தயாரிப்புத் தகவல்கள் மற்றும் ஆலோசனைக்காக எங்கள் வலைத்தளத்திற்கு வருக.
எங்கள் வலைத்தளம்:https://www.vet-china.com/
குறைக்கடத்தி உற்பத்தி செயல்முறைகள் தொடர்ந்து முன்னேற்றங்களை அடைந்து வருவதால், "மூரின் விதி" என்றழைக்கப்படும் ஒரு பிரபலமான கூற்று இந்தத் துறையில் பரவலாகப் பேசப்பட்டு வருகிறது. இது 1965-ல் இன்டெல் நிறுவனத்தின் நிறுவனர்களில் ஒருவரான கார்டன் மூர் என்பவரால் முன்மொழியப்பட்டது. இதன் மையக்கருத்து இதுதான்: ஒரு ஒருங்கிணைந்த சுற்றில் பொருத்தக்கூடிய டிரான்சிஸ்டர்களின் எண்ணிக்கை, தோராயமாக ஒவ்வொரு 18 முதல் 24 மாதங்களுக்கு ஒருமுறை இரட்டிப்பாகும். இந்த விதி, இந்தத் துறையின் வளர்ச்சிப் போக்கின் ஒரு பகுப்பாய்வு மற்றும் கணிப்பு மட்டுமல்ல, குறைக்கடத்தி உற்பத்தி செயல்முறைகளின் வளர்ச்சிக்கு ஒரு உந்து சக்தியாகவும் விளங்குகிறது - சிறிய அளவு மற்றும் நிலையான செயல்திறன் கொண்ட டிரான்சிஸ்டர்களை உருவாக்குவதே இதன் முழு நோக்கமாகும். 1950-களில் இருந்து இன்றுவரை, சுமார் 70 ஆண்டுகளில், BJT, MOSFET, CMOS, DMOS, மற்றும் கலப்பின BiCMOS மற்றும் BCD செயல்முறைத் தொழில்நுட்பங்கள் என மொத்தம் பல தொழில்நுட்பங்கள் உருவாக்கப்பட்டுள்ளன.
1. பிஜேடி
இருமுனை சந்தி டிரான்சிஸ்டர் (BJT), பொதுவாக டிரையோட் என்று அழைக்கப்படுகிறது. டிரான்சிஸ்டரில் உள்ள மின்னூட்டப் பாய்வானது, முக்கியமாக PN சந்தியில் மின்னூட்டக் கடத்திகளின் பரவல் மற்றும் நகர்வு இயக்கத்தால் ஏற்படுகிறது. இதில் எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் ஹோல்கள் ஆகிய இரண்டின் பாய்வும் இருப்பதால், இது ஒரு இருமுனை சாதனம் என்று அழைக்கப்படுகிறது.
அதன் பிறப்பின் வரலாற்றைத் திரும்பிப் பார்க்கையில், வெற்றிட டிரையோடுகளுக்குப் பதிலாக திட பெருக்கிகளைப் பயன்படுத்தும் எண்ணத்தின் காரணமாக, 1945-ஆம் ஆண்டின் கோடையில் குறைக்கடத்திகள் மீது அடிப்படை ஆராய்ச்சியை மேற்கொள்ள ஷாக்லி முன்மொழிந்தார். 1945-ஆம் ஆண்டின் பிற்பகுதியில், பெல் ஆய்வகம் ஷாக்லியின் தலைமையில் ஒரு திட-நிலை இயற்பியல் ஆராய்ச்சிக் குழுவை நிறுவியது. இந்தக் குழுவில், இயற்பியலாளர்கள் மட்டுமல்லாமல், கோட்பாட்டு இயற்பியலாளரான பார்டீன் மற்றும் சோதனை இயற்பியலாளரான பிராட்டெய்ன் உட்பட மின்சுற்றுப் பொறியாளர்கள் மற்றும் வேதியியலாளர்களும் இருந்தனர். டிசம்பர் 1947-ல், பிற்கால சந்ததியினரால் ஒரு மைல்கல்லாகக் கருதப்பட்ட ஒரு நிகழ்வு அற்புதமாக நடந்தது - பார்டீனும் பிராட்டெய்னும் மின்னோட்டப் பெருக்கத்துடன் கூடிய உலகின் முதல் ஜெர்மானியம் பாயிண்ட்-காண்டாக்ட் டிரான்சிஸ்டரை வெற்றிகரமாகக் கண்டுபிடித்தனர்.
