Διαδικασία BCD

Τι είναι η διαδικασία BCD;

Η διεργασία BCD είναι μια τεχνολογία ολοκληρωμένης διεργασίας ενός τσιπ που εισήχθη για πρώτη φορά από την ST το 1986. Αυτή η τεχνολογία μπορεί να κατασκευάσει διπολικές, CMOS και DMOS συσκευές στο ίδιο τσιπ. Η εμφάνισή της μειώνει σημαντικά την επιφάνεια του τσιπ.

Μπορεί να ειπωθεί ότι η διαδικασία BCD αξιοποιεί πλήρως τα πλεονεκτήματα της διπολικής ικανότητας οδήγησης, της υψηλής ολοκλήρωσης CMOS και της χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας, καθώς και της υψηλής τάσης και της υψηλής χωρητικότητας ροής ρεύματος DMOS. Μεταξύ αυτών, το DMOS είναι το κλειδί για τη βελτίωση της ισχύος και της ολοκλήρωσης. Με την περαιτέρω ανάπτυξη της τεχνολογίας ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, η διαδικασία BCD έχει γίνει η κύρια τεχνολογία κατασκευής των PMIC.

Διάγραμμα διατομής διεργασίας BCD, δίκτυο πηγής, ευχαριστώ

Πλεονεκτήματα της διαδικασίας BCD

Η διαδικασία BCD καθιστά τις διπολικές συσκευές, τις συσκευές CMOS και τις συσκευές DMOS να τροφοδοτούν ταυτόχρονα στο ίδιο τσιπ, ενσωματώνοντας την υψηλή ικανότητα διαγωγιμότητας και ισχυρής οδήγησης φορτίου των διπολικών συσκευών και την υψηλή ενσωμάτωση και χαμηλή κατανάλωση ενέργειας του CMOS, έτσι ώστε να μπορούν να αλληλοσυμπληρώνονται και να αξιοποιούν πλήρως τα αντίστοιχα πλεονεκτήματά τους. Ταυτόχρονα, το DMOS μπορεί να λειτουργήσει σε λειτουργία μεταγωγής με εξαιρετικά χαμηλή κατανάλωση ενέργειας. Με λίγα λόγια, η χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, η υψηλή ενεργειακή απόδοση και η υψηλή ενσωμάτωση είναι ένα από τα κύρια πλεονεκτήματα του BCD. Η διαδικασία BCD μπορεί να μειώσει σημαντικά την κατανάλωση ενέργειας, να βελτιώσει την απόδοση του συστήματος και να έχει καλύτερη αξιοπιστία. Οι λειτουργίες των ηλεκτρονικών προϊόντων αυξάνονται μέρα με τη μέρα και οι απαιτήσεις για αλλαγές τάσης, προστασία πυκνωτών και επέκταση διάρκειας ζωής μπαταρίας γίνονται ολοένα και πιο σημαντικές. Τα χαρακτηριστικά υψηλής ταχύτητας και εξοικονόμησης ενέργειας του BCD πληρούν τις απαιτήσεις της διαδικασίας για αναλογικά τσιπ/τσιπ διαχείρισης ενέργειας υψηλής απόδοσης.

Βασικές τεχνολογίες της διαδικασίας BCD

Τυπικές συσκευές της διεργασίας BCD περιλαμβάνουν CMOS χαμηλής τάσης, λυχνίες MOS υψηλής τάσης, LDMOS με διάφορες τάσεις διάσπασης, κάθετες διόδους NPN/PNP και Schottky, κ.λπ. Ορισμένες διεργασίες ενσωματώνουν επίσης συσκευές όπως JFET και EEPROM, με αποτέλεσμα μια μεγάλη ποικιλία συσκευών στη διεργασία BCD. Επομένως, εκτός από την εξέταση της συμβατότητας των συσκευών υψηλής τάσης και των συσκευών χαμηλής τάσης, των διεργασιών διπλού κλικ και των διεργασιών CMOS, κ.λπ. στο σχεδιασμό, πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη η κατάλληλη τεχνολογία απομόνωσης.

