عملية بي سي دي

ما هي عملية BCD؟

عملية BCD عبارة عن تقنية معالجة متكاملة ذات شريحة واحدة تم تقديمها لأول مرة بواسطة ST في عام 1986. ويمكن لهذه التقنية إنشاء أجهزة ثنائية القطب وCMOS وDMOS على نفس الشريحة. مظهره يقلل بشكل كبير من مساحة الشريحة.

يمكن القول أن عملية BCD تستخدم بشكل كامل مزايا القدرة على القيادة ثنائية القطب، والتكامل العالي لـ CMOS والاستهلاك المنخفض للطاقة، والجهد العالي DMOS وقدرة تدفق التيار العالي. من بينها، DMOS هو المفتاح لتحسين القوة والتكامل. مع التطوير الإضافي لتكنولوجيا الدوائر المتكاملة، أصبحت عملية BCD هي تكنولوجيا التصنيع السائدة في PMIC.

عملية BCD مخطط مستعرض، شبكة المصدر، شكرًا لك

مزايا عملية BCD
تعمل عملية BCD على جعل الأجهزة ثنائية القطب، وأجهزة CMOS، وأجهزة طاقة DMOS على نفس الشريحة في نفس الوقت، مما يدمج الموصلية العالية وقدرة قيادة الحمل القوية للأجهزة ثنائية القطب والتكامل العالي والاستهلاك المنخفض للطاقة لـ CMOS، بحيث يمكن أن تكمل بعضهما البعض وإفساح المجال كاملاً لمزايا كل منهما؛ وفي الوقت نفسه، يمكن أن يعمل DMOS في وضع التبديل مع استهلاك منخفض للغاية للطاقة. باختصار، يعد الاستهلاك المنخفض للطاقة وكفاءة الطاقة العالية والتكامل العالي أحد المزايا الرئيسية لـ BCD. يمكن لعملية BCD أن تقلل بشكل كبير من استهلاك الطاقة، وتحسن أداء النظام، وتتمتع بموثوقية أفضل. تتزايد وظائف المنتجات الإلكترونية يومًا بعد يوم، كما أصبحت متطلبات تغيرات الجهد الكهربي وحماية المكثفات وإطالة عمر البطارية ذات أهمية متزايدة. تلبي خصائص BCD عالية السرعة والموفرة للطاقة متطلبات العملية لرقائق إدارة الطاقة/التناظرية عالية الأداء.

التقنيات الرئيسية لعملية BCD
تشتمل الأجهزة النموذجية لعملية BCD على CMOS ذات الجهد المنخفض، وأنابيب MOS ذات الجهد العالي، وLDMOS بفولتية انهيار مختلفة، وثنائيات NPN/PNP وSchottky العمودية، وما إلى ذلك. كما تدمج بعض العمليات أيضًا أجهزة مثل JFET وEEPROM، مما يؤدي إلى مجموعة كبيرة ومتنوعة من الأجهزة في عملية BCD. لذلك، بالإضافة إلى مراعاة توافق الأجهزة ذات الجهد العالي والأجهزة ذات الجهد المنخفض، وعمليات النقر المزدوج وعمليات CMOS، وما إلى ذلك في التصميم، يجب أيضًا مراعاة تقنية العزل المناسبة.

في تكنولوجيا عزل BCD، ظهرت العديد من التقنيات مثل عزل الوصلات والعزل الذاتي والعزل العازل واحدًا تلو الآخر. تهدف تقنية عزل الوصلات إلى جعل الجهاز على الطبقة الفوقية من النوع N للركيزة من النوع P واستخدام خصائص التحيز العكسي لوصلة PN لتحقيق العزل، لأن تقاطع PN يتمتع بمقاومة عالية جدًا في ظل التحيز العكسي.

تقنية العزل الذاتي هي في الأساس عزل وصلة PN، والتي تعتمد على خصائص وصلة PN الطبيعية بين مناطق المصدر والصرف بالجهاز والركيزة لتحقيق العزل. عند تشغيل أنبوب MOS، تكون منطقة المصدر ومنطقة الصرف والقناة محاطة بمنطقة النضوب، مما يشكل عزلة عن الركيزة. عند إيقاف تشغيله، يكون تقاطع PN بين منطقة التصريف والركيزة متحيزًا عكسيًا، ويتم عزل الجهد العالي لمنطقة المصدر عن طريق منطقة النضوب.

