Wëllkomm op eiser Websäit fir Produktinformatiounen a Berodung.
Eis Websäit:https://www.vet-china.com/
Well d'Produktiounsprozesser fir Hallefleeder weider Duerchbréch maachen, zirkuléiert an der Industrie eng berühmt Ausso mam Numm "Moore's Law". Si gouf 1965 vum Gordon Moore, engem vun de Grënner vun Intel, proposéiert. Säin Haaptinhalt ass: d'Zuel vun den Transistoren, déi op engem integréierte Schaltkrees ënnerbruecht kënne ginn, verduebelt sech ongeféier all 18 bis 24 Méint. Dëst Gesetz ass net nëmmen eng Analyse a Prognose vum Entwécklungstrend vun der Industrie, mä och eng treiwend Kraaft fir d'Entwécklung vu Prozesser fir d'Produktioun vu Hallefleeder - alles dréit sech ëm d'Produktioun vu méi klenge Transistoren a stabiler Leeschtung. Vun den 1950er Joren bis haut, ongeféier 70 Joer, goufen am Ganzen BJT-, MOSFET-, CMOS-, DMOS- an Hybrid-BiCMOS- a BCD-Prozesstechnologien entwéckelt.
1. BJT
E bipolare Junction Transistor (BJT), allgemeng bekannt als Triode. De Ladungsfloss am Transistor ass haaptsächlech op d'Diffusiouns- a Driftbewegung vun den Träger op der PN-Jüngung zeréckzeféieren. Well et souwuel Elektronen ewéi och Lächer gëtt, gëtt en e bipolare Bauelement genannt.
Réckbléck op d'Geschicht vu senger Gebuert. Wéinst der Iddi, Vakuumtrioden duerch Festkierperverstärker z'ersetzen, huet de Shockley am Summer 1945 proposéiert, Grondlagefuerschung iwwer Hallefleeder duerchzeféieren. An der zweeter Hallschent vun 1945 huet Bell Labs eng Fuerschungsgrupp fir Festkierperphysik gegrënnt, déi vum Shockley geleet gouf. An dëser Grupp waren net nëmme Physiker, mä och Schaltungsingenieuren a Chemiker, dorënner de Bardeen, en theoretesche Physiker, an de Brattain, en experimentelle Physiker. Am Dezember 1947 ass en Event brillant geschitt, dat vu spéidere Generatiounen als Meilesteen ugesi gouf - de Bardeen an de Brattain hunn den éischte Germanium-Punktkontakttransistor mat Stroumverstärkung erfollegräich erfonnt.
Den éischte Punktkontakttransistor vu Bardeen a Brattain
Kuerz drop huet de Shockley 1948 den bipolare Junction Transistor erfonnt. Hie proposéiert, datt den Transistor aus zwou PN-Jüngungen zesummegesat ka sinn, eng no vir verspannt an déi aner no hannen verspannt, an huet am Juni 1948 e Patent kritt. 1949 huet hien déi detailléiert Theorie vun der Funktiounsweis vum Junction Transistor publizéiert. Méi wéi zwee Joer méi spéit hunn d'Wëssenschaftler an Ingenieuren vun de Bell Labs e Prozess entwéckelt fir d'Masseproduktioun vu Junction Transistoren z'erreechen (Meilesteen am Joer 1951), wat eng nei Ära vun der elektronescher Technologie ageleet huet. Als Unerkennung fir hir Bäiträg zur Erfindung vun Transistoren hunn de Shockley, de Bardeen an de Brattain 1956 zesummen den Nobelpräis fir Physik gewonnen.
Einfacht Strukturdiagramm vun engem NPN-Bipolartransistor
Wat d'Struktur vu bipolare Junction-Transistoren ugeet, sinn déi üblech BJTs NPN an PNP. Déi detailléiert intern Struktur gëtt an der Figur hei ënnendrënner gewisen. D'Regioun vun den Ongereinheets-Halbleiter, déi dem Emitter entsprécht, ass d'Emitterregioun, déi eng héich Dotierungskonzentratioun huet; d'Regioun vun den Ongereinheets-Halbleiter, déi der Basis entsprécht, ass d'Basisregioun, déi eng ganz dënn Breet an eng ganz niddreg Dotierungskonzentratioun huet; d'Regioun vun den Ongereinheets-Halbleiter, déi dem Kollektor entsprécht, ass d'Kollektorregioun, déi eng grouss Fläch an eng ganz niddreg Dotierungskonzentratioun huet.
D'Virdeeler vun der BJT-Technologie sinn héich Reaktiounsgeschwindegkeet, héich Transkonduktanz (Ännerungen vun der Inputspannung entspriechen groussen Ännerungen vun der Ausgangsstroum), niddrege Geräischer, héich analog Genauegkeet a staark Stroumunfuerkapazitéit; d'Nodeeler sinn eng niddreg Integratioun (vertikal Déift kann net mat der lateraler Gréisst reduzéiert ginn) an en héije Stroumverbrauch.
