ለምርት መረጃ እና ምክክር ወደ ድህረ ገጻችን እንኳን በደህና መጡ።
የእኛ ድረ-ገጽ፡-https://www.vet-china.com/
ሴሚኮንዳክተር የማምረቻ ሂደቶች እመርታ እያሳዩ ሲሄዱ፣ “የሙር ህግ” የሚባል ታዋቂ መግለጫ በኢንዱስትሪው ውስጥ እየተሰራጨ ነው። እ.ኤ.አ. በ 1965 ከኢንቴል መስራቾች አንዱ በሆነው ጎርደን ሙር የቀረበ ነው። ዋናው ይዘቱ፡ በተቀናጀ ወረዳ ላይ የሚስተናገዱ ትራንዚስተሮች ብዛት በየ18 እና 24 ወሩ በግምት በእጥፍ ይጨምራል። ይህ ህግ የኢንደስትሪውን የእድገት አዝማሚያ ትንተና እና ትንበያ ብቻ ሳይሆን ሴሚኮንዳክተር ማምረቻ ሂደቶችን ለማዳበር የሚያነሳሳ ኃይል ነው - ሁሉም ነገር በትንሽ መጠን እና በተረጋጋ አፈፃፀም ትራንዚስተሮችን መስራት ነው። ከ1950ዎቹ እስከ አሁን፣ ወደ 70 ዓመታት ገደማ፣ በድምሩ BJT፣ MOSFET፣ CMOS፣ DMOS እና hybrid BiCMOS እና BCD ሂደት ቴክኖሎጂዎች ተዘጋጅተዋል።
1. BJT
ባይፖላር መጋጠሚያ ትራንዚስተር (BJT)፣ በተለምዶ ትሪዮድ በመባል ይታወቃል። በትራንዚስተሩ ውስጥ ያለው የኃይል መሙያ ፍሰት በዋናነት በፒኤን መጋጠሚያ ላይ ባሉ ተሸካሚዎች ስርጭት እና ተንሸራታች እንቅስቃሴ ምክንያት ነው። የሁለቱም ኤሌክትሮኖች እና ቀዳዳዎች ፍሰት ስለሚያካትት ባይፖላር መሳሪያ ይባላል.
የልደቱን ታሪክ መለስ ብለን ስንመለከት። የቫኩም ትሪዮዶችን በጠንካራ ማጉያዎች በመተካት ሾክሌይ በ 1945 የበጋ ወቅት በሴሚኮንዳክተሮች ላይ መሰረታዊ ምርምር ለማድረግ ሀሳብ አቀረበ ። በ 1945 ሁለተኛ አጋማሽ ላይ ቤል ላብስ በሾክሌይ የሚመራ ጠንካራ-ግዛት የፊዚክስ ምርምር ቡድን አቋቋመ ። በዚህ ቡድን ውስጥ የፊዚክስ ሊቃውንት ብቻ ሳይሆኑ የወረዳ መሐንዲሶች እና ኬሚስቶችም አሉ፣ ባርዲን፣ ቲዎሬቲካል የፊዚክስ ሊቅ፣ እና ብራቲን፣ የሙከራ የፊዚክስ ሊቅ ናቸው። በታኅሣሥ 1947፣ በኋለኞቹ ትውልዶች እንደ ትልቅ ምዕራፍ ይቆጠር የነበረው ክስተት በደማቅ ሁኔታ ተከሰተ - ባርዲን እና ብራቴይን በዓለም የመጀመሪያውን የጀርመኒየም ነጥብ-ግንኙነት ትራንዚስተር ከአሁኑ ማጉያ ጋር በተሳካ ሁኔታ ፈለሰፉ።
የባርዲን እና የብሬታይን የመጀመሪያ ነጥብ ግንኙነት ትራንዚስተር
ከዚያ ብዙም ሳይቆይ ሾክሌይ በ1948 ባይፖላር መስቀለኛ መንገድ ትራንዚስተር ፈለሰፈ። ትራንዚስተሩ በሁለት pn መጋጠሚያዎች እንዲይዝ ሐሳብ አቀረበ፣ አንደኛው ወደፊት አድልዎ ሌላኛው ደግሞ በተቃራኒው አድሏዊ ሲሆን በሰኔ 1948 የባለቤትነት መብትን አገኘ። በ1949 ዝርዝር ንድፈ ሀሳቡን አሳተመ። የመገጣጠሚያው ትራንዚስተር ሥራ። ከሁለት ዓመት በላይ በኋላ የቤል ላብስ ሳይንቲስቶች እና መሐንዲሶች የመስቀለኛ መንገድ ትራንዚስተሮችን በብዛት ለማምረት (እ.ኤ.አ. ትራንዚስተሮች እንዲፈጠሩ ላበረከቱት አስተዋጽኦ ሾክሌይ፣ ባርዲን እና ብራቴን በጋራ በፊዚክስ የ1956 የኖቤል ሽልማት አሸንፈዋል።