يستخدم العزل الكهربائي الوسائط العازلة مثل أكسيد السيليكون لتحقيق العزل. على أساس العزل الكهربائي وعزل الوصلات، تم تطوير العزل شبه العازل من خلال الجمع بين مزايا كليهما. من خلال اعتماد تكنولوجيا العزل المذكورة أعلاه بشكل انتقائي، يمكن تحقيق التوافق مع الجهد العالي والجهد المنخفض.

اتجاه تطوير عملية BCD
إن تطوير تقنية معالجة BCD لا يشبه عملية CMOS القياسية، والتي اتبعت دائمًا قانون مور للتطور في اتجاه عرض خط أصغر وسرعة أكبر. يتم تمييز عملية BCD تقريبًا وتطويرها في ثلاثة اتجاهات: الجهد العالي والطاقة العالية والكثافة العالية.

1. اتجاه BCD عالي الجهد

يمكن لـ BCD عالي الجهد تصنيع دوائر تحكم منخفضة الجهد عالية الموثوقية ودوائر مستوى DMOS عالية الجهد على نفس الشريحة في نفس الوقت، ويمكنه تحقيق إنتاج أجهزة عالية الجهد 500-700 فولت. ومع ذلك، بشكل عام، لا يزال BCD مناسبًا للمنتجات ذات المتطلبات العالية نسبيًا لأجهزة الطاقة، وخاصة BJT أو أجهزة DMOS عالية التيار، ويمكن استخدامه للتحكم في الطاقة في الإضاءة الإلكترونية والتطبيقات الصناعية.

التكنولوجيا الحالية لتصنيع BCD ذات الجهد العالي هي تقنية RESURF التي اقترحها Appel et al. في عام 1979. تم تصنيع الجهاز باستخدام طبقة فوقية مطلية بشكل خفيف لجعل توزيع المجال الكهربائي السطحي مسطحًا، وبالتالي تحسين خصائص الانهيار السطحي، بحيث يحدث الانهيار في الجسم بدلاً من السطح، وبالتالي زيادة جهد الانهيار للجهاز. المنشطات الخفيفة هي طريقة أخرى لزيادة جهد انهيار BCD. إنها تستخدم بشكل أساسي الصرف المزدوج المنتشر DDD (استنزاف المنشطات المزدوج) والصرف المخدر قليلاً LDD (استنزاف المنشطات الخفيف). في منطقة تصريف DMOS، تتم إضافة منطقة انجراف من النوع N لتغيير الاتصال الأصلي بين تصريف N+ والركيزة من النوع P إلى التلامس بين الصرف N والركيزة من النوع P، وبالتالي زيادة جهد الانهيار.

2. اتجاه BCD عالي الطاقة

نطاق الجهد لـ BCD عالي الطاقة هو 40-90V، ويستخدم بشكل رئيسي في إلكترونيات السيارات التي تتطلب قدرة قيادة عالية التيار، وجهد متوسط ​​ودوائر تحكم بسيطة. خصائص الطلب هي القدرة على القيادة الحالية العالية، والجهد المتوسط، ودائرة التحكم غالبا ما تكون بسيطة نسبيا.

3. اتجاه BCD عالي الكثافة

BCD عالي الكثافة، نطاق الجهد 5-50 فولت، وبعض إلكترونيات السيارات ستصل إلى 70 فولت. يمكن دمج المزيد والمزيد من الوظائف المعقدة والمتنوعة على نفس الشريحة. يستخدم BCD عالي الكثافة بعض أفكار التصميم المعياري لتحقيق تنويع المنتجات، ويستخدم بشكل رئيسي في تطبيقات إلكترونيات السيارات.

التطبيقات الرئيسية لعملية BCD

تُستخدم عملية BCD على نطاق واسع في إدارة الطاقة (التحكم في الطاقة والبطارية)، ومحرك العرض، وإلكترونيات السيارات، والتحكم الصناعي، وما إلى ذلك. تعد شريحة إدارة الطاقة (PMIC) أحد الأنواع المهمة من الرقائق التناظرية. يعد الجمع بين عملية BCD وتقنية SOI أيضًا سمة رئيسية لتطوير عملية BCD.

يمكن لـ VET-China توفير أجزاء الجرافيت، واللباد الناعم، وأجزاء كربيد السيليكون، وأجزاء كربيد السيليكون cvD، والأجزاء المطلية بـ sic/Tac في غضون 30 يومًا.
إذا كنت مهتمًا بمنتجات أشباه الموصلات المذكورة أعلاه، فلا تتردد في الاتصال بنا في المرة الأولى.

هاتف: +86-1891 1596 392
واتساب: 86-18069021720
بريد إلكتروني:yeah@china-vet.com