Στην τεχνολογία απομόνωσης BCD, πολλές τεχνολογίες όπως η απομόνωση των συνδέσεων, η αυτοαπομόνωση και η διηλεκτρική απομόνωση έχουν εμφανιστεί η μία μετά την άλλη. Η τεχνολογία απομόνωσης συνδέσεων είναι η κατασκευή της συσκευής στο επιταξιακό στρώμα τύπου Ν του υποστρώματος τύπου Ρ και η χρήση των χαρακτηριστικών αντίστροφης πόλωσης της σύνδεσης PN για την επίτευξη απομόνωσης, επειδή η σύνδεση PN έχει πολύ υψηλή αντίσταση υπό αντίστροφη πόλωση.

Η τεχνολογία αυτοαπομόνωσης είναι ουσιαστικά η απομόνωση της σύνδεσης PN, η οποία βασίζεται στα φυσικά χαρακτηριστικά της σύνδεσης PN μεταξύ των περιοχών πηγής και αποστράγγισης της συσκευής και του υποστρώματος για την επίτευξη απομόνωσης. Όταν ο σωλήνας MOS είναι ενεργοποιημένος, η περιοχή πηγής, η περιοχή αποστράγγισης και το κανάλι περιβάλλονται από την περιοχή εξάντλησης, σχηματίζοντας απομόνωση από το υπόστρωμα. Όταν είναι απενεργοποιημένος, η σύνδεση PN μεταξύ της περιοχής αποστράγγισης και του υποστρώματος είναι αντίστροφα πολωμένη και η υψηλή τάση της περιοχής πηγής απομονώνεται από την περιοχή εξάντλησης.

Η διηλεκτρική απομόνωση χρησιμοποιεί μονωτικά μέσα όπως το οξείδιο του πυριτίου για την επίτευξη απομόνωσης. Με βάση την διηλεκτρική απομόνωση και την απομόνωση των συνδέσεων, η ημι-διηλεκτρική απομόνωση έχει αναπτυχθεί συνδυάζοντας τα πλεονεκτήματα και των δύο. Υιοθετώντας επιλεκτικά την παραπάνω τεχνολογία απομόνωσης, μπορεί να επιτευχθεί συμβατότητα υψηλής και χαμηλής τάσης.

Κατεύθυνση ανάπτυξης της διαδικασίας BCD

Η ανάπτυξη της τεχνολογίας διεργασιών BCD δεν είναι όπως η τυπική διεργασία CMOS, η οποία ακολουθούσε πάντα τον νόμο του Moore για να αναπτυχθεί προς την κατεύθυνση του μικρότερου πλάτους γραμμής και της μεγαλύτερης ταχύτητας. Η διεργασία BCD διαφοροποιείται χονδρικά και αναπτύσσεται σε τρεις κατευθύνσεις: υψηλή τάση, υψηλή ισχύ και υψηλή πυκνότητα.

1. Κατεύθυνση BCD υψηλής τάσης

Το BCD υψηλής τάσης μπορεί να κατασκευάσει κυκλώματα ελέγχου χαμηλής τάσης υψηλής αξιοπιστίας και κυκλώματα DMOS εξαιρετικά υψηλής τάσης στο ίδιο τσιπ ταυτόχρονα και μπορεί να πραγματοποιήσει την παραγωγή συσκευών υψηλής τάσης 500-700V. Ωστόσο, γενικά, το BCD εξακολουθεί να είναι κατάλληλο για προϊόντα με σχετικά υψηλές απαιτήσεις για συσκευές ισχύος, ειδικά συσκευές BJT ή DMOS υψηλού ρεύματος, και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο ισχύος σε ηλεκτρονικό φωτισμό και βιομηχανικές εφαρμογές.

