Prucessu BCD

Chì ghjè u prucessu BCD?

U prucessu BCD hè una tecnulugia di prucessu integratu à chip unicu introdutta per a prima volta da ST in u 1986. Sta tecnulugia pò fà dispositivi bipolari, CMOS è DMOS nantu à u listessu chip. U so aspettu riduce assai l'area di u chip.

Si pò dì chì u prucessu BCD utilizza pienamente i vantaghji di a capacità di guida bipolare, l'alta integrazione CMOS è u bassu cunsumu energeticu, è l'alta tensione DMOS è a capacità di flussu di corrente elevata. Frà questi, DMOS hè a chjave per migliurà a putenza è l'integrazione. Cù l'ulteriore sviluppu di a tecnulugia di circuiti integrati, u prucessu BCD hè diventatu a tecnulugia di fabricazione principale di PMIC.

Diagramma trasversale di u prucessu BCD, rete di fonte, grazie

Vantaghji di u prucessu BCD

U prucessu BCD face chì i dispusitivi bipolari, i dispusitivi CMOS è i dispusitivi di putenza DMOS sianu nantu à u listessu chip à u listessu tempu, integrandu l'alta transconduttanza è a forte capacità di guida di carica di i dispusitivi bipolari è l'alta integrazione è u bassu cunsumu energeticu di CMOS, in modu chì possinu cumplementassi l'uni à l'altri è dà pienu ghjocu à i so rispettivi vantaghji; à u listessu tempu, DMOS pò travaglià in modu di cummutazione cù un cunsumu energeticu estremamente bassu. In breve, u bassu cunsumu energeticu, l'alta efficienza energetica è l'alta integrazione sò unu di i principali vantaghji di BCD. U prucessu BCD pò riduce significativamente u cunsumu energeticu, migliurà e prestazioni di u sistema è avè una migliore affidabilità. E funzioni di i prudutti elettronichi aumentanu ghjornu dopu ghjornu, è i requisiti per i cambiamenti di tensione, a prutezzione di i condensatori è l'estensione di a durata di a batteria diventanu sempre più impurtanti. E caratteristiche d'alta velocità è di risparmiu energeticu di BCD rispondenu à i requisiti di prucessu per i chip di gestione analogica / di putenza d'alte prestazioni.

Tecnulugie chjave di u prucessu BCD

I dispusitivi tipici di u prucessu BCD includenu CMOS à bassa tensione, tubi MOS à alta tensione, LDMOS cù diverse tensioni di rottura, diodi NPN/PNP verticali è Schottky, ecc. Certi prucessi integranu ancu dispusitivi cum'è JFET è EEPROM, risultendu in una grande varietà di dispusitivi in ​​u prucessu BCD. Dunque, in più di cunsiderà a cumpatibilità di i dispusitivi à alta tensione è i dispusitivi à bassa tensione, i prucessi à doppiu clic è i prucessi CMOS, ecc. in a cuncepzione, deve ancu esse cunsiderata una tecnulugia d'isolamentu adatta.

In a tecnulugia d'isolamentu BCD, parechje tecnulugie cum'è l'isolamentu di giunzioni, l'autoisolamentu è l'isolamentu dielettricu sò emerse una dopu l'altra. A tecnulugia d'isolamentu di giunzioni hè di fà u dispusitivu nantu à u stratu epitassiale di tipu N di u substratu di tipu P è aduprà e caratteristiche di polarizazione inversa di a giunzione PN per ottene l'isolamentu, perchè a giunzione PN hà una resistenza assai alta sottu polarizazione inversa.

A tecnulugia d'autoisolamentu hè essenzialmente l'isolamentu di a giunzione PN, chì si basa nantu à e caratteristiche naturali di a giunzione PN trà e regioni di fonte è di drenaggiu di u dispusitivu è di u substratu per ottene l'isolamentu. Quandu u tubu MOS hè acceso, a regione di fonte, a regione di drenaggiu è u canale sò circundati da a regione di deplezione, furmendu l'isolamentu da u substratu. Quandu hè spento, a giunzione PN trà a regione di drenaggiu è u substratu hè polarizzata inversamente, è l'alta tensione di a regione di fonte hè isolata da a regione di deplezione.

