კეთილი იყოს თქვენი მობრძანება ჩვენს ვებგვერდზე, სადაც შეგიძლიათ მიიღოთ ინფორმაცია პროდუქტის შესახებ და კონსულტაცია.
ჩვენი ვებსაიტი:https://www.vet-china.com/
ნახევარგამტარების წარმოების პროცესები აგრძელებს გარღვევას, ინდუსტრიაში ვრცელდება ცნობილი განცხადება, სახელწოდებით „მურის კანონი“. ის 1965 წელს Intel-ის ერთ-ერთმა დამფუძნებელმა, გორდონ მურმა წამოაყენა. მისი ძირითადი შინაარსი ასეთია: ინტეგრირებულ წრედზე განთავსებადი ტრანზისტორების რაოდენობა დაახლოებით ყოველ 18-24 თვეში გაორმაგდება. ეს კანონი არა მხოლოდ ინდუსტრიის განვითარების ტენდენციის ანალიზი და პროგნოზირებაა, არამედ ნახევარგამტარების წარმოების პროცესების განვითარების მამოძრავებელი ძალაც - ყველაფერი მცირე ზომის და სტაბილური მუშაობის ტრანზისტორების შექმნაზეა ორიენტირებული. 1950-იანი წლებიდან დღემდე, დაახლოებით 70 წლის განმავლობაში, შემუშავდა BJT, MOSFET, CMOS, DMOS და ჰიბრიდული BiCMOS და BCD პროცესების ტექნოლოგიები.
1. BJT
ბიპოლარული შეერთების ტრანზისტორი (BJT), რომელიც ფართოდ არის ცნობილი როგორც ტრიოდი. ტრანზისტორში მუხტის ნაკადი ძირითადად განპირობებულია PN შეერთების დროს მატარებლების დიფუზიითა და დრიფტის მოძრაობით. რადგან ის მოიცავს როგორც ელექტრონების, ასევე ხვრელების ნაკადს, მას ბიპოლარულ მოწყობილობას უწოდებენ.
მისი დაბადების ისტორიის გადახედვით. ვაკუუმური ტრიოდების მყარი გამაძლიერებლებით ჩანაცვლების იდეის გამო, შოკლიმ 1945 წლის ზაფხულში ნახევარგამტარებზე ფუნდამენტური კვლევის ჩატარება შესთავაზა. 1945 წლის მეორე ნახევარში Bell Labs-მა შოკლი ხელმძღვანელობდა მყარი მდგომარეობის ფიზიკის კვლევით ჯგუფს. ამ ჯგუფში არა მხოლოდ ფიზიკოსები, არამედ წრედების ინჟინრები და ქიმიკოსებიც შედიან, მათ შორის თეორიული ფიზიკოსი ბარდინი და ექსპერიმენტული ფიზიკოსი ბრატეინი. 1947 წლის დეკემბერში ბრწყინვალედ მოხდა მოვლენა, რომელიც შემდგომი თაობების მიერ ეტაპობრივად მიიჩნიეს - ბარდინმა და ბრატეინმა წარმატებით გამოიგონეს მსოფლიოში პირველი გერმანიუმის წერტილოვანი კონტაქტის ტრანზისტორი დენის გამაძლიერებლით.
ბარდინისა და ბრატეინის პირველი წერტილოვანი კონტაქტის ტრანზისტორი
მალევე, 1948 წელს, შოკლიმ გამოიგონა ბიპოლარული შეერთების ტრანზისტორი. მან ივარაუდა, რომ ტრანზისტორი შეიძლება შედგებოდეს ორი pn შეერთებისგან, ერთი პირდაპირ მიმართული და მეორე უკუ მიმართული, და პატენტი 1948 წლის ივნისში მიიღო. 1949 წელს მან გამოაქვეყნა შეერთების ტრანზისტორის მუშაობის დეტალური თეორია. ორ წელზე მეტი ხნის შემდეგ, Bell Labs-ის მეცნიერებმა და ინჟინრებმა შეიმუშავეს პროცესი შეერთების ტრანზისტორების მასობრივი წარმოების მისაღწევად (ეტაპობრივი მოვლენა 1951 წელს), რამაც ელექტრონული ტექნოლოგიების ახალი ერა დაიწყო. ტრანზისტორების გამოგონებაში შეტანილი წვლილის აღიარების ნიშნად, შოკლიმ, ბარდინმა და ბრატეინმა ერთობლივად მოიპოვეს 1956 წლის ნობელის პრემია ფიზიკაში.
