Byenveni sou sit entènèt nou an pou enfòmasyon sou pwodwi ak konsiltasyon.
Sitwèb nou an:https://www.vet-china.com/
Pandan pwosesis fabrikasyon semi-kondiktè yo ap kontinye fè pwogrè, yon deklarasyon popilè yo rele "Lwa Moore" ap sikile nan endistri a. Gordon Moore, youn nan fondatè Intel, te pwopoze l an 1965. Kontni prensipal li se: kantite tranzistò ki ka akomode sou yon sikwi entegre ap double apeprè chak 18 a 24 mwa. Lwa sa a pa sèlman yon analiz ak prediksyon tandans devlopman endistri a, men tou yon fòs motè pou devlopman pwosesis fabrikasyon semi-kondiktè yo - tout bagay se pou fè tranzistò ki pi piti ak pèfòmans ki estab. Soti nan ane 1950 yo rive jodi a, apeprè 70 ane, yo te devlope yon total teknoloji pwosesis BJT, MOSFET, CMOS, DMOS, ak ibrid BiCMOS ak BCD.
1. BJT
Tranzistò jonksyon bipolè (BJT), ke yo rele triyòd. Sikilasyon chaj nan tranzistò a se sitou akòz difizyon ak mouvman derive transpòtè yo nan jonksyon PN lan. Piske li enplike sikilasyon tou de elektwon ak twou, yo rele li yon aparèy bipolè.
Lè nou gade istwa nesans li. Akòz lide pou ranplase triyod vid yo ak anplifikatè solid, Shockley te pwopoze pou fè rechèch fondamantal sou semi-kondiktè nan ete 1945. Nan dezyèm mwatye 1945 la, Bell Labs te etabli yon gwoup rechèch fizik solid ki te dirije pa Shockley. Nan gwoup sa a, pa sèlman te gen fizisyen, men tou enjenyè sikwi ak chimis, tankou Bardeen, yon fizisyen teyorik, ak Brattain, yon fizisyen eksperimantal. Nan mwa desanm 1947, yon evènman ke jenerasyon ki te vin apre yo te konsidere kòm yon etap enpòtan te rive briyan - Bardeen ak Brattain te envante avèk siksè premye tranzistò kontak pwen jèmanyòm nan mond lan ak anplifikasyon kouran.
Premye tranzistò pwen-kontak Bardeen ak Brattain nan
Yon ti tan apre sa, Shockley te envante tranzistò jonksyon bipolè a an 1948. Li te pwopoze ke tranzistò a te kapab konpoze de de jonksyon pn, youn polarize an dirèk ak lòt la polarize an envès, epi li te jwenn yon patant an jen 1948. An 1949, li te pibliye teyori detaye sou fonksyònman tranzistò jonksyon an. Plis pase dezan apre, syantis ak enjenyè nan Bell Labs te devlope yon pwosesis pou reyalize pwodiksyon an mas tranzistò jonksyon (yon gwo etap an 1951), sa ki te louvri yon nouvo epòk nan teknoloji elektwonik. Pou rekonèt kontribisyon yo nan envansyon tranzistò yo, Shockley, Bardeen ak Brattain te genyen Pri Nobèl Fizik an 1956 ansanm.
Dyagram estriktirèl senp nan yon tranzistò jonksyon bipolè NPN
Konsènan estrikti tranzistò jonksyon bipolè yo, BJT komen yo se NPN ak PNP. Estrikti entèn detaye a montre nan figi ki anba a. Rejyon semi-kondiktè enpurte ki koresponn ak emitè a se rejyon emitè a, ki gen yon konsantrasyon dopan ki wo; rejyon semi-kondiktè enpurte ki koresponn ak baz la se rejyon baz la, ki gen yon lajè trè mens ak yon konsantrasyon dopan ki trè ba; rejyon semi-kondiktè enpurte ki koresponn ak kolektè a se rejyon kolektè a, ki gen yon gwo sifas ak yon konsantrasyon dopan ki trè ba.
