Բարի գալուստ մեր կայք՝ ապրանքի վերաբերյալ տեղեկատվության և խորհրդատվության համար:
Մեր կայքը:https://www.vet-china.com/
Քանի որ կիսահաղորդիչների արտադրության գործընթացները շարունակում են առաջընթաց գրանցել, արդյունաբերության մեջ շրջանառվում է հայտնի հայտարարություն, որը կոչվում է «Մուրի օրենքը»: Այն առաջարկվել է Intel-ի հիմնադիրներից Գորդոն Մուրի կողմից 1965թ.-ին: Դրա հիմնական բովանդակությունն է. տրանզիստորների թիվը, որոնք կարող են տեղավորվել ինտեգրալ սխեմայի վրա, կկրկնապատկվի մոտավորապես յուրաքանչյուր 18-24 ամիսը մեկ: Այս օրենքը ոչ միայն արդյունաբերության զարգացման միտումի վերլուծություն և կանխատեսում է, այլ նաև շարժիչ ուժ կիսահաղորդիչների արտադրության գործընթացների զարգացման համար. 1950-ական թվականներից մինչ օրս, մոտ 70 տարի, ընդհանուր առմամբ մշակվել են BJT, MOSFET, CMOS, DMOS և հիբրիդային BiCMOS և BCD գործընթացների տեխնոլոգիաները:
1. ԲԺԹ
Երկբևեռ միացման տրանզիստոր (BJT), որը սովորաբար հայտնի է որպես տրիոդ: Տրանզիստորի լիցքի հոսքը հիմնականում պայմանավորված է PN հանգույցում կրիչների դիֆուզիոն և դրեյֆային շարժումով: Քանի որ այն ներառում է ինչպես էլեկտրոնների, այնպես էլ անցքերի հոսքը, այն կոչվում է երկբևեռ սարք:
Հետադարձ հայացք գցելով նրա ծննդյան պատմությանը: Վակուումային տրիոդները պինդ ուժեղացուցիչներով փոխարինելու գաղափարի պատճառով Շոկլին առաջարկեց 1945 թվականի ամռանը իրականացնել կիսահաղորդիչների վերաբերյալ հիմնարար հետազոտություն: 1945 թվականի երկրորդ կեսին Bell Labs-ը հիմնեց պինդ վիճակի ֆիզիկայի հետազոտական խումբ՝ Շոկլիի գլխավորությամբ: Այս խմբում կան ոչ միայն ֆիզիկոսներ, այլ նաև շրջանային ինժեներներ և քիմիկոսներ, այդ թվում՝ տեսական ֆիզիկոս Բարդինը և փորձարար ֆիզիկոս Բրատեյնը։ 1947 թվականի դեկտեմբերին մի իրադարձություն, որը հետագա սերունդների կողմից համարվում էր կարևոր իրադարձություն, փայլուն կերպով տեղի ունեցավ. Բարդինը և Բրատեյնը հաջողությամբ հայտնագործեցին աշխարհում առաջին գերմանիումի կետային կոնտակտային տրանզիստորը ընթացիկ ուժեղացումով:
Bardeen-ի և Brattain-ի առաջին կետային շփման տրանզիստորը
Դրանից կարճ ժամանակ անց Շոկլին հայտնագործեց երկբևեռ միացման տրանզիստորը 1948 թվականին: Նա առաջարկեց, որ տրանզիստորը կարող է կազմված լինել երկու pn հանգույցներից, մեկը՝ դեպի առաջ, իսկ մյուսը՝ հակառակ կողմը, և արտոնագիր ստացավ 1948 թվականի հունիսին: 1949 թվականին նա հրապարակեց մանրամասն տեսությունը: միացման տրանզիստորի աշխատանքի մասին: Ավելի քան երկու տարի անց, Bell Labs-ի գիտնականներն ու ինժեներները մշակեցին միացման տրանզիստորների զանգվածային արտադրության հասնելու գործընթաց (1951 թ. կարևոր իրադարձություն)՝ բացելով էլեկտրոնային տեխնոլոգիայի նոր դարաշրջանը: Ի ճանաչում տրանզիստորների գյուտի մեջ իրենց ներդրմանը՝ Շոկլին, Բարդինը և Բրետենը միասին արժանացան ֆիզիկայի Նոբելյան մրցանակին 1956 թվականին։