NPN ბიპოლარული შეერთების ტრანზისტორის მარტივი სტრუქტურული დიაგრამა
ბიპოლარული შეერთების ტრანზისტორების სტრუქტურასთან დაკავშირებით, გავრცელებული BJT-ებია NPN და PNP. დეტალური შიდა სტრუქტურა ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში. ემიტერის შესაბამისი მინარევებით ნახევარგამტარული რეგიონი არის ემიტერის რეგიონი, რომელსაც აქვს მაღალი დოპინგის კონცენტრაცია; ფუძის შესაბამისი მინარევებით ნახევარგამტარული რეგიონი არის ფუძის რეგიონი, რომელსაც აქვს ძალიან თხელი სიგანე და ძალიან დაბალი დოპინგის კონცენტრაცია; კოლექტორის შესაბამისი მინარევებით ნახევარგამტარული რეგიონი არის კოლექტორის რეგიონი, რომელსაც აქვს დიდი ფართობი და ძალიან დაბალი დოპინგის კონცენტრაცია.
BJT ტექნოლოგიის უპირატესობებია მაღალი რეაგირების სიჩქარე, მაღალი გამტარობა (შემავალი ძაბვის ცვლილებები შეესაბამება გამომავალი დენის დიდ ცვლილებებს), დაბალი ხმაური, მაღალი ანალოგური სიზუსტე და ძლიერი დენის მართვის შესაძლებლობა; ნაკლოვანებებია დაბალი ინტეგრაცია (ვერტიკალური სიღრმე არ შეიძლება შემცირდეს გვერდითი ზომით) და მაღალი ენერგომოხმარება.
2. მოს
ლითონის ოქსიდის ნახევარგამტარული ველის ეფექტის ტრანზისტორი (ლითონის ოქსიდის ნახევარგამტარული FET), ანუ ველის ეფექტის ტრანზისტორი, რომელიც აკონტროლებს ნახევარგამტარული (S) გამტარი არხის გადართვას ლითონის ფენის (M-ლითონი ალუმინი) და წყაროს კარიბჭეზე ძაბვის მიწოდებით ოქსიდის ფენის (O-საიზოლაციო ფენა SiO2) მეშვეობით, ელექტრული ველის ეფექტის გენერირების მიზნით. ვინაიდან კარიბჭე და წყარო, ასევე კარიბჭე და დრენაჟი იზოლირებულია SiO2 საიზოლაციო ფენით, MOSFET-ს ასევე უწოდებენ იზოლირებული კარიბჭის ველის ეფექტის ტრანზისტორს. 1962 წელს Bell Labs-მა ოფიციალურად გამოაცხადა წარმატებული განვითარება, რაც ნახევარგამტარული განვითარების ისტორიაში ერთ-ერთ უმნიშვნელოვანეს ეტაპად იქცა და პირდაპირ ჩაუყარა ტექნიკური საფუძველი ნახევარგამტარული მეხსიერების გაჩენას.
გამტარი არხის ტიპის მიხედვით, MOSFET შეიძლება დაიყოს P და N არხებად. კარიბჭის ძაბვის ამპლიტუდის მიხედვით, ის შეიძლება დაიყოს: გამოფიტვის ტიპი - როდესაც კარიბჭის ძაბვა ნულის ტოლია, გადინებასა და წყაროს შორის გამტარი არხია; გაძლიერების ტიპი - N (P) არხიანი მოწყობილობებისთვის გამტარი არხი მხოლოდ მაშინ არის, როდესაც კარიბჭის ძაბვა ნულზე მეტია (ნაკლებია) და სიმძლავრის MOSFET ძირითადად N არხიანი გაძლიერების ტიპისაა.
MOS-სა და ტრიოდს შორის ძირითადი განსხვავებები მოიცავს, მაგრამ არ შემოიფარგლება შემდეგით:
ტრიოდები ბიპოლარული მოწყობილობებია, რადგან გამტარობაში ერთდროულად მონაწილეობენ როგორც უმრავლესობის, ასევე უმცირესობის მატარებლები; მაშინ როდესაც MOS ელექტროენერგიას მხოლოდ ნახევარგამტარებში უმრავლესობის მატარებლების მეშვეობით ატარებს და მას ასევე უნიპოლარულ ტრანზისტორს უწოდებენ.
ტრიოდები დენის კონტროლირებადი მოწყობილობებია შედარებით მაღალი ენერგომოხმარებით; ხოლო MOSFET-ები ძაბვის კონტროლირებადი მოწყობილობებია დაბალი ენერგომოხმარებით.
