Өнім туралы ақпарат алу және кеңес алу үшін біздің веб-сайтқа қош келдіңіз.
Біздің веб-сайт:https://www.vet-china.com/
Жартылай өткізгіштерді өндіру процестері серпіліс жасай бергендіктен, салада «Мур заңы» деп аталатын әйгілі тұжырым таралуда. Оны Intel компаниясының негізін қалаушылардың бірі Гордон Мур 1965 жылы ұсынған. Оның негізгі мазмұны: интегралдық схемаға орналастыруға болатын транзисторлар саны шамамен әр 18-24 ай сайын екі есе артады. Бұл заң саланың даму үрдісін талдау және болжау ғана емес, сонымен қатар жартылай өткізгіштерді өндіру процестерін дамытудың қозғаушы күші болып табылады - бәрі кішірек өлшемді және тұрақты өнімділікке ие транзисторлар жасау үшін жасалған. 1950 жылдардан бастап қазіргі уақытқа дейін, шамамен 70 жыл ішінде BJT, MOSFET, CMOS, DMOS және гибридті BiCMOS және BCD технологиялық технологиялары әзірленді.
1. BJT
Биполярлық өтпелі транзистор (BJT), әдетте триод деп аталады. Транзистордағы заряд ағыны негізінен PN өткеліндегі тасымалдаушылардың диффузия және дрейф қозғалысына байланысты. Ол электрондардың да, кемтіктердің де ағынын қамтитындықтан, ол биполярлық құрылғы деп аталады.
Оның пайда болу тарихына көз жүгіртсек. Вакуумдық триодтарды қатты күшейткіштермен алмастыру идеясына байланысты Шокли 1945 жылдың жазында жартылай өткізгіштер бойынша негізгі зерттеулер жүргізуді ұсынды. 1945 жылдың екінші жартысында Bell Labs Шокли басқаратын қатты дене физикасы бойынша зерттеу тобын құрды. Бұл топта тек физиктер ғана емес, сонымен қатар теориялық физик Бардин мен эксперименттік физик Браттейнді қоса алғанда, схема инженерлері мен химиктер де бар. 1947 жылдың желтоқсанында кейінгі ұрпақ үшін маңызды кезең деп санаған оқиға тамаша болды - Бардин мен Браттейн әлемдегі алғашқы ток күшейткіші бар германий нүктелік-контакт транзисторын сәтті ойлап тапты.
Бардин мен Браттейннің алғашқы нүктелік-контактілі транзисторы
Көп ұзамай Шокли 1948 жылы биполярлық өтпелі транзисторды ойлап тапты. Ол транзистордың екі pn өткелінен, біреуі алға бағытталған, екіншісі кері бағытталған болуы мүмкін екенін ұсынды және 1948 жылдың маусымында патент алды. 1949 жылы ол өтпелі транзистордың жұмысының егжей-тегжейлі теориясын жариялады. Екі жылдан астам уақыт өткен соң, Bell Labs ғалымдары мен инженерлері өтпелі транзисторларды жаппай өндіруге қол жеткізу процесін жасап шығарды (1951 жылы маңызды кезең болды), бұл электрондық технологияның жаңа дәуірін ашты. Транзисторларды ойлап табуға қосқан үлестерін мойындай отырып, Шокли, Бардин және Браттейн бірге 1956 жылы физика бойынша Нобель сыйлығын жеңіп алды.
NPN биполярлық транзисторының қарапайым құрылымдық диаграммасы
Биполярлық транзисторлардың құрылымына келетін болсақ, кең таралған BJT-лер NPN және PNP болып табылады. Толық ішкі құрылым төмендегі суретте көрсетілген. Эмиттермен сәйкес келетін қоспа жартылай өткізгіш аймағы - жоғары легирлеу концентрациясына ие эмиттер аймағы; базаға сәйкес келетін қоспа жартылай өткізгіш аймағы - өте жұқа ені және өте төмен легирлеу концентрациясына ие база аймағы; коллектормен сәйкес келетін қоспа жартылай өткізгіш аймағы - үлкен ауданы және өте төмен легирлеу концентрациясына ие коллектор аймағы.
BJT технологиясының артықшылықтары - жоғары жауап беру жылдамдығы, жоғары өткізгіштік (кіріс кернеуінің өзгеруі шығыс тогының үлкен өзгерістеріне сәйкес келеді), төмен шу, жоғары аналогтық дәлдік және күшті ток жүргізу мүмкіндігі; кемшіліктері - төмен интеграция (тік тереңдікті бүйірлік өлшеммен азайту мүмкін емес) және жоғары қуат тұтынуы.