பார்டீன் மற்றும் பிராட்டனின் முதல் புள்ளி-தொடர்பு டிரான்சிஸ்டர்
அதன் பிறகு, 1948-ல் ஷாக்லி இருமுனை சந்தி டிரான்சிஸ்டரைக் கண்டுபிடித்தார். ஒரு டிரான்சிஸ்டர் முன்னோக்குச் சார்புடனும் மற்றொன்று பின்னோக்குச் சார்புடனும் கூடிய இரண்டு pn சந்திகளால் ஆனது என்று அவர் முன்மொழிந்து, ஜூன் 1948-ல் அதற்கான காப்புரிமையைப் பெற்றார். 1949-ல், சந்தி டிரான்சிஸ்டரின் செயல்பாடு குறித்த விரிவான கோட்பாட்டை அவர் வெளியிட்டார். இரண்டு ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு, பெல் ஆய்வகத்தின் விஞ்ஞானிகளும் பொறியாளர்களும் சந்தி டிரான்சிஸ்டர்களைப் பெருமளவில் உற்பத்தி செய்வதற்கான ஒரு செயல்முறையை உருவாக்கினர் (1951-ல் ஒரு மைல்கல்), இது மின்னணு தொழில்நுட்பத்தில் ஒரு புதிய சகாப்தத்தைத் திறந்தது. டிரான்சிஸ்டர்களின் கண்டுபிடிப்பில் அவர்கள் ஆற்றிய பங்களிப்புகளை அங்கீகரிக்கும் விதமாக, ஷாக்லி, பார்டீன் மற்றும் பிராட்டன் ஆகியோர் கூட்டாக 1956-ஆம் ஆண்டு இயற்பியலுக்கான நோபல் பரிசை வென்றனர்.
NPN இருமுனை சந்தி டிரான்சிஸ்டரின் எளிய கட்டமைப்பு வரைபடம்
இருமுனை சந்தி டிரான்சிஸ்டர்களின் கட்டமைப்பைப் பொறுத்தவரை, பொதுவான BJT-கள் NPN மற்றும் PNP ஆகும். அதன் விரிவான உள் கட்டமைப்பு கீழே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது. எமிட்டருக்குரிய மாசு குறைக்கடத்திப் பகுதி, அதிக மாசுக் கலப்புச் செறிவைக் கொண்ட எமிட்டர் பகுதி ஆகும்; பேஸுக்குரிய மாசு குறைக்கடத்திப் பகுதி, மிகவும் மெல்லிய அகலத்தையும் மிகக் குறைந்த மாசுக் கலப்புச் செறிவையும் கொண்ட பேஸ் பகுதி ஆகும்; கலெக்டருக்குரிய மாசு குறைக்கடத்திப் பகுதி, பெரிய பரப்பளவையும் மிகக் குறைந்த மாசுக் கலப்புச் செறிவையும் கொண்ட கலெக்டர் பகுதி ஆகும்.
BJT தொழில்நுட்பத்தின் நன்மைகள் உயர் பதிலளிப்பு வேகம், உயர் பரிமாற்றக் கடத்துத்திறன் (உள்ளீட்டு மின்னழுத்த மாற்றங்கள் பெரிய வெளியீட்டு மின்னோட்ட மாற்றங்களுக்கு ஏற்ப அமையும்), குறைந்த இரைச்சல், உயர் அனலாக் துல்லியம் மற்றும் வலுவான மின்னோட்ட செலுத்தும் திறன் ஆகியவை ஆகும்; இதன் தீமைகள் குறைந்த ஒருங்கிணைப்பு (பக்கவாட்டு அளவைக் கொண்டு செங்குத்து ஆழத்தைக் குறைக்க முடியாது) மற்றும் அதிக மின் நுகர்வு ஆகியவை ஆகும்.