-ტრიოდებს დიდი ჩართვის წინაღობა აქვთ, ხოლო MOS მილებს - მცირე, მხოლოდ რამდენიმე ასეული მილიომი. თანამედროვე ელექტრო მოწყობილობებში MOS მილები ძირითადად გამოიყენება ჩამრთველებად, ძირითადად იმიტომ, რომ MOS-ის ეფექტურობა ტრიოდებთან შედარებით შედარებით მაღალია.
ტრიოდებს შედარებით ხელსაყრელი ფასი აქვთ, ხოლო MOS მილები შედარებით ძვირია.
-დღესდღეობით, MOS მილები გამოიყენება ტრიოდების შესაცვლელად უმეტეს შემთხვევაში. მხოლოდ ზოგიერთ დაბალი სიმძლავრის ან სიმძლავრისადმი მგრძნობიარე სცენარში გამოვიყენებთ ტრიოდებს ფასის უპირატესობის გათვალისწინებით.
3. CMOS
დამატებითი ლითონის ოქსიდის ნახევარგამტარი: CMOS ტექნოლოგია იყენებს დამატებით p-ტიპის და n-ტიპის ლითონის ოქსიდის ნახევარგამტარულ ტრანზისტორებს (MOSFET) ელექტრონული მოწყობილობებისა და ლოგიკური სქემების ასაგებად. შემდეგ ფიგურაზე ნაჩვენებია გავრცელებული CMOS ინვერტორი, რომელიც გამოიყენება „1→0“ ან „0→1“ გარდაქმნისთვის.
ქვემოთ მოცემული სურათი წარმოადგენს CMOS-ის ტიპურ განივკვეთს. მარცხენა მხარე არის NMS, ხოლო მარჯვენა მხარე - PMOS. ორი MOS-ის G პოლუსები ერთმანეთთან დაკავშირებულია, როგორც საერთო კარიბჭის შესასვლელი, ხოლო D პოლუსები ერთმანეთთან დაკავშირებულია, როგორც საერთო დრენის გამოსასვლელი. VDD დაკავშირებულია PMOS-ის წყაროსთან, ხოლო VSS - NMOS-ის წყაროსთან.
1963 წელს, Fairchild Semiconductor-ის წარმომადგენლებმა, ვანლასმა და საჰმა, გამოიგონეს CMOS სქემა. 1968 წელს, ამერიკის რადიოკორპორაციამ (RCA) შეიმუშავა პირველი CMOS ინტეგრირებული სქემა და მას შემდეგ CMOS სქემამ დიდ განვითარებას მიაღწია. მისი უპირატესობებია დაბალი ენერგომოხმარება და მაღალი ინტეგრაცია (STI/LOCOS პროცესს შეუძლია კიდევ უფრო გააუმჯობესოს ინტეგრაცია); მისი ნაკლი არის ბლოკირების ეფექტის არსებობა (PN შეერთების უკუგადახრა გამოიყენება MOS მილებს შორის იზოლაციისთვის და ჩარევას შეუძლია ადვილად წარმოქმნას გაძლიერებული მარყუჟი და დაწვას სქემა).
4. DMOS
ორმაგი დიფუზიური ლითონის ოქსიდის ნახევარგამტარი: ჩვეულებრივი MOSFET მოწყობილობების სტრუქტურის მსგავსად, მას ასევე აქვს წყარო, დრენაჟი, კარიბჭე და სხვა ელექტროდები, მაგრამ დრენაჟის ბოლოს დაშლის ძაბვა მაღალია. გამოიყენება ორმაგი დიფუზიის პროცესი.
ქვემოთ მოცემული სურათი გვიჩვენებს სტანდარტული N-არხიანი DMOS-ის განივი კვეთას. ამ ტიპის DMOS მოწყობილობა, როგორც წესი, გამოიყენება დაბალი ძაბვის გადართვის აპლიკაციებში, სადაც MOSFET-ის წყარო დაკავშირებულია მიწასთან. გარდა ამისა, არსებობს P-არხიანი DMOS. ამ ტიპის DMOS მოწყობილობა, როგორც წესი, გამოიყენება მაღალი ძაბვის გადართვის აპლიკაციებში, სადაც MOSFET-ის წყარო დაკავშირებულია დადებით ძაბვასთან. CMOS-ის მსგავსად, დამატებითი DMOS მოწყობილობები იყენებენ N-არხიან და P-არხიან MOSFET-ებს ერთ ჩიპზე, დამატებითი გადართვის ფუნქციების უზრუნველსაყოფად.
