תהליך BCD

מהו תהליך BCD?

תהליך BCD הוא טכנולוגיית תהליך משולבת עם שבב יחיד שהוצגה לראשונה על ידי ST בשנת 1986. טכנולוגיה זו יכולה ליצור התקני דו-קוטביים, CMOS ו-DMOS על אותו שבב. המראה שלו מקטין מאוד את שטח השבב.

ניתן לומר שתהליך ה-BCD מנצל באופן מלא את היתרונות של יכולת נהיגה דו-קוטבית, אינטגרציה גבוהה של CMOS וצריכת חשמל נמוכה, ו-DMOS מתח גבוה ויכולת זרימת זרם גבוהה. ביניהם, DMOS הוא המפתח לשיפור הכוח והאינטגרציה. עם התפתחות נוספת של טכנולוגיית מעגלים משולבים, תהליך BCD הפך לטכנולוגיית הייצור המרכזית של PMIC.

דיאגרמת חתך של תהליך BCD, רשת מקור, תודה

היתרונות של תהליך BCD

תהליך BCD מייצר התקנים דו-קוטביים, התקני CMOS והתקני כוח DMOS באותו שבב בו-זמנית, תוך שילוב יכולת ההולכה הגבוהה ויכולת הנעת עומסים חזקה של התקנים דו-קוטביים והאינטגרציה הגבוהה וצריכת החשמל הנמוכה של CMOS, כך שהם יכולים להשלים זה את זה ולתת משחק מלא ליתרונות שלהם; במקביל, DMOS יכול לעבוד במצב מיתוג עם צריכת חשמל נמוכה במיוחד. בקיצור, צריכת חשמל נמוכה, יעילות אנרגטית גבוהה ואינטגרציה גבוהה הם אחד היתרונות העיקריים של BCD. תהליך BCD יכול להפחית משמעותית את צריכת החשמל, לשפר את ביצועי המערכת ולהיות בעל אמינות טובה יותר. הפונקציות של מוצרים אלקטרוניים גדלות מיום ליום, והדרישות לשינויי מתח, הגנת קבלים והארכת חיי הסוללה הופכות חשובות יותר ויותר. המאפיינים המהירים וחיסכון באנרגיה של BCD עומדים בדרישות התהליך עבור שבבי אנלוגי/ניהול כוח בעלי ביצועים גבוהים.

טכנולוגיות מפתח של תהליך BCD

התקנים טיפוסיים של תהליך BCD כוללים CMOS במתח נמוך, צינורות MOS במתח גבוה, LDMOS עם מתחי פירוק שונים, דיודות אנכיות NPN/PNP ו-Schotky וכו'. תהליכים מסוימים משלבים גם התקנים כגון JFET ו-EEPROM, וכתוצאה מכך מגוון גדול של התקנים בתהליך BCD. לכן, בנוסף להתחשבות בתאימות של התקני מתח גבוה והתקני מתח נמוך, תהליכי קליקים כפולים ותהליכי CMOS וכו' בתכנון, יש להתייחס גם לטכנולוגיית בידוד מתאימה.

בטכנולוגיית בידוד BCD, טכנולוגיות רבות כגון בידוד צומת, בידוד עצמי ובידוד דיאלקטרי צצו בזו אחר זו. טכנולוגיית בידוד צומת היא ליצור את המכשיר על השכבה האפיטקסיאלית מסוג N של המצע מסוג P ולהשתמש במאפייני ההטיה ההפוכה של צומת ה-PN כדי להשיג בידוד, מכיוון שלצומת ה-PN יש התנגדות גבוהה מאוד בהטיה הפוכה.

טכנולוגיית בידוד עצמי היא בעצם בידוד צומת PN, המסתמך על המאפיינים הטבעיים של צומת PN בין אזורי המקור והניקוז של המכשיר והמצע כדי להשיג בידוד. כאשר צינור MOS מופעל, אזור המקור, אזור הניקוז והתעלה מוקפים באזור הדלדול, ויוצרים בידוד מהמצע. כאשר הוא כבוי, צומת ה-PN בין אזור הניקוז למצע מוטה הפוכה, והמתח הגבוה של אזור המקור מבודד על ידי אזור הדלדול.

