Proces BCD

Čo je proces BCD?

BCD proces je jednočipová integrovaná procesná technológia, ktorú prvýkrát predstavila spoločnosť ST v roku 1986. Táto technológia umožňuje vyrábať bipolárne, CMOS a DMOS zariadenia na tom istom čipe. Jej vzhľad výrazne zmenšuje plochu čipu.

Dá sa povedať, že proces BCD plne využíva výhody bipolárneho riadenia, vysokej integrácie a nízkej spotreby energie CMOS a vysokého napätia a vysokej prúdovej kapacity DMOS. Medzi nimi je DMOS kľúčom k zlepšeniu výkonu a integrácie. S ďalším rozvojom technológie integrovaných obvodov sa proces BCD stal hlavnou výrobnou technológiou PMIC.

Prierezový diagram procesu BCD, zdrojová sieť, ďakujem

Výhody procesu BCD

Proces BCD umožňuje súčasne umiestniť bipolárne zariadenia, CMOS zariadenia a výkonové zariadenia DMOS na jeden čip, pričom integruje vysokú transkonduktanciu a silnú schopnosť riadenia záťaže bipolárnych zariadení a vysokú integráciu a nízku spotrebu energie CMOS, takže sa môžu navzájom dopĺňať a naplno využívať svoje výhody. Zároveň môže DMOS pracovať v spínacom režime s extrémne nízkou spotrebou energie. Stručne povedané, nízka spotreba energie, vysoká energetická účinnosť a vysoká integrácia sú jednou z hlavných výhod BCD. Proces BCD môže výrazne znížiť spotrebu energie, zlepšiť výkon systému a dosiahnuť lepšiu spoľahlivosť. Funkcie elektronických výrobkov sa deň čo deň zvyšujú a požiadavky na zmeny napätia, ochranu kondenzátorov a predĺženie životnosti batérie sú čoraz dôležitejšie. Vysokorýchlostné a energeticky úsporné charakteristiky BCD spĺňajú procesné požiadavky na vysokovýkonné analógové/napájacie čipy.

Kľúčové technológie procesu BCD

Medzi typické zariadenia vyrobené procesom BCD patria nízkonapäťové CMOS tranzistory, vysokonapäťové MOS elektrónky, LDMOS tranzistory s rôznymi prieraznými napätiami, vertikálne NPN/PNP a Schottkyho diódy atď. Niektoré procesy integrujú aj zariadenia ako JFET a EEPROM, čo vedie k veľkej rozmanitosti zariadení v procese BCD. Preto okrem zváženia kompatibility vysokonapäťových a nízkonapäťových zariadení, procesov Double-Click a CMOS atď. pri návrhu je potrebné zvážiť aj vhodnú izolačnú technológiu.

V technológii izolácie BCD sa postupne objavilo mnoho technológií, ako napríklad izolácia spojov, samoizolácia a dielektrická izolácia. Technológia izolácie spojov spočíva vo vytvorení zariadenia na epitaxnej vrstve typu N substrátu typu P a využití charakteristík reverzného predpätia PN prechodu na dosiahnutie izolácie, pretože PN prechod má pri reverznom predpätí veľmi vysoký odpor.

Technológia samoizolácie je v podstate izolácia PN prechodu, ktorá sa spolieha na prirodzené charakteristiky PN prechodu medzi zdrojovou a odtokovou oblasťou zariadenia a substrátom na dosiahnutie izolácie. Keď je MOS trubica zapnutá, zdrojová oblasť, odtoková oblasť a kanál sú obklopené ochudobnenou oblasťou, čím sa vytvára izolácia od substrátu. Keď je vypnutá, PN prechod medzi odtokovou oblasťou a substrátom je spätne predpätý a vysoké napätie zdrojovej oblasti je izolované ochudobnenou oblasťou.

