BCD-prosessen

Hva er BCD-prosessen?

BCD-prosessen er en integrert prosessteknologi med én brikke, som først ble introdusert av ST i 1986. Denne teknologien kan lage bipolare, CMOS- og DMOS-enheter på samme brikke. Utseendet reduserer brikkens areal betraktelig.

Det kan sies at BCD-prosessen fullt ut utnytter fordelene med bipolar drivkapasitet, CMOS med høy integrasjon og lavt strømforbruk, samt DMOS med høy spenning og høy strømkapasitet. Blant disse er DMOS nøkkelen til å forbedre effekt og integrasjon. Med videreutviklingen av integrert kretsteknologi har BCD-prosessen blitt den vanlige produksjonsteknologien for PMIC.

BCD-prosesstverrsnittsdiagram, kildenettverk, takk

Fordeler med BCD-prosessen

BCD-prosessen lager bipolare enheter, CMOS-enheter og DMOS-strømforsyningsenheter på samme brikke samtidig, og integrerer den høye transkonduktansen og sterke laststyringskapasiteten til bipolare enheter med den høye integrasjonen og det lave strømforbruket til CMOS, slik at de kan utfylle hverandre og gi full utnyttelse av sine respektive fordeler. Samtidig kan DMOS fungere i svitsjemodus med ekstremt lavt strømforbruk. Kort sagt, lavt strømforbruk, høy energieffektivitet og høy integrasjon er en av hovedfordelene med BCD. BCD-prosessen kan redusere strømforbruket betydelig, forbedre systemytelsen og ha bedre pålitelighet. Funksjonene til elektroniske produkter øker dag for dag, og kravene til spenningsendringer, kondensatorbeskyttelse og forlengelse av batterilevetid blir stadig viktigere. De høyhastighets- og energisparende egenskapene til BCD oppfyller prosesskravene for høyytelses analoge/strømstyringsbrikker.

Viktige teknologier i BCD-prosessen

Typiske enheter i BCD-prosessen inkluderer lavspennings-CMOS, høyspennings-MOS-rør, LDMOS med forskjellige gjennomslagsspenninger, vertikale NPN/PNP- og Schottky-dioder, osv. Noen prosesser integrerer også enheter som JFET og EEPROM, noe som resulterer i et stort utvalg av enheter i BCD-prosessen. Derfor må man, i tillegg til å vurdere kompatibiliteten mellom høyspenningsenheter og lavspenningsenheter, dobbeltklikkprosesser og CMOS-prosesser, osv. i designet, også vurdere passende isolasjonsteknologi.

Innen BCD-isolasjonsteknologi har mange teknologier som kryssisolasjon, selvisolasjon og dielektrisk isolasjon dukket opp etter hverandre. Kryssisolasjonsteknologi går ut på å lage enheten på det epitaksiale N-type laget av P-type substratet og bruke reversforspenningsegenskapene til PN-krysset for å oppnå isolasjon, fordi PN-krysset har en veldig høy motstand under reversforspenning.

Selvisolasjonsteknologi er i hovedsak PN-kryssisolering, som er avhengig av de naturlige PN-kryssegenskapene mellom kilde- og drenområdene på enheten og substratet for å oppnå isolasjon. Når MOS-røret er slått på, er kildeområdet, drenområdet og kanalen omgitt av uttømmingsområdet, og danner isolasjon fra substratet. Når den er slått av, er PN-krysset mellom drenområdet og substratet reversert forspent, og høyspenningen i kildeområdet isoleres av uttømmingsområdet.

Dielektrisk isolasjon bruker isolerende medier som silisiumoksid for å oppnå isolasjon. Basert på dielektrisk isolasjon og koblingsisolasjon, er kvasi-dielektrisk isolasjon utviklet ved å kombinere fordelene ved begge. Ved selektivt å ta i bruk isolasjonsteknologien ovenfor, kan man oppnå høyspennings- og lavspenningskompatibilitet.

Utviklingsretningen for BCD-prosessen

Utviklingen av BCD-prosessteknologi er ikke som standard CMOS-prosessen, som alltid har fulgt Moores lov og utviklet seg i retning av mindre linjebredde og høyere hastighet. BCD-prosessen er grovt sett differensiert og utviklet i tre retninger: høy spenning, høy effekt og høy tetthet.

1. Høyspennings-BCD-retning

Høyspennings-BCD kan produsere svært pålitelige lavspenningskontrollkretser og ultrahøyspennings-DMOS-nivåkretser på samme brikke samtidig, og kan realisere produksjonen av 500-700V høyspenningsenheter. Generelt er BCD imidlertid fortsatt egnet for produkter med relativt høye krav til strømforsyninger, spesielt BJT- eller høystrøms-DMOS-enheter, og kan brukes til strømstyring i elektronisk belysning og industrielle applikasjoner.

Den nåværende teknologien for produksjon av høyspent BCD er RESURF-teknologien som ble foreslått av Appel et al. i 1979. Enheten er laget ved hjelp av et lett dopet epitaksialt lag for å gjøre overflatens elektriske feltfordeling flatere, og dermed forbedre overflatens gjennombruddsegenskaper, slik at gjennombruddet skjer i kroppen i stedet for overflaten, og dermed øker enhetens gjennombruddsspenning. Lett doping er en annen metode for å øke gjennombruddsspenningen til BCD. Den bruker hovedsakelig dobbelt diffust dren DDD (dobbelt dopingdrain) og lett dopet dren LDD (lett dopingdrain). I DMOS-drenområdet legges et N-type driftområde til for å endre den opprinnelige kontakten mellom N+ drenet og P-type substratet til kontakten mellom N- drenet og P-type substratet, og dermed øke gjennombruddsspenningen.

2. Høy-effekt BCD-retning

Spenningsområdet til høyeffekts-BCD er 40–90 V, og den brukes hovedsakelig i bilelektronikk som krever høy strømdriftskapasitet, mellomspenning og enkle kontrollkretser. Dens etterspørselsegenskaper er høy strømdriftskapasitet, mellomspenning, og kontrollkretsen er ofte relativt enkel.

3. BCD-retning med høy tetthet

Høydensitets-BCD, spenningsområdet er 5–50 V, og noe bilelektronikk vil nå 70 V. Flere og flere komplekse og mangfoldige funksjoner kan integreres på samme brikke. Høydensitets-BCD bruker noen modulære designideer for å oppnå produktdiversifisering, hovedsakelig brukt i bilelektronikkapplikasjoner.

Hovedapplikasjoner av BCD-prosessen

BCD-prosessen er mye brukt i strømstyring (strøm- og batteristyring), skjermdrivere, bilelektronikk, industriell kontroll, etc. Strømstyringsbrikke (PMIC) er en av de viktigste typene analoge brikker. Kombinasjonen av BCD-prosess og SOI-teknologi er også et viktig trekk ved utviklingen av BCD-prosessen.

VET-China kan levere grafittdeler, myk, stiv filt, silisiumkarbiddeler, CVD-silisiumkarbiddeler og SIC/TAC-belagte deler på 30 dager.
Hvis du er interessert i halvlederproduktene ovenfor, ikke nøl med å kontakte oss første gang.

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