בידוד דיאלקטרי משתמש במדיה מבודדת כגון תחמוצת סיליקון כדי להשיג בידוד. בהתבסס על בידוד דיאלקטרי ובידוד צומת, בידוד מעין דיאלקטרי פותח על ידי שילוב היתרונות של שניהם. על ידי אימוץ סלקטיבי של טכנולוגיית הבידוד לעיל, ניתן להשיג תאימות למתח גבוה ולמתח נמוך.

כיוון פיתוח של תהליך BCD

הפיתוח של טכנולוגיית תהליכי BCD אינה דומה לתהליך ה-CMOS הסטנדרטי, שתמיד פעל לפי חוק מור להתפתח בכיוון של רוחב קו קטן יותר ומהירות מהירה יותר. תהליך BCD נבדל ומפותח באופן גס בשלושה כיוונים: מתח גבוה, הספק גבוה וצפיפות גבוהה.

1. כיוון BCD במתח גבוה

BCD במתח גבוה יכול לייצר מעגלי בקרה במתח נמוך ומעגלים ברמת מתח גבוה במיוחד ברמת DMOS באמינות גבוהה באותו שבב בו-זמנית, ויכול לממש את הייצור של התקני מתח גבוה של 500-700V. עם זאת, באופן כללי, BCD עדיין מתאים למוצרים עם דרישות גבוהות יחסית להתקני הספק, במיוחד מכשירי BJT או DMOS בעלי זרם גבוה, וניתן להשתמש בו עבור בקרת הספק בתאורה אלקטרונית ויישומים תעשייתיים.

הטכנולוגיה הנוכחית לייצור BCD במתח גבוה היא טכנולוגיית RESURF המוצעת על ידי Appel et al. בשנת 1979. המכשיר מיוצר באמצעות שכבה אפיטקסיאלית מסוממת קלות כדי להפוך את חלוקת השדה החשמלי של פני השטח לשטוח יותר, ובכך לשפר את מאפייני הפירוק של פני השטח, כך שההתמוטטות מתרחשת בגוף במקום במשטח, ובכך מגדילה את מתח הפירוק של המכשיר. סימום קל הוא שיטה נוספת להגברת מתח הפירוק של BCD. הוא משתמש בעיקר ב-DDD עם ניקוז מפוזר כפול (double Doping Drain) וב-LDD עם ניקוז מסומם קל (lightly Doping Drain). באזור הניקוז של DMOS, מתווסף אזור סחיפה מסוג N כדי לשנות את המגע המקורי בין ניקוז N+ למצע מסוג P למגע בין N- נקז למצע מסוג P, ובכך להגביר את מתח הפריצה.

2. כיוון BCD בעל הספק גבוה

טווח המתח של BCD בעל הספק גבוה הוא 40-90V, והוא משמש בעיקר באלקטרוניקה לרכב הדורש יכולת הנעת זרם גבוהה, מתח בינוני ומעגלי בקרה פשוטים. מאפייני הביקוש שלו הם יכולת הנעת זרם גבוהה, מתח בינוני ומעגל הבקרה הוא לרוב פשוט יחסית.

3. כיוון BCD בצפיפות גבוהה

BCD בצפיפות גבוהה, טווח המתח הוא 5-50V, וכמה מוצרי אלקטרוניקה לרכב יגיעו ל-70V. ניתן לשלב יותר ויותר פונקציות מורכבות ומגוונות על אותו שבב. BCD בצפיפות גבוהה מאמצת כמה רעיונות עיצוב מודולריים כדי להשיג גיוון מוצר, המשמש בעיקר ביישומי אלקטרוניקה לרכב.

יישומים עיקריים של תהליך BCD

תהליך BCD נמצא בשימוש נרחב בניהול צריכת חשמל (בקרת חשמל וסוללה), כונן תצוגה, אלקטרוניקה לרכב, בקרה תעשייתית וכו'. שבב ניהול חשמל (PMIC) הוא אחד הסוגים החשובים של שבבים אנלוגיים. השילוב של תהליך BCD וטכנולוגיית SOI הוא גם מאפיין מרכזי בפיתוח תהליך BCD.

VET-China יכולה לספק חלקי גרפיט, לבד רך קשיח, חלקי סיליקון קרביד, חלקי סיליקון קרביד cvD וחלקים מצופים sic/Tac תוך 30 יום.
אם אתה מעוניין במוצרי המוליכים למחצה לעיל, אנא אל תהסס לפנות אלינו בפעם הראשונה.

טל':+86-1891 1596 392
WhatsAPP:86-18069021720
אֶלֶקטרוֹנִי:yeah@china-vet.com