Selamat datang ke laman web kami untuk maklumat dan konsultasi produk.
Laman web kami:https://www.vet-china.com/
Ketika proses pembuatan semikonduktor terus mencapai kemajuan, satu pernyataan terkenal yang dipanggil "Hukum Moore" telah beredar dalam industri. Ia telah dicadangkan oleh Gordon Moore, salah seorang pengasas Intel, pada tahun 1965. Kandungan terasnya ialah: bilangan transistor yang boleh ditampung pada litar bersepadu akan berganda kira-kira setiap 18 hingga 24 bulan. Hukum ini bukan sahaja merupakan analisis dan ramalan trend pembangunan industri, tetapi juga merupakan daya penggerak untuk pembangunan proses pembuatan semikonduktor - semuanya adalah untuk menghasilkan transistor dengan saiz yang lebih kecil dan prestasi yang stabil. Dari tahun 1950-an hingga kini, kira-kira 70 tahun, sejumlah teknologi proses BJT, MOSFET, CMOS, DMOS dan BiCMOS hibrid serta BCD telah dibangunkan.
1. BJT
Transistor simpang bipolar (BJT), biasanya dikenali sebagai triod. Aliran cas dalam transistor terutamanya disebabkan oleh gerakan resapan dan hanyutan pembawa pada simpang PN. Oleh kerana ia melibatkan aliran elektron dan lubang, ia dipanggil peranti bipolar.
Mengimbas kembali sejarah kelahirannya. Disebabkan idea untuk menggantikan triod vakum dengan penguat pepejal, Shockley mencadangkan untuk menjalankan penyelidikan asas mengenai semikonduktor pada musim panas tahun 1945. Pada separuh kedua tahun 1945, Bell Labs menubuhkan kumpulan penyelidikan fizik keadaan pepejal yang diketuai oleh Shockley. Dalam kumpulan ini, bukan sahaja terdapat ahli fizik, tetapi juga jurutera litar dan ahli kimia, termasuk Bardeen, seorang ahli fizik teori, dan Brattain, seorang ahli fizik eksperimen. Pada Disember 1947, satu peristiwa yang dianggap sebagai peristiwa penting oleh generasi kemudian telah berlaku dengan cemerlang - Bardeen dan Brattain berjaya mencipta transistor sentuhan titik germanium pertama di dunia dengan penguatan arus.
Transistor titik sentuh pertama Bardeen dan Brattain
Tidak lama kemudian, Shockley mencipta transistor simpang bipolar pada tahun 1948. Beliau mencadangkan bahawa transistor boleh terdiri daripada dua simpang pn, satu dipincang ke hadapan dan satu lagi dipincang songsang, dan memperoleh paten pada Jun 1948. Pada tahun 1949, beliau menerbitkan teori terperinci tentang cara kerja transistor simpang. Lebih dua tahun kemudian, saintis dan jurutera di Bell Labs membangunkan satu proses untuk mencapai pengeluaran besar-besaran transistor simpang (peristiwa penting pada tahun 1951), membuka era baharu teknologi elektronik. Sebagai pengiktirafan atas sumbangan mereka kepada penciptaan transistor, Shockley, Bardeen dan Brattain bersama-sama memenangi Hadiah Nobel dalam Fizik 1956.
Gambarajah struktur ringkas transistor simpang dwikutub NPN
Berkenaan struktur transistor simpang bipolar, BJT biasa ialah NPN dan PNP. Struktur dalaman terperinci ditunjukkan dalam rajah di bawah. Kawasan semikonduktor bendasing yang sepadan dengan pemancar ialah kawasan pemancar, yang mempunyai kepekatan doping yang tinggi; kawasan semikonduktor bendasing yang sepadan dengan tapak ialah kawasan tapak, yang mempunyai lebar yang sangat nipis dan kepekatan doping yang sangat rendah; kawasan semikonduktor bendasing yang sepadan dengan pengumpul ialah kawasan pengumpul, yang mempunyai luas dan kepekatan doping yang sangat rendah.