2. எம்ஓஎஸ்
உலோக ஆக்சைடு குறைக்கடத்தி புல விளைவு டிரான்சிஸ்டர் (Metal Oxide Semiconductor FET) என்பது, உலோக அடுக்கின் (M-உலோக அலுமினியம்) கேட் மற்றும் ஆக்சைடு அடுக்கின் (O-காப்பு அடுக்கு SiO2) வழியாக சோர்ஸ் ஆகியவற்றிற்கு மின்னழுத்தத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் மின்புல விளைவை உருவாக்கி, குறைக்கடத்தியின் (S) கடத்தும் சேனலின் சுவிட்சைக் கட்டுப்படுத்தும் ஒரு புல விளைவு டிரான்சிஸ்டர் ஆகும். கேட் மற்றும் சோர்ஸ், மற்றும் கேட் மற்றும் டிரெய்ன் ஆகியவை SiO2 காப்பு அடுக்கால் தனிமைப்படுத்தப்பட்டிருப்பதால், MOSFET ஆனது காப்பிடப்பட்ட கேட் புல விளைவு டிரான்சிஸ்டர் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. 1962-ல், பெல் ஆய்வகங்கள் இதன் வெற்றிகரமான உருவாக்கத்தை அதிகாரப்பூர்வமாக அறிவித்தன. இது குறைக்கடத்தி மேம்பாட்டு வரலாற்றில் மிக முக்கியமான மைல்கற்களில் ஒன்றாக மாறியதுடன், குறைக்கடத்தி நினைவகத்தின் வருகைக்கு நேரடியாக தொழில்நுட்ப அடித்தளத்தையும் அமைத்தது.
கடத்தும் சேனல் வகையின் அடிப்படையில் MOSFET-ஐ P சேனல் மற்றும் N சேனல் எனப் பிரிக்கலாம். கேட் மின்னழுத்த வீச்சின்படி, இதை பின்வருமாறு பிரிக்கலாம்: குறைப்பு வகை - கேட் மின்னழுத்தம் பூஜ்ஜியமாக இருக்கும்போது, டிரெய்ன் மற்றும் சோர்ஸுக்கு இடையில் ஒரு கடத்தும் சேனல் இருக்கும்; மேம்பாட்டு வகை - N (P) சேனல் சாதனங்களில், கேட் மின்னழுத்தம் பூஜ்ஜியத்தை விட அதிகமாக (குறைவாக) இருக்கும்போது மட்டுமே ஒரு கடத்தும் சேனல் இருக்கும், மேலும் பவர் MOSFET முக்கியமாக N சேனல் மேம்பாட்டு வகையைச் சேர்ந்தது.
MOS மற்றும் டிரையோடுக்கு இடையேயான முக்கிய வேறுபாடுகளில் பின்வரும் அம்சங்கள் அடங்கும், ஆனால் இவை மட்டுமே அல்ல:
டிரையோடுகள் இருமுனை சாதனங்கள் ஆகும், ஏனெனில் பெரும்பான்மை மற்றும் சிறுபான்மை மின்னூட்டிகள் இரண்டும் ஒரே நேரத்தில் கடத்தலில் பங்கேற்கின்றன; அதேசமயம், குறைக்கடத்திகளில் MOS ஆனது பெரும்பான்மை மின்னூட்டிகள் வழியாக மட்டுமே மின்சாரத்தைக் கடத்துகிறது, மேலும் இது ஒருமுனை டிரான்சிஸ்டர் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது.
