Proces BCD

Czym jest proces BCD?

Proces BCD to technologia zintegrowanego procesu na jednym chipie, wprowadzona po raz pierwszy przez ST w 1986 roku. Technologia ta umożliwia tworzenie układów bipolarnych, CMOS i DMOS na tym samym chipie. Jej zastosowanie znacznie zmniejsza powierzchnię chipa.

Można powiedzieć, że proces BCD w pełni wykorzystuje zalety sterowania bipolarnego, wysokiej integracji i niskiego poboru mocy CMOS oraz wysokiego napięcia i wysokiego przepływu prądu DMOS. Wśród nich, DMOS jest kluczem do poprawy mocy i integracji. Wraz z dalszym rozwojem technologii układów scalonych, proces BCD stał się główną technologią produkcji układów PMIC.

Diagram przekroju procesu BCD, sieć źródłowa, dziękuję

Zalety procesu BCD

Proces BCD umożliwia jednoczesne zasilanie układów bipolarnych, CMOS i DMOS na tym samym chipie, integrując wysoką transprzewodność i silne możliwości sterowania obciążeniem układów bipolarnych oraz wysoką integrację i niskie zużycie energii CMOS, dzięki czemu mogą się one wzajemnie uzupełniać i w pełni wykorzystać swoje zalety; jednocześnie DMOS może pracować w trybie przełączania przy wyjątkowo niskim zużyciu energii. Krótko mówiąc, niskie zużycie energii, wysoka sprawność energetyczna i wysoka integracja to główne zalety BCD. Proces BCD może znacznie zmniejszyć zużycie energii, poprawić wydajność systemu i zapewnić lepszą niezawodność. Funkcje produktów elektronicznych rosną z dnia na dzień, a wymagania dotyczące zmian napięcia, ochrony kondensatorów i wydłużenia żywotności baterii stają się coraz ważniejsze. Wysoka prędkość i energooszczędność BCD spełniają wymagania procesowe dla wysokowydajnych układów analogowych/zarządzania energią.

Kluczowe technologie procesu BCD

Typowe urządzenia w procesie BCD obejmują niskonapięciowe układy CMOS, wysokonapięciowe lampy MOS, układy LDMOS o różnych napięciach przebicia, pionowe diody NPN/PNP i Schottky'ego itp. Niektóre procesy integrują również układy takie jak JFET i EEPROM, co przekłada się na dużą różnorodność urządzeń w procesie BCD. Dlatego, oprócz uwzględnienia kompatybilności układów wysokonapięciowych i niskonapięciowych, procesów podwójnego kliknięcia i procesów CMOS itp. w projekcie, należy również uwzględnić odpowiednią technologię izolacji.

W technologii izolacji BCD pojawiło się wiele technologii, takich jak izolacja złączy, samoizolacja i izolacja dielektryczna. Technologia izolacji złączy polega na umieszczeniu urządzenia na warstwie epitaksjalnej typu N podłoża typu P i wykorzystaniu zaporowych właściwości polaryzacji złącza PN do uzyskania izolacji, ponieważ złącze PN charakteryzuje się bardzo wysoką rezystancją w stanie polaryzacji zaporowej.

Technologia samoizolacji to w zasadzie izolacja złącza PN, która opiera się na naturalnych właściwościach złącza PN między obszarami źródła i drenu elementu a podłożem, aby zapewnić izolację. Po włączeniu lampy MOS, obszar źródła, obszar drenu i kanał są otoczone obszarem zubożonym, tworząc izolację od podłoża. Po wyłączeniu, złącze PN między obszarem drenu a podłożem jest spolaryzowane zaporowo, a wysokie napięcie obszaru źródłowego jest izolowane przez obszar zubożony.

Izolacja dielektryczna wykorzystuje media izolacyjne, takie jak tlenek krzemu, do zapewnienia izolacji. Opierając się na izolacji dielektrycznej i izolacji złącz, opracowano izolację quasi-dielektryczną, łączącą zalety obu tych technologii. Selektywne zastosowanie powyższej technologii izolacji pozwala na osiągnięcie kompatybilności wysoko- i niskonapięciowej.

