សូមស្វាគមន៍មកកាន់គេហទំព័ររបស់យើងសម្រាប់ព័ត៌មានផលិតផល និងការពិគ្រោះយោបល់។
គេហទំព័ររបស់យើង៖https://www.vet-china.com/
នៅពេលដែលដំណើរការផលិត semiconductor បន្តធ្វើឱ្យមានរបកគំហើញ សេចក្តីថ្លែងការណ៍ដ៏ល្បីល្បាញមួយដែលមានឈ្មោះថា "Moore's Law" ត្រូវបានផ្សព្វផ្សាយនៅក្នុងឧស្សាហកម្មនេះ។ វាត្រូវបានស្នើឡើងដោយ Gordon Moore ដែលជាស្ថាបនិកម្នាក់នៃ Intel ក្នុងឆ្នាំ 1965 ។ ខ្លឹមសារស្នូលរបស់វាគឺ៖ ចំនួននៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រដែលអាចដាក់នៅលើសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នានឹងកើនឡើងទ្វេដងរៀងរាល់ 18 ទៅ 24 ខែ។ ច្បាប់នេះមិនត្រឹមតែជាការវិភាគ និងការព្យាករណ៍នៃនិន្នាការអភិវឌ្ឍន៍នៃឧស្សាហកម្មប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែវាក៏ជាកម្លាំងជំរុញសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍន៍ដំណើរការផលិត semiconductor ផងដែរ - អ្វីគ្រប់យ៉ាងគឺដើម្បីធ្វើឱ្យត្រង់ស៊ីស្ទ័រមានទំហំតូចជាង និងមានស្ថេរភាព។ ចាប់ពីទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1950 ដល់បច្ចុប្បន្ន ប្រហែល 70 ឆ្នាំ សរុបនៃ BJT, MOSFET, CMOS, DMOS, និងបច្ចេកវិទ្យាដំណើរការ BiCMOS និង BCD កូនកាត់ត្រូវបានបង្កើតឡើង។
1. BJT
ត្រង់ស៊ីស្ទ័រប្រសព្វ Bipolar (BJT) ដែលត្រូវបានគេស្គាល់ជាទូទៅថា triode ។ លំហូរបន្ទុកនៅក្នុងត្រង់ស៊ីស្ទ័រគឺបណ្តាលមកពីការសាយភាយ និងចលនារសាត់នៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូននៅប្រសព្វ PN ។ ចាប់តាំងពីវាពាក់ព័ន្ធនឹងលំហូរនៃអេឡិចត្រុងនិងរន្ធវាត្រូវបានគេហៅថាឧបករណ៍ bipolar ។
ក្រឡេកមើលប្រវត្តិកំណើតរបស់វា។ ដោយសារតែគំនិតនៃការជំនួស triodes vacuum ជាមួយ amplifiers រឹង Shockley បានស្នើឱ្យធ្វើការស្រាវជ្រាវជាមូលដ្ឋាននៅលើ semiconductors នៅរដូវក្តៅនៃ 1945 ។ នៅពាក់កណ្តាលទីពីរនៃ 1945 Bell Labs បានបង្កើតក្រុមស្រាវជ្រាវរូបវិទ្យារដ្ឋរឹងដែលដឹកនាំដោយ Shockley ។ នៅក្នុងក្រុមនេះ មិនត្រឹមតែមានរូបវិទូប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែក៏មានវិស្វករសៀគ្វី និងគីមីវិទូផងដែរ រួមទាំង Bardeen ដែលជាអ្នករូបវិទ្យាទ្រឹស្តី និង Brattain ដែលជាអ្នករូបវិទ្យាពិសោធន៍។ នៅខែធ្នូ ឆ្នាំ 1947 ព្រឹត្តិការណ៍មួយដែលត្រូវបានចាត់ទុកថាជាព្រឹត្តិការណ៍ដ៏សំខាន់មួយដោយមនុស្សជំនាន់ក្រោយបានកើតឡើងយ៉ាងអស្ចារ្យ - Bardeen និង Brattain បានបង្កើតដោយជោគជ័យនូវត្រង់ស៊ីស្ទ័រចំណុចទំនាក់ទំនង germanium ដំបូងបង្អស់របស់ពិភពលោកជាមួយនឹងការពង្រីកបច្ចុប្បន្ន។
ត្រង់ស៊ីស្ទ័រចំណុចទំនាក់ទំនងដំបូងរបស់ Bardeen និង Brattain
