BCD-protsess

Mis on BCD protsess?

BCD-protsess on ühekiibiline integreeritud protsessitehnoloogia, mille ST esmakordselt 1986. aastal kasutusele võttis. See tehnoloogia võimaldab samal kiibil luua bipolaarseid, CMOS- ja DMOS-seadmeid. Selle välimus vähendab oluliselt kiibi pindala.

Võib öelda, et BCD-protsess kasutab täielikult ära bipolaarse juhtimise võimekuse, CMOS-i kõrge integreerituse ja väikese energiatarbimise ning DMOS-i kõrge pinge ja suure voolutugevuse eeliseid. Nende hulgas on DMOS-il võti võimsuse ja integreerituse parandamisel. Integraallülituste tehnoloogia edasise arenguga on BCD-protsessist saanud PMIC-i peamine tootmistehnoloogia.

BCD protsessi ristlõikediagramm, allikavõrk, aitäh

BCD-protsessi eelised

BCD-protsess võimaldab samal kiibil samaaegselt luua bipolaarseid seadmeid, CMOS-seadmeid ja DMOS-toiteseadmeid, integreerides bipolaarsete seadmete kõrge läbilaskevõime ja tugeva koormuse juhtimise võime ning CMOS-i kõrge integreerituse ja madala energiatarbimise, et need saaksid üksteist täiendada ja oma vastavaid eeliseid täielikult ära kasutada; samal ajal saab DMOS töötada lülitusrežiimis äärmiselt madala energiatarbimisega. Lühidalt öeldes on madal energiatarve, kõrge energiatõhusus ja kõrge integreeritus BCD ühed peamised eelised. BCD-protsess aitab oluliselt vähendada energiatarbimist, parandada süsteemi jõudlust ja tagada suurema töökindluse. Elektroonikatoodete funktsioonid suurenevad iga päevaga ning pinge muutuste, kondensaatori kaitse ja aku tööea pikendamise nõuded muutuvad üha olulisemaks. BCD kiired ja energiasäästlikud omadused vastavad suure jõudlusega analoog-/toitehalduskiipide protsessinõuetele.

BCD protsessi põhitehnoloogiad

BCD-protsessi tüüpiliste seadmete hulka kuuluvad madalpinge CMOS-transistorid, kõrgepinge MOS-lambid, erineva läbilöögipingega LDMOS-transistorid, vertikaalsed NPN/PNP ja Schottky dioodid jne. Mõned protsessid integreerivad ka selliseid seadmeid nagu JFET ja EEPROM, mille tulemuseks on BCD-protsessis lai valik seadmeid. Seetõttu tuleb lisaks kõrgepinge- ja madalpingeseadmete, topeltklõpsuprotsesside ja CMOS-protsesside jms ühilduvuse arvestamisele disainis arvestada ka sobiva isolatsioonitehnoloogiaga.

BCD isolatsioonitehnoloogias on üksteise järel tekkinud palju tehnoloogiaid, näiteks üleminekute isolatsioon, iseisolatsioon ja dielektriline isolatsioon. Üleminekute isolatsioonitehnoloogia seisneb seadme valmistamises P-tüüpi aluspinna N-tüüpi epitaksiaalkihile ja PN-siirde pöördpinge omaduste kasutamises isolatsiooni saavutamiseks, kuna PN-siirdel on pöördpinge all väga suur takistus.

Eneseisolatsiooni tehnoloogia on sisuliselt PN-siirde isolatsioon, mis tugineb seadme lätte ja äravoolu piirkondade ning aluspinna vaheliste loomulike PN-siirde omaduste kasutamisele isolatsiooni saavutamiseks. Kui MOS-toru on sisse lülitatud, ümbritseb lätte piirkond, äravoolu piirkond ja kanal tühjenemispiirkonda, moodustades isolatsiooni aluspinnast. Kui see on välja lülitatud, on äravoolu piirkonna ja aluspinna vaheline PN-siirde vastupingestatud ning lätte piirkonna kõrgepinge isoleerib tühjenemispiirkond.

