بي جي ٽي، سي ايم او ايس، ڊي ايم او ايس ۽ ٻيون سيمي ڪنڊڪٽر پروسيس ٽيڪنالاجيون

پراڊڪٽ جي معلومات ۽ صلاح مشوري لاءِ اسان جي ويب سائيٽ تي ڀليڪار.

اسان جي ويب سائيٽ:https://www.vet-china.com/

 

جيئن ته سيمي ڪنڊڪٽر ٺاهڻ جا عمل ڪاميابيون حاصل ڪري رهيا آهن، هڪ مشهور بيان "مور جو قانون" صنعت ۾ گردش ڪري رهيو آهي. اهو گورڊن مور پاران 1965 ۾ پيش ڪيو ويو هو، جيڪو انٽيل جي باني مان هڪ هو. ان جو بنيادي مواد آهي: هڪ مربوط سرڪٽ تي رکيل ٽرانزسٽرن جو تعداد تقريبن هر 18 کان 24 مهينن ۾ ٻيڻو ٿي ويندو. هي قانون نه رڳو صنعت جي ترقي جي رجحان جو تجزيو ۽ اڳڪٿي آهي، پر سيمي ڪنڊڪٽر ٺاهڻ جي عملن جي ترقي لاءِ هڪ محرڪ قوت پڻ آهي - سڀ ڪجهه ننڍي سائيز ۽ مستحڪم ڪارڪردگي سان ٽرانزسٽر ٺاهڻ لاءِ آهي. 1950 جي ڏهاڪي کان وٺي اڄ تائين، لڳ ڀڳ 70 سالن تائين، ڪل BJT، MOSFET، CMOS، DMOS، ۽ هائبرڊ BiCMOS ۽ BCD پروسيس ٽيڪنالاجيون ترقي ڪيون ويون آهن.

 

1. بي جي ٽي

بائي پولر جنڪشن ٽرانزسٽر (BJT)، عام طور تي ٽرائڊ جي نالي سان سڃاتو وڃي ٿو. ٽرانزسٽر ۾ چارج فلو بنيادي طور تي PN جنڪشن تي ڪيريئرز جي ڊفيوژن ۽ ڊرفٽ موشن جي ڪري آهي. جيئن ته ان ۾ اليڪٽران ۽ سوراخ ٻنهي جو وهڪرو شامل آهي، ان کي بائي پولر ڊيوائس سڏيو ويندو آهي.

ان جي پيدائش جي تاريخ تي نظر وجهڻ سان. ويڪيوم ٽرائڊس کي سولڊ ايمپليفائر سان تبديل ڪرڻ جي خيال جي ڪري، شاڪلي 1945 جي اونهاري ۾ سيمي ڪنڊڪٽرز تي بنيادي تحقيق ڪرڻ جي تجويز پيش ڪئي. 1945 جي ٻئي اڌ ۾، بيل ليبز شاڪلي جي سربراهي ۾ هڪ سولڊ اسٽيٽ فزڪس ريسرچ گروپ قائم ڪيو. هن گروپ ۾، نه رڳو فزڪسسٽ آهن، پر سرڪٽ انجنيئر ۽ ڪيمسٽ پڻ آهن، جن ۾ بارڊين، هڪ نظرياتي فزڪسسٽ، ۽ برٽين، هڪ تجرباتي فزڪسسٽ شامل آهن. ڊسمبر 1947 ۾، هڪ واقعو جيڪو بعد جي نسلن پاران هڪ سنگ ميل سمجهيو ويندو هو شاندار طور تي ٿيو - بارڊين ۽ برٽين ڪاميابي سان دنيا جو پهريون جرمينيم پوائنٽ-ڪانٽيڪٽ ٽرانزسٽر موجوده ايمپليفڪيشن سان ايجاد ڪيو.

بارڊين ۽ بريٽين جو پهريون پوائنٽ-ڪانٽيڪٽ ٽرانزسٽر

ٿوري دير کان پوءِ، شاڪلي 1948 ۾ بائي پولر جنڪشن ٽرانزسٽر ايجاد ڪيو. هن تجويز ڏني ته ٽرانزسٽر ٻن پي اين جنڪشنن تي مشتمل ٿي سگهي ٿو، هڪ فارورڊ بايئسڊ ۽ ٻيو ريورس بايئسڊ، ۽ جون 1948 ۾ پيٽنٽ حاصل ڪيو. 1949 ۾، هن جنڪشن ٽرانزسٽر جي ڪم ڪرڻ جو تفصيلي نظريو شايع ڪيو. ٻن سالن کان وڌيڪ عرصي کان پوءِ، بيل ليبز جي سائنسدانن ۽ انجنيئرن جنڪشن ٽرانزسٽرن جي وڏي پيماني تي پيداوار حاصل ڪرڻ لاءِ هڪ عمل تيار ڪيو (1951 ۾ سنگ ميل)، اليڪٽرانڪ ٽيڪنالاجي جو هڪ نئون دور کوليو. ٽرانزسٽرن جي ايجاد ۾ انهن جي تعاون جي اعتراف ۾، شاڪلي، بارڊين ۽ برٽين گڏيل طور تي 1956 ۾ فزڪس ۾ نوبل انعام حاصل ڪيو.

اين پي اين بائي پولر جنڪشن ٽرانزسٽر جو سادو ساختي ڊاگرام

بائي پولر جنڪشن ٽرانزسٽر جي بناوت جي حوالي سان، عام BJTs NPN ۽ PNP آهن. تفصيلي اندروني بناوت هيٺ ڏنل شڪل ۾ ڏيکاريل آهي. ايميٽر سان ملندڙ نجاست سيمي ڪنڊڪٽر علائقو ايميٽر علائقو آهي، جنهن ۾ ڊوپنگ ڪنسنٽريشن وڌيڪ آهي؛ بيس سان ملندڙ نجاست سيمي ڪنڊڪٽر علائقو بيس علائقو آهي، جنهن جي ويڪر تمام پتلي ۽ ڊوپنگ ڪنسنٽريشن تمام گهٽ آهي؛ ڪليڪٽر سان ملندڙ نجاست سيمي ڪنڊڪٽر علائقو ڪليڪٽر علائقو آهي، جنهن ۾ هڪ وڏو علائقو ۽ ڊوپنگ ڪنسنٽريشن تمام گهٽ آهي.

BJT ٽيڪنالاجي جا فائدا تيز جوابي رفتار، تيز ٽرانس ڪنڊڪٽنس (ان پٽ وولٽيج تبديليون وڏي آئوٽ پُٽ ڪرنٽ تبديلين سان ملن ٿيون)، گهٽ شور، اعليٰ اينالاگ درستگي، ۽ مضبوط ڪرنٽ ڊرائيونگ صلاحيت آهن؛ نقصان گهٽ انضمام (عمودي کوٽائي کي پس منظر جي سائيز سان گهٽائي نه ٿو سگهجي) ۽ وڌيڪ بجلي جو استعمال آهن.

 

2. ايم او ايس

ميٽل آڪسائيڊ سيمي ڪنڊڪٽر فيلڊ ايفيڪٽ ٽرانزسٽر (ميٽل آڪسائيڊ سيمي ڪنڊڪٽر FET)، يعني هڪ فيلڊ ايفيڪٽ ٽرانزسٽر جيڪو سيمي ڪنڊڪٽو چينل جي سوئچ کي ڪنٽرول ڪري ٿو ڌاتو جي پرت (M-ميٽل ايلومينيم) جي گيٽ تي وولٽيج لاڳو ڪندي ۽ آڪسائيڊ پرت (O-انسوليٽنگ پرت SiO2) ذريعي ذريعو برقي ميدان جو اثر پيدا ڪرڻ لاءِ. جيئن ته گيٽ ۽ سورس، ۽ گيٽ ۽ ڊرين کي SiO2 انسوليٽنگ پرت ذريعي الڳ ڪيو ويو آهي، MOSFET کي انسولٽيڊ گيٽ فيلڊ ايفيڪٽ ٽرانزسٽر پڻ سڏيو ويندو آهي. 1962 ۾، بيل ليبز سرڪاري طور تي ڪامياب ترقي جو اعلان ڪيو، جيڪو سيمي ڪنڊڪٽر ترقي جي تاريخ ۾ سڀ کان اهم سنگ ميلن مان هڪ بڻجي ويو ۽ سيمي ڪنڊڪٽر ياداشت جي آمد لاءِ سڌو سنئون ٽيڪنيڪل بنياد رکيو.