2. MOS
Металл оксиді жартылай өткізгішті өрістік транзистор (Metal Oxide Semiconductor FET), яғни электр өрісінің әсерін тудыру үшін металл қабатының қақпасына (M-металл алюминий) және көзіне оксид қабаты (O-оқшаулағыш қабаты SiO2) арқылы кернеу беру арқылы жартылай өткізгіштің (S) өткізгіш арнасының қосқышын басқаратын өрістік транзистор. Қақпа мен көз, сондай-ақ қақпа мен дренаж SiO2 оқшаулағыш қабатымен оқшауланғандықтан, MOSFET оқшауланған қақпалы өрістік транзистор деп те аталады. 1962 жылы Bell Labs ресми түрде сәтті әзірлеме туралы жариялады, бұл жартылай өткізгіштерді дамыту тарихындағы ең маңызды кезеңдердің бірі болды және жартылай өткізгіш жадтың пайда болуының техникалық негізін тікелей қалады.
MOSFET өткізгіш арна түріне сәйкес P арналы және N арналы болып бөлінеді. Қақпа кернеуінің амплитудасына сәйкес оны келесідей бөлуге болады: сарқылу түрі - қақпа кернеуі нөлге тең болғанда, ағызу мен көз арасында өткізгіш арна болады; күшейту түрі - N (P) арналы құрылғылар үшін өткізгіш арна тек қақпа кернеуі нөлден үлкен (кем) болғанда ғана болады, ал қуатты MOSFET негізінен N арналы күшейту түрі болып табылады.
MOS және триод арасындағы негізгі айырмашылықтар келесі тармақтарды қамтиды, бірақ олармен шектелмейді:
- Триодтар биполярлы құрылғылар болып табылады, себебі көпшілік және азшылық тасымалдаушылар бір уақытта өткізгіштікке қатысады; ал MOS тек жартылай өткізгіштердегі көпшілік тасымалдаушылар арқылы электр тогын өткізеді және оны бірполярлы транзистор деп те атайды.
- Триодтар - салыстырмалы түрде жоғары қуат тұтынатын токпен басқарылатын құрылғылар; ал MOSFET-тер - төмен қуат тұтынатын кернеумен басқарылатын құрылғылар.
-Триодтардың қосқыш кедергісі үлкен, ал MOS лампаларының қосқыш кедергісі аз, тек бірнеше жүз миллиом. Қазіргі электр құрылғыларында MOS лампалары әдетте қосқыштар ретінде қолданылады, себебі MOS тиімділігі триодтармен салыстырғанда салыстырмалы түрде жоғары.
- Триодтардың құны салыстырмалы түрде тиімді, ал MOS түтіктері салыстырмалы түрде қымбат.
-Қазіргі уақытта MOS лампалары көптеген жағдайларда триодтарды ауыстыру үшін қолданылады. Тек кейбір төмен қуатты немесе қуатқа сезімтал емес жағдайларда ғана баға артықшылығын ескере отырып, біз триодтарды қолданамыз.
3. CMOS
Қосымша металл оксиді жартылай өткізгіш: CMOS технологиясы электрондық құрылғылар мен логикалық тізбектерді құру үшін қосымша p-типті және n-типті металл оксиді жартылай өткізгіш транзисторларын (MOSFET) пайдаланады. Келесі суретте "1→0" немесе "0→1" түрлендіру үшін қолданылатын кең таралған CMOS инверторы көрсетілген.
Келесі суретте CMOS көлденең қимасының типтік көрінісі көрсетілген. Сол жағы NMS, ал оң жағы PMOS. Екі MOS-тың G полюстері ортақ қақпа кірісі ретінде, ал D полюстері ортақ ағызу шығысы ретінде бір-біріне қосылған. VDD PMOS көзіне, ал VSS NMOS көзіне қосылған.
1963 жылы Fairchild Semiconductor компаниясының Уонласс пен Сах CMOS тізбегін ойлап тапты. 1968 жылы Америка радио корпорациясы (RCA) алғашқы CMOS интегралды тізбекті өнімін жасап шығарды, содан бері CMOS тізбегі үлкен дамуға қол жеткізді. Оның артықшылықтары - төмен қуат тұтынуы және жоғары интеграция (STI/LOCOS процесі интеграцияны одан әрі жақсарта алады); оның кемшілігі - құлыптау әсерінің болуы (PN түйіспесінің кері ығысуы MOS түтіктері арасында оқшаулау ретінде қолданылады, ал кедергі оңай күшейтілген ілмек түзіп, тізбекті жандырып жіберуі мүмкін).
