Що таке процес BCD?
Процес BCD — це інтегрована технологія обробки даних на одному кристалі, вперше представлена компанією ST у 1986 році. Ця технологія дозволяє створювати біполярні, CMOS та DMOS-пристрої на одному кристалі. Її зовнішній вигляд значно зменшує площу кристала.
Можна сказати, що процес BCD повністю використовує переваги біполярного керування, високої інтеграції та низького енергоспоживання CMOS, а також високої напруги та високої струмоємності DMOS. Серед них DMOS є ключем до покращення потужності та інтеграції. З подальшим розвитком технології інтегральних схем, процес BCD став основною технологією виробництва PMIC.
Діаграма поперечного перерізу процесу BCD, мережа джерел, дякую
Переваги процесу BCD
Процес BCD дозволяє одночасно використовувати біполярні прилади, CMOS-пристрої та DMOS-пристрої живлення на одному кристалі, поєднуючи високу крутизну та потужну здатність до керування навантаженням, властиву біполярним приладам, а також високу інтеграцію та низьке енергоспоживання CMOS-транзисторів, завдяки чому вони можуть доповнювати один одного та повною мірою використовувати свої відповідні переваги; водночас, DMOS-транзистор може працювати в режимі перемикання з надзвичайно низьким енергоспоживанням. Коротше кажучи, низьке енергоспоживання, висока енергоефективність та висока інтеграція є одними з головних переваг BCD. Процес BCD може значно знизити енергоспоживання, покращити продуктивність системи та підвищити її надійність. Функції електронних виробів зростають з кожним днем, а вимоги до зміни напруги, захисту конденсаторів та подовження терміну служби батареї стають все більш важливими. Високошвидкісні та енергозберігаючі характеристики BCD відповідають вимогам процесу до високопродуктивних аналогових/живильних мікросхем.
Ключові технології процесу BCD
Типові пристрої, що використовують BCD-процес, включають низьковольтні КМОП-транзистори, високовольтні МОН-транзистори, LDMOS-транзистори з різною пробивною напругою, вертикальні NPN/PNP та діоди Шотткі тощо. Деякі процеси також інтегрують такі пристрої, як JFET та EEPROM, що призводить до великої різноманітності пристроїв у BCD-процесі. Тому, окрім врахування сумісності високовольтних та низьковольтних пристроїв, процесів подвійного клацання та КМОП-процесів тощо під час проектування, необхідно також враховувати відповідну технологію ізоляції.
У технології BCD-ізоляції одна за одною з'явилося багато технологій, таких як ізоляція переходів, самоізоляція та діелектрична ізоляція. Технологія ізоляції переходів полягає у створенні пристрою на епітаксіальному шарі N-типу підкладки P-типу та використанні характеристик зворотного зміщення PN-переходу для досягнення ізоляції, оскільки PN-перехід має дуже високий опір під дією зворотного зміщення.
Технологія самоізоляції, по суті, є ізоляцією PN-переходу, яка спирається на природні характеристики PN-переходу між областями витоку та стоку пристрою та підкладкою для досягнення ізоляції. Коли МОН-транзистор увімкнено, область витоку, область стоку та канал оточені областю збіднення, утворюючи ізоляцію від підкладки. Коли він вимкнено, PN-перехід між областю стоку та підкладкою зміщений у зворотному напрямку, а висока напруга області витоку ізольована областю збіднення.
Діелектрична ізоляція використовує ізоляційні середовища, такі як оксид кремнію, для досягнення ізоляції. На основі діелектричної ізоляції та ізоляції переходів була розроблена квазідіелектрична ізоляція, яка поєднує переваги обох. Вибіркове застосування вищезгаданої технології ізоляції дозволяє досягти сумісності високої та низької напруги.
Напрямок розвитку процесу BCD
Розвиток технології BCD-процесу відрізняється від стандартного CMOS-процесу, який завжди дотримувався закону Мура, розвиваючись у напрямку зменшення ширини лінії та вищої швидкості. Процес BCD грубо диференціюється та розвивається у трьох напрямках: висока напруга, висока потужність та висока щільність.
1. Напрямок високовольтного BCD
Високовольтний BCD може одночасно виготовляти високонадійні низьковольтні схеми керування та надвисоковольтні схеми DMOS-рівня на одному кристалі, а також реалізувати виробництво високовольтних пристроїв на 500-700 В. Однак, загалом, BCD все ще підходить для продуктів з відносно високими вимогами до силових пристроїв, особливо BJT або високострумових DMOS-пристроїв, і може використовуватися для керування потужністю в електронному освітленні та промисловому застосуванні.
Сучасною технологією виготовлення високовольтних BCD є технологія RESURF, запропонована Аппелем та ін. у 1979 році. Пристрій виготовляється з використанням легко легованого епітаксіального шару, щоб зробити розподіл електричного поля на поверхні більш плоским, тим самим покращуючи характеристики пробою поверхні, так що пробій відбувається в тілі, а не на поверхні, тим самим збільшуючи напругу пробою пристрою. Легке легування - це ще один метод збільшення напруги пробою BCD. В основному використовується подвійний дифузний стік DDD (подвійний легуючий стік) та легко легований стік LDD (легко легуючий стік). В області стоку DMOS додається область дрейфу N-типу, щоб змінити початковий контакт між стоком N+ та підкладкою P-типу на контакт між стоком N- та підкладкою P-типу, тим самим збільшуючи напругу пробою.
2. Напрямок потужного BCD
Діапазон напруг потужного BCD становить 40-90 В, і він в основному використовується в автомобільній електроніці, яка вимагає можливості керування високим струмом, середньої напруги та простих схем керування. Його вимогливі характеристики включають можливість керування високим струмом, середню напругу та схему керування часто відносно просту.
3. Напрямок BCD з високою щільністю
Високощільний BCD, діапазон напруги становить 5-50 В, а деяка автомобільна електроніка досягає 70 В. Все більше складних та різноманітних функцій можна інтегрувати на одному чіпі. Високощільний BCD використовує деякі модульні дизайнерські ідеї для досягнення диверсифікації продукції, в основному використовується в автомобільній електроніці.
Основні застосування процесу BCD
Процес BCD широко використовується в управлінні живленням (керування живленням та акумулятором), дисплеях, автомобільній електроніці, промисловому управлінні тощо. Мікросхема керування живленням (PMIC) є одним з важливих типів аналогових мікросхем. Поєднання процесу BCD та технології SOI також є важливою особливістю розвитку процесу BCD.
VET-China може постачати графітові деталі, м'який жорсткий фетр, деталі з карбіду кремнію, деталі з карбіду кремнію, отримані методом CVD, та деталі з покриттям sic/Tac протягом 30 днів.
Якщо вас цікавлять вищезгадані напівпровідникові продукти, будь ласка, не соромтеся звертатися до нас з першого разу.
Тел.: +86-1891 1596 392
WhatsApp: 86-18069021720
Електронна пошта:yeah@china-vet.com
Час публікації: 18 вересня 2024 р.