የ NPN ባይፖላር መጋጠሚያ ትራንዚስተር ቀላል መዋቅራዊ ንድፍ
የባይፖላር መጋጠሚያ ትራንዚስተሮች አወቃቀርን በተመለከተ፣ የተለመዱ BJTs NPN እና PNP ናቸው። ዝርዝር ውስጣዊ መዋቅር ከዚህ በታች ባለው ስእል ላይ ይታያል. ከኤሚተር ጋር የሚዛመደው የርኩሰት ሴሚኮንዳክተር ክልል ከፍተኛ የዶፒንግ ክምችት ያለው ኤሚተር ክልል ነው ። ከመሠረቱ ጋር የሚዛመደው የርኩሰት ሴሚኮንዳክተር ክልል በጣም ቀጭን ስፋት እና በጣም ዝቅተኛ የዶፒንግ ክምችት ያለው የመሠረት ክልል ነው። ከሰብሳቢው ጋር የሚዛመደው የርኩሰት ሴሚኮንዳክተር ክልል ሰብሳቢው ክልል ነው ፣ እሱም ሰፊ ቦታ ያለው እና በጣም ዝቅተኛ የዶፒንግ ክምችት አለው።
የ BJT ቴክኖሎጂ ጥቅሞች ከፍተኛ ምላሽ ፍጥነት, ከፍተኛ ትራንስፎርሜሽን (የግቤት ቮልቴጅ ለውጦች ከትልቅ የውጤት ለውጦች ጋር ይዛመዳሉ), ዝቅተኛ ድምጽ, ከፍተኛ የአናሎግ ትክክለኛነት እና ጠንካራ የአሁኑ የመንዳት ችሎታ; ጉዳቶቹ ዝቅተኛ ውህደት (ቀጥ ያለ ጥልቀት ከጎንዮሽ መጠን ጋር ሊቀነስ አይችልም) እና ከፍተኛ የኃይል ፍጆታ ናቸው.
2. MOS
ሜታል ኦክሳይድ ሴሚኮንዳክተር የመስክ ኢፌክት ትራንዚስተር (ሜታል ኦክሳይድ ሴሚኮንዳክተር ኤፍኢቲ) ማለትም የመስክ ውጤት ትራንዚስተር ሴሚኮንዳክተር (S) conductive ቻናል መቀያየርን የሚቆጣጠር በብረት ንብርብር በር (ኤም-ሜታል አሉሚኒየም) እና የኤሌክትሪክ መስክ ተጽእኖ ለመፍጠር በኦክሳይድ ንብርብር (O-insulating Layer SiO2) በኩል ምንጭ. በሩ እና ምንጩ፣ እና በሩ እና ፍሳሽው በሲኦ2 የኢንሱሌሽን ንብርብር የተገለሉ በመሆናቸው፣ MOSFET የኢንሱሌድ ጌት የመስክ ውጤት ትራንዚስተር ተብሎም ይጠራል። እ.ኤ.አ. በ 1962 ቤል ላብስ በሴሚኮንዳክተር ልማት ታሪክ ውስጥ በጣም አስፈላጊ ከሆኑት ክንውኖች አንዱ የሆነው እና ሴሚኮንዳክተር ማህደረ ትውስታን ለመፍጠር ቴክኒካዊ መሠረት የጣለውን ስኬታማ ልማት በይፋ አስታወቀ ።
MOSFET እንደ ኮንዳክቲቭ ቻናል አይነት በ P ቻናል እና በ N ቻናል ሊከፋፈል ይችላል። በር ቮልቴጅ amplitude መሠረት, ይህ ሊከፈል ይችላል: መመናመን አይነት-በሩ ቮልቴጅ ዜሮ በሚሆንበት ጊዜ, እዳሪ እና ምንጭ መካከል conductive ሰርጥ አለ; የማጎልበቻ አይነት - ለኤን (P) የሰርጥ መሳሪያዎች ፣ የጌት ቮልቴጁ ከዜሮ (ከዜሮ በታች) ሲበልጥ ብቻ ፣ እና ኃይል MOSFET በዋናነት N ቻናል ማሻሻያ ዓይነት ነው።
በ MOS እና triode መካከል ያለው ዋና ልዩነት የሚከተሉትን ነጥቦች ያካትታል ነገር ግን አይወሰንም.