2. MOS
E Feldeffekttransistor fir Metalloxid-Hallefleeder (Metal Oxide Semiconductor FET), dat heescht e Feldeffekttransistor, deen de Schalter vum leetfäege Hallefleederkanal (S) steiert, andeems en Spannung op de Gate vun der Metallschicht (M-Metallaluminium) an d'Quell iwwer d'Oxidschicht (O-Isolatiounsschicht SiO2) applizéiert, fir den Effekt vum elektresche Feld ze generéieren. Well de Gate an d'Quell, souwéi de Gate an den Drain duerch d'SiO2-Isolatiounsschicht isoléiert sinn, gëtt de MOSFET och als isoléierte Gate-Feldeffekttransistor bezeechent. Am Joer 1962 huet Bell Labs offiziell déi erfollegräich Entwécklung ugekënnegt, déi zu engem vun de wichtegste Meilesteen an der Geschicht vun der Hallefleederentwécklung gouf an direkt déi technesch Grondlag fir d'Entstoe vum Hallefleederspeicher geluecht huet.
De MOSFET kann jee no dem Typ vum leetende Kanal a P-Kanal an N-Kanal opgedeelt ginn. Jee no der Amplitude vun der Gatespannung kann en opgedeelt ginn an: Depletiounstyp - wann d'Gatespannung Null ass, gëtt et e leetende Kanal tëscht dem Drain an der Quell; Enhancement-Typ - fir N (P) Kanal-Geräter gëtt et nëmmen e leetende Kanal wann d'Gatespannung méi grouss (manner wéi) Null ass, an de Power-MOSFET ass haaptsächlech vum N-Kanal-Enhancement-Typ.
Déi Haaptunterschiede tëscht MOS an Triode enthalen, awer sinn net limitéiert op déi folgend Punkten:
-Trioden si bipolar Apparater, well souwuel Majoritéits- wéi och Minoritéitsträger gläichzäiteg un der Leedung deelhuelen; während MOS nëmmen Elektrizitéit duerch Majoritéitsträger a Hallefleeder leet, an och als unipolare Transistor bezeechent gëtt.
-Trioden si stroumgesteiert Apparater mat relativ héijem Stroumverbrauch; während MOSFETs Spannungsgesteiert Apparater mat nidderegem Stroumverbrauch sinn.
-Trioden hunn e groussen On-Widerstand, während MOS-Réier e klengen On-Widerstand hunn, nëmmen e puer honnert Milliohm. An aktuellen elektreschen Apparater gi MOS-Réier meeschtens als Schalter benotzt, haaptsächlech well d'Effizienz vu MOS relativ héich ass am Verglach mat Trioden.
-Trioden hunn e relativ virdeelhafte Präis, a MOS-Röhren si relativ deier.
-Hautdesdaags gi MOS-Réier a ville Fäll benotzt fir Trioden z'ersetzen. Nëmmen a verschiddene Fäll mat gerénger Leeschtung oder ouni vill Energie, benotze mir Trioden, well et de Präisvirdeel ass.
3. CMOS
Komplementär Metalloxid-Hallefleeder: D'CMOS-Technologie benotzt komplementär p-Typ an n-Typ Metalloxid-Hallefleedertransistoren (MOSFETs) fir elektronesch Apparater a Logikschaltkreesser ze bauen. Déi folgend Figur weist en heefege CMOS-Inverter, deen fir d'Konversioun "1→0" oder "0→1" benotzt gëtt.
Déi folgend Figur weist en typesche CMOS-Querschnitt. Déi lénks Säit ass NMS, an déi riets Säit ass PMOS. D'G-Pole vun den zwou MOS sinn als gemeinsame Gate-Input matenee verbonnen, an d'D-Pole sinn als gemeinsame Drain-Output matenee verbonnen. VDD ass mat der PMOS-Source verbonnen, a VSS ass mat der NMOS-Source verbonnen.
1963 hunn de Wanlass an de Sah vu Fairchild Semiconductor de CMOS-Schaltkrees erfonnt. 1968 huet d'American Radio Corporation (RCA) dat éischt CMOS-Integratiounsschaltkreesprodukt entwéckelt, an zënterhier huet de CMOS-Schaltkrees eng grouss Entwécklung erreecht. Seng Virdeeler sinn niddrege Stroumverbrauch an héich Integratioun (den STI/LOCOS-Prozess kann d'Integratioun weider verbesseren); säin Nodeel ass d'Existenz vun engem Sperreffekt (de PN-Verbindungs-Réckverzerrung gëtt als Isolatioun tëscht MOS-Röhren benotzt, an Interferenzen kënnen einfach eng verbessert Schleif bilden an de Schaltkrees verbrennen).