Kierunek rozwoju procesu BCD

Rozwój technologii BCD nie jest taki sam jak w przypadku standardowego procesu CMOS, który zawsze podążał za prawem Moore'a, dążąc do mniejszej szerokości linii i większej prędkości. Proces BCD jest zasadniczo zróżnicowany i rozwijany w trzech kierunkach: wysokiego napięcia, dużej mocy i dużej gęstości.

1. Kierunek BCD wysokiego napięcia

Wysokonapięciowy kod BCD pozwala na jednoczesną produkcję niezawodnych obwodów sterowania niskiego napięcia i ultrawysokoprądowych obwodów DMOS na tym samym chipie, a także na produkcję urządzeń wysokonapięciowych o napięciu 500–700 V. Jednak ogólnie rzecz biorąc, kod BCD nadaje się nadal do produktów o stosunkowo wysokich wymaganiach dotyczących urządzeń mocy, zwłaszcza układów BJT lub wysokoprądowych układów DMOS, i może być stosowany do sterowania mocą w zastosowaniach oświetleniowych i przemysłowych.

Obecną technologią wytwarzania wysokonapięciowych BCD jest technologia RESURF zaproponowana przez Appela i in. w 1979 roku. Urządzenie jest wykonane z wykorzystaniem lekko domieszkowanej warstwy epitaksjalnej, która zapewnia bardziej płaski rozkład pola elektrycznego na powierzchni, poprawiając w ten sposób charakterystykę przebicia powierzchniowego, tak aby przebicie następowało w korpusie, a nie na powierzchni, zwiększając tym samym napięcie przebicia urządzenia. Domieszkowanie lekkie to kolejna metoda zwiększenia napięcia przebicia BCD. Wykorzystuje ona głównie podwójny dren dyfuzyjny DDD (podwójny dren domieszkowany) i lekko domieszkowany dren LDD (lekko domieszkowany dren). W obszarze drenu DMOS dodawany jest obszar dryfu typu N, aby zmienić pierwotny kontakt między drenem N+ a podłożem typu P na kontakt między drenem N- a podłożem typu P, zwiększając w ten sposób napięcie przebicia.

2. Kierunek BCD dużej mocy

Zakres napięć BCD dużej mocy wynosi 40–90 V i jest stosowany głównie w elektronice samochodowej, która wymaga sterowania dużym prądem, średniego napięcia i prostych obwodów sterowania. Jego charakterystyka wymaga sterowania dużym prądem, średniego napięcia i stosunkowo prostego obwodu sterowania.

3. Kierunek BCD o dużej gęstości

Kod BCD o wysokiej gęstości, zakres napięć wynosi 5-50 V, a niektóre układy elektroniczne w pojazdach osiągają 70 V. Coraz bardziej złożone i zróżnicowane funkcje można zintegrować na jednym układzie scalonym. Kod BCD o wysokiej gęstości wykorzystuje pewne modułowe koncepcje konstrukcyjne, aby zapewnić dywersyfikację produktów, głównie w zastosowaniach elektroniki samochodowej.

Główne zastosowania procesu BCD

Proces BCD jest szeroko stosowany w zarządzaniu energią (sterowanie zasilaniem i baterią), napędach wyświetlaczy, elektronice samochodowej, sterowaniu przemysłowym itp. Układ zarządzania energią (PMIC) jest jednym z najważniejszych typów układów analogowych. Połączenie procesu BCD i technologii SOI jest również główną cechą rozwoju procesu BCD.

VET-China może dostarczyć części grafitowe, miękkie filce, części z węglika krzemu, części z węglika krzemu CVD i części z powłoką SIC/TAC w ciągu 30 dni.
Jeśli interesują Państwa powyższe produkty półprzewodnikowe, prosimy o niezwłoczny kontakt z nami.

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