មិនយូរប៉ុន្មានក្រោយមក Shockley បានបង្កើតត្រង់ស៊ីស្ទ័រ bipolar junction ក្នុងឆ្នាំ 1948។ គាត់បានស្នើថា transistor អាចមានពីរ pn junctions មួយឆ្ពោះទៅមុខលំអៀង និងមួយទៀតបញ្ច្រាស bipolar ហើយទទួលបានប៉ាតង់នៅខែមិថុនា ឆ្នាំ 1948។ នៅឆ្នាំ 1949 គាត់បានបោះពុម្ពទ្រឹស្តីលម្អិត។ នៃដំណើរការនៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រប្រសព្វ។ ជាងពីរឆ្នាំក្រោយមក អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រ និងវិស្វករនៅ Bell Labs បានបង្កើតដំណើរការមួយដើម្បីសម្រេចបាននូវការផលិតដ៏ធំនៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រប្រសព្វ (ចំណុចសំខាន់ក្នុងឆ្នាំ 1951) ដោយបើកសម័យថ្មីនៃបច្ចេកវិទ្យាអេឡិចត្រូនិច។ ក្នុងការទទួលស្គាល់ការរួមចំណែករបស់ពួកគេក្នុងការបង្កើតត្រង់ស៊ីស្ទ័រ Shockley, Bardeen និង Brattain បានរួមគ្នាឈ្នះរង្វាន់ណូបែលរូបវិទ្យាឆ្នាំ 1956 ។
ដ្យាក្រាមរចនាសម្ព័ន្ធសាមញ្ញនៃ NPN ត្រង់ស៊ីស្ទ័រប្រសព្វ bipolar
ទាក់ទងនឹងរចនាសម្ព័ន្ធនៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រប្រសព្វ bipolar BJT ទូទៅគឺ NPN និង PNP ។ រចនាសម្ព័ន្ធខាងក្នុងលម្អិតត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភាពខាងក្រោម។ តំបន់ semiconductor ដែលមិនបរិសុទ្ធដែលត្រូវគ្នាទៅនឹង emitter គឺជាតំបន់ emitter ដែលមានកំហាប់សារធាតុ doping ខ្ពស់; តំបន់ semiconductor ដែលមិនបរិសុទ្ធដែលត្រូវគ្នានឹងមូលដ្ឋានគឺជាតំបន់មូលដ្ឋានដែលមានទទឹងស្តើងខ្លាំង និងកំហាប់សារធាតុ doping ទាបខ្លាំង។ តំបន់ semiconductor ដែលមិនបរិសុទ្ធ ដែលត្រូវនឹងអ្នកប្រមូល គឺជាតំបន់ប្រមូល ដែលមានផ្ទៃដីធំ និងកំហាប់សារធាតុ doping ទាបបំផុត។
គុណសម្បត្តិនៃបច្ចេកវិទ្យា BJT គឺល្បឿនឆ្លើយតបខ្ពស់ transconductance ខ្ពស់ (ការផ្លាស់ប្តូរវ៉ុលបញ្ចូលត្រូវគ្នាទៅនឹងការផ្លាស់ប្តូរបច្ចុប្បន្នទិន្នផលធំ) សំលេងរំខានទាប ភាពត្រឹមត្រូវអាណាឡូកខ្ពស់ និងសមត្ថភាពបើកបរបច្ចុប្បន្នខ្លាំង។ គុណវិបត្តិគឺការរួមបញ្ចូលទាប (ជម្រៅបញ្ឈរមិនអាចត្រូវបានកាត់បន្ថយជាមួយនឹងទំហំក្រោយ) និងការប្រើប្រាស់ថាមពលខ្ពស់។
2. MOS
Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor (Metal Oxide Semiconductor FET) នោះគឺជាត្រង់ស៊ីស្ទ័របែបផែនវាលដែលគ្រប់គ្រងការប្តូរនៃបណ្តាញទំនាក់ទំនង semiconductor (S) ដោយអនុវត្តវ៉ុលទៅច្រកទ្វារនៃស្រទាប់ដែក (M-metal aluminium) និង ប្រភពតាមរយៈស្រទាប់អុកស៊ីដ (O-អ៊ីសូឡង់ស្រទាប់ SiO2) ដើម្បីបង្កើតឥទ្ធិពលនៃវាលអគ្គិសនី។ ដោយសារច្រកទ្វារ និងប្រភព ហើយច្រកទ្វារ និងបំពង់បង្ហូរចេញដាច់ដោយឡែកពីគ្នាដោយស្រទាប់អ៊ីសូឡង់ SiO2 MOSFET ត្រូវបានគេហៅផងដែរថាជាត្រង់ស៊ីស្ទ័រឥទ្ធិពលវាលដែលមានអ៊ីសូឡង់។ នៅឆ្នាំ 1962 ក្រុមហ៊ុន Bell Labs បានប្រកាសជាផ្លូវការនូវការអភិវឌ្ឍន៍ប្រកបដោយជោគជ័យ ដែលបានក្លាយជាព្រឹត្តិការណ៍ដ៏សំខាន់បំផុតមួយនៅក្នុងប្រវត្តិសាស្ត្រនៃការអភិវឌ្ឍន៍ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិក និងបានដាក់មូលដ្ឋានគ្រឹះបច្ចេកទេសដោយផ្ទាល់សម្រាប់ការមកដល់នៃការចងចាំ semiconductor ។
MOSFET អាចត្រូវបានបែងចែកជា P channel និង N channel តាមប្រភេទឆានែល conductive ។ យោងទៅតាមទំហំវ៉ុលច្រកទ្វារវាអាចត្រូវបានបែងចែកទៅជា: ប្រភេទ depletion - នៅពេលដែលវ៉ុលច្រកទ្វារគឺសូន្យវាមានឆានែល conductive រវាងបង្ហូរនិងប្រភព; ប្រភេទការពង្រឹង-សម្រាប់ឧបករណ៍ឆានែល N (P) មានឆានែលចរន្តតែនៅពេលដែលវ៉ុលច្រកទ្វារធំជាង (តិចជាង) សូន្យហើយថាមពល MOSFET គឺជាប្រភេទការពង្រឹងឆានែល N ជាចម្បង។
ភាពខុសគ្នាសំខាន់រវាង MOS និង triode រួមបញ្ចូល ប៉ុន្តែមិនត្រូវបានកំណត់ចំពោះចំណុចខាងក្រោមទេ៖
-Triodes គឺជាឧបករណ៍ bipolar ពីព្រោះទាំងក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនភាគច្រើន និងជនជាតិភាគតិចចូលរួមក្នុងការដឹកនាំក្នុងពេលតែមួយ។ ខណៈពេលដែល MOS ដំណើរការតែអគ្គិសនីតាមរយៈក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនភាគច្រើននៅក្នុង semiconductors ហើយត្រូវបានគេហៅថា unipolar transistor ផងដែរ។
-Triodes គឺជាឧបករណ៍ដែលគ្រប់គ្រងបច្ចុប្បន្នជាមួយនឹងការប្រើប្រាស់ថាមពលខ្ពស់គួរសម។ ខណៈពេលដែល MOSFETs គឺជាឧបករណ៍គ្រប់គ្រងវ៉ុលជាមួយនឹងការប្រើប្រាស់ថាមពលទាប។
-Triodes មានភាពធន់ធំ ខណៈពេលដែលបំពង់ MOS មានទំហំតូច ត្រឹមតែពីរបីរយមិល្លីម៉ែត្រប៉ុណ្ណោះ។ នៅក្នុងឧបករណ៍អគ្គិសនីបច្ចុប្បន្ន បំពង់ MOS ជាទូទៅត្រូវបានប្រើប្រាស់ជាកុងតាក់ ភាគច្រើនដោយសារតែប្រសិទ្ធភាពរបស់ MOS មានកម្រិតខ្ពស់បើប្រៀបធៀបទៅនឹង triodes ។
-Triodes មានតម្លៃធូរថ្លៃ ហើយបំពង់ MOS មានតម្លៃថ្លៃគួរសម។
-ឥឡូវនេះ បំពង់ MOS ត្រូវបានប្រើដើម្បីជំនួស triodes ក្នុងស្ថានភាពភាគច្រើន។ មានតែនៅក្នុងសេណារីយ៉ូដែលប្រើថាមពលតិច ឬមិនស៊ីថាមពលទេ យើងនឹងប្រើ triodes ដោយគិតពីអត្ថប្រយោជន៍តម្លៃ។
3. CMOS
Complementary Metal Oxide Semiconductor: បច្ចេកវិទ្យា CMOS ប្រើឧបករណ៍បំប្លែងសារធាតុ p-type និង n-type metal oxide semiconductor (MOSFETs) ដើម្បីបង្កើតឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិច និងសៀគ្វីតក្កវិជ្ជា។ តួរលេខខាងក្រោមបង្ហាញពី Inverter CMOS ធម្មតា ដែលប្រើសម្រាប់ការបំប្លែង "1→0" