BCD-proces

Wat is het BCD-proces?

Het BCD-proces is een geïntegreerde procestechnologie voor één chip die voor het eerst in 1986 door ST werd geïntroduceerd. Deze technologie kan bipolaire, CMOS- en DMOS-apparaten op dezelfde chip produceren. Door zijn verschijning wordt het chipoppervlak aanzienlijk verkleind.

We kunnen stellen dat het BCD-proces de voordelen van bipolaire aansturing, hoge CMOS-integratie en laag stroomverbruik, en hoge DMOS-spanning en hoge stroomcapaciteit volledig benut. DMOS is hierbij de sleutel tot verbetering van vermogen en integratie. Met de verdere ontwikkeling van geïntegreerde circuittechnologie is het BCD-proces de belangrijkste productietechnologie voor PMIC geworden.

BCD-procesdoorsnedediagram, bronnetwerk, bedankt

Voordelen van het BCD-proces

Het BCD-proces maakt bipolaire apparaten, CMOS-apparaten en DMOS-voedingsapparaten tegelijkertijd op dezelfde chip, waarbij de hoge transconductantie en het sterke belastingsaandrijfvermogen van bipolaire apparaten worden geïntegreerd met de hoge integratie en het lage stroomverbruik van CMOS, zodat ze elkaar kunnen aanvullen en hun respectievelijke voordelen volledig kunnen benutten; tegelijkertijd kan DMOS in de schakelmodus werken met een extreem laag stroomverbruik. Kortom, een laag stroomverbruik, hoge energie-efficiëntie en hoge integratie zijn een van de belangrijkste voordelen van BCD. Het BCD-proces kan het stroomverbruik aanzienlijk verminderen, de systeemprestaties verbeteren en een betere betrouwbaarheid hebben. De functies van elektronische producten nemen met de dag toe en de eisen voor spanningsveranderingen, condensatorbescherming en verlenging van de batterijlevensduur worden steeds belangrijker. De hoge snelheid en energiebesparende eigenschappen van BCD voldoen aan de procesvereisten voor hoogwaardige analoge/power management chips.

Belangrijkste technologieën van het BCD-proces

Typische componenten van het BCD-proces zijn onder andere laagspannings-CMOS-buizen, hoogspannings-MOS-buizen, LDMOS met verschillende doorslagspanningen, verticale NPN/PNP- en Schottky-diodes, enz. Sommige processen integreren ook componenten zoals JFET en EEPROM, wat resulteert in een grote verscheidenheid aan componenten in het BCD-proces. Daarom moet bij het ontwerp, naast de compatibiliteit van hoogspannings- en laagspanningscomponenten, dubbelklikprocessen en CMOS-processen, ook rekening worden gehouden met geschikte isolatietechnologie.

In de BCD-isolatietechnologie zijn veel technologieën ontstaan, zoals junctie-isolatie, zelfisolatie en diëlektrische isolatie. Bij junctie-isolatietechnologie wordt het apparaat op de N-type epitaxiale laag van het P-type substraat geplaatst en worden de sperspanningskarakteristieken van de PN-junctie gebruikt om isolatie te bereiken, omdat de PN-junctie een zeer hoge weerstand heeft onder sperspanning.

Zelfisolatietechnologie is in wezen PN-overgangsisolatie, die afhankelijk is van de natuurlijke PN-overgangskarakteristieken tussen de source- en drainregio's van het apparaat en het substraat om isolatie te bereiken. Wanneer de MOS-buis is ingeschakeld, worden de sourceregio, de drainregio en het kanaal omgeven door de depletieregio, waardoor isolatie van het substraat ontstaat. Wanneer de MOS-buis is uitgeschakeld, is de PN-overgang tussen de drainregio en het substraat in sperrichting voorgespannen en wordt de hoge spanning van de sourceregio geïsoleerd door de depletieregio.