Avantaj teknoloji BJT yo se gwo vitès repons, gwo transkonduktans (chanjman vòltaj antre koresponn ak gwo chanjman kouran pwodiksyon), bri ki ba, gwo presizyon analòg, ak gwo kapasite kondwi kouran; dezavantaj yo se entegrasyon ki ba (pwofondè vètikal la pa ka redwi ak gwosè lateral) ak gwo konsomasyon enèji.
2. MOS
Tranzistò efè chan elektrik semi-kondiktè oksid metalik (FET semi-kondiktè oksid metalik), sa vle di, yon tranzistò efè chan elektrik ki kontwole chanjman kanal kondiktif semi-kondiktè (S) la lè li aplike vòltaj nan kouch metal la (M-aliminyòm metal) ak sous la atravè kouch oksid la (O-kouch izolan SiO2) pou jenere efè chan elektrik la. Piske pòtay la ak sous la, ansanm ak pòtay la ak drenaj la izole pa kouch izolan SiO2 a, yo rele MOSFET tou yon tranzistò efè chan elektrik pòtay izole. An 1962, Bell Labs te anonse ofisyèlman siksè devlopman an, ki te vin youn nan etap enpòtan nan listwa devlopman semi-kondiktè epi ki te poze fondasyon teknik dirèkteman pou avènement memwa semi-kondiktè.
Selon kalite kanal kondiktif la, MOSFET yo ka divize an kanal P ak kanal N. Selon anplitid vòltaj pòtay la, li ka divize an: kalite rediksyon - lè vòltaj pòtay la zewo, gen yon kanal kondiktif ant drenaj la ak sous la; kalite amelyorasyon - pou aparèy kanal N (P), gen yon kanal kondiktif sèlman lè vòltaj pòtay la pi gran pase (mwens pase) zewo, epi MOSFET pouvwa a se sitou kalite amelyorasyon kanal N.
Diferans prensipal ant MOS ak triode yo enkli pwen sa yo, men yo pa limite a:
Triyòd yo se aparèy bipolè paske tou de transpòtè majorite ak minorite yo patisipe nan kondiksyon an menm tan; alòske MOS sèlman kondi elektrisite atravè transpòtè majorite nan semi-kondiktè, epi yo rele li tou yon tranzistò unipolè.
Triyòd yo se aparèy kontwole pa kouran ki konsome anpil enèji; alòske MOSFET yo se aparèy kontwole pa vòltaj ki konsome mwens enèji.
Triyòd yo gen yon gwo rezistans, alòske tib MOS yo gen yon ti rezistans, sèlman kèk santèn miliohm. Nan aparèy elektrik aktyèl yo, tib MOS yo jeneralman itilize kòm switch, sitou paske efikasite MOS la relativman wo konpare ak triyòd yo.
Triyòd yo gen yon pri relativman avantaje, epi tib MOS yo relativman chè.
-Kounye a, yo itilize tib MOS pou ranplase triyod nan pifò senaryo yo. Se sèlman nan kèk senaryo ki mande ti konsomasyon enèji oswa ki pa sansib a konsomasyon enèji, nou pral itilize triyod lè nou konsidere avantaj pri a.
3. CMOS
Semi-kondiktè oksid metal konplemantè: Teknoloji CMOS itilize tranzistò semi-kondiktè oksid metal konplemantè tip p ak tip n (MOSFET) pou konstwi aparèy elektwonik ak sikui lojik. Figi ki anba la a montre yon varyateur CMOS komen, ki itilize pou konvèsyon "1→0" oswa "0→1".
Figi sa a se yon seksyon tipik CMOS. Bò gòch la se NMS, bò dwat la se PMOS. Pòl G de MOS yo konekte ansanm kòm yon antre pòtay komen, epi pòl D yo konekte ansanm kòm yon sòti drenaj komen. VDD konekte ak sous PMOS la, epi VSS konekte ak sous NMOS la.
An 1963, Wanlass ak Sah nan Fairchild Semiconductor te envante sikwi CMOS la. An 1968, American Radio Corporation (RCA) te devlope premye pwodwi sikwi entegre CMOS la, e depi lè sa a, sikwi CMOS la te reyalize yon gwo devlopman. Avantaj li yo se konsomasyon enèji ki ba ak entegrasyon ki wo (pwosesis STI/LOCOS la ka amelyore entegrasyon an plis); dezavantaj li se egzistans yon efè bloke (polarizasyon ranvèse jonksyon PN itilize kòm izolasyon ant tib MOS yo, epi entèferans ka fasilman fòme yon bouk amelyore epi boule sikwi a).