-Triodes ባይፖላር መሣሪያዎች ናቸው ምክንያቱም ሁለቱም አብዛኞቹ እና አናሳ ተሸካሚዎች በአንድ ጊዜ conduction ውስጥ ይሳተፋሉ; MOS ኤሌክትሪክን በአብዛኛዎቹ አጓጓዦች በሴሚኮንዳክተሮች ብቻ ያካሂዳል፣ እና ዩኒፖላር ትራንዚስተር ተብሎም ይጠራል።
-Triodes በአንጻራዊ ከፍተኛ የኃይል ፍጆታ ጋር የአሁኑ ቁጥጥር መሣሪያዎች ናቸው; MOSFET ዎች ዝቅተኛ የኃይል ፍጆታ ያላቸው የቮልቴጅ ቁጥጥር ያላቸው መሳሪያዎች ሲሆኑ.
-Triodes ትልቅ ላይ-የመቋቋም, MOS ቱቦዎች ሳለ የመቋቋም ላይ አነስተኛ, ጥቂት መቶ ሚሊዮህኤም. አሁን ባለው የኤሌትሪክ መሳሪያዎች የኤምኦኤስ ቱቦዎች በአጠቃላይ እንደ ማብሪያ / ማጥፊያ/ ጥቅም ላይ ይውላሉ፡ በዋነኛነት የ MOS ቅልጥፍና ከሶስትዮድ ጋር ሲነፃፀር ከፍተኛ በመሆኑ ነው።
-Triodes በአንጻራዊነት ጠቃሚ ዋጋ አላቸው, እና MOS ቱቦዎች በአንጻራዊ ውድ ናቸው.
- በአሁኑ ጊዜ፣ MOS ቱቦዎች በአብዛኛዎቹ ሁኔታዎች ትሪዮዶችን ለመተካት ያገለግላሉ። በአንዳንድ ዝቅተኛ ኃይል ወይም ኃይል-ግዴለሽ ሁኔታዎች ውስጥ ብቻ፣ የዋጋ ጥቅሙን ግምት ውስጥ በማስገባት ትሪዮዶችን እንጠቀማለን።
3. CMOS
ማሟያ ሜታል ኦክሳይድ ሴሚኮንዳክተር፡ ሲኤምኦኤስ ቴክኖሎጂ የኤሌክትሮኒካዊ መሳሪያዎችን እና አመክንዮአዊ ወረዳዎችን ለመገንባት ተጨማሪ p-type እና n-type metal oxide semiconductor transistors (MOSFETs) ይጠቀማል። የሚከተለው ምስል ለ"1→0" ወይም "0→1" ልወጣ የሚያገለግል የተለመደ የCMOS inverter ያሳያል።
የሚከተለው ምስል የተለመደ የCMOS መስቀለኛ ክፍል ነው። በግራ በኩል NMS ነው, እና የቀኝ በኩል PMOS ነው. የሁለቱ MOS የጂ ምሰሶዎች እንደ አንድ የጋራ መግቢያ ግብዓት አንድ ላይ ተያይዘዋል, እና D ምሰሶዎች እንደ አንድ የጋራ ፍሳሽ ውፅዓት አንድ ላይ ተያይዘዋል. ቪዲዲ ከPMOS ምንጭ ጋር የተገናኘ ሲሆን VSS ደግሞ ከኤንኤምኦኤስ ምንጭ ጋር የተገናኘ ነው።