Η τρέχουσα τεχνολογία για την κατασκευή BCD υψηλής τάσης είναι η τεχνολογία RESURF που προτάθηκε από τους Appel et al. το 1979. Η συσκευή κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας ένα ελαφρώς ντοπαρισμένο επιταξιακό στρώμα για να κάνει την κατανομή του ηλεκτρικού πεδίου της επιφάνειας πιο επίπεδη, βελτιώνοντας έτσι τα χαρακτηριστικά διάσπασης της επιφάνειας, έτσι ώστε η διάσπαση να συμβαίνει στο σώμα αντί για την επιφάνεια, αυξάνοντας έτσι την τάση διάσπασης της συσκευής. Η ελαφριά πρόσμιξη είναι μια άλλη μέθοδος για την αύξηση της τάσης διάσπασης του BCD. Χρησιμοποιεί κυρίως διπλή διάχυτη αποστράγγιση DDD (διπλή αποστράγγιση πρόσμιξης) και ελαφρώς ντοπαρισμένη αποστράγγιση LDD (ελαφρώς προσμειωμένη αποστράγγιση). Στην περιοχή αποστράγγισης DMOS, προστίθεται μια περιοχή ολίσθησης τύπου Ν για να αλλάξει την αρχική επαφή μεταξύ της αποστράγγισης N+ και του υποστρώματος τύπου Ρ σε επαφή μεταξύ της αποστράγγισης N και του υποστρώματος τύπου Ρ, αυξάνοντας έτσι την τάση διάσπασης.

2. Κατεύθυνση BCD υψηλής ισχύος

Το εύρος τάσης του BCD υψηλής ισχύος είναι 40-90V και χρησιμοποιείται κυρίως σε ηλεκτρονικά αυτοκινήτων που απαιτούν υψηλή ικανότητα οδήγησης ρεύματος, μέση τάση και απλά κυκλώματα ελέγχου. Τα χαρακτηριστικά ζήτησης είναι η υψηλή ικανότητα οδήγησης ρεύματος, η μέση τάση και το κύκλωμα ελέγχου είναι συχνά σχετικά απλό.

3. Κατεύθυνση BCD υψηλής πυκνότητας

Το BCD υψηλής πυκνότητας, το εύρος τάσης είναι 5-50V, και ορισμένα ηλεκτρονικά αυτοκινήτων φτάνουν τα 70V. Όλο και πιο σύνθετες και ποικίλες λειτουργίες μπορούν να ενσωματωθούν στο ίδιο τσιπ. Το BCD υψηλής πυκνότητας υιοθετεί ορισμένες ιδέες αρθρωτού σχεδιασμού για να επιτύχει διαφοροποίηση προϊόντων, που χρησιμοποιούνται κυρίως σε εφαρμογές ηλεκτρονικών αυτοκινήτων.

Κύριες εφαρμογές της διαδικασίας BCD

Η διαδικασία BCD χρησιμοποιείται ευρέως στη διαχείριση ενέργειας (έλεγχος ισχύος και μπαταρίας), στην κίνηση οθονών, στα ηλεκτρονικά αυτοκινήτων, στον βιομηχανικό έλεγχο κ.λπ. Το τσιπ διαχείρισης ενέργειας (PMIC) είναι ένας από τους σημαντικούς τύπους αναλογικών τσιπ. Ο συνδυασμός της διαδικασίας BCD και της τεχνολογίας SOI είναι επίσης ένα σημαντικό χαρακτηριστικό της ανάπτυξης της διαδικασίας BCD.

Η VET-China μπορεί να παρέχει εξαρτήματα από γραφίτη, μαλακό άκαμπτο τσόχα, εξαρτήματα από καρβίδιο του πυριτίου, εξαρτήματα από καρβίδιο του πυριτίου CVD και εξαρτήματα με επικάλυψη sic/Tac εντός 30 ημερών.
Εάν ενδιαφέρεστε για τα παραπάνω προϊόντα ημιαγωγών, μη διστάσετε να επικοινωνήσετε μαζί μας την πρώτη φορά.

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