Добредојдовте на нашата веб-страница за информации за производите и консултации.
Нашата веб-страница:https://www.vet-china.com/
Бидејќи процесите на производство на полупроводници продолжуваат да прават пробиви, во индустријата циркулира позната изјава наречена „Муров закон“. Ја предложил Гордон Мур, еден од основачите на Интел, во 1965 година. Неговата основна содржина е: бројот на транзистори што можат да се сместат на интегрирано коло ќе се удвојува приближно на секои 18 до 24 месеци. Овој закон не е само анализа и предвидување на трендот на развој на индустријата, туку и движечка сила за развој на процесите на производство на полупроводници - сè е насочено кон производство на транзистори со помала големина и стабилни перформанси. Од 1950-тите до денес, околу 70 години, развиени се вкупно BJT, MOSFET, CMOS, DMOS и хибридни BiCMOS и BCD процесни технологии.
1. БЈТ
Биполарен транзистор со спој (BJT), попознат како триода. Протокот на полнеж во транзисторот главно се должи на дифузијата и движењето на дрифтот на носителите на PN спојот. Бидејќи вклучува проток и на електрони и на дупки, се нарекува биполарен уред.
Гледајќи наназад кон историјата на неговото раѓање. Поради идејата за замена на вакуумските триоди со засилувачи на цврста состојба, Шокли предложил да се спроведат основни истражувања за полупроводници во летото 1945 година. Во втората половина на 1945 година, Bell Labs основала истражувачка група за физика на цврста состојба предводена од Шокли. Во оваа група имало не само физичари, туку и инженери за кола и хемичари, вклучувајќи го Бардин, теоретски физичар, и Братејн, експериментален физичар. Во декември 1947 година, настан кој бил сметан за пресвртница од подоцнежните генерации се случил брилијантно - Бардин и Братејн успешно го измислиле првиот во светот германиумски точкесто-контактен транзистор со засилување на струја.
Првиот точкест транзистор на Бардин и Братејн
Кратко потоа, Шокли го измислил биполарниот транзистор со спој во 1948 година. Тој предложил дека транзисторот може да биде составен од две pn споеви, едната со напредно поларизирано, а другата со обратно поларизирано, и добил патент во јуни 1948 година. Во 1949 година, тој ја објавил деталната теорија за работата на транзисторот со спој. Повеќе од две години подоцна, научниците и инженерите во Bell Labs развиле процес за постигнување масовно производство на транзистори со спој (пресвртница во 1951 година), отворајќи нова ера на електронската технологија. Како признание за нивниот придонес во пронаоѓањето на транзисторите, Шокли, Бардин и Братејн заеднички ја добиле Нобеловата награда за физика во 1956 година.
Едноставна структурна шема на NPN биполарен транзистор за спојување
Во однос на структурата на биполарните спојни транзистори, вообичаени BJT се NPN и PNP. Деталната внатрешна структура е прикажана на сликата подолу. Регионот со нечистотии на полупроводникот што одговара на емитерот е регионот на емитерот, кој има висока концентрација на допир; регионот со нечистотии на полупроводникот што одговара на базата е регионот на базата, кој има многу тенка ширина и многу ниска концентрација на допир; регионот со нечистотии на полупроводникот што одговара на колекторот е регионот на колекторот, кој има голема површина и многу ниска концентрација на допир.
Предностите на BJT технологијата се висока брзина на одзив, висока транскондуктанца (промените на влезниот напон одговараат на големи промени на излезната струја), низок шум, висока аналогна точност и можност за силно управување со струја; недостатоците се ниска интеграција (вертикалната длабочина не може да се намали со странична големина) и голема потрошувачка на енергија.
2. МОС
Метален оксиден полупроводнички транзистор со ефект на поле (метален оксиден полупроводнички FET), односно транзистор со ефект на поле кој го контролира прекинувачот на полупроводничкиот (S) спроводлив канал со примена на напон на портата на металниот слој (M-метал алуминиум) и изворот преку оксидниот слој (O-изолациски слој SiO2) за да се генерира ефектот на електричното поле. Бидејќи портата и изворот, како и портата и одводот се изолирани од изолациониот слој SiO2, MOSFET се нарекува и транзистор со ефект на поле со изолирана порта. Во 1962 година, Bell Labs официјално го објави успешниот развој, што стана една од најважните пресвртници во историјата на развојот на полупроводниците и директно ја постави техничката основа за појавата на полупроводничката меморија.
MOSFET-от може да се подели на P-канален и N-канален според типот на спроводлив канал. Според амплитудата на напонот на портата, може да се подели на: тип на осиромашување - кога напонот на портата е нула, постои спроводлив канал помеѓу одводот и изворот; тип на засилување - за N (P) канали, постои спроводлив канал само кога напонот на портата е поголем (помал од) нула, и MOSFET-от за напојување е главно од тип на N-канален засилување.
Главните разлики помеѓу MOS и триод вклучуваат, но не се ограничени на следниве точки:
Триодите се биполарни уреди бидејќи и мнозинските и малцинските носители учествуваат во спроводливоста истовремено; додека MOS спроведува електрична енергија само преку мнозинските носители во полупроводниците и се нарекува и униполарен транзистор.
Триодите се уреди со контролирана струја и релативно висока потрошувачка на енергија; додека MOSFET-ите се уреди со контролирана напон и мала потрошувачка на енергија.
-Триодите имаат голем отпор на вклучување, додека MOS цевките имаат мал отпор на вклучување, само неколку стотици милиоми. Во современите електрични уреди, MOS цевките генерално се користат како прекинувачи, главно затоа што ефикасноста на MOS е релативно висока во споредба со триодите.
-Триодите имаат релативно поволна цена, а MOS цевките се релативно скапи.
-Денес, MOS цевките се користат за замена на триоди во повеќето сценарија. Само во некои сценарија со мала потрошувачка на енергија или нечувствителни на енергија, ќе користиме триоди земајќи ја предвид ценовната предност.
3. CMOS
Комплементарен метален оксиден полупроводник: CMOS технологијата користи комплементарни метален оксиден полупроводнички транзистори (MOSFET) од p-тип и n-тип за изградба на електронски уреди и логички кола. Следната слика покажува вообичаен CMOS инвертер, кој се користи за конверзија „1→0“ или „0→1“.
Следната слика е типичен CMOS пресек. Левата страна е NMS, а десната страна е PMOS. G половите на двата MOS се поврзани заедно како заеднички влез на порта, а D половите се поврзани заедно како заеднички излез на дрејн. VDD е поврзан со изворот на PMOS, а VSS е поврзан со изворот на NMOS.
Во 1963 година, Ванлас и Са од Fairchild Semiconductor го измислија CMOS колото. Во 1968 година, Американската радио корпорација (RCA) го разви првиот CMOS производ на интегрирано коло, и оттогаш, CMOS колото постигна голем развој. Неговите предности се малата потрошувачка на енергија и високата интеграција (STI/LOCOS процесот може дополнително да ја подобри интеграцијата); неговиот недостаток е постоењето на ефект на заклучување (обратната пристрасност на PN спојот се користи како изолација помеѓу MOS цевките, а интерференцијата лесно може да формира подобрена јамка и да го „изгори“ колото).
4. DMOS
Двојно дифузен метален оксиден полупроводник: Слично на структурата на обичните MOSFET уреди, тој исто така има извор, одвод, порта и други електроди, но напонот на распаѓање на крајот на одводот е висок. Се користи процес на двојна дифузија.
Сликата подолу го прикажува пресекот на стандарден N-канален DMOS. Овој тип на DMOS уред обично се користи во апликации за префрлување на ниска страна, каде што изворот на MOSFET е поврзан со земјата. Покрај тоа, постои и P-канален DMOS. Овој тип на DMOS уред обично се користи во апликации за префрлување на висока страна, каде што изворот на MOSFET е поврзан со позитивен напон. Слично на CMOS, комплементарните DMOS уреди користат N-канален и P-канален MOSFET на истиот чип за да обезбедат комплементарни функции за префрлување.
Во зависност од насоката на каналот, DMOS може да се подели на два вида, имено вертикален двојно дифузен транзистор со ефект на поле со метал оксид (VDMOS - Vertical Double-Diffused MOSFET) и латерален двојно дифузен транзистор со ефект на поле со метал оксид (LDMOS - Lateral Double-Diffused MOSFET).
VDMOS уредите се дизајнирани со вертикален канал. Во споредба со латералните DMOS уреди, тие имаат поголем напон на дефект и можности за справување со струја, но отпорот на вклучување е сè уште релативно голем.
LDMOS уредите се дизајнирани со страничен канал и се асиметрични енергетски MOSFET уреди. Во споредба со вертикалните DMOS уреди, тие овозможуваат помал отпор на вклучување и побрзи брзини на префрлување.
Во споредба со традиционалните MOSFET-и, DMOS има поголем капацитет на вклучување и помал отпор, па затоа е широко користен во електронски уреди со голема моќност како што се прекинувачи за напојување, електрични алати и погони за електрични возила.
5. БиCMOS
Биполарниот CMOS е технологија која интегрира CMOS и биполарни уреди на истиот чип во исто време. Неговата основна идеја е да се користат CMOS уреди како главно единечно коло и да се додадат биполарни уреди или кола каде што е потребно да се управуваат големи капацитивни оптоварувања. Затоа, BiCMOS колата имаат предности на висока интеграција и ниска потрошувачка на енергија на CMOS колата, како и предности на можностите за управување со голема брзина и силна струја на BJT колата.
Технологијата BiCMOS SiGe (силициум германиум) на STMicroelectronics интегрира RF, аналогни и дигитални делови на еден чип, што може значително да го намали бројот на надворешни компоненти и да ја оптимизира потрошувачката на енергија.
6. БЦД
Биполарен-CMOS-DMOS, оваа технологија може да направи биполарни, CMOS и DMOS уреди на истиот чип, наречен BCD процес, кој првпат беше успешно развиен од STMicroelectronics (ST) во 1986 година.
Биполарниот е погоден за аналогни кола, CMOS е погоден за дигитални и логички кола, а DMOS е погоден за уреди со напојување и висок напон. BCD ги комбинира предностите на трите. По континуирано подобрување, BCD е широко користен во производи во областа на управување со енергија, аналогно стекнување податоци и актуатори на енергија. Според официјалната веб-страница на ST, зрелиот процес за BCD е сè уште околу 100 nm, 90 nm е сè уште во прототип дизајн, а технологијата 40 nmBCD припаѓа на неговите производи од следната генерација кои се во развој.
Време на објавување: 10 септември 2024 година