Өнім туралы ақпарат және кеңес алу үшін веб-сайтымызға қош келдіңіз.
Біздің веб-сайт:https://www.vet-china.com/
Жартылай өткізгіштерді өндіру процестері серпіліс жасауды жалғастыруда, салада «Мур заңы» деп аталатын әйгілі мәлімдеме тарады. Оны 1965 жылы Intel негізін қалаушылардың бірі Гордон Мур ұсынған. Оның негізгі мазмұны мынада: интегралды схемаға орналастыруға болатын транзисторлар саны шамамен әрбір 18-24 ай сайын екі есе өседі. Бұл заң саланың даму тенденциясын талдау және болжау ғана емес, сонымен қатар жартылай өткізгіштерді өндіру процестерін дамытудың қозғаушы күші - барлығы кішірек өлшемді және тұрақты өнімділігі бар транзисторларды жасау болып табылады. 1950 жылдардан бастап қазіргі уақытқа дейін шамамен 70 жыл ішінде жалпы BJT, MOSFET, CMOS, DMOS және гибридті BiCMOS және BCD технологиялық технологиялары әзірленді.
1. BJT
Биполярлық қосылыс транзисторы (BJT), әдетте триод ретінде белгілі. Транзистордағы заряд ағыны негізінен PN түйісуіндегі тасымалдаушылардың диффузиялық және дрейфтік қозғалысына байланысты. Ол электрондардың да, тесіктердің де ағынын қамтитындықтан, ол биполярлық құрылғы деп аталады.
Оның дүниеге келу тарихына көз жүгіртсек. Вакуумдық триодтарды қатты күшейткіштермен ауыстыру идеясына байланысты Шокли жартылай өткізгіштер бойынша іргелі зерттеулерді 1945 жылдың жазында жүргізуді ұсынды. 1945 жылдың екінші жартысында Bell Labs Шокли басқаратын қатты денелер физикасын зерттеу тобын құрды. Бұл топта тек физиктер ғана емес, сонымен қатар инженер-конструкторлар мен химиктер бар, олардың ішінде теориялық физик Бардин және тәжірибеші физик Браттейн бар. 1947 жылдың желтоқсанында кейінгі ұрпақтар маңызды оқиға деп санаған оқиға керемет болды - Бардин мен Браттайн әлемдегі алғашқы ток күшейтетін германий нүктелі транзисторды сәтті ойлап тапты.
Бардин мен Браттейннің бірінші контактілі транзисторы
Көп ұзамай Шокли 1948 жылы биполярлық қосылыс транзисторын ойлап тапты. Ол транзистор екі pn өткелінен тұруы мүмкін дегенді ұсынды, оның бірі алға икемді, екіншісі кері икемді және 1948 жылы маусымда патент алды. 1949 жылы ол егжей-тегжейлі теорияны жариялады. қосылыс транзисторының жұмысы. Екі жылдан астам уақыт өткен соң, Bell Labs ғалымдары мен инженерлері электронды технологияның жаңа дәуірін ашатын қосылыс транзисторларының (1951 жылы маңызды кезең) жаппай өндірісіне қол жеткізу процесін әзірледі. Транзисторларды ойлап табуға қосқан үлестерін мойындау үшін Шокли, Бардин және Браттейн бірлесіп 1956 жылы физика бойынша Нобель сыйлығын жеңіп алды.
NPN биполярлы транзистордың қарапайым құрылымдық диаграммасы
Биполярлы транзисторлардың құрылымына келетін болсақ, жалпы BJT NPN және PNP болып табылады. Толық ішкі құрылым төмендегі суретте көрсетілген. Эмитентке сәйкес келетін қоспа жартылай өткізгіш аймағы жоғары легирленген концентрацияға ие эмитент аймағы болып табылады; негізге сәйкес келетін қоспаның жартылай өткізгіш аймағы - өте жұқа ені және өте төмен легирлеу концентрациясы бар базалық аймақ; коллекторға сәйкес келетін қоспаның жартылай өткізгіш аймағы - бұл коллекторлық аймақ, оның ауданы үлкен және қоспалау концентрациясы өте төмен.
BJT технологиясының артықшылықтары жоғары жауап беру жылдамдығы, жоғары өткізгіштік (кіріс кернеуінің өзгеруі шығыс токтың үлкен өзгерістеріне сәйкес келеді), төмен шу, жоғары аналогтық дәлдік және күшті ток жүргізу мүмкіндігі; кемшіліктері төмен интеграция (тік тереңдікті бүйірлік өлшеммен азайту мүмкін емес) және жоғары қуат тұтыну болып табылады.
