процесс BCD

Что такое процесс BCD?

Процесс BCD — это однокристальная интегрированная технология процесса, впервые представленная ST в 1986 году. Эта технология позволяет изготавливать биполярные, КМОП и ДМОП устройства на одном кристалле. Его внешний вид значительно уменьшает площадь кристалла.

Можно сказать, что процесс BCD полностью использует преимущества биполярной управляющей способности, высокой интеграции и низкого энергопотребления CMOS, а также высокого напряжения и высокой пропускной способности тока DMOS. Среди них DMOS является ключом к улучшению мощности и интеграции. С дальнейшим развитием технологии интегральных схем процесс BCD стал основной производственной технологией PMIC.

Диаграмма поперечного сечения процесса BCD, исходная сеть, спасибо

Преимущества процесса BCD

Процесс BCD позволяет одновременно создавать биполярные устройства, устройства CMOS и силовые устройства DMOS на одном кристалле, объединяя высокую проводимость и сильную способность управления нагрузкой биполярных устройств, а также высокую интеграцию и низкое энергопотребление CMOS, так что они могут дополнять друг друга и в полной мере использовать свои соответствующие преимущества; в то же время DMOS может работать в режиме переключения с чрезвычайно низким энергопотреблением. Короче говоря, низкое энергопотребление, высокая энергоэффективность и высокая интеграция являются одними из основных преимуществ BCD. Процесс BCD может значительно снизить энергопотребление, улучшить производительность системы и обеспечить большую надежность. Функции электронных продуктов растут с каждым днем, и требования к изменению напряжения, защите конденсаторов и продлению срока службы батареи становятся все более важными. Высокоскоростные и энергосберегающие характеристики BCD соответствуют требованиям процесса для высокопроизводительных аналоговых/управляющих микросхем.

Ключевые технологии процесса BCD

Типичные устройства процесса BCD включают в себя низковольтные КМОП, высоковольтные МОП-трубки, LDMOS с различными пробивными напряжениями, вертикальные NPN/PNP и диоды Шоттки и т. д. Некоторые процессы также интегрируют такие устройства, как JFET и EEPROM, что приводит к большому разнообразию устройств в процессе BCD. Поэтому, в дополнение к рассмотрению совместимости высоковольтных и низковольтных устройств, процессов двойного щелчка и процессов КМОП и т. д. в проекте, необходимо также учитывать соответствующую технологию изоляции.

В технологии изоляции BCD одна за другой появились многие технологии, такие как изоляция переходов, самоизоляция и диэлектрическая изоляция. Технология изоляции переходов заключается в том, чтобы изготовить устройство на эпитаксиальном слое N-типа подложки P-типа и использовать характеристики обратного смещения PN-перехода для достижения изоляции, поскольку PN-переход имеет очень высокое сопротивление при обратном смещении.

Технология самоизоляции по сути является изоляцией PN-перехода, которая опирается на естественные характеристики PN-перехода между областями источника и стока устройства и подложкой для достижения изоляции. Когда МОП-трубка включена, область источника, область стока и канал окружены областью обеднения, образуя изоляцию от подложки. Когда она выключена, PN-переход между областью стока и подложкой смещен в обратном направлении, и высокое напряжение области источника изолируется областью обеднения.

Диэлектрическая изоляция использует изолирующие среды, такие как оксид кремния, для достижения изоляции. На основе диэлектрической изоляции и изоляции переходов была разработана квазидиэлектрическая изоляция, объединяющая преимущества обоих. Выборочно применяя вышеуказанную технологию изоляции, можно достичь совместимости высокого и низкого напряжения.

Направление развития процесса BCD

Развитие технологии процесса BCD не похоже на стандартный процесс CMOS, который всегда следовал закону Мура, чтобы развиваться в направлении меньшей ширины линии и более высокой скорости. Процесс BCD грубо дифференцирован и развивается в трех направлениях: высокое напряжение, высокая мощность и высокая плотность.

1. Высоковольтное направление BCD

Высоковольтные BCD могут производить высоконадежные низковольтные схемы управления и сверхвысоковольтные схемы уровня DMOS на одном и том же чипе одновременно, и могут реализовывать производство высоковольтных устройств 500-700 В. Однако в целом BCD по-прежнему подходит для продуктов с относительно высокими требованиями к силовым устройствам, особенно BJT или сильноточных DMOS-устройств, и может использоваться для управления питанием в электронном освещении и промышленных приложениях.

Текущая технология изготовления высоковольтных BCD — это технология RESURF, предложенная Аппелем и др. в 1979 году. Устройство изготовлено с использованием слаболегированного эпитаксиального слоя, чтобы сделать распределение поверхностного электрического поля более плоским, тем самым улучшая характеристики пробоя поверхности, так что пробой происходит в теле, а не на поверхности, тем самым увеличивая напряжение пробоя устройства. Слабое легирование — это еще один метод увеличения напряжения пробоя BCD. В основном он использует двойной диффузный сток DDD (double Doping Drain) и слаболегированный сток LDD (lightly Doping Drain). В области стока DMOS добавляется область дрейфа N-типа, чтобы изменить исходный контакт между стоком N+ и подложкой P-типа на контакт между стоком N- и подложкой P-типа, тем самым увеличивая напряжение пробоя.

2. Высокомощное направление BCD

Диапазон напряжения BCD высокой мощности составляет 40-90 В, и он в основном используется в автомобильной электронике, где требуются высокая токовая способность управления, среднее напряжение и простые схемы управления. Его требуемые характеристики - высокая токовая способность управления, среднее напряжение, а схема управления часто относительно проста.

3. Направление BCD высокой плотности

BCD высокой плотности, диапазон напряжений составляет 5-50 В, а некоторая автомобильная электроника достигает 70 В. Все больше и больше сложных и разнообразных функций могут быть интегрированы на одном чипе. BCD высокой плотности принимает некоторые идеи модульного дизайна для достижения диверсификации продукции, в основном используется в приложениях автомобильной электроники.

Основные области применения процесса BCD

Процесс BCD широко используется в управлении питанием (управление питанием и аккумулятором), приводе дисплея, автомобильной электронике, промышленном управлении и т. д. Микросхема управления питанием (PMIC) является одним из важных типов аналоговых микросхем. Сочетание процесса BCD и технологии SOI также является важной особенностью разработки процесса BCD.

Компания VET-China может поставлять графитовые детали, мягко-жесткий войлок, детали из карбида кремния, детали из карбида кремния, нанесенные методом химического осаждения из газовой фазы, а также детали с покрытием Sic/Tac в течение 30 дней.
Если вас интересуют вышеуказанные полупроводниковые изделия, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам в первый раз.

Тел:+86-1891 1596 392
WhatsAPP:86-18069021720
Электронная почта:yeah@china-vet.com