BCD süreci nedir?
BCD prosesi, ilk olarak 1986'da ST tarafından tanıtılan tek çipli entegre bir proses teknolojisidir. Bu teknoloji, aynı çip üzerinde bipolar, CMOS ve DMOS cihazları üretmeyi mümkün kılar. Çip alanını önemli ölçüde azaltır.
BCD prosesinin, bipolar sürüş yeteneği, CMOS'un yüksek entegrasyon ve düşük güç tüketimi ile DMOS'un yüksek voltaj ve yüksek akım akış kapasitesinin avantajlarından tam olarak yararlandığı söylenebilir. Bunlar arasında DMOS, güç ve entegrasyonu iyileştirmenin anahtarıdır. Entegre devre teknolojisinin daha da gelişmesiyle birlikte, BCD prosesi PMIC'lerin ana akım üretim teknolojisi haline gelmiştir.
BCD prosesi kesit diyagramı, kaynak ağı, teşekkürler
BCD prosesinin avantajları
BCD prosesi, bipolar cihazların, CMOS cihazların ve DMOS güç cihazlarının aynı çip üzerinde aynı anda üretilmesini sağlayarak, bipolar cihazların yüksek iletkenlik ve güçlü yük sürüş kapasitesini, CMOS'un yüksek entegrasyon ve düşük güç tüketimiyle birleştirir; böylece birbirlerini tamamlayabilir ve kendi avantajlarından tam olarak yararlanabilirler; aynı zamanda DMOS, son derece düşük güç tüketimiyle anahtarlama modunda çalışabilir. Kısacası, düşük güç tüketimi, yüksek enerji verimliliği ve yüksek entegrasyon, BCD'nin başlıca avantajlarından biridir. BCD prosesi, güç tüketimini önemli ölçüde azaltabilir, sistem performansını iyileştirebilir ve daha iyi güvenilirlik sağlayabilir. Elektronik ürünlerin fonksiyonları gün geçtikçe artmakta ve voltaj değişimleri, kapasitör koruması ve pil ömrü uzatma gereksinimleri giderek daha önemli hale gelmektedir. BCD'nin yüksek hız ve enerji tasarrufu özellikleri, yüksek performanslı analog/güç yönetimi çipleri için proses gereksinimlerini karşılamaktadır.
BCD prosesinin temel teknolojileri
BCD prosesinin tipik cihazları arasında düşük voltajlı CMOS, yüksek voltajlı MOS transistörler, çeşitli kırılma voltajlarına sahip LDMOS, dikey NPN/PNP ve Schottky diyotlar vb. bulunur. Bazı prosesler ayrıca JFET ve EEPROM gibi cihazları da entegre ederek BCD prosesinde çok çeşitli cihazlar ortaya çıkarır. Bu nedenle, tasarımda yüksek voltajlı cihazlar ve düşük voltajlı cihazlar, çift tıklama prosesleri ve CMOS prosesleri vb. uyumluluğunun yanı sıra uygun izolasyon teknolojisi de dikkate alınmalıdır.
BCD izolasyon teknolojisinde, eklem izolasyonu, kendi kendine izolasyon ve dielektrik izolasyon gibi birçok teknoloji art arda ortaya çıkmıştır. Eklem izolasyon teknolojisi, P tipi alt tabakanın N tipi epitaksiyel tabakası üzerine cihaz üretmeyi ve PN ekleminin ters polarizasyon altında çok yüksek dirence sahip olması nedeniyle izolasyonu sağlamak için PN ekleminin ters polarizasyon özelliklerini kullanmayı içerir.
Kendiliğinden izolasyon teknolojisi, özünde PN eklem izolasyonudur ve cihazın kaynak ve drenaj bölgeleri ile alt tabaka arasındaki doğal PN eklem özelliklerine dayanarak izolasyon sağlar. MOS tüpü açıldığında, kaynak bölgesi, drenaj bölgesi ve kanal, tükenme bölgesi ile çevrelenerek alt tabakadan izolasyon oluşturur. Kapatıldığında ise, drenaj bölgesi ile alt tabaka arasındaki PN eklemi ters kutuplanır ve kaynak bölgesinin yüksek voltajı tükenme bölgesi tarafından izole edilir.