டிரையோடுகள் ஒப்பீட்டளவில் அதிக மின் நுகர்வு கொண்ட மின்னோட்டக் கட்டுப்பாட்டு சாதனங்கள்; அதேசமயம், மாஸ்ஃபெட்கள் குறைந்த மின் நுகர்வு கொண்ட மின்னழுத்தக் கட்டுப்பாட்டு சாதனங்கள்.
டிரையோடுகள் அதிக ஆன்-ரெசிஸ்டன்ஸைக் கொண்டுள்ளன, அதேசமயம் MOS ட்யூப்கள் சில நூறு மில்லிஓம்கள் மட்டுமேயான சிறிய ஆன்-ரெசிஸ்டன்ஸைக் கொண்டுள்ளன. தற்போதைய மின் சாதனங்களில், MOS ட்யூப்கள் பொதுவாக ஸ்விட்சுகளாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, முக்கியமாக டிரையோடுகளுடன் ஒப்பிடும்போது MOS-இன் செயல்திறன் ஒப்பீட்டளவில் அதிகமாக இருப்பதே இதற்குக் காரணம்.
டிரையோடுகளின் விலை ஒப்பீட்டளவில் சாதகமானது, மற்றும் MOS குழாய்கள் ஒப்பீட்டளவில் விலை உயர்ந்தவை.
தற்காலத்தில், பெரும்பாலான சூழல்களில் டிரையோடுகளுக்குப் பதிலாக MOS குழாய்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. குறைந்த மின்சக்தி தேவைப்படும் அல்லது மின்சக்தியைப் பொருட்படுத்தாத சில சூழல்களில் மட்டும், விலை நன்மையைக் கருத்தில் கொண்டு நாம் டிரையோடுகளைப் பயன்படுத்துவோம்.
3. CMOS
நிரப்பு உலோக ஆக்சைடு குறைக்கடத்தி: CMOS தொழில்நுட்பமானது, மின்னணு சாதனங்கள் மற்றும் தர்க்கச் சுற்றுகளை உருவாக்குவதற்காக நிரப்பு p-வகை மற்றும் n-வகை உலோக ஆக்சைடு குறைக்கடத்தி டிரான்சிஸ்டர்களை (MOSFETs) பயன்படுத்துகிறது. பின்வரும் படம், "1→0" அல்லது "0→1" மாற்றத்திற்காகப் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு பொதுவான CMOS இன்வெர்ட்டரைக் காட்டுகிறது.
பின்வரும் படம் ஒரு வழக்கமான CMOS குறுக்குவெட்டுத் தோற்றம் ஆகும். இதன் இடது பக்கம் NMS, மற்றும் வலது பக்கம் PMOS ஆகும். இரண்டு MOS-களின் G முனைகள் ஒரு பொதுவான கேட் உள்ளீடாகவும், D முனைகள் ஒரு பொதுவான டிரெய்ன் வெளியீடாகவும் ஒன்றாக இணைக்கப்பட்டுள்ளன. VDD ஆனது PMOS-இன் சோர்ஸுடனும், VSS ஆனது NMOS-இன் சோர்ஸுடனும் இணைக்கப்பட்டுள்ளது.
1963-ல், ஃபேர்சைல்ட் செமிகண்டக்டரைச் சேர்ந்த வான்லாஸ் மற்றும் சா ஆகியோர் CMOS மின்சுற்றைக் கண்டுபிடித்தனர். 1968-ல், அமெரிக்கன் ரேடியோ கார்ப்பரேஷன் (RCA) முதல் CMOS ஒருங்கிணைந்த மின்சுற்றுத் தயாரிப்பை உருவாக்கியது, அன்று முதல் CMOS மின்சுற்று பெரும் வளர்ச்சியை அடைந்துள்ளது. இதன் நன்மைகள் குறைந்த மின் நுகர்வு மற்றும் உயர் ஒருங்கிணைப்பு (STI/LOCOS செயல்முறை ஒருங்கிணைப்பை மேலும் மேம்படுத்தும்) ஆகும்; இதன் குறைபாடு பூட்டு விளைவு (lock effect) ஏற்படுவது ஆகும் (MOS குழாய்களுக்கு இடையில் தனிமைப்படுத்தலுக்காக PN சந்தி எதிர்ச் சாய்வு பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் குறுக்கீடு எளிதில் ஒரு மேம்படுத்தப்பட்ட வளையத்தை உருவாக்கி மின்சுற்றை எரித்துவிடும்).