4. DMOS
Duebeldiffuséiert Metalloxid-Hallefleeder: Ähnlech wéi d'Struktur vun normale MOSFET-Bauelementer huet en och Source-, Drain-, Gate- an aner Elektroden, awer d'Breakdown-Spannung um Drain-Enn ass héich. Den Duebeldiffusiounsprozess gëtt benotzt.
D'Figur hei ënnendrënner weist de Querschnitt vun engem Standard-N-Kanal-DMOS. Dës Zort DMOS-Apparat gëtt normalerweis a Low-Side-Schaltapplikatiounen benotzt, wou d'Quell vum MOSFET mat der Mass verbonnen ass. Zousätzlech gëtt et en P-Kanal-DMOS. Dës Zort DMOS-Apparat gëtt normalerweis a High-Side-Schaltapplikatiounen benotzt, wou d'Quell vum MOSFET mat enger positiver Spannung verbonnen ass. Ähnlech wéi beim CMOS benotzen komplementär DMOS-Apparater N-Kanal- a P-Kanal-MOSFETs um selwechte Chip fir komplementär Schaltfunktiounen ze bidden.
Jee no der Richtung vum Kanal kann DMOS an zwou Zorten opgedeelt ginn, nämlech de vertikalen duebeldiffuséierten Metalloxid-Hallefleiter-Feldeffekttransistor VDMOS (Vertical Double-Diffused MOSFET) an de lateralen duebeldiffuséierten Metalloxid-Hallefleiter-Feldeffekttransistor LDMOS (Lateral Double-Diffused MOSFET).
VDMOS-Geräter si mat engem vertikale Kanal entworf. Am Verglach mat lateralen DMOS-Geräter hunn si méi héich Duerchschlagspannungs- a Stroumveraarbechtungsfäegkeeten, awer den On-Widderstand ass ëmmer nach relativ grouss.
LDMOS-Geräter si mat engem laterale Kanal entworf a si asymmetresch Power-MOSFET-Geräter. Am Verglach mat vertikalen DMOS-Geräter erlaben si e méi niddrege Schaltwiderstand a méi séier Schaltgeschwindegkeeten.
Am Verglach mat traditionelle MOSFETs huet DMOS eng méi héich On-Kapazitéit an e méi niddrege Widderstand, dofir gëtt et wäit verbreet an elektroneschen Apparater mat héijer Leeschtung wéi Stroumschalter, Elektrowierkzeug an Undriffssystemer fir Elektroautoen.
5. BiCMOS
Bipolare CMOS ass eng Technologie, déi CMOS an bipolare Komponenten gläichzäiteg um selwechte Chip integréiert. Seng Grondiddi ass et, CMOS-Komponenten als Haaptkrees ze benotzen, an dobäi bipolare Komponenten oder Kreesleef ze addéieren, wou grouss kapazitiv Lasten ugedriwwe musse ginn. Dofir hunn BiCMOS-Kreesleef d'Virdeeler vun enger héijer Integratioun an engem niddrege Stroumverbrauch wéi CMOS-Kreesleef, an d'Virdeeler vun enger héijer Geschwindegkeet an engem staarke Stroumundriff wéi BJT-Kreesleef.
D'BiCMOS SiGe (Siliziumgermanium) Technologie vun STMicroelectronics integréiert HF-, analog an digital Deeler op engem eenzege Chip, wat d'Zuel vun externen Komponenten däitlech reduzéiere kann an de Stroumverbrauch optimiséiere kann.
6. BCD
Bipolar-CMOS-DMOS, dës Technologie kann bipolar, CMOS- an DMOS-Elementer um selwechte Chip hierstellen, genannt BCD-Prozess, deen fir d'éischt erfollegräich vun STMicroelectronics (ST) am Joer 1986 entwéckelt gouf.
Bipolar ass gëeegent fir analog Schaltkreesser, CMOS ass gëeegent fir digital a Logikschaltkreesser, an DMOS ass gëeegent fir Stroum- an Héichspannungsgeräter. BCD kombinéiert d'Virdeeler vun deenen dräi. No kontinuéierlecher Verbesserung gëtt BCD wäit verbreet a Produkter an de Beräicher Energieverwaltung, analoger Datenerfassung a Stroumaktuatoren agesat. Laut der offizieller Websäit vun ST ass de reife Prozess fir BCD nach ëmmer bei 100nm, 90nm ass nach am Prototypdesign, an d'40nmBCD Technologie gehéiert zu senge Produkter vun der nächster Generatioun an der Entwécklung.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 10. September 2024