно осветление и промишлени приложения.
Съвременната технология за производство на високоволтови BCD е технологията RESURF, предложена от Appel et al. през 1979 г. Устройството е изработено с помощта на леко легиран епитаксиален слой, за да се направи разпределението на повърхностното електрическо поле по-плоско, като по този начин се подобрят характеристиките на повърхностно пробивно напрежение, така че пробивът да се случи в тялото, а не на повърхността, като по този начин се увеличава пробийното напрежение на устройството. Лекото легиране е друг метод за увеличаване на пробийното напрежение на BCD. Той използва главно двойно дифузиран дрейнов DDD (двойно легиран дрейнов) и леко легиран дрейнов LDD (леко легиран дрейнов). В областта на дрейна на DMOS се добавя N-тип дрифтова област, за да се промени първоначалният контакт между N+ дрейна и P-тип субстрата към контакт между N- дрейна и P-тип субстрата, като по този начин се увеличава пробийното напрежение.
2. Посока на BCD с висока мощност
Диапазонът на напрежение на високомощните BCD е 40-90V и се използва главно в автомобилната електроника, която изисква висок ток на задвижване, средно напрежение и прости управляващи вериги. Характеристиките му са висок ток на задвижване, средно напрежение и сравнително проста управляваща верига.
3. BCD посока с висока плътност
BCD с висока плътност, диапазонът на напрежение е 5-50V, а някои автомобилни електроники ще достигнат 70V. Все по-сложни и разнообразни функции могат да бъдат интегрирани в един и същ чип. BCD с висока плътност възприема някои модулни дизайнерски идеи за постигане на диверсификация на продуктите, използвани главно в приложенията на автомобилната електроника.
Основни приложения на BCD процеса
BCD процесът се използва широко в управлението на захранването (управление на захранването и батерията), дисплеите, автомобилната електроника, индустриалния контрол и др. Чипът за управление на захранването (PMIC) е един от важните видове аналогови чипове. Комбинацията от BCD процес и SOI технология също е основна характеристика на развитието на BCD процеса.
VET-China може да достави графитни части, меко-твърд филц, части от силициев карбид, CVD части от силициев карбид и части със sic/Tac покритие в рамките на 30 дни.
Ако се интересувате от горепосочените полупроводникови продукти, моля не се колебайте да се свържете с нас още от първия път.
Тел.: +86-1891 1596 392
WhatsApp: 86-18069021720
Имейл:yeah@china-vet.com
Време на публикуване: 18 септември 2024 г.