4. DMOS
இரட்டைப் பரவல் உலோக ஆக்சைடு குறைக்கடத்தி: சாதாரண MOSFET சாதனங்களின் கட்டமைப்பைப் போலவே, இதிலும் சோர்ஸ், டிரெய்ன், கேட் மற்றும் பிற மின்முனைகள் உள்ளன, ஆனால் டிரெய்ன் முனையின் முறிவு மின்னழுத்தம் அதிகமாக உள்ளது. இதில் இரட்டைப் பரவல் செயல்முறை பயன்படுத்தப்படுகிறது.
கீழேயுள்ள படம் ஒரு நிலையான N-சேனல் DMOS-இன் குறுக்குவெட்டைக் காட்டுகிறது. இந்த வகை DMOS சாதனம் பொதுவாக லோ-சைடு ஸ்விட்சிங் பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இதில் MOSFET-இன் சோர்ஸ் ஒரு கிரவுண்டுடன் இணைக்கப்பட்டிருக்கும். மேலும், P-சேனல் DMOS-ம் உள்ளது. இந்த வகை DMOS சாதனம் பொதுவாக ஹை-சைடு ஸ்விட்சிங் பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இதில் MOSFET-இன் சோர்ஸ் ஒரு நேர்மறை மின்னழுத்தத்துடன் இணைக்கப்பட்டிருக்கும். CMOS-ஐப் போலவே, காம்ப்ளிமென்டரி DMOS சாதனங்களும் ஒரே சிப்பில் N-சேனல் மற்றும் P-சேனல் MOSFET-களைப் பயன்படுத்தி நிரப்பு ஸ்விட்சிங் செயல்பாடுகளை வழங்குகின்றன.
சேனலின் திசையைப் பொறுத்து, DMOS-ஐ இரண்டு வகைகளாகப் பிரிக்கலாம், அதாவது செங்குத்து இரட்டைப் பரவல் உலோக ஆக்சைடு குறைக்கடத்தி புல விளைவு டிரான்சிஸ்டர் VDMOS (செங்குத்து இரட்டைப் பரவல் MOSFET) மற்றும் பக்கவாட்டு இரட்டைப் பரவல் உலோக ஆக்சைடு குறைக்கடத்தி புல விளைவு டிரான்சிஸ்டர் LDMOS (பக்கவாட்டு இரட்டைப் பரவல் MOSFET).
VDMOS சாதனங்கள் செங்குத்து சேனலுடன் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. பக்கவாட்டு DMOS சாதனங்களுடன் ஒப்பிடும்போது, அவை அதிக முறிவு மின்னழுத்தம் மற்றும் மின்னோட்டத்தைக் கையாளும் திறன்களைக் கொண்டுள்ளன, ஆனால் ஆன்-ரெசிஸ்டன்ஸ் இன்னும் ஒப்பீட்டளவில் அதிகமாகவே உள்ளது.
LDMOS சாதனங்கள் பக்கவாட்டு சேனலுடன் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன, மேலும் அவை சமச்சீரற்ற பவர் MOSFET சாதனங்கள் ஆகும். செங்குத்து DMOS சாதனங்களுடன் ஒப்பிடும்போது, அவை குறைந்த ஆன்-ரெசிஸ்டன்ஸ் மற்றும் வேகமான ஸ்விட்சிங் வேகங்களை அனுமதிக்கின்றன.