4. DMOS
Қос диффузиялық металл оксиді жартылай өткізгіші: Кәдімгі MOSFET құрылғыларының құрылымына ұқсас, оның көзі, ағызу, қақпа және басқа электродтары да бар, бірақ ағызу ұшының тесілу кернеуі жоғары. Қос диффузиялық процесс қолданылады.
Төмендегі суретте стандартты N-арналы DMOS көлденең қимасы көрсетілген. DMOS құрылғысының бұл түрі әдетте MOSFET көзі жерге қосылған төмен жақты коммутация қолданбаларында қолданылады. Сонымен қатар, P-арналы DMOS бар. DMOS құрылғысының бұл түрі әдетте MOSFET көзі оң кернеуге қосылған жоғары жақты коммутация қолданбаларында қолданылады. CMOS-қа ұқсас, қосымша DMOS құрылғылары қосымша коммутация функцияларын қамтамасыз ету үшін бір чипте N-арналы және P-арналы MOSFET пайдаланады.
Арнаның бағытына байланысты DMOS екі түрге бөлінуі мүмкін, атап айтқанда тік қос диффузиялық металл оксиді жартылай өткізгіш өрістік транзистор VDMOS (тік қос диффузиялық MOSFET) және бүйірлік қос диффузиялық металл оксиді жартылай өткізгіш өрістік транзистор LDMOS (бүйірлік қос диффузиялық MOSFET).
VDMOS құрылғылары тік арнамен жасалған. Бүйірлік DMOS құрылғыларымен салыстырғанда, олардың бұзылу кернеуі мен токты өңдеу мүмкіндіктері жоғары, бірақ қосу кедергісі әлі де салыстырмалы түрде үлкен.
LDMOS құрылғылары бүйірлік арнамен жасалған және асимметриялық қуатты MOSFET құрылғылары болып табылады. Тік DMOS құрылғыларымен салыстырғанда, олар төмен қарсылыққа және жылдам ауысу жылдамдығына мүмкіндік береді.
Дәстүрлі MOSFET-термен салыстырғанда, DMOS жоғары қосу сыйымдылығына және төмен кедергіге ие, сондықтан ол қуат қосқыштары, электр құралдары және электр көліктерінің жетектері сияқты жоғары қуатты электрондық құрылғыларда кеңінен қолданылады.
5. BiCMOS
Биполярлық CMOS - бұл CMOS және биполярлық құрылғыларды бір чипте бір уақытта біріктіретін технология. Оның негізгі идеясы - CMOS құрылғыларын негізгі блок тізбегі ретінде пайдалану және үлкен сыйымдылық жүктемелерін басқару қажет болатын биполярлық құрылғыларды немесе тізбектерді қосу. Сондықтан, BiCMOS тізбектері CMOS тізбектерінің жоғары интеграциясы мен төмен қуат тұтынуының артықшылықтарына, сондай-ақ BJT тізбектерінің жоғары жылдамдықты және күшті ток жүргізу мүмкіндіктерінің артықшылықтарына ие.
STMicroelectronics компаниясының BiCMOS SiGe (кремний германийі) технологиясы бір чипте радиожиілікті, аналогтық және сандық бөлшектерді біріктіреді, бұл сыртқы компоненттер санын айтарлықтай азайтып, қуат тұтынуды оңтайландыра алады.
6. BCD
Биполярлық-CMOS-DMOS, бұл технология BCD процесі деп аталатын бір чипте биполярлық, CMOS және DMOS құрылғыларын жасай алады, оны алғаш рет 1986 жылы STMicroelectronics (ST) сәтті әзірледі.
Биполярлық аналогтық тізбектерге, CMOS сандық және логикалық тізбектерге, ал DMOS қуатты және жоғары вольтты құрылғыларға жарамды. BCD үшеуінің артықшылықтарын біріктіреді. Үздіксіз жетілдіруден кейін BCD қуатты басқару, аналогтық деректерді жинау және қуат жетектеріндегі өнімдерде кеңінен қолданылады. ST ресми веб-сайтына сәйкес, BCD үшін жетілген процесс әлі де шамамен 100 нм, 90 нм әлі де прототиптік жобалауда, ал 40 нмBCD технологиясы әзірленіп жатқан келесі буын өнімдеріне жатады.
Жарияланған уақыты: 2024 жылғы 10 қыркүйек