Kelebihan teknologi BJT adalah kelajuan tindak balas yang tinggi, transkonduktans yang tinggi (perubahan voltan input sepadan dengan perubahan arus output yang besar), hingar yang rendah, ketepatan analog yang tinggi dan keupayaan pemacu arus yang kuat; kelemahannya adalah integrasi yang rendah (kedalaman menegak tidak dapat dikurangkan dengan saiz sisi) dan penggunaan kuasa yang tinggi.
2. MOS
Transistor Kesan Medan Semikonduktor Oksida Logam (FET Semikonduktor Oksida Logam), iaitu transistor kesan medan yang mengawal suis saluran konduktif semikonduktor (S) dengan mengenakan voltan pada get lapisan logam (aluminium logam-M) dan sumber melalui lapisan oksida (lapisan penebat O SiO2) untuk menghasilkan kesan medan elektrik. Memandangkan get dan sumber, serta get dan saliran diasingkan oleh lapisan penebat SiO2, MOSFET juga dipanggil transistor kesan medan get bertebat. Pada tahun 1962, Bell Labs secara rasmi mengumumkan pembangunan yang berjaya, yang menjadi salah satu peristiwa penting dalam sejarah pembangunan semikonduktor dan secara langsung meletakkan asas teknikal untuk kemunculan memori semikonduktor.
MOSFET boleh dibahagikan kepada saluran P dan saluran N mengikut jenis saluran konduktif. Mengikut amplitud voltan get, ia boleh dibahagikan kepada: jenis susutan - apabila voltan get adalah sifar, terdapat saluran konduktif antara saliran dan sumber; jenis peningkatan - untuk peranti saluran N (P), terdapat saluran konduktif hanya apabila voltan get lebih besar daripada (kurang daripada) sifar, dan MOSFET kuasa terutamanya jenis peningkatan saluran N.
Perbezaan utama antara MOS dan triod termasuk tetapi tidak terhad kepada perkara berikut:
-Triode ialah peranti bipolar kerana kedua-dua pembawa majoriti dan minoriti mengambil bahagian dalam pengaliran pada masa yang sama; manakala MOS hanya mengalirkan elektrik melalui pembawa majoriti dalam semikonduktor, dan juga dipanggil transistor unipolar.
-Triode ialah peranti kawalan arus dengan penggunaan kuasa yang agak tinggi; manakala MOSFET ialah peranti kawalan voltan dengan penggunaan kuasa yang rendah.
-Triode mempunyai rintangan hidup yang besar, manakala tiub MOS mempunyai rintangan hidup yang kecil, hanya beberapa ratus miliohm. Dalam peranti elektrik semasa, tiub MOS biasanya digunakan sebagai suis, terutamanya kerana kecekapan MOS agak tinggi berbanding triod.
-Triode mempunyai kos yang agak menguntungkan, dan tiub MOS agak mahal.
-Pada masa kini, tiub MOS digunakan untuk menggantikan triod dalam kebanyakan senario. Hanya dalam beberapa senario kuasa rendah atau tidak sensitif kuasa, kami akan menggunakan triod dengan mengambil kira kelebihan harga.
3. CMOS
Semikonduktor Oksida Logam Pelengkap: Teknologi CMOS menggunakan transistor semikonduktor oksida logam jenis-p dan jenis-n (MOSFET) pelengkap untuk membina peranti elektronik dan litar logik. Rajah berikut menunjukkan penyongsang CMOS biasa, yang digunakan untuk penukaran "1→0" atau "0→1".
Rajah berikut ialah keratan rentas CMOS yang tipikal. Bahagian kiri ialah NMS, dan bahagian kanan ialah PMOS. Kutub G bagi dua MOS disambungkan bersama sebagai input get sepunya, dan kutub D disambungkan bersama sebagai output saliran sepunya. VDD disambungkan kepada sumber PMOS, dan VSS disambungkan kepada sumber NMOS.
Pada tahun 1963, Wanlass dan Sah dari Fairchild Semiconductor mencipta litar CMOS. Pada tahun 1968, American Radio Corporation (RCA) membangunkan produk litar bersepadu CMOS yang pertama, dan sejak itu, litar CMOS telah mencapai perkembangan yang hebat. Kelebihannya ialah penggunaan kuasa yang rendah dan integrasi yang tinggi (proses STI/LOCOS boleh meningkatkan lagi integrasi); kelemahannya ialah kewujudan kesan kunci (bias songsang simpang PN digunakan sebagai pengasingan antara tiub MOS, dan gangguan boleh membentuk gelung yang dipertingkatkan dengan mudah dan membakar litar).