பாரம்பரிய MOSFET-களுடன் ஒப்பிடுகையில், DMOS அதிக ஆன்-கெப்பாசிட்டன்ஸ் மற்றும் குறைந்த மின்தடையைக் கொண்டிருப்பதால், இது பவர் சுவிட்சுகள், பவர் டூல்கள் மற்றும் மின்சார வாகன இயக்கிகள் போன்ற அதிக சக்தி தேவைப்படும் மின்னணு சாதனங்களில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
5. BiCMOS
பைபோலார் CMOS என்பது ஒரே சிப்பில், ஒரே நேரத்தில் CMOS மற்றும் பைபோலார் சாதனங்களை ஒருங்கிணைக்கும் ஒரு தொழில்நுட்பமாகும். இதன் அடிப்படை யோசனை என்னவென்றால், CMOS சாதனங்களை முதன்மை அலகு சுற்றாகப் பயன்படுத்தி, அதிக கொள்ளளவு சுமைகளை இயக்க வேண்டிய இடங்களில் பைபோலார் சாதனங்கள் அல்லது சுற்றுகளைச் சேர்ப்பதாகும். எனவே, BiCMOS சுற்றுகள், CMOS சுற்றுகளின் உயர் ஒருங்கிணைப்பு மற்றும் குறைந்த மின் நுகர்வு ஆகிய நன்மைகளையும், BJT சுற்றுகளின் அதிவேகம் மற்றும் வலுவான மின்னோட்ட செலுத்தும் திறன்கள் ஆகிய நன்மைகளையும் கொண்டுள்ளன.
STMicroelectronics-இன் BiCMOS SiGe (சிலிக்கான் ஜெர்மானியம்) தொழில்நுட்பமானது, RF, அனலாக் மற்றும் டிஜிட்டல் பகுதிகளை ஒரே சிப்பில் ஒருங்கிணைத்து, வெளிப்புறக் கூறுகளின் எண்ணிக்கையை கணிசமாகக் குறைத்து, மின் நுகர்வையும் மேம்படுத்துகிறது.
6. பிசிடி
பைபோலார்-சிஎம்ஓஎஸ்-டிஎம்ஓஎஸ் (Bipolar-CMOS-DMOS) எனப்படும் இந்தத் தொழில்நுட்பம், ஒரே சிப்பில் பைபோலார், சிஎம்ஓஎஸ் மற்றும் டிஎம்ஓஎஸ் சாதனங்களை உருவாக்கக்கூடியது. இது பிசிடி செயல்முறை (BCD process) என்று அழைக்கப்படுகிறது. இதனை முதன்முதலில் 1986-ல் எஸ்.டி. மைக்ரோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் (ST) நிறுவனம் வெற்றிகரமாக உருவாக்கியது.
பைபோலார் அனலாக் சுற்றுகளுக்கும், CMOS டிஜிட்டல் மற்றும் லாஜிக் சுற்றுகளுக்கும், DMOS பவர் மற்றும் உயர் மின்னழுத்த சாதனங்களுக்கும் ஏற்றது. BCD இந்த மூன்றின் நன்மைகளையும் ஒருங்கிணைக்கிறது. தொடர்ச்சியான மேம்பாட்டிற்குப் பிறகு, பவர் மேலாண்மை, அனலாக் தரவு சேகரிப்பு மற்றும் பவர் ஆக்சுவேட்டர்கள் போன்ற துறைகளில் உள்ள தயாரிப்புகளில் BCD பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ST-யின் அதிகாரப்பூர்வ இணையதளத்தின்படி, BCD-க்கான முதிர்ந்த செயல்முறை இன்னும் சுமார் 100nm ஆகவும், 90nm இன்னும் முன்மாதிரி வடிவமைப்பிலும் உள்ளது, மேலும் 40nmBCD தொழில்நுட்பம் அதன் உருவாக்கத்தில் உள்ள அடுத்த தலைமுறை தயாரிப்புகளில் ஒன்றாகும்.
பதிவிட்ட நேரம்: செப்-10-2024