Dielektrická izolácia využíva na dosiahnutie izolácie izolačné médiá, ako je oxid kremičitý. Na základe dielektrickej izolácie a izolácie spojov bola vyvinutá kvázi-dielektrická izolácia, ktorá kombinuje výhody oboch. Selektívnym použitím vyššie uvedenej izolačnej technológie je možné dosiahnuť kompatibilitu vysokého a nízkeho napätia.

Smer vývoja procesu BCD

Vývoj technológie BCD procesov sa líši od štandardného CMOS procesu, ktorý sa vždy riadil Moorovým zákonom a vyvíjal sa smerom k menšej šírke čiary a vyššej rýchlosti. Proces BCD sa zhruba rozlišuje a vyvíja v troch smeroch: vysoké napätie, vysoký výkon a vysoká hustota.

1. Smer BCD pre vysoké napätie

Vysokonapäťový BCD dokáže na tom istom čipe súčasne vyrábať vysoko spoľahlivé nízkonapäťové riadiace obvody a ultravysokonapäťové obvody na úrovni DMOS a dokáže vyrobiť vysokonapäťové zariadenia s napätím 500 – 700 V. Vo všeobecnosti je však BCD stále vhodný pre produkty s relatívne vysokými požiadavkami na výkonové zariadenia, najmä BJT alebo vysokoprúdové DMOS zariadenia, a môže sa použiť na riadenie výkonu v elektronickom osvetlení a priemyselných aplikáciách.

Súčasná technológia na výrobu vysokonapäťových BCD je technológia RESURF, ktorú navrhli Appel a kol. v roku 1979. Zariadenie je vyrobené s použitím ľahko dopovanej epitaxnej vrstvy, aby sa rozloženie elektrického poľa na povrchu sploštilo, čím sa zlepšia charakteristiky povrchového prierazu, takže k prierazu dochádza v telese namiesto na povrchu, čím sa zvyšuje prierazné napätie zariadenia. Ľahké dopovanie je ďalšou metódou na zvýšenie prierazného napätia BCD. Používa sa hlavne dvojito difúzny odtok DDD (dvojitý dopingový odtok) a ľahko dopovaný odtok LDD (ľahko dopingový odtok). V oblasti odtoku DMOS sa pridáva driftová oblasť typu N, aby sa pôvodný kontakt medzi odtokom N+ a substrátom typu P zmenil na kontakt medzi odtokom N- a substrátom typu P, čím sa zvyšuje prierazné napätie.

2. Smer BCD s vysokým výkonom

Rozsah napätia vysokovýkonného BCD je 40-90V a používa sa hlavne v automobilovej elektronike, ktorá vyžaduje schopnosť riadenia vysokým prúdom, stredné napätie a jednoduché riadiace obvody. Jeho požiadavky sú charakteristické pre schopnosť riadenia vysokým prúdom, stredné napätie a riadiaci obvod je často relatívne jednoduchý.

3. Smer BCD s vysokou hustotou

Vysokohustotný BCD, rozsah napätia je 5-50V a niektoré automobilové elektronické zariadenia dosiahnu 70V. Na tom istom čipe je možné integrovať stále viac a viac zložitých a rozmanitých funkcií. Vysokohustotný BCD využíva niektoré modulárne konštrukčné nápady na dosiahnutie diverzifikácie produktov, používa sa hlavne v aplikáciách automobilovej elektroniky.

Hlavné aplikácie procesu BCD

Proces BCD sa široko používa v oblasti riadenia napájania (riadenie napájania a batérií), zobrazovacích jednotiek, automobilovej elektroniky, priemyselného riadenia atď. Čip riadenia napájania (PMIC) je jedným z dôležitých typov analógových čipov. Kombinácia procesu BCD a technológie SOI je tiež hlavným prvkom vývoja procesu BCD.

Spoločnosť VET-China dokáže dodať grafitové diely, mäkkú tuhú plsť, diely z karbidu kremíka, diely z karbidu kremíka CVD a diely s povlakom sic/Tac do 30 dní.
Ak máte záujem o vyššie uvedené polovodičové produkty, neváhajte nás kontaktovať hneď na prvýkrát.

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