BCD-processen

Hvad er BCD-processen?

BCD-processen er en integreret procesteknologi med én chip, der først blev introduceret af ST i 1986. Denne teknologi kan fremstille bipolære, CMOS- og DMOS-enheder på den samme chip. Dens udseende reducerer chippens areal betydeligt.

Det kan siges, at BCD-processen fuldt ud udnytter fordelene ved bipolar drivkapacitet, CMOS høj integration og lavt strømforbrug samt DMOS høj spænding og høj strømkapacitet. Blandt disse er DMOS nøglen til at forbedre effekt og integration. Med den videre udvikling af integreret kredsløbsteknologi er BCD-processen blevet mainstream-produktionsteknologien for PMIC.

BCD-proces tværsnitsdiagram, kildenetværk, tak

Fordele ved BCD-processen

BCD-processen fremstiller bipolære enheder, CMOS-enheder og DMOS-strømforsyningsenheder på den samme chip på samme tid. Den integrerer den høje transkonduktans og stærke belastningsstyringskapacitet fra bipolære enheder med CMOS' høje integration og lave strømforbrug, så de kan supplere hinanden og udnytte deres respektive fordele fuldt ud. Samtidig kan DMOS fungere i switching-tilstand med ekstremt lavt strømforbrug. Kort sagt er lavt strømforbrug, høj energieffektivitet og høj integration en af ​​de vigtigste fordele ved BCD. BCD-processen kan reducere strømforbruget betydeligt, forbedre systemets ydeevne og have bedre pålidelighed. Funktionerne i elektroniske produkter stiger dag for dag, og kravene til spændingsændringer, kondensatorbeskyttelse og forlængelse af batterilevetiden bliver stadig vigtigere. BCD's højhastigheds- og energibesparende egenskaber opfylder proceskravene til højtydende analoge/strømstyringschips.

Nøgleteknologier i BCD-processen

Typiske komponenter i BCD-processen omfatter lavspændings-CMOS, højspændings-MOS-rør, LDMOS med forskellige gennembrudsspændinger, vertikale NPN/PNP- og Schottky-dioder osv. Nogle processer integrerer også komponenter som JFET og EEPROM, hvilket resulterer i en stor variation af komponenter i BCD-processen. Derfor skal der, udover at overveje kompatibiliteten mellem højspændingskomponenter og lavspændingskomponenter, dobbeltklikprocesser og CMOS-processer osv. i designet, også tages hensyn til passende isolationsteknologi.

Inden for BCD-isoleringsteknologi er mange teknologier, såsom forbindelsesisolering, selvisolering og dielektrisk isolering, dukket op efter hinanden. Forbindelsesisoleringsteknologi går ud på at placere enheden på det epitaksiale N-type lag af P-type substratet og bruge PN-forbindelsens omvendte bias-karakteristika til at opnå isolering, fordi PN-forbindelsen har en meget høj modstand under omvendt bias.

Selvisolationsteknologi er i bund og grund PN-forbindelsesisolering, som er afhængig af de naturlige PN-forbindelseskarakteristika mellem enhedens kilde- og drainområder og substratet for at opnå isolation. Når MOS-røret er tændt, er kildeområdet, drainområdet og kanalen omgivet af udtømningsområdet, hvilket danner isolation fra substratet. Når den er slukket, er PN-forbindelsen mellem drainområdet og substratet omvendt forspændt, og kildeområdets højspænding isoleres af udtømningsområdet.

Dielektrisk isolation bruger isolerende medier såsom siliciumoxid til at opnå isolation. Baseret på dielektrisk isolation og junction-isolation er kvasi-dielektrisk isolation blevet udviklet ved at kombinere fordelene ved begge. Ved selektivt at anvende ovenstående isolationsteknologi kan højspændings- og lavspændingskompatibilitet opnås.

Udviklingsretning for BCD-processen

Udviklingen af ​​BCD-procesteknologi er ikke som standard CMOS-processen, som altid har fulgt Moores lov og udviklet sig i retning af mindre linjebredde og hurtigere hastighed. BCD-processen er groft differentieret og udviklet i tre retninger: højspænding, høj effekt og høj tæthed.

1. Højspændings-BCD-retning

Højspændings-BCD kan fremstille højpålidelige lavspændingsstyringskredsløb og ultrahøjspændings-DMOS-niveaukredsløb på den samme chip på samme tid og kan realisere produktionen af ​​500-700V højspændingsenheder. Generelt er BCD dog stadig egnet til produkter med relativt høje krav til strømforsyningsenheder, især BJT- eller højstrøms-DMOS-enheder, og kan bruges til strømstyring i elektronisk belysning og industrielle applikationer.

Den nuværende teknologi til fremstilling af højspændings-BCD er RESURF-teknologien, som blev foreslået af Appel et al. i 1979. Enheden er fremstillet ved hjælp af et let doteret epitaksialt lag for at gøre overfladens elektriske feltfordeling fladere, hvorved overfladens gennembrudsegenskaber forbedres, så gennembruddet sker i kroppen i stedet for overfladen, hvorved enhedens gennembrudsspænding øges. Let doping er en anden metode til at øge gennembrudsspændingen for BCD. Den bruger hovedsageligt dobbelt diffust drain DDD (double Doping Drain) og let doteret drain LDD (lightly Doping Drain). I DMOS-drainområdet tilføjes et N-type driftområde for at ændre den oprindelige kontakt mellem N+ drain og P-type substratet til kontakten mellem N- drain og P-type substratet, hvorved gennembrudsspændingen øges.

2. Højeffekt BCD-retning

Spændingsområdet for højeffekt-BCD er 40-90V, og den anvendes hovedsageligt i bilelektronik, der kræver høj strømdrift, mellemspænding og simple styrekredsløb. Dens behovskarakteristika er høj strømdrift, mellemspænding, og styrekredsløbet er ofte relativt simpelt.

3. BCD-retning med høj densitet

Højdensitets-BCD'er, spændingsområdet er 5-50V, og noget bilelektronik når op på 70V. Flere og flere komplekse og forskelligartede funktioner kan integreres på den samme chip. Højdensitets-BCD'er anvender nogle modulære designideer for at opnå produktdiversificering, primært anvendt i bilelektronikapplikationer.

De vigtigste anvendelser af BCD-processen

BCD-processen anvendes i vid udstrækning inden for strømstyring (strøm- og batteristyring), displaydrev, bilelektronik, industriel styring osv. Strømstyringschippen (PMIC) er en af ​​de vigtige typer analoge chips. Kombinationen af ​​BCD-processen og SOI-teknologi er også et vigtigt træk ved udviklingen af ​​BCD-processen.

VET-China kan levere grafitdele, blød, stiv filt, siliciumcarbiddele, CVD-siliciumcarbiddele og SIC/TAC-belagte dele på 30 dage.
Hvis du er interesseret i ovenstående halvlederprodukter, er du velkommen til at kontakte os første gang.

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