2. MOS
Металл оксиді жартылай өткізгіш өрістік транзистор (металл оксиді жартылай өткізгіш FET), яғни металл қабатының (M-металл алюминийі) қақпасына кернеу беру арқылы жартылай өткізгіштің (S) өткізгіш арнасының қосқышын басқаратын өрістік транзистор. электр өрісінің әсерін генерациялау үшін оксид қабаты (O-оқшаулағыш қабаты SiO2) арқылы көз. Қақпа мен көз, қақпа мен дренаж SiO2 оқшаулағыш қабатымен оқшауланғандықтан, MOSFET оқшауланған қақпа өрісінің транзисторы деп те аталады. 1962 жылы Bell Labs ресми түрде жартылай өткізгішті дамыту тарихындағы маңызды кезеңдердің біріне айналған және жартылай өткізгіш жадының пайда болуының техникалық негізін қалаған табысты дамуды ресми түрде жариялады.
MOSFET өткізгіш арна түріне сәйкес P арнасы және N арнасы деп бөлуге болады. Қақпа кернеуінің амплитудасы бойынша оны келесіге бөлуге болады: сарқылу түрі - ысырма кернеуі нөлге тең болғанда, ағызу мен көз арасында өткізгіш арна бар; жақсарту түрі - N (P) арналы құрылғылар үшін, тек қақпа кернеуі нөлден жоғары (кіші) болғанда ғана өткізгіш арна бар және MOSFET қуаты негізінен N арнаны жақсарту түрі болып табылады.
MOS және триод арасындағы негізгі айырмашылықтар мыналарды қамтиды, бірақ олармен шектелмейді:
-Триодтар биполярлы құрылғылар болып табылады, өйткені көпшілік және азшылық тасымалдаушылар бір уақытта өткізгіштікке қатысады; ал MOS тек жартылай өткізгіштердегі негізгі тасымалдаушылар арқылы электр тогын өткізеді және оны бірполярлы транзистор деп те атайды.
-Триодтар - салыстырмалы түрде жоғары қуат тұтынатын токпен басқарылатын құрылғылар; ал MOSFET - бұл қуатты аз тұтынатын кернеумен басқарылатын құрылғылар.
-Триодтардың үлкен кедергісі бар, ал MOS түтіктерінің қарсылығы аз, небәрі бірнеше жүз миллиом. Ағымдағы электр құрылғыларында MOS түтіктері әдетте қосқыштар ретінде пайдаланылады, себебі MOS тиімділігі триодтармен салыстырғанда салыстырмалы түрде жоғары.
-Триодтардың салыстырмалы түрде тиімді құны бар, ал MOS түтіктері салыстырмалы түрде қымбат.
- Қазіргі уақытта MOS түтіктері көптеген сценарийлерде триодтарды ауыстыру үшін қолданылады. Төмен қуатты немесе қуатқа сезімтал емес сценарийлерде ғана біз бағаның артықшылығын ескере отырып, триодтарды қолданамыз.
3. CMOS
Қосымша металл оксиді жартылай өткізгіш: CMOS технологиясы электрондық құрылғылар мен логикалық схемаларды құру үшін қосымша p-типті және n-типті металл оксиді жартылай өткізгіш транзисторларды (MOSFETs) пайдаланады. Келесі суретте «1→0» немесе «0→1» түрлендіру үшін пайдаланылатын жалпы CMOS инверторы көрсетілген.
Келесі сурет әдеттегі CMOS көлденең қимасы болып табылады. Сол жағы - NMS, ал оң жағы - PMOS. Екі MOS G полюстері ортақ қақпа кірісі ретінде, ал D полюстері ортақ ағызу шығысы ретінде біріктірілген. VDD PMOS көзіне, ал VSS NMOS көзіне қосылған.
1963 жылы Уанлас пен Сах Фэрчайлд жартылай өткізгіші CMOS схемасын ойлап тапты. 1968 жылы американдық радио корпорациясы (RCA) бірінші CMOS интегралдық схема өнімін жасады, содан бері CMOS схемасы үлкен дамуға қол жеткізді. Оның артықшылықтары төмен қуат тұтыну және жоғары интеграция (STI/LOCOS процесі интеграцияны одан әрі жақсартуға мүмкіндік береді); оның кемшілігі құлыптау эффектінің болуы болып табылады (PN түйісуінің кері қисаюы MOS түтіктері арасындағы оқшаулау ретінде пайдаланылады, ал кедергі оңай жақсартылған ілмекті құрып, тізбекті күйдіруі мүмкін).