MOSFET کي ڪنڊڪٽو چينل جي قسم جي مطابق P چينل ۽ N چينل ۾ ورهائي سگهجي ٿو. گيٽ وولٽيج جي طول و عرض جي مطابق، ان کي ورهائي سگهجي ٿو: گھٽائڻ جو قسم - جڏهن گيٽ وولٽيج صفر هوندو آهي، ڊرين ۽ ذريعو جي وچ ۾ هڪ ڪنڊڪٽو چينل هوندو آهي؛ اين (پي) چينل ڊوائيسز لاءِ واڌارو قسم، هڪ ڪنڊڪٽو چينل صرف تڏهن هوندو آهي جڏهن گيٽ وولٽيج صفر کان وڌيڪ (گهٽ کان گهٽ) هوندو آهي، ۽ پاور MOSFET بنيادي طور تي اين چينل وڌائڻ جو قسم آهي.

MOS ۽ ٽرائڊ جي وچ ۾ مکيه فرق شامل آهن پر هيٺيان نقطا محدود نه آهن:

-ٽرائڊس بائي پولر ڊوائيسز آهن ڇاڪاڻ ته اڪثريت ۽ اقليتي ڪيريئر ٻئي هڪ ئي وقت ڪنڊڪشن ۾ حصو وٺندا آهن؛ جڏهن ته MOS صرف سيمي ڪنڊڪٽرز ۾ اڪثريت ڪيريئرز ذريعي بجلي هلائي ٿو، ۽ ان کي يوني پولر ٽرانزسٽر پڻ سڏيو ويندو آهي.
-ٽرائوڊز ڪرنٽ-ڪنٽرول ٿيل ڊوائيسز آهن جيڪي نسبتاً وڌيڪ بجلي استعمال ڪن ٿا؛ جڏهن ته MOSFETs وولٽيج-ڪنٽرول ٿيل ڊوائيسز آهن جيڪي گهٽ بجلي استعمال ڪن ٿا.
-ٽرائڊس ۾ وڏي آن-ريسسٽنس هوندي آهي، جڏهن ته MOS ٽيوب ۾ ننڍي آن-ريسسٽنس هوندي آهي، صرف چند سو ملي اوهم. موجوده برقي ڊوائيسز ۾، MOS ٽيوب عام طور تي سوئچ طور استعمال ٿيندا آهن، خاص طور تي ڇاڪاڻ ته MOS جي ڪارڪردگي ٽرائڊس جي مقابلي ۾ نسبتا وڌيڪ آهي.
-ٽرائڊس جي قيمت نسبتاً فائديمند آهي، ۽ MOS ٽيوبون نسبتاً مهانگيون آهن.
-اڄڪلهه، گھڻن منظرنامن ۾ ٽرائڊز کي تبديل ڪرڻ لاءِ MOS ٽيوب استعمال ڪيا ويندا آهن. صرف ڪجهه گهٽ طاقت يا طاقت جي لحاظ کان غير حساس منظرنامن ۾، اسان قيمت جي فائدي کي نظر ۾ رکندي ٽرائڊز استعمال ڪنداسين.

3. سي ايم او ايس

ڪمپليمينٽري ميٽل آڪسائيڊ سيمي ڪنڊڪٽر: CMOS ٽيڪنالاجي اليڪٽرانڪ ڊوائيسز ۽ منطق سرڪٽ ٺاهڻ لاءِ ڪمپليمينٽري پي-ٽائيپ ۽ اين-ٽائيپ ميٽل آڪسائيڊ سيمي ڪنڊڪٽر ٽرانزسٽر (MOSFETs) استعمال ڪري ٿي. هيٺ ڏنل شڪل هڪ عام CMOS انورٽر ڏيکاري ٿي، جيڪو "1→0" يا "0→1" ڪنورشن لاءِ استعمال ٿيندو آهي.