არხის მიმართულების მიხედვით, DMOS შეიძლება დაიყოს ორ ტიპად, კერძოდ, ვერტიკალური ორმაგი დიფუზური მეტალის ოქსიდის ნახევარგამტარული ველის ეფექტის ტრანზისტორი VDMOS (ვერტიკალური ორმაგი დიფუზური MOSFET) და გვერდითი ორმაგი დიფუზური მეტალის ოქსიდის ნახევარგამტარული ველის ეფექტის ტრანზისტორი LDMOS (გვერდითი ორმაგი დიფუზური MOSFET).
VDMOS მოწყობილობები ვერტიკალური არხით არის შექმნილი. ლატერალურ DMOS მოწყობილობებთან შედარებით, მათ უფრო მაღალი ავარიის ძაბვა და დენის დამუშავების შესაძლებლობები აქვთ, მაგრამ ჩართვის წინაღობა მაინც შედარებით დიდია.
LDMOS მოწყობილობები შექმნილია გვერდითი არხით და წარმოადგენს ასიმეტრიულ სიმძლავრის MOSFET მოწყობილობებს. ვერტიკალურ DMOS მოწყობილობებთან შედარებით, ისინი უზრუნველყოფენ უფრო დაბალ ჩართვის წინააღმდეგობას და უფრო სწრაფ გადართვის სიჩქარეს.
ტრადიციულ MOSFET-ებთან შედარებით, DMOS-ს აქვს უფრო მაღალი ტევადობა და უფრო დაბალი წინაღობა, ამიტომ ის ფართოდ გამოიყენება მაღალი სიმძლავრის ელექტრონულ მოწყობილობებში, როგორიცაა დენის გადამრთველები, ელექტრო ხელსაწყოები და ელექტრომობილების ამძრავები.
5. BiCMOS
ბიპოლარული CMOS არის ტექნოლოგია, რომელიც ერთდროულად აერთიანებს CMOS-ს და ბიპოლარულ მოწყობილობებს ერთ ჩიპზე. მისი ძირითადი იდეაა CMOS მოწყობილობების გამოყენება მთავარ ერთეულ წრედად და ბიპოლარული მოწყობილობების ან წრედების დამატება, სადაც დიდი ტევადობის დატვირთვების მართვაა საჭირო. ამრიგად, BiCMOS წრედებს აქვთ CMOS წრედების მაღალი ინტეგრაციისა და დაბალი ენერგომოხმარების უპირატესობები, ასევე BJT წრედების მაღალი სიჩქარისა და ძლიერი დენის მართვის შესაძლებლობების უპირატესობები.
STMicroelectronics-ის BiCMOS SiGe (სილიციუმის გერმანიუმი) ტექნოლოგია აერთიანებს რადიოსიხშირულ, ანალოგურ და ციფრულ ნაწილებს ერთ ჩიპზე, რაც მნიშვნელოვნად ამცირებს გარე კომპონენტების რაოდენობას და ოპტიმიზაციას უკეთებს ენერგომოხმარებას.
6. BCD
ბიპოლარული-CMOS-DMOS, ამ ტექნოლოგიას შეუძლია ბიპოლარული, CMOS და DMOS მოწყობილობების შექმნა ერთ ჩიპზე, რომელსაც BCD პროცესი ეწოდება და რომელიც პირველად წარმატებით შეიმუშავა STMicroelectronics (ST)-მა 1986 წელს.
ბიპოლარული ტექნოლოგია გამოდგება ანალოგური სქემებისთვის, CMOS - ციფრული და ლოგიკური სქემებისთვის, ხოლო DMOS - დენის და მაღალი ძაბვის მოწყობილობებისთვის. BCD აერთიანებს სამივე უპირატესობებს. უწყვეტი გაუმჯობესების შემდეგ, BCD ფართოდ გამოიყენება ენერგიის მართვის, ანალოგური მონაცემების შეგროვებისა და დენის აქტივატორების სფეროებში. ST-ის ოფიციალური ვებსაიტის თანახმად, BCD-ის განვითარების პროცესი ჯერ კიდევ დაახლოებით 100 ნმ-ია, 90 ნმ - ჯერ კიდევ პროტოტიპის დიზაინის ეტაპზეა, ხოლო 40 ნმ BCD ტექნოლოგია მისი ახალი თაობის პროდუქტებს მიეკუთვნება, რომლებიც შემუშავების პროცესშია.
გამოქვეყნების დრო: 2024 წლის 10 სექტემბერი