Procés BCD

Què és el procés BCD?

El procés BCD és una tecnologia de procés integrat d'un sol xip introduïda per primera vegada per ST el 1986. Aquesta tecnologia pot crear dispositius bipolars, CMOS i DMOS en el mateix xip. La seva aparença redueix considerablement l'àrea del xip.

Es pot dir que el procés BCD aprofita plenament els avantatges de la capacitat de conducció bipolar, l'alta integració i el baix consum d'energia del CMOS, i l'alta tensió i la capacitat de flux de corrent elevats del DMOS. Entre ells, el DMOS és la clau per millorar la potència i la integració. Amb el desenvolupament posterior de la tecnologia de circuits integrats, el procés BCD s'ha convertit en la tecnologia de fabricació principal dels PMIC.

Diagrama transversal del procés BCD, xarxa d'origen, gràcies

Avantatges del procés BCD

El procés BCD fa que els dispositius bipolars, els dispositius CMOS i els dispositius d'alimentació DMOS es trobin al mateix xip alhora, integrant l'alta transconductància i la forta capacitat de càrrega dels dispositius bipolars i l'alta integració i el baix consum d'energia del CMOS, de manera que es puguin complementar entre si i aprofitar al màxim els seus respectius avantatges; al mateix temps, el DMOS pot funcionar en mode de commutació amb un consum d'energia extremadament baix. En resum, el baix consum d'energia, l'alta eficiència energètica i l'alta integració són un dels principals avantatges del BCD. El procés BCD pot reduir significativament el consum d'energia, millorar el rendiment del sistema i tenir una millor fiabilitat. Les funcions dels productes electrònics augmenten dia a dia, i els requisits de canvis de voltatge, protecció de condensadors i extensió de la vida útil de la bateria són cada cop més importants. Les característiques d'alta velocitat i estalvi d'energia del BCD compleixen els requisits del procés per als xips de gestió d'energia/analògics d'alt rendiment.

Tecnologies clau del procés BCD

Els dispositius típics del procés BCD inclouen CMOS de baixa tensió, tubs MOS d'alta tensió, LDMOS amb diverses tensions de ruptura, díodes NPN/PNP i Schottky verticals, etc. Alguns processos també integren dispositius com ara JFET i EEPROM, donant lloc a una gran varietat de dispositius en el procés BCD. Per tant, a més de tenir en compte la compatibilitat dels dispositius d'alta tensió i els dispositius de baixa tensió, els processos de doble clic i els processos CMOS, etc. en el disseny, també s'ha de tenir en compte la tecnologia d'aïllament adequada.

En la tecnologia d'aïllament BCD, han sorgit una rere l'altra moltes tecnologies com l'aïllament de juncions, l'autoaïllament i l'aïllament dielèctric. La tecnologia d'aïllament de juncions consisteix a fer que el dispositiu estigui a la capa epitaxial de tipus N del substrat de tipus P i utilitzar les característiques de polarització inversa de la junció PN per aconseguir l'aïllament, ja que la junció PN té una resistència molt alta sota polarització inversa.

La tecnologia d'autoaïllament és essencialment l'aïllament de la unió PN, que es basa en les característiques naturals de la unió PN entre les regions de la font i el drenatge del dispositiu i el substrat per aconseguir l'aïllament. Quan el tub MOS està encès, la regió de la font, la regió del drenatge i el canal estan envoltats per la regió d'esgotament, formant un aïllament del substrat. Quan està apagat, la unió PN entre la regió del drenatge i el substrat està polaritzada inversament i l'alt voltatge de la regió de la font està aïllat per la regió d'esgotament.

L'aïllament dielèctric utilitza medis aïllants com l'òxid de silici per aconseguir l'aïllament. Basant-se en l'aïllament dielèctric i l'aïllament de les unions, s'ha desenvolupat un aïllament quasidielèctric combinant els avantatges de tots dos. Mitjançant l'adopció selectiva de la tecnologia d'aïllament anterior, es pot aconseguir compatibilitat d'alt i baix voltatge.

Direcció de desenvolupament del procés BCD

El desenvolupament de la tecnologia del procés BCD no és com el procés CMOS estàndard, que sempre ha seguit la llei de Moore per desenvolupar-se en la direcció d'una amplada de línia més petita i una velocitat més ràpida. El procés BCD es diferencia aproximadament i es desenvolupa en tres direccions: alt voltatge, alta potència i alta densitat.

1. Direcció BCD d'alta tensió

El BCD d'alt voltatge pot fabricar circuits de control de baixa tensió d'alta fiabilitat i circuits de nivell DMOS d'ultra alt voltatge al mateix xip al mateix temps, i pot realitzar la producció de dispositius d'alt voltatge de 500-700 V. Tanmateix, en general, el BCD encara és adequat per a productes amb requisits relativament alts per a dispositius d'alimentació, especialment dispositius BJT o DMOS d'alt corrent, i es pot utilitzar per al control de potència en il·luminació electrònica i aplicacions industrials.

La tecnologia actual per a la fabricació de BCD d'alt voltatge és la tecnologia RESURF proposada per Appel et al. el 1979. El dispositiu es fabrica utilitzant una capa epitaxial lleugerament dopada per fer que la distribució del camp elèctric de la superfície sigui més plana, millorant així les característiques de ruptura de la superfície, de manera que la ruptura es produeixi al cos en lloc de a la superfície, augmentant així la tensió de ruptura del dispositiu. El dopatge lleuger és un altre mètode per augmentar la tensió de ruptura del BCD. Utilitza principalment un dren difús doble DDD (double Doping Drain) i un dren lleugerament dopat LDD (lightly Doping Drain). A la regió del dren DMOS, s'afegeix una regió de deriva de tipus N per canviar el contacte original entre el dren N+ i el substrat de tipus P al contacte entre el dren N- i el substrat de tipus P, augmentant així la tensió de ruptura.

2. Direcció BCD d'alta potència

El rang de voltatge del BCD d'alta potència és de 40-90V, i s'utilitza principalment en electrònica d'automoció que requereix una capacitat de conducció d'alta intensitat, mitja tensió i circuits de control simples. Les seves característiques de demanda són la capacitat de conducció d'alta intensitat, la mitjana tensió i el circuit de control sovint és relativament simple.

3. Direcció BCD d'alta densitat

BCD d'alta densitat, el rang de voltatge és de 5-50V, i alguns components electrònics d'automoció arribaran als 70V. Es poden integrar funcions cada cop més complexes i diverses en el mateix xip. El BCD d'alta densitat adopta algunes idees de disseny modular per aconseguir la diversificació de productes, i s'utilitza principalment en aplicacions d'electrònica d'automoció.

Principals aplicacions del procés BCD

El procés BCD s'utilitza àmpliament en la gestió d'energia (control d'energia i bateria), unitats de visualització, electrònica d'automoció, control industrial, etc. El xip de gestió d'energia (PMIC) és un dels tipus importants de xips analògics. La combinació del procés BCD i la tecnologia SOI també és una característica important del desenvolupament del procés BCD.

VET-China pot subministrar peces de grafit, feltre rígid suau, peces de carbur de silici, peces de carbur de silici CvD i peces recobertes de sic/Tac en 30 dies.
Si esteu interessats en els productes semiconductors esmentats anteriorment, no dubteu a contactar amb nosaltres la primera vegada.

Telèfon: +86-1891 1596 392
WhatsApp: 86-18069021720
Correu electrònic:yeah@china-vet.com