4. DMOS
Semi-kondiktè oksid metalik doub difize: Menm jan ak estrikti aparèy MOSFET òdinè yo, li genyen tou sous, drenaj, pòtay ak lòt elektwòd, men vòltaj pann nan bout drenaj la wo. Yo itilize pwosesis doub difizyon an.
Figi ki anba a montre seksyon kwa yon DMOS kanal N estanda. Kalite aparèy DMOS sa a anjeneral itilize nan aplikasyon pou komitasyon bò ba, kote sous MOSFET la konekte ak tè a. Anplis de sa, gen yon DMOS kanal P. Kalite aparèy DMOS sa a anjeneral itilize nan aplikasyon pou komitasyon bò wo, kote sous MOSFET la konekte ak yon vòltaj pozitif. Menm jan ak CMOS, aparèy DMOS konplemantè yo itilize MOSFET kanal N ak kanal P sou menm chip la pou bay fonksyon komitasyon konplemantè.
Selon direksyon kanal la, DMOS ka divize an de kalite, sètadi tranzistò efè chan metalik oksid semi-kondiktè doub-difize vètikal VDMOS (Vertical Double-Diffused MOSFET) ak tranzistò efè chan metalik oksid semi-kondiktè doub-difize lateral LDMOS (Lateral Double-Diffused MOSFET).
Aparèy VDMOS yo fèt ak yon kanal vètikal. Konpare ak aparèy DMOS lateral yo, yo gen pi gwo kapasite pou jere vòltaj pann ak kouran, men rezistans lan toujou relativman gwo.
Aparèy LDMOS yo fèt ak yon kanal lateral epi yo se aparèy MOSFET pouvwa asimetrik. Konpare ak aparèy DMOS vètikal yo, yo pèmèt pi ba rezistans nan pasaj aktif ak vitès komitasyon pi rapid.
Konpare ak MOSFET tradisyonèl yo, DMOS gen pi gwo kapasitans ak pi ba rezistans, kidonk li lajman itilize nan aparèy elektwonik gwo puisans tankou switch pouvwa, zouti pouvwa ak kondwi machin elektrik.
5. BiCMOS
CMOS bipolè se yon teknoloji ki entegre aparèy CMOS ak bipolè sou menm chip la an menm tan. Lide debaz li se sèvi ak aparèy CMOS kòm sikwi inite prensipal la, epi ajoute aparèy bipolè oswa sikwi kote yo bezwen kondwi gwo chaj kapasitif. Se poutèt sa, sikwi BiCMOS yo gen avantaj entegrasyon wo ak konsomasyon enèji ki ba tankou sikwi CMOS, epi avantaj vitès wo ak kapasite kondwi kouran fò tankou sikwi BJT.
Teknoloji BiCMOS SiGe (Silisyòm Jèmanyòm) STMicroelectronics la entegre pati RF, analòg ak dijital sou yon sèl chip, sa ki ka diminye anpil kantite konpozan ekstèn yo epi optimize konsomasyon enèji.
6. BCD
Bipolar-CMOS-DMOS, teknoloji sa a ka fè aparèy bipolè, CMOS ak DMOS sou menm chip la, yo rele pwosesis BCD a, ki te premye devlope avèk siksè pa STMicroelectronics (ST) an 1986.
Bipolè apwopriye pou sikui analòg, CMOS apwopriye pou sikui dijital ak lojik, epi DMOS apwopriye pou aparèy pouvwa ak vòltaj wo. BCD konbine avantaj twa yo. Apre amelyorasyon kontinyèl, BCD lajman itilize nan pwodwi nan domèn jesyon pouvwa, akizisyon done analòg ak aktuateur pouvwa. Dapre sit entènèt ofisyèl ST a, pwosesis matirite pou BCD a toujou alantou 100nm, 90nm toujou nan konsepsyon prototip, epi teknoloji 40nmBCD a fè pati pwodwi pwochen jenerasyon li yo anba devlopman.
Dat piblikasyon: 10 septanm 2024