Dielektrilise isolatsiooni saavutamiseks kasutatakse isoleerivat keskkonda, näiteks ränioksiidi. Dielektrilise isolatsiooni ja ühenduskohtade isolatsiooni põhjal on välja töötatud kvaasidielektriline isolatsioon, mis ühendab mõlema eelised. Ülaltoodud isolatsioonitehnoloogia valikulise rakendamisega on võimalik saavutada kõrgepinge ja madalpinge ühilduvus.

BCD protsessi arengusuund

BCD-protsessi tehnoloogia areng ei sarnane standardse CMOS-protsessi arenguga, mis on alati järginud Moore'i seadust, arenedes väiksema joone laiuse ja kiirema kiiruse suunas. BCD-protsess jaguneb laias laastus kolmeks: kõrgepinge, suur võimsus ja suur tihedus.

1. Kõrgepinge BCD suund

Kõrgepinge BCD võimaldab samal kiibil samaaegselt toota nii kõrge töökindlusega madalpinge juhtimisahelaid kui ka ülikõrgepinge DMOS-taseme ahelaid ning realiseerida 500–700 V kõrgepingeseadmete tootmist. Üldiselt sobib BCD siiski toodetele, millel on suhteliselt kõrged nõuded võimsusseadmetele, eriti BJT-dele või suure voolutugevusega DMOS-seadmetele, ning seda saab kasutada võimsuse juhtimiseks elektroonilises valgustuses ja tööstusrakendustes.

Praegune kõrgepinge BCD tootmistehnoloogia on RESURF-tehnoloogia, mille pakkusid välja Appel jt 1979. aastal. Seade on valmistatud kergelt legeeritud epitaksiaalkihi abil, et muuta pinna elektrivälja jaotus lamedamaks, parandades seeläbi pinna läbilöögiomadusi, nii et läbilöök toimub kehas, mitte pinnal, suurendades seeläbi seadme läbilöögipinget. Kergelt legeerimine on teine ​​meetod BCD läbilöögipinge suurendamiseks. See kasutab peamiselt topeltdifuseeritud neelu DDD (topeltlegeeritud neelu) ja kergelt legeeritud neelu LDD (kergelt legeeritud neelu). DMOS-i äravoolupiirkonnas lisatakse N-tüüpi triivipiirkond, et muuta N+ neelu ja P-tüüpi aluspinna vaheline algne kontakt N- neelu ja P-tüüpi aluspinna vaheliseks kontaktiks, suurendades seeläbi läbilöögipinget.

2. Suure võimsusega BCD-suund

Suure võimsusega BCD pingevahemik on 40–90 V ja seda kasutatakse peamiselt autoelektroonikas, mis nõuab suurt voolutugevust, keskpinget ja lihtsaid juhtimisahelaid. Selle nõudluse omadused on suur voolutugevus, keskmine pinge ja sageli suhteliselt lihtne juhtimisahel.

3. Suure tihedusega BCD suund

Suure tihedusega BCD, pingevahemik on 5–50 V ja mõned autoelektroonikaseadmed ulatuvad 70 V-ni. Samale kiibile saab integreerida üha keerukamaid ja mitmekesisemaid funktsioone. Suure tihedusega BCD kasutab toote mitmekesistamise saavutamiseks mõningaid modulaarseid disainiideid, mida kasutatakse peamiselt autoelektroonika rakendustes.

BCD-protsessi peamised rakendused

BCD-protsessi kasutatakse laialdaselt energiahalduses (toite- ja aku juhtimine), kuvarites, autoelektroonikas, tööstusjuhtimises jne. Energiahalduse kiip (PMIC) on üks olulisemaid analoogkiipide tüüpe. BCD-protsessi ja SOI-tehnoloogia kombinatsioon on samuti BCD-protsessi arendamise oluline tunnusjoon.

VET-China suudab 30 päeva jooksul pakkuda grafiidist detaile, pehmet jäika vilti, ränikarbiidist detaile, CVD ränikarbiidist detaile ja sic/Tac-kattega detaile.
Kui olete huvitatud ülaltoodud pooljuhttoodetest, võtke meiega esimesel korral ühendust.

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