NPN երկբևեռ միացման տրանզիստորի պարզ կառուցվածքային դիագրամ
Ինչ վերաբերում է երկբևեռ միացման տրանզիստորների կառուցվածքին, ապա ընդհանուր BJT-ներն են NPN և PNP: Մանրամասն ներքին կառուցվածքը ներկայացված է ստորև բերված նկարում: Արտանետողին համապատասխանող անմաքրության կիսահաղորդչային շրջանը արտանետող շրջանն է, որն ունի դոպինգի բարձր կոնցենտրացիան. բազային համապատասխանող կեղտոտ կիսահաղորդչային շրջանը բազային շրջանն է, որն ունի շատ բարակ լայնություն և շատ ցածր դոպինգի կոնցենտրացիան. կոլեկտորին համապատասխանող անմաքրության կիսահաղորդչային շրջանը կոլեկտորի շրջանն է, որն ունի մեծ տարածք և դոպինգի շատ ցածր կոնցենտրացիան:
BJT տեխնոլոգիայի առավելություններն են բարձր արձագանքման արագությունը, բարձր տրանսհաղորդունակությունը (մուտքային լարման փոփոխությունները համապատասխանում են ելքային հոսանքի մեծ փոփոխություններին), ցածր աղմուկը, բարձր անալոգային ճշգրտությունը և հզոր հոսանքի վարման հնարավորությունը; Թերությունները ցածր ինտեգրումն են (ուղղահայաց խորությունը չի կարող կրճատվել կողային չափերով) և էներգիայի մեծ սպառումը:
2. MOS
Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor (Metal Oxide Semiconductor FET), այսինքն՝ դաշտային ազդեցության տրանզիստոր, որը կառավարում է կիսահաղորդչային (S) հաղորդիչ ալիքի անջատիչը՝ լարում կիրառելով մետաղական շերտի դարպասին (M-metal ալյումին) և աղբյուրը օքսիդի շերտի միջով (O-մեկուսիչ շերտ SiO2) էլեկտրական դաշտի ազդեցությունը առաջացնելու համար: Քանի որ դարպասը և աղբյուրը, դարպասը և արտահոսքը մեկուսացված են SiO2 մեկուսիչ շերտով, MOSFET-ը նաև կոչվում է մեկուսացված դարպասի դաշտային էֆեկտ տրանզիստոր: 1962 թվականին Bell Labs-ը պաշտոնապես հայտարարեց հաջող զարգացման մասին, որը դարձավ կիսահաղորդիչների զարգացման պատմության ամենակարևոր իրադարձություններից մեկը և ուղղակիորեն դրեց կիսահաղորդչային հիշողության առաջացման տեխնիկական հիմքը:
MOSFET-ը կարելի է բաժանել P և N ալիքների՝ ըստ հաղորդիչ ալիքի տեսակի: Ըստ դարպասի լարման ամպլիտուդի՝ այն կարելի է բաժանել հետևյալի. ընդլայնման տեսակը- N (P) ալիքային սարքերի համար հաղորդիչ ալիք կա միայն այն դեպքում, երբ դարպասի լարումը մեծ է (պակաս) զրոյից, իսկ հզորության MOSFET-ը հիմնականում N ալիքի ուժեղացման տեսակն է:
MOS-ի և տրիոդի հիմնական տարբերությունները ներառում են, բայց չեն սահմանափակվում հետևյալ կետերով.
