BCD proces

Šta je BCD proces?

BCD proces je tehnologija integriranog procesa na jednom čipu koju je prvi put predstavila kompanija ST 1986. godine. Ova tehnologija omogućava izradu bipolarnih, CMOS i DMOS uređaja na istom čipu. Njen izgled znatno smanjuje površinu čipa.

Može se reći da BCD proces u potpunosti koristi prednosti bipolarnog pogonskog kapaciteta, visoke integracije CMOS-a i niske potrošnje energije, te visokog napona i velikog protoka struje DMOS-a. Među njima, DMOS je ključ za poboljšanje snage i integracije. S daljnjim razvojem tehnologije integriranih kola, BCD proces je postao glavna tehnologija proizvodnje PMIC-a.

Dijagram poprečnog presjeka BCD procesa, izvorna mreža, hvala

Prednosti BCD procesa

BCD proces omogućava istovremeno stvaranje bipolarnih, CMOS i DMOS uređaja za napajanje na istom čipu, integrirajući visoku transkonduktanciju i sposobnost pokretanja snažnim opterećenjem bipolarnih uređaja te visoku integraciju i nisku potrošnju energije CMOS-a, tako da se mogu međusobno dopunjavati i u potpunosti iskoristiti svoje prednosti; istovremeno, DMOS može raditi u režimu prebacivanja s izuzetno niskom potrošnjom energije. Ukratko, niska potrošnja energije, visoka energetska efikasnost i visoka integracija su jedne od glavnih prednosti BCD-a. BCD proces može značajno smanjiti potrošnju energije, poboljšati performanse sistema i imati bolju pouzdanost. Funkcije elektroničkih proizvoda rastu iz dana u dan, a zahtjevi za promjenama napona, zaštitom kondenzatora i produženjem vijeka trajanja baterije postaju sve važniji. Karakteristike velike brzine i uštede energije BCD-a ispunjavaju procesne zahtjeve za visokoperformansne analogne/čipove za upravljanje napajanjem.

Ključne tehnologije BCD procesa

Tipični uređaji BCD procesa uključuju niskonaponske CMOS cijevi, visokonaponske MOS cijevi, LDMOS s različitim probojnim naponima, vertikalne NPN/PNP i Schottky diode itd. Neki procesi također integriraju uređaje poput JFET-a i EEPROM-a, što rezultira velikom raznolikošću uređaja u BCD procesu. Stoga, pored razmatranja kompatibilnosti visokonaponskih i niskonaponskih uređaja, procesa dvostrukog klika i CMOS procesa itd. u dizajnu, mora se uzeti u obzir i odgovarajuća tehnologija izolacije.

U tehnologiji BCD izolacije, mnoge tehnologije kao što su izolacija spoja, samoizolacija i dielektrična izolacija su se pojavile jedna za drugom. Tehnologija izolacije spoja je izrada uređaja na epitaksijalnom sloju N-tipa P-tipa supstrata i korištenje karakteristika obrnute polarizacije PN spoja za postizanje izolacije, jer PN spoj ima vrlo visok otpor pod obrnutom polarizacijom.

Tehnologija samoizolacije je u suštini izolacija PN spoja, koja se oslanja na prirodne karakteristike PN spoja između izvora i odvoda uređaja i supstrata kako bi se postigla izolacija. Kada je MOS cijev uključena, izvorni dio, odvodni dio i kanal su okruženi osiromašenim područjem, formirajući izolaciju od supstrata. Kada je isključena, PN spoj između odvodnog područja i supstrata je obrnuto polariziran, a visoki napon izvornog područja je izolovan osiromašenim područjem.

Dielektrična izolacija koristi izolacijske medije poput silicijum oksida za postizanje izolacije. Na osnovu dielektrične izolacije i izolacije spojeva, razvijena je kvazi-dielektrična izolacija kombinovanjem prednosti oba. Selektivnim usvajanjem gore navedene tehnologije izolacije može se postići kompatibilnost visokog i niskog napona.

Smjer razvoja BCD procesa

Razvoj BCD procesne tehnologije nije kao standardni CMOS proces, koji je oduvijek slijedio Murov zakon i razvijao se u smjeru manje širine linije i veće brzine. BCD proces se grubo diferencira i razvija u tri smjera: visoki napon, velika snaga i visoka gustoća.

1. Smjer BCD-a visokog napona

Visokonaponski BCD može istovremeno proizvoditi visokopouzdana niskonaponska kontrolna kola i ultra-visokonaponska DMOS kola na istom čipu, te može realizovati proizvodnju visokonaponskih uređaja od 500-700V. Međutim, generalno, BCD je i dalje pogodan za proizvode sa relativno visokim zahtjevima za energetske uređaje, posebno BJT ili visokostrujne DMOS uređaje, i može se koristiti za kontrolu snage u elektronskoj rasvjeti i industrijskim primjenama.

Trenutna tehnologija za proizvodnju visokonaponskih BCD-ova je RESURF tehnologija koju su predložili Appel i saradnici 1979. godine. Uređaj je napravljen korištenjem lagano dopiranog epitaksijalnog sloja kako bi raspodjela površinskog električnog polja bila ravnija, čime se poboljšavaju karakteristike površinskog proboja, tako da se proboj događa u tijelu umjesto na površini, čime se povećava probojni napon uređaja. Lako dopiranje je još jedna metoda za povećanje probojnog napona BCD-a. Uglavnom se koristi dvostruko difuzni odvod DDD (dvostruko dopiranje odvoda) i lagano dopirani odvod LDD (lagano dopiranje odvoda). U DMOS području odvoda, dodaje se N-tip drift područje kako bi se promijenio originalni kontakt između N+ odvoda i P-tipa supstrata u kontakt između N- odvoda i P-tipa supstrata, čime se povećava probojni napon.

2. Smjer BCD-a velike snage

Raspon napona visokonaponskog BCD-a je 40-90V, a uglavnom se koristi u automobilskoj elektronici koja zahtijeva visoku struju pogona, srednji napon i jednostavna upravljačka kola. Njegove zahtjevne karakteristike su visoka struja pogona, srednji napon, a upravljačko kolo je često relativno jednostavno.

3. BCD smjer visoke gustoće

BCD visoke gustoće, raspon napona je 5-50V, a neka automobilska elektronika će dostići 70V. Sve više i više složenih i raznolikih funkcija može se integrirati na isti čip. BCD visoke gustoće usvaja neke modularne ideje dizajna kako bi se postigla diverzifikacija proizvoda, uglavnom se koristi u automobilskoj elektronici.

Glavne primjene BCD procesa

BCD proces se široko koristi u upravljanju napajanjem (kontrola napajanja i baterije), pogonu displeja, automobilskoj elektronici, industrijskoj kontroli itd. Čip za upravljanje napajanjem (PMIC) je jedan od važnih tipova analognih čipova. Kombinacija BCD procesa i SOI tehnologije je također glavna karakteristika razvoja BCD procesa.

VET-China može obezbijediti grafitne dijelove, meko-kruti filc, dijelove od silicijum-karbida, CVD dijelove od silicijum-karbida i dijelove sa SIC/TAC premazom u roku od 30 dana.
Ako ste zainteresovani za gore navedene poluprovodničke proizvode, slobodno nas kontaktirajte odmah.

Tel: +86-1891 1596 392
WhatsApp: 86-18069021720
E-pošta:yeah@china-vet.com