በ1963 ዋንላስ እና ሳህ ኦፍ ፌርቺልድ ሴሚኮንዳክተር የCMOS ወረዳን ፈጠሩ። እ.ኤ.አ. በ 1968 የአሜሪካ ሬዲዮ ኮርፖሬሽን (አርሲኤ) የመጀመሪያውን የ CMOS የተቀናጀ የወረዳ ምርትን አዘጋጅቷል ፣ እና ከዚያን ጊዜ ጀምሮ የ CMOS ወረዳ ትልቅ እድገት አሳይቷል። የእሱ ጥቅሞች ዝቅተኛ የኃይል ፍጆታ እና ከፍተኛ ውህደት (የ STI / LOCOS ሂደት ውህደትን የበለጠ ማሻሻል ይችላል); ጉዳቱ የመቆለፊያ ውጤት መኖር ነው (የፒኤን መጋጠሚያ ተገላቢጦሽ አድልዎ በ MOS ቱቦዎች መካከል እንደ ማግለል ጥቅም ላይ ይውላል ፣ እና ጣልቃገብነት በቀላሉ የተሻሻለ ዑደት ይፈጥራል እና ወረዳውን ያቃጥላል)።
4. DMOS
ድርብ-የተዘረጋ ብረት ኦክሳይድ ሴሚኮንዳክተር፡- ከተራ MOSFET መሳሪያዎች አሠራር ጋር ተመሳሳይነት ያለው፣ ምንጭ፣ ፍሳሽ፣ በር እና ሌሎች ኤሌክትሮዶች አሉት፣ ነገር ግን የፍሳሹ መጨረሻ የብልሽት ቮልቴጅ ከፍተኛ ነው። ድርብ ስርጭት ሂደት ጥቅም ላይ ይውላል.
ከታች ያለው ምስል የመደበኛ N-channel DMOS መስቀለኛ ክፍልን ያሳያል። ይህ ዓይነቱ የዲኤምኤምኤስ መሣሪያ ብዙውን ጊዜ ዝቅተኛ የጎን መቀየሪያ አፕሊኬሽኖች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል፣ የ MOSFET ምንጭ ከመሬት ጋር የተገናኘ ነው። በተጨማሪም, የ P-channel DMOS አለ. ይህ ዓይነቱ የዲኤምኤምኤስ መሣሪያ ብዙውን ጊዜ በከፍተኛ ጎን መቀየሪያ አፕሊኬሽኖች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል፣ የ MOSFET ምንጭ ከአዎንታዊ ቮልቴጅ ጋር የተገናኘ ነው። ልክ እንደ CMOS፣ ተጓዳኝ የዲኤምኦኤስ መሳሪያዎች ተጨማሪ የመቀያየር ተግባራትን ለማቅረብ N-channel እና P-channel MOSFETs በተመሳሳይ ቺፕ ይጠቀማሉ።
በሰርጡ አቅጣጫ ላይ በመመስረት ዲኤምኦኤስ በሁለት ዓይነቶች ይከፈላል ፣ እነሱም ቀጥ ያለ ድርብ-የተሰራጨ ብረት ኦክሳይድ ሴሚኮንዳክተር መስክ ውጤት ትራንዚስተር VDMOS (ቋሚ ድርብ-የተሰራጨ MOSFET) እና ላተራል ድርብ-የተሰራጨ ብረት ኦክሳይድ ሴሚኮንዳክተር መስክ ውጤት ትራንዚስተር LDMOS (Lateral Double Diffused) -የተበታተነ MOSFET)።
የVDMOS መሳሪያዎች በአቀባዊ ቻናል የተነደፉ ናቸው። ከጎን DMOS መሳሪያዎች ጋር ሲነፃፀሩ ከፍ ያለ የብልሽት ቮልቴጅ እና የአሁኑን የማስተናገድ አቅም አላቸው፣ ነገር ግን ተቃውሞው አሁንም በአንፃራዊነት ትልቅ ነው።