Diëlektrische isolatie maakt gebruik van isolerende media zoals siliciumoxide om isolatie te bereiken. Gebaseerd op diëlektrische isolatie en junctie-isolatie, is quasi-diëlektrische isolatie ontwikkeld door de voordelen van beide te combineren. Door selectief gebruik te maken van de bovengenoemde isolatietechnologie, kan compatibiliteit met zowel hoog- als laagspanning worden bereikt.

Ontwikkelingsrichting van het BCD-proces

De ontwikkeling van BCD-procestechnologie verloopt anders dan bij het standaard CMOS-proces, dat altijd de wet van Moore heeft gevolgd en zich heeft ontwikkeld in de richting van een kleinere lijnbreedte en hogere snelheid. Het BCD-proces is grofweg gedifferentieerd en ontwikkelt zich in drie richtingen: hoge spanning, hoog vermogen en hoge dichtheid.

1. Richting van de hoogspannings-BCD

Hoogspannings-BCD's kunnen tegelijkertijd zeer betrouwbare laagspanningsregelcircuits en ultrahoogspannings-DMOS-circuits op dezelfde chip produceren en de productie van hoogspanningsapparaten van 500-700 V realiseren. Over het algemeen is BCD echter nog steeds geschikt voor producten met relatief hoge eisen aan vermogensapparaten, met name BJT- of hoogstroom-DMOS-apparaten, en kan het worden gebruikt voor vermogensregeling in elektronische verlichting en industriële toepassingen.

De huidige technologie voor de productie van hoogspannings-BCD's is de RESURF-technologie, voorgesteld door Appel et al. in 1979. Het apparaat is gemaakt met behulp van een licht gedoteerde epitaxiale laag om de elektrische veldverdeling aan het oppervlak vlakker te maken, waardoor de doorslagkarakteristieken aan het oppervlak worden verbeterd. De doorslag vindt dan plaats in het lichaam in plaats van aan het oppervlak, waardoor de doorslagspanning van het apparaat toeneemt. Lichte doping is een andere methode om de doorslagspanning van BCD's te verhogen. Hierbij wordt voornamelijk gebruikgemaakt van dubbel gediffundeerde drain DDD (dubbele doping-drain) en licht gedoteerde drain LDD (licht gedoteerde drain). In het DMOS-draingebied wordt een N-type driftgebied toegevoegd om het oorspronkelijke contact tussen de N+-drain en het P-type substraat te veranderen naar het contact tussen de N-drain en het P-type substraat, waardoor de doorslagspanning toeneemt.

2. Hoogvermogen BCD-richting

Het spanningsbereik van hoogvermogen-BCD's is 40-90 V en wordt voornamelijk gebruikt in auto-elektronica die een hoge stroomsterkte, een gemiddelde spanning en eenvoudige regelcircuits nodig heeft. De vereiste kenmerken zijn een hoge stroomsterkte, een gemiddelde spanning en een relatief eenvoudig regelcircuit.

3. BCD-richting met hoge dichtheid

High-density BCD's hebben een spanningsbereik van 5-50 V, en sommige auto-elektronica bereikt zelfs 70 V. Steeds meer complexe en diverse functies kunnen op dezelfde chip worden geïntegreerd. High-density BCD's maken gebruik van modulaire ontwerpideeën om productdiversificatie te bereiken en worden voornamelijk gebruikt in auto-elektronica.

Belangrijkste toepassingen van het BCD-proces

Het BCD-proces wordt veel gebruikt in energiebeheer (stroom- en batterijregeling), display-aansturing, auto-elektronica, industriële besturing, enz. Power Management Chip (PMIC) is een van de belangrijkste soorten analoge chips. De combinatie van BCD- en SOI-technologie is ook een belangrijk kenmerk van de ontwikkeling van het BCD-proces.

VET-China kan grafietonderdelen, zachthard vilt, siliciumcarbideonderdelen, cvD-siliciumcarbideonderdelen en SIC/Tac-gecoate onderdelen binnen 30 dagen leveren.
Indien u interesse heeft in bovenstaande halfgeleiderproducten, aarzel dan niet om direct contact met ons op te nemen.

Telefoon: +86-1891 1596 392
WhatsApp: 86-18069021720
E-mailadres:yeah@china-vet.com