هيٺ ڏنل شڪل هڪ عام CMOS ڪراس سيڪشن آهي. کاٻي پاسي NMS آهي، ۽ ساڄي پاسي PMOS آهي. ٻن MOS جا G پول هڪ عام گيٽ ان پٽ جي طور تي هڪ ٻئي سان ڳنڍيل آهن، ۽ D پول هڪ عام ڊرين آئوٽ پٽ جي طور تي هڪ ٻئي سان ڳنڍيل آهن. VDD PMOS جي ماخذ سان ڳنڍيل آهي، ۽ VSS NMOS جي ماخذ سان ڳنڍيل آهي.

1963 ۾، فيئر چائلڊ سيمي ڪنڊڪٽر جي وانلاس ۽ ساه CMOS سرڪٽ ايجاد ڪيو. 1968 ۾، آمريڪي ريڊيو ڪارپوريشن (RCA) پهريون CMOS انٽيگريٽڊ سرڪٽ پراڊڪٽ تيار ڪيو، ۽ ان کان پوءِ، CMOS سرڪٽ وڏي ترقي حاصل ڪئي آهي. ان جا فائدا گهٽ بجلي جو استعمال ۽ اعليٰ انٽيگريشن آهن (STI/LOCOS عمل انٽيگريشن کي وڌيڪ بهتر بڻائي سگهي ٿو)؛ ان جو نقصان هڪ لاڪ اثر جو وجود آهي (PN جنڪشن ريورس بائيس MOS ٽيوب جي وچ ۾ آئسوليشن طور استعمال ڪيو ويندو آهي، ۽ مداخلت آساني سان هڪ بهتر لوپ ٺاهي سگهي ٿي ۽ سرڪٽ کي ساڙي سگهي ٿي).

 

4. ڊي ايم او ايس

ڊبل ڊفيوزڊ ميٽل آڪسائيڊ سيمي ڪنڊڪٽر: عام MOSFET ڊوائيسز جي بناوت وانگر، ان ۾ سورس، ڊرين، گيٽ ۽ ٻيا اليڪٽروڊ پڻ آهن، پر ڊرين اينڊ جو بريڪ ڊائون وولٽيج وڌيڪ آهي. ڊبل ڊفيوزن عمل استعمال ڪيو ويندو آهي.

هيٺ ڏنل شڪل هڪ معياري اين-چينل ڊي ايم او ايس جي ڪراس سيڪشن کي ڏيکاري ٿي. هن قسم جي ڊي ايم او ايس ڊيوائس عام طور تي گهٽ-سائڊ سوئچنگ ايپليڪيشنن ۾ استعمال ٿيندي آهي، جتي MOSFET جو ذريعو زمين سان ڳنڍيل هوندو آهي. ان کان علاوه، هڪ پي-چينل ڊي ايم او ايس آهي. هن قسم جي ڊي ايم او ايس ڊيوائس عام طور تي هاءِ-سائڊ سوئچنگ ايپليڪيشنن ۾ استعمال ٿيندي آهي، جتي MOSFET جو ذريعو مثبت وولٽيج سان ڳنڍيل هوندو آهي. CMOS وانگر، مڪمل ڪندڙ DMOS ڊيوائسز مڪمل ڪندڙ سوئچنگ افعال مهيا ڪرڻ لاءِ ساڳئي چپ تي اين-چينل ۽ پي-چينل MOSFETs استعمال ڪندا آهن.

چينل جي هدايت جي لحاظ کان، DMOS کي ٻن قسمن ۾ ورهائي سگهجي ٿو، يعني عمودي ڊبل ڊفيوزڊ ميٽل آڪسائيڊ سيمي ڪنڊڪٽر فيلڊ اثر ٽرانزسٽر VDMOS (ورٽيڪل ڊبل ڊفيوزڊ MOSFET) ۽ ليٽرل ڊبل ڊفيوزڊ ميٽل آڪسائيڊ سيمي ڪنڊڪٽر فيلڊ اثر ٽرانزسٽر LDMOS (ليٽرل ڊبل ڊفيوزڊ MOSFET).

VDMOS ڊوائيسز عمودي چينل سان ٺهيل آهن. ليٽرل DMOS ڊوائيسز جي مقابلي ۾، انهن ۾ بريڪ ڊائون وولٽيج ۽ ڪرنٽ هينڊلنگ صلاحيتون وڌيڪ آهن، پر مزاحمت اڃا تائين نسبتا وڏي آهي.