የኤልዲኤምኦኤስ መሳሪያዎች በላተራል ቻናል የተነደፉ እና ያልተመጣጠነ ኃይል MOSFET መሳሪያዎች ናቸው። ከአቀባዊ DMOS መሳሪያዎች ጋር ሲነፃፀሩ ዝቅተኛ የመቋቋም እና ፈጣን የመቀያየር ፍጥነቶችን ይፈቅዳሉ።
ከተለምዷዊ MOSFETs ጋር ሲወዳደር DMOS ከፍተኛ አቅም ያለው እና ዝቅተኛ የመቋቋም ችሎታ ስላለው በከፍተኛ ሃይል ኤሌክትሮኒክስ መሳሪያዎች እንደ ሃይል መቀየሪያ፣ የሃይል መሳሪያዎች እና የኤሌትሪክ ተሽከርካሪ መኪናዎች በስፋት ጥቅም ላይ ይውላል።
5. ቢሲሞስ
ባይፖላር CMOS CMOS እና ባይፖላር መሳሪያዎችን በአንድ ቺፕ ላይ በአንድ ጊዜ የሚያዋህድ ቴክኖሎጂ ነው። ዋናው ሃሳቡ የCMOS መሳሪያዎችን እንደ ዋና አሃድ ዑደት መጠቀም እና ትልቅ አቅም ያላቸው ጭነቶች እንዲነዱ የሚፈለጉትን ባይፖላር መሳሪያዎችን ወይም ወረዳዎችን ማከል ነው። ስለዚህ, BiCMOS ወረዳዎች ከፍተኛ ውህደት እና CMOS ወረዳዎች ዝቅተኛ ኃይል ፍጆታ ጥቅሞች, እና BJT ወረዳዎች ከፍተኛ ፍጥነት እና ጠንካራ የአሁኑ የማሽከርከር ችሎታ ጥቅሞች አሉት.
STMicroelectronics'BiCMOS SiGe (ሲሊኮን germanium) ቴክኖሎጂ RF, አናሎግ እና ዲጂታል ክፍሎችን በአንድ ቺፕ ላይ ያዋህዳል, ይህም የውጭ ክፍሎችን ቁጥር በእጅጉ ይቀንሳል እና የኃይል ፍጆታን ያመቻቻል.
6. ቢሲዲ
ባይፖላር-CMOS-DMOS፣ ይህ ቴክኖሎጂ ባይፖላር፣ CMOS እና DMOS መሳሪያዎችን በአንድ ቺፕ ላይ ሊሰራ ይችላል፣ BCD ሂደት ተብሎ የሚጠራው፣ ይህ በSTMicroelectronics (ST) በ1986 በተሳካ ሁኔታ የተሰራ።
ባይፖላር ለአናሎግ ዑደቶች፣ CMOS ለዲጂታል እና ሎጂክ ወረዳዎች ተስማሚ ነው፣ እና DMOS ለኃይል እና ለከፍተኛ-ቮልቴጅ መሳሪያዎች ተስማሚ ነው። ቢሲዲ የሶስቱን ጥቅሞች ያጣምራል። ከተከታታይ ማሻሻያ በኋላ, BCD በሃይል አስተዳደር, በአናሎግ መረጃ ማግኛ እና በሃይል አንቀሳቃሾች ውስጥ ባሉ ምርቶች ውስጥ በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላል. እንደ ST ኦፊሴላዊ ድረ-ገጽ፣ የBCD የብስለት ሂደት አሁንም 100nm አካባቢ ነው፣ 90nm አሁንም በፕሮቶታይፕ ዲዛይን ላይ ነው፣ እና 40nmBCD ቴክኖሎጂ በመገንባት ላይ ባለው ቀጣይ ትውልድ ምርቶች ውስጥ ነው።
የመለጠፍ ጊዜ፡ ሴፕቴምበር-10-2024