Co je proces BCD?
Proces BCD je jednočipová integrovaná procesní technologie, kterou poprvé představila společnost ST v roce 1986. Tato technologie umožňuje vytvářet bipolární, CMOS a DMOS součástky na stejném čipu. Její provedení výrazně zmenšuje plochu čipu.
Lze říci, že proces BCD plně využívá výhod bipolárního řízení, vysoké integrace a nízké spotřeby energie CMOS a vysokého napětí a vysoké proudové kapacity DMOS. Mezi nimi je DMOS klíčem ke zlepšení výkonu a integrace. S dalším rozvojem technologie integrovaných obvodů se proces BCD stal hlavní výrobní technologií PMIC.
Průřezový diagram procesu BCD, zdrojová síť, děkuji
Výhody procesu BCD
Proces BCD umožňuje současně vytvářet bipolární součástky, CMOS součástky a výkonové součástky DMOS na stejném čipu, který kombinuje vysokou transkonduktanci a schopnost silného řízení zátěže bipolárních součástek s vysokou integrací a nízkou spotřebou energie CMOS, takže se mohou vzájemně doplňovat a plně využívat své výhody. Zároveň může DMOS pracovat v režimu přepínání s extrémně nízkou spotřebou energie. Stručně řečeno, nízká spotřeba energie, vysoká energetická účinnost a vysoká integrace jsou jednou z hlavních výhod BCD. Proces BCD může výrazně snížit spotřebu energie, zlepšit výkon systému a dosáhnout vyšší spolehlivosti. Funkce elektronických výrobků se den ode dne zvyšují a požadavky na změny napětí, ochranu kondenzátorů a prodloužení životnosti baterie jsou stále důležitější. Vysokorychlostní a energeticky úsporné vlastnosti BCD splňují procesní požadavky na vysoce výkonné analogové/spotřebičové čipy.
Klíčové technologie procesu BCD
Mezi typické součástky BCD procesu patří nízkonapěťové CMOS tranzistory, vysokonapěťové MOS trubice, LDMOS tranzistory s různým průrazným napětím, vertikální NPN/PNP a Schottkyho diody atd. Některé procesy také integrují součástky jako JFET a EEPROM, což vede k velké rozmanitosti součástek v BCD procesu. Proto je kromě zvážení kompatibility vysokonapěťových a nízkonapěťových součástek, procesů Double-Click a CMOS procesů atd. při návrhu nutné zvážit také vhodnou izolační technologii.
V technologii izolace BCD se postupně objevilo mnoho technologií, jako je izolace přechodů, samoizolace a dielektrická izolace. Technologie izolace přechodů spočívá ve vytvoření součástky na epitaxní vrstvě typu N substrátu typu P a využití charakteristik zpětného předpětí PN přechodu k dosažení izolace, protože PN přechod má při zpětném předpětí velmi vysoký odpor.
Technologie samoizolace je v podstatě izolace PN přechodu, která se spoléhá na přirozené charakteristiky PN přechodu mezi zdrojovou a odtokovou oblastí součástky a substrátem k dosažení izolace. Když je MOS trubice zapnuta, zdrojová oblast, odtoková oblast a kanál jsou obklopeny oblastí vyčerpání, čímž vzniká izolace od substrátu. Když je vypnuta, PN přechod mezi oblastí odtoku a substrátem je obráceně polarizován a vysoké napětí zdrojové oblasti je izolováno oblastí vyčerpání.
Dielektrická izolace využívá k dosažení izolace izolační média, jako je oxid křemičitý. Na základě dielektrické izolace a izolace spojů byla vyvinuta kvazi-dielektrická izolace, která kombinuje výhody obou. Selektivním použitím výše uvedené izolační technologie lze dosáhnout kompatibility s vysokým a nízkým napětím.
Směr vývoje procesu BCD
Vývoj technologie BCD procesů se liší od standardního CMOS procesu, který se vždy řídil Moorovým zákonem a vyvíjel se směrem k menší šířce čar a vyšší rychlosti. Proces BCD je zhruba rozlišen a vyvíjen ve třech směrech: vysoké napětí, vysoký výkon a vysoká hustota.
1. Směr vysokonapěťového BCD
Vysokonapěťový BCD dokáže na stejném čipu současně vyrábět vysoce spolehlivé nízkonapěťové řídicí obvody a ultravysokonapěťové DMOS obvody a realizovat výrobu vysokonapěťových zařízení 500-700 V. Obecně je však BCD stále vhodný pro produkty s relativně vysokými požadavky na výkonová zařízení, zejména BJT nebo vysokonapěťové DMOS zařízení, a lze jej použít pro řízení výkonu v elektronickém osvětlení a průmyslových aplikacích.
Současnou technologií pro výrobu vysokonapěťových BCD je technologie RESURF navržená Appelem a kol. v roce 1979. Zařízení je vyrobeno s použitím lehce dopované epitaxní vrstvy, která zplošťuje rozložení elektrického pole na povrchu a tím zlepšuje průrazné charakteristiky povrchu, takže k průrazu dochází v tělese, nikoli na povrchu, čímž se zvyšuje průrazné napětí zařízení. Lehké dopování je další metodou pro zvýšení průrazného napětí BCD. Používá se hlavně dvojitě difuzní dren DDD (dvojitě dopovaný dren) a lehce dopovaný dren LDD (lehce dopovaný dren). V oblasti drenů DMOS je přidána driftová oblast typu N, která mění původní kontakt mezi drenem N+ a substrátem typu P na kontakt mezi drenem N- a substrátem typu P, čímž se zvyšuje průrazné napětí.
2. Směr BCD s vysokým výkonem
Rozsah napětí vysoce výkonného BCD je 40-90 V a používá se hlavně v automobilové elektronice, která vyžaduje schopnost řízení vysokým proudem, střední napětí a jednoduché řídicí obvody. Jeho požadavky na řízení jsou schopnost řízení vysokým proudem, střední napětí a řídicí obvod je často relativně jednoduchý.
3. Směr BCD s vysokou hustotou
Vysokohustotní BCD, rozsah napětí je 5-50V a některá automobilová elektronika dosáhne 70V. Na stejném čipu lze integrovat stále více složitých a rozmanitých funkcí. Vysokohustotní BCD využívá některé modulární konstrukční myšlenky k dosažení diverzifikace produktů, používané hlavně v automobilové elektronice.
Hlavní aplikace procesu BCD
Proces BCD se široce používá v oblasti správy napájení (řízení napájení a baterií), zobrazovacích jednotek, automobilové elektroniky, průmyslového řízení atd. Čip pro správu napájení (PMIC) je jedním z důležitých typů analogových čipů. Kombinace procesu BCD a technologie SOI je také hlavním rysem vývoje procesu BCD.
Společnost VET-China může dodat grafitové díly, měkkotuhou plsť, díly z karbidu křemíku, díly z karbidu křemíku CVD a díly s povlakem sic/tac do 30 dnů.
Pokud máte zájem o výše uvedené polovodičové produkty, neváhejte nás kontaktovat hned napoprvé.
Tel.: +86-1891 1596 392
WhatsApp: 86-18069021720
E-mail:yeah@china-vet.com
Čas zveřejnění: 18. září 2024