LDMOS ڊوائيسز هڪ ليٽرل چينل سان ٺهيل آهن ۽ غير متناسب طاقت وارا MOSFET ڊوائيسز آهن. عمودي DMOS ڊوائيسز جي مقابلي ۾، اهي گهٽ مزاحمت ۽ تيز سوئچنگ اسپيڊ جي اجازت ڏين ٿا.

روايتي MOSFETs جي مقابلي ۾، DMOS ۾ وڌيڪ آن-ڪيپيسيٽينس ۽ گهٽ مزاحمت آهي، تنهن ڪري اهو وڏي پيماني تي اعليٰ طاقت وارن اليڪٽرانڪ ڊوائيسز جهڙوڪ پاور سوئچز، پاور ٽولز ۽ برقي گاڏين جي ڊرائيو ۾ استعمال ٿيندو آهي.

 

5. بائي سي ايم او ايس

بائيپولر سي ايم او ايس هڪ ٽيڪنالاجي آهي جيڪا هڪ ئي وقت تي ساڳئي چپ تي سي ايم او ايس ۽ بائيپولر ڊوائيسز کي ضم ڪري ٿي. ان جو بنيادي خيال سي ايم او ايس ڊوائيسز کي مکيه يونٽ سرڪٽ طور استعمال ڪرڻ آهي، ۽ بائيپولر ڊوائيسز يا سرڪٽ شامل ڪرڻ آهي جتي وڏا ڪيپيسٽيوٽ لوڊ هلائڻ جي ضرورت هوندي آهي. تنهن ڪري، بائيپولر سرڪٽ ۾ سي ايم او ايس سرڪٽ جي اعليٰ انضمام ۽ گهٽ بجلي جي استعمال جا فائدا آهن، ۽ بي جي ٽي سرڪٽ جي تيز رفتار ۽ مضبوط موجوده ڊرائيونگ صلاحيتن جا فائدا آهن.

ايس ٽي مائڪرو اليڪٽرانڪس جي باءِ سي ايم او ايس سِي جي (سلڪون جرمينيم) ٽيڪنالاجي آر ايف، اينالاگ ۽ ڊجيٽل حصن کي هڪ ئي چپ تي ضم ڪري ٿي، جيڪا ٻاهرين حصن جي تعداد کي گهٽائي سگهي ٿي ۽ بجلي جي استعمال کي بهتر بڻائي سگهي ٿي.

 

6. بي سي ڊي

بائيپولر-سي ايم او ايس-ڊي ايم او ايس، هي ٽيڪنالاجي هڪ ئي چپ تي بائيپولر، سي ايم او ايس ۽ ڊي ايم او ايس ڊوائيسز ٺاهي سگهي ٿي، جنهن کي بي سي ڊي پروسيس سڏيو ويندو آهي، جيڪو پهريون ڀيرو 1986 ۾ ايس ٽي مائڪرو اليڪٽرانڪس (ايس ٽي) پاران ڪاميابي سان تيار ڪيو ويو هو.

بائيپولر اينالاگ سرڪٽس لاءِ موزون آهي، CMOS ڊجيٽل ۽ لاجڪ سرڪٽس لاءِ موزون آهي، ۽ DMOS پاور ۽ هاءِ وولٽيج ڊوائيسز لاءِ موزون آهي. BCD ٽنهي جي فائدن کي گڏ ڪري ٿو. مسلسل بهتري کان پوءِ، BCD وڏي پيماني تي پاور مئنيجمينٽ، اينالاگ ڊيٽا حاصل ڪرڻ ۽ پاور ايڪٽيوٽرز جي شعبن ۾ شين ۾ استعمال ٿيندو آهي. ST جي سرڪاري ويب سائيٽ موجب، BCD لاءِ پختو عمل اڃا تائين 100nm جي لڳ ڀڳ آهي، 90nm اڃا تائين پروٽوٽائپ ڊيزائن ۾ آهي، ۽ 40nmBCD ٽيڪنالاجي ان جي ايندڙ نسل جي شين سان تعلق رکي ٿي جيڪا ترقي هيٺ آهي.