Dielektrik izolasyon, silikon oksit gibi yalıtım ortamlarını kullanarak izolasyon sağlar. Dielektrik izolasyon ve eklem izolasyonuna dayanarak, her ikisinin avantajlarını birleştirerek yarı dielektrik izolasyon geliştirilmiştir. Yukarıdaki izolasyon teknolojilerinden seçici olarak yararlanılarak, yüksek voltaj ve düşük voltaj uyumluluğu sağlanabilir.
BCD sürecinin geliştirme yönü
BCD işlem teknolojisinin gelişimi, her zaman Moore yasasını takip ederek daha küçük hat genişliği ve daha yüksek hız yönünde gelişen standart CMOS işlemine benzemez. BCD işlemi kabaca üç yönde farklılaşır ve gelişir: yüksek voltaj, yüksek güç ve yüksek yoğunluk.
1. Yüksek gerilim BCD yönü
Yüksek voltajlı BCD, aynı çip üzerinde aynı anda yüksek güvenilirlik gerektiren düşük voltajlı kontrol devreleri ve ultra yüksek voltajlı DMOS seviyesi devreleri üretebilir ve 500-700V yüksek voltajlı cihazların üretimini gerçekleştirebilir. Bununla birlikte, genel olarak BCD, özellikle BJT veya yüksek akım DMOS cihazları gibi nispeten yüksek güç gereksinimlerine sahip ürünler için uygundur ve elektronik aydınlatma ve endüstriyel uygulamalarda güç kontrolü için kullanılabilir.
Yüksek voltajlı BCD üretiminde kullanılan mevcut teknoloji, 1979 yılında Appel ve arkadaşları tarafından önerilen RESURF teknolojisidir. Cihaz, yüzey elektrik alan dağılımını daha düz hale getirmek için hafifçe katkılanmış epitaksiyel bir katman kullanılarak üretilir; böylece yüzey arıza özellikleri iyileştirilir ve arıza yüzey yerine gövdede meydana gelir, bu da cihazın arıza voltajını artırır. Hafif katkılama, BCD'nin arıza voltajını artırmak için kullanılan bir diğer yöntemdir. Esas olarak çift difüzyonlu drenaj DDD (çift katkılı drenaj) ve hafif katkılı drenaj LDD (hafif katkılı drenaj) kullanılır. DMOS drenaj bölgesinde, N+ drenaj ile P tipi alt tabaka arasındaki orijinal teması N- drenaj ile P tipi alt tabaka arasındaki temasa dönüştürmek için bir N tipi sürüklenme bölgesi eklenir, böylece arıza voltajı artırılır.
2. Yüksek güçlü BCD yönü
Yüksek güçlü BCD'lerin voltaj aralığı 40-90V'tur ve esas olarak yüksek akım sürüş kapasitesi, orta voltaj ve basit kontrol devreleri gerektiren otomotiv elektroniğinde kullanılır. İstenen özellikleri yüksek akım sürüş kapasitesi, orta voltaj ve genellikle nispeten basit kontrol devresidir.
3. Yüksek yoğunluklu BCD yönü
Yüksek yoğunluklu BCD'nin voltaj aralığı 5-50V'tur ve bazı otomotiv elektroniği uygulamalarında 70V'a kadar ulaşabilir. Giderek daha karmaşık ve çeşitli fonksiyonlar aynı çip üzerinde entegre edilebilmektedir. Yüksek yoğunluklu BCD, ürün çeşitliliğini sağlamak için bazı modüler tasarım fikirlerini benimser ve esas olarak otomotiv elektroniği uygulamalarında kullanılır.
BCD prosesinin başlıca uygulama alanları
BCD prosesi, güç yönetimi (güç ve pil kontrolü), ekran sürücüsü, otomotiv elektroniği, endüstriyel kontrol vb. alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Güç yönetim çipi (PMIC), önemli analog çip türlerinden biridir. BCD prosesi ve SOI teknolojisinin birleşimi de BCD prosesinin gelişiminin önemli bir özelliğidir.
VET-China, grafit parçalar, yumuşak sert keçe, silisyum karbür parçalar, CVD silisyum karbür parçalar ve SiC/Tac kaplı parçaları 30 gün içinde temin edebilir.
Yukarıda belirtilen yarı iletken ürünlerle ilgileniyorsanız, lütfen ilk fırsatta bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin.
Tel:+86-1891 1596 392
WhatsApp: 86-18069021720
E-posta:yeah@china-vet.com
Yayın tarihi: 18 Eylül 2024