4. DMOS
Екі жақты диффузиялық металл оксиді жартылай өткізгіш: қарапайым MOSFET құрылғыларының құрылымына ұқсас, оның көзі, ағызу, қақпа және басқа электродтары бар, бірақ ағызу ұшының бұзылу кернеуі жоғары. Қосарланған диффузия процесі қолданылады.
Төмендегі сурет стандартты N-арна DMOS қимасын көрсетеді. DMOS құрылғысының бұл түрі әдетте MOSFET көзі жерге қосылған төмен жақты коммутация қолданбаларында қолданылады. Сонымен қатар, P-каналы DMOS бар. DMOS құрылғысының бұл түрі әдетте MOSFET көзі оң кернеуге қосылған жоғары жақты коммутация қолданбаларында қолданылады. CMOS сияқты, қосымша DMOS құрылғылары қосымша коммутация функцияларын қамтамасыз ету үшін бір чипте N-арна және P-арна MOSFET пайдаланады.
Арнаның бағытына байланысты DMOS екі түрге бөлінеді, атап айтқанда тік қос диффузиялық металл оксиді жартылай өткізгіш өріс эффектісі транзисторы VDMOS (Vertical Double-diffused MOSFET) және бүйірлік қос диффузиялық металл оксиді жартылай өткізгіш өріс әсер транзисторы LDMOS (Lateral Double) -диффузиялық MOSFET).
VDMOS құрылғылары тік арнамен жасалған. Бүйірлік DMOS құрылғыларымен салыстырғанда олардың бұзылу кернеуі мен токты өңдеу мүмкіндіктері жоғары, бірақ қарсылық әлі де салыстырмалы түрде үлкен.
LDMOS құрылғылары бүйірлік арнамен жасалған және асимметриялық қуатты MOSFET құрылғылары болып табылады. Тік DMOS құрылғыларымен салыстырғанда олар төмен қарсылық пен жылдам ауысу жылдамдығына мүмкіндік береді.
Дәстүрлі MOSFET-пен салыстырғанда, DMOS жоғары сыйымдылыққа және төмен қарсылыққа ие, сондықтан ол қуат қосқыштары, электр құралдары және электр көлік жетектері сияқты жоғары қуатты электронды құрылғыларда кеңінен қолданылады.
5. BiCMOS
Биполярлық CMOS - бұл CMOS және биполярлық құрылғыларды бір уақытта бір чипте біріктіретін технология. Оның негізгі идеясы CMOS құрылғыларын негізгі блок тізбегі ретінде пайдалану және үлкен сыйымдылық жүктемелері қажет болатын биполярлық құрылғыларды немесе тізбектерді қосу болып табылады. Сондықтан, BiCMOS схемалары CMOS схемаларының жоғары интеграциясы мен аз қуат тұтынуының артықшылықтарына және BJT тізбектерінің жоғары жылдамдықты және күшті ток жүргізу мүмкіндіктерінің артықшылықтарына ие.
STMicroelectronics компаниясының BiCMOS SiGe (кремний германий) технологиясы бір микросхемада РЖ, аналогтық және цифрлық бөліктерді біріктіреді, бұл сыртқы құрамдастардың санын айтарлықтай азайтуға және қуат тұтынуды оңтайландыруға мүмкіндік береді.
6. BCD
Биполярлы-CMOS-DMOS, бұл технология 1986 жылы STMicroelectronics (ST) алғаш рет сәтті әзірлеген BCD процесі деп аталатын бір чипте биполярлық, CMOS және DMOS құрылғыларын жасай алады.
Биполярлы - аналогтық схемалар үшін, CMOS - цифрлық және логикалық схемалар үшін, ал DMOS - қуатты және жоғары вольтты құрылғылар үшін қолайлы. BCD үшеуінің артықшылықтарын біріктіреді. Үздіксіз жетілдіруден кейін BCD қуатты басқару, аналогтық деректерді жинау және қуат жетектері салаларындағы өнімдерде кеңінен қолданылады. ST ресми веб-сайтына сәйкес, BCD үшін жетілген процесс әлі де шамамен 100 нм, 90 нм әлі прототиптік дизайнда және 40 nmBCD технологиясы әзірлену үстіндегі келесі ұрпақ өнімдеріне жатады.
Жіберу уақыты: 10 қыркүйек 2024 ж