- Տրիոդները երկբևեռ սարքեր են, քանի որ ինչպես մեծամասնության, այնպես էլ փոքրամասնության կրիչները միաժամանակ մասնակցում են հաղորդմանը. մինչդեռ MOS-ը էլեկտրականություն է անցկացնում միայն կիսահաղորդիչների մեծամասնության կրիչների միջոցով և կոչվում է նաև միաբևեռ տրանզիստոր:
-Տրիոդները հոսանքով կառավարվող սարքեր են՝ համեմատաբար բարձր էներգիայի սպառումով; մինչդեռ MOSFET-ները լարման կառավարվող սարքեր են՝ ցածր էներգիայի սպառմամբ:
-Տրիոդներն ունեն մեծ դիմադրություն, մինչդեռ MOS խողովակներն ունեն փոքր միացման դիմադրություն՝ ընդամենը մի քանի հարյուր միլիօմ: Ընթացիկ էլեկտրական սարքերում MOS խողովակները սովորաբար օգտագործվում են որպես անջատիչներ, հիմնականում այն պատճառով, որ MOS-ի արդյունավետությունը համեմատաբար բարձր է տրիոդների համեմատ:
-Տրիոդներն ունեն համեմատաբար շահավետ արժեք, իսկ MOS խողովակները համեմատաբար թանկ են:
- Մեր օրերում MOS խողովակները շատ սցենարներում օգտագործվում են տրիոդները փոխարինելու համար: Միայն որոշ ցածր էներգիայի կամ էներգիայի նկատմամբ անզգայուն սցենարների դեպքում մենք կօգտագործենք տրիոդներ՝ հաշվի առնելով գնային առավելությունը:
3. CMOS
Լրացուցիչ մետաղական օքսիդ կիսահաղորդիչ. CMOS տեխնոլոգիան օգտագործում է լրացուցիչ p և n տիպի մետաղական օքսիդ կիսահաղորդչային տրանզիստորներ (MOSFET) էլեկտրոնային սարքեր և տրամաբանական սխեմաներ ստեղծելու համար: Հետևյալ նկարը ցույց է տալիս սովորական CMOS ինվերտորը, որն օգտագործվում է «1→0» կամ «0→1» փոխակերպման համար:
Հետևյալ նկարը CMOS-ի տիպիկ խաչմերուկ է: Ձախ կողմը NMS է, իսկ աջ կողմը PMOS է: Երկու MOS-ի G բևեռները միացված են որպես ընդհանուր դարպասի մուտք, իսկ D բևեռները միացված են որպես ընդհանուր արտահոսքի ելք: VDD-ն միացված է PMOS-ի աղբյուրին, իսկ VSS-ը միացված է NMOS-ի աղբյուրին:
1963 թվականին Ուանլասը և Սահը Fairchild Semiconductor-ից հայտնագործեցին CMOS սխեման: 1968-ին Ամերիկյան ռադիո կորպորացիան (RCA) մշակեց առաջին CMOS ինտեգրված միացումների արտադրանքը, և այդ ժամանակից ի վեր CMOS սխեման մեծ զարգացում ունեցավ: Դրա առավելություններն են ցածր էներգիայի սպառումը և բարձր ինտեգրումը (STI/LOCOS գործընթացը կարող է հետագայում բարելավել ինտեգրումը); դրա թերությունը կողպեքի էֆեկտի առկայությունն է (PN հանգույցի հակառակ կողմնակալությունը օգտագործվում է որպես մեկուսացում MOS խողովակների միջև, և միջամտությունը կարող է հեշտությամբ ձևավորել ուժեղացված հանգույց և այրել միացումը):
4. DMOS
Կրկնակի ցրված մետաղական օքսիդ կիսահաղորդիչ. սովորական MOSFET սարքերի կառուցվածքի նման, այն ունի նաև աղբյուր, արտահոսք, դարպաս և այլ էլեկտրոդներ, բայց արտահոսքի ծայրի քայքայման լարումը բարձր է: Օգտագործվում է կրկնակի դիֆուզիոն պրոցեսը։
Ստորև բերված նկարը ցույց է տալիս ստանդարտ N-ալիքի DMOS-ի խաչմերուկը: Այս տեսակի DMOS սարքը սովորաբար օգտագործվում է ցածր կողմի միացման ծրագրերում, որտեղ MOSFET-ի աղբյուրը միացված է գետնին: Բացի այդ, կա P-channel DMOS: DMOS սարքի այս տեսակը սովորաբար օգտագործվում է բարձր կողմի միացման ծրագրերում, որտեղ MOSFET-ի աղբյուրը միացված է դրական լարման: CMOS-ի նման, լրացուցիչ DMOS սարքերը օգտագործում են N-ալիք և P-ալիք MOSFET-ներ միևնույն չիպի վրա՝ լրացուցիչ կոմուտացիոն գործառույթներ ապահովելու համար:
Կախված կապուղու ուղղությունից՝ DMOS-ը կարելի է բաժանել երկու տեսակի՝ ուղղահայաց երկակի ցրված մետաղական օքսիդ կիսահաղորդչային դաշտային տրանզիստոր VDMOS (Ուղղահայաց կրկնակի ցրված MOSFET) և կողային կրկնակի ցրված մետաղական օքսիդ կիսահաղորդչային կիսահաղորդչային դաշտային տրանզիստոր LDMOS (կողային կրկնակի): - ցրված ՄՈՍՖԵՏ):
VDMOS սարքերը նախագծված են ուղղահայաց ալիքով: Համեմատած կողային DMOS սարքերի հետ, նրանք ունեն ավելի բարձր խզման լարման և հոսանքի բեռնաթափման հնարավորություններ, բայց միացման դիմադրությունը դեռևս համեմատաբար մեծ է:
LDMOS սարքերը նախագծված են կողային ալիքով և ասիմետրիկ հզորության MOSFET սարքեր են: Համեմատած ուղղահայաց DMOS սարքերի հետ, դրանք թույլ են տալիս ավելի ցածր միացման դիմադրություն և ավելի արագ միացման արագություն:
Համեմատած ավանդական MOSFET-ների հետ՝ DMOS-ն ունի ավելի բարձր հզորություն և ավելի ցածր դիմադրություն, ուստի այն լայնորեն օգտագործվում է բարձր հզորության էլեկտրոնային սարքերում, ինչպիսիք են հոսանքի անջատիչները, էլեկտրական գործիքները և էլեկտրական մեքենաների շարժիչները:
5. BiCMOS
Bipolar CMOS-ը տեխնոլոգիա է, որը ինտեգրում է CMOS-ը և երկբևեռ սարքերը միևնույն չիպի վրա միաժամանակ: Դրա հիմնական գաղափարն է օգտագործել CMOS սարքերը որպես հիմնական միավորի միացում և ավելացնել երկբևեռ սարքեր կամ սխեմաներ, որտեղ մեծ կոնդենսիվ բեռներ են պահանջվում: Հետևաբար, BiCMOS սխեմաներն ունեն CMOS սխեմաների բարձր ինտեգրման և ցածր էներգիայի սպառման առավելությունները, ինչպես նաև BJT սխեմաների բարձր արագության և ուժեղ հոսանքի հնարավորությունների առավելությունները:
STMicroelectronics-ի BiCMOS SiGe (սիլիկոնային գերմանիում) տեխնոլոգիան միավորում է ՌԴ, անալոգային և թվային մասերը մեկ չիպի վրա, ինչը կարող է զգալիորեն նվազեցնել արտաքին բաղադրիչների քանակը և օպտիմալացնել էներգիայի սպառումը:
6. BCD
Bipolar-CMOS-DMOS, այս տեխնոլոգիան կարող է պատրաստել երկբևեռ, CMOS և DMOS սարքեր նույն չիպի վրա, որը կոչվում է BCD գործընթաց, որն առաջին անգամ հաջողությամբ մշակվել է STMicroelectronics (ST) կողմից 1986 թվականին:
Bipolar-ը հարմար է անալոգային սխեմաների համար, CMOS-ը հարմար է թվային և տրամաբանական սխեմաների համար, իսկ DMOS-ը հարմար է հոսանքի և բարձր լարման սարքերի համար: BCD-ն համատեղում է երեքի առավելությունները. Շարունակական կատարելագործումից հետո BCD-ն լայնորեն օգտագործվում է էներգիայի կառավարման, անալոգային տվյալների հավաքագրման և ուժային ակտուատորների արտադրանքներում: Ըստ ST-ի պաշտոնական կայքի՝ BCD-ի հասուն գործընթացը դեռևս մոտ 100 նմ է, 90 նմ դեռևս նախատիպի ձևավորման մեջ է, և 40 նմBCD տեխնոլոգիան պատկանում է նրա հաջորդ սերնդի արտադրանքին, որը մշակվում է:
Հրապարակման ժամանակը՝ սեպտ-10-2024