Ce este procesul BCD?
Procesul BCD este o tehnologie de proces integrată pe un singur cip, introdusă pentru prima dată de ST în 1986. Această tehnologie poate realiza dispozitive bipolare, CMOS și DMOS pe același cip. Aspectul său reduce considerabil suprafața cipului.
Se poate spune că procesul BCD utilizează pe deplin avantajele capacității de acționare bipolară, integrării ridicate și consumului redus de energie CMOS, precum și ale capacității de curgere a curentului și tensiunii ridicate DMOS. Printre acestea, DMOS este cheia îmbunătățirii puterii și integrării. Odată cu dezvoltarea ulterioară a tehnologiei circuitelor integrate, procesul BCD a devenit tehnologia principală de fabricație a PMIC.
Diagramă transversală a procesului BCD, rețea sursă, mulțumesc
Avantajele procesului BCD
Procesul BCD permite conectarea simultană a dispozitivelor bipolare, CMOS și DMOS la același cip, integrând transconductanța ridicată și capacitatea puternică de acționare a sarcinii dispozitivelor bipolare, precum și integrarea ridicată și consumul redus de energie al CMOS, astfel încât acestea să se completeze reciproc și să își valorifice pe deplin avantajele; în același timp, DMOS poate funcționa în modul de comutare cu un consum de energie extrem de redus. Pe scurt, consumul redus de energie, eficiența energetică ridicată și integrarea ridicată sunt unul dintre principalele avantaje ale BCD. Procesul BCD poate reduce semnificativ consumul de energie, poate îmbunătăți performanța sistemului și poate avea o fiabilitate mai bună. Funcțiile produselor electronice cresc zi de zi, iar cerințele privind schimbările de tensiune, protecția condensatoarelor și prelungirea duratei de viață a bateriei devin din ce în ce mai importante. Caracteristicile de mare viteză și economie de energie ale BCD îndeplinesc cerințele de proces pentru cipurile analogice/de gestionare a energiei de înaltă performanță.
Tehnologii cheie ale procesului BCD
Dispozitivele tipice ale procesului BCD includ CMOS de joasă tensiune, tuburi MOS de înaltă tensiune, LDMOS cu diverse tensiuni de străpungere, diode NPN/PNP și Schottky verticale etc. Unele procese integrează, de asemenea, dispozitive precum JFET și EEPROM, rezultând o mare varietate de dispozitive în procesul BCD. Prin urmare, pe lângă luarea în considerare a compatibilității dispozitivelor de înaltă tensiune cu dispozitivele de joasă tensiune, procesele dublu-clic și procesele CMOS etc. în proiectare, trebuie luată în considerare și tehnologia de izolare adecvată.
În tehnologia de izolare BCD, au apărut una după alta numeroase tehnologii, cum ar fi izolarea joncțiunilor, autoizolarea și izolarea dielectrică. Tehnologia de izolare a joncțiunilor constă în realizarea dispozitivului pe stratul epitaxial de tip N al substratului de tip P și utilizarea caracteristicilor de polarizare inversă ale joncțiunii PN pentru a realiza izolarea, deoarece joncțiunea PN are o rezistență foarte mare la polarizare inversă.
Tehnologia de autoizolare este în esență izolarea joncțiunii PN, care se bazează pe caracteristicile naturale ale joncțiunii PN dintre regiunile sursă și dren ale dispozitivului și substrat pentru a realiza izolarea. Când tubul MOS este pornit, regiunea sursă, regiunea dren și canalul sunt înconjurate de regiunea de epuizare, formând izolarea față de substrat. Când este oprit, joncțiunea PN dintre regiunea dren și substrat este polarizată invers, iar tensiunea înaltă a regiunii sursă este izolată de regiunea de epuizare.
Izolarea dielectrică utilizează medii izolatoare precum oxidul de siliciu pentru a realiza izolarea. Pe baza izolării dielectrice și a izolării joncțiunilor, izolarea cvasi-dielectrică a fost dezvoltată prin combinarea avantajelor ambelor. Prin adoptarea selectivă a tehnologiei de izolare menționate mai sus, se poate obține compatibilitate la înaltă și joasă tensiune.