L'isolamentu dielettricu usa mezi isolanti cum'è l'ossidu di siliciu per ottene l'isolamentu. Basatu annantu à l'isolamentu dielettricu è l'isolamentu di giunzione, l'isolamentu quasi-dielettricu hè statu sviluppatu cumbinendu i vantaghji di tramindui. Aduttendu selettivamente a tecnulugia d'isolamentu sopra, si pò ottene a compatibilità à alta tensione è bassa tensione.

Direzzione di sviluppu di u prucessu BCD

U sviluppu di a tecnulugia di u prucessu BCD ùn hè micca cum'è u prucessu CMOS standard, chì hà sempre seguitu a lege di Moore per sviluppassi in a direzzione di una larghezza di linea più chjuca è una velocità più rapida. U prucessu BCD hè grossamente differenziatu è sviluppatu in trè direzzione: alta tensione, alta putenza è alta densità.

1. Direzzione BCD d'alta tensione

U BCD d'alta tensione pò fabricà circuiti di cuntrollu di bassa tensione d'alta affidabilità è circuiti di livellu DMOS d'ultra alta tensione nantu à u listessu chip à u listessu tempu, è pò realizà a pruduzzione di dispositivi d'alta tensione 500-700V. Tuttavia, in generale, u BCD hè sempre adattatu per i prudutti cù esigenze relativamente elevate per i dispositivi di putenza, in particulare i dispositivi BJT o DMOS d'alta corrente, è pò esse adupratu per u cuntrollu di putenza in l'illuminazione elettronica è l'applicazioni industriali.

A tecnulugia attuale per a fabricazione di BCD à alta tensione hè a tecnulugia RESURF pruposta da Appel et al. in u 1979. U dispusitivu hè fattu aduprendu un stratu epitaxiale ligeramente drogatu per fà a distribuzione di u campu elettricu di a superficia più piatta, migliurendu cusì e caratteristiche di rottura di a superficia, in modu chì a rottura si faci in u corpu invece di a superficia, aumentendu cusì a tensione di rottura di u dispusitivu. U doping ligeru hè un altru metudu per aumentà a tensione di rottura di BCD. Utilizza principalmente un drenaggiu diffusu doppiu DDD (double Doping Drain) è un drenaggiu ligeramente drogatu LDD (lightly Doping Drain). In a regione di drenaggiu DMOS, una regione di deriva di tipu N hè aghjunta per cambià u cuntattu originale trà u drenaggiu N+ è u substratu di tipu P à u cuntattu trà u drenaggiu N- è u substratu di tipu P, aumentendu cusì a tensione di rottura.

2. Direzzione BCD d'alta putenza

A gamma di tensione di u BCD d'alta putenza hè 40-90V, è hè principalmente aduprata in l'elettronica automobilistica chì richiede una capacità di guida à alta corrente, media tensione è circuiti di cuntrollu simplici. E so caratteristiche di dumanda sò a capacità di guida à alta corrente, a media tensione, è u circuitu di cuntrollu hè spessu relativamente simplice.

3. Direzzione BCD d'alta densità

BCD à alta densità, a gamma di tensione hè 5-50V, è certi elettronichi automobilistici ghjunghjenu à 70V. Funzioni sempre più cumplesse è diverse ponu esse integrate nantu à u listessu chip. U BCD à alta densità adotta alcune idee di cuncepimentu mudulare per ottene a diversificazione di i prudutti, principalmente aduprate in applicazioni elettroniche automobilistiche.

Principali applicazioni di u prucessu BCD

U prucessu BCD hè largamente utilizatu in a gestione di l'energia (cuntrollu di l'energia è di a batteria), l'unità di visualizazione, l'elettronica automobilistica, u cuntrollu industriale, ecc. U chip di gestione di l'energia (PMIC) hè unu di i tipi impurtanti di chip analogichi. A cumbinazione di u prucessu BCD è di a tecnulugia SOI hè ancu una caratteristica maiò di u sviluppu di u prucessu BCD.

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