4. DMOS
Semikonduktor Oksida Logam Tersebar Berganda: Sama seperti struktur peranti MOSFET biasa, ia juga mempunyai sumber, saliran, get dan elektrod lain, tetapi voltan kerosakan pada hujung saliran adalah tinggi. Proses resapan berganda digunakan.
Rajah di bawah menunjukkan keratan rentas DMOS saluran-N standard. Peranti DMOS jenis ini biasanya digunakan dalam aplikasi pensuisan sisi rendah, di mana sumber MOSFET disambungkan ke bumi. Di samping itu, terdapat DMOS saluran-P. Peranti DMOS jenis ini biasanya digunakan dalam aplikasi pensuisan sisi tinggi, di mana sumber MOSFET disambungkan kepada voltan positif. Sama seperti CMOS, peranti DMOS pelengkap menggunakan MOSFET saluran-N dan saluran-P pada cip yang sama untuk menyediakan fungsi pensuisan pelengkap.
Bergantung pada arah saluran, DMOS boleh dibahagikan kepada dua jenis, iaitu transistor kesan medan semikonduktor oksida logam resapan berganda menegak VDMOS (MOSFET Tersebar Berganda Menegak) dan transistor kesan medan semikonduktor oksida logam resapan berganda lateral LDMOS (MOSFET Tersebar Berganda Lateral).
Peranti VDMOS direka bentuk dengan saluran menegak. Berbanding dengan peranti DMOS sisi, ia mempunyai keupayaan pengendalian voltan kerosakan dan arus yang lebih tinggi, tetapi rintangan aktif masih agak besar.
Peranti LDMOS direka bentuk dengan saluran sisi dan merupakan peranti MOSFET kuasa asimetri. Berbanding dengan peranti DMOS menegak, ia membenarkan rintangan aktif yang lebih rendah dan kelajuan pensuisan yang lebih pantas.
Berbanding dengan MOSFET tradisional, DMOS mempunyai kapasitans hidup yang lebih tinggi dan rintangan yang lebih rendah, jadi ia digunakan secara meluas dalam peranti elektronik berkuasa tinggi seperti suis kuasa, alat kuasa dan pemacu kenderaan elektrik.
5. BiCMOS
CMOS Bipolar ialah teknologi yang mengintegrasikan peranti CMOS dan bipolar pada cip yang sama pada masa yang sama. Idea asasnya adalah untuk menggunakan peranti CMOS sebagai litar unit utama, dan menambah peranti atau litar bipolar di mana beban kapasitif yang besar diperlukan untuk dipacu. Oleh itu, litar BiCMOS mempunyai kelebihan integrasi yang tinggi dan penggunaan kuasa yang rendah bagi litar CMOS, dan kelebihan keupayaan pemacuan arus berkelajuan tinggi dan kuat bagi litar BJT.
Teknologi BiCMOS SiGe (silikon germanium) STMicroelectronics mengintegrasikan bahagian RF, analog dan digital pada satu cip, yang dapat mengurangkan bilangan komponen luaran dengan ketara dan mengoptimumkan penggunaan kuasa.
6. BCD
Bipolar-CMOS-DMOS, teknologi ini boleh membuat peranti bipolar, CMOS dan DMOS pada cip yang sama, yang dipanggil proses BCD, yang pertama kali berjaya dibangunkan oleh STMicroelectronics (ST) pada tahun 1986.
Bipolar sesuai untuk litar analog, CMOS sesuai untuk litar digital dan logik, dan DMOS sesuai untuk peranti kuasa dan voltan tinggi. BCD menggabungkan kelebihan ketiga-tiganya. Selepas penambahbaikan berterusan, BCD digunakan secara meluas dalam produk dalam bidang pengurusan kuasa, pemerolehan data analog dan penggerak kuasa. Menurut laman web rasmi ST, proses matang untuk BCD masih sekitar 100nm, 90nm masih dalam reka bentuk prototaip, dan teknologi 40nmBCD tergolong dalam produk generasi akan datang yang sedang dibangunkan.
Masa siaran: 10-Sep-2024