Direcția de dezvoltare a procesului BCD
Dezvoltarea tehnologiei de procesare BCD nu este similară procesului CMOS standard, care a urmat întotdeauna legea lui Moore pentru a se dezvolta în direcția unei lățimi de linie mai mici și a unei viteze mai mari. Procesul BCD este diferențiat în linii mari și dezvoltat în trei direcții: tensiune înaltă, putere mare și densitate mare.
1. Direcția BCD de înaltă tensiune
BCD de înaltă tensiune poate produce simultan pe același cip circuite de control de joasă tensiune de înaltă fiabilitate și circuite de nivel DMOS de ultra-înaltă tensiune și poate realiza producția de dispozitive de înaltă tensiune de 500-700V. Cu toate acestea, în general, BCD este încă potrivit pentru produse cu cerințe relativ ridicate pentru dispozitive de alimentare, în special dispozitive BJT sau DMOS de curent mare, și poate fi utilizat pentru controlul puterii în iluminatul electronic și aplicații industriale.
Tehnologia actuală pentru fabricarea BCD de înaltă tensiune este tehnologia RESURF, propusă de Appel și colab. în 1979. Dispozitivul este realizat folosind un strat epitaxial ușor dopat pentru a face distribuția câmpului electric la suprafață mai plată, îmbunătățind astfel caracteristicile de străpungere la suprafață, astfel încât străpungerea să aibă loc în corp în loc de suprafață, crescând astfel tensiunea de străpungere a dispozitivului. Dopajul ușor este o altă metodă de creștere a tensiunii de străpungere a BCD. Se utilizează în principal drenaj difuz dublu DDD (double Doping Drain - Drenaj dublu dopat) și drenaj ușor dopat LDD (lightly Doping Drain - Drenaj ușor dopat). În regiunea de drenaj DMOS, se adaugă o regiune de drift de tip N pentru a schimba contactul inițial dintre drenajul N+ și substratul de tip P cu contactul dintre drenajul N- și substratul de tip P, crescând astfel tensiunea de străpungere.
2. Direcția BCD de mare putere
Intervalul de tensiune al BCD-ului de mare putere este de 40-90V și este utilizat în principal în electronica auto care necesită capacitate de acționare a curentului ridicat, tensiune medie și circuite de control simple. Caracteristicile sale de cerere sunt capacitatea de acționare a curentului ridicat, tensiune medie, iar circuitul de control este adesea relativ simplu.
3. Direcția BCD de înaltă densitate
BCD de înaltă densitate, intervalul de tensiune este de 5-50V, iar unele componente electronice auto vor ajunge la 70V. Funcții din ce în ce mai complexe și diverse pot fi integrate pe același cip. BCD de înaltă densitate adoptă unele idei de design modular pentru a realiza diversificarea produselor, fiind utilizat în principal în aplicațiile electronice auto.
Principalele aplicații ale procesului BCD
Procesul BCD este utilizat pe scară largă în gestionarea energiei (controlul energiei și al bateriei), unități de afișare, electronică auto, control industrial etc. Cipul de gestionare a energiei (PMIC) este unul dintre tipurile importante de cipuri analogice. Combinarea procesului BCD cu tehnologia SOI este, de asemenea, o caracteristică majoră a dezvoltării procesului BCD.
VET-China poate furniza piese din grafit, pâslă rigidă moale, piese din carbură de siliciu, piese din carbură de siliciu CvD și piese acoperite cu sic/Tac în 30 de zile.
Dacă sunteți interesați de produsele semiconductoare menționate mai sus, vă rugăm să nu ezitați să ne contactați imediat.
Tel: +86-1891 1596 392
WhatsApp: 86-18069021720
E-mail:yeah@china-vet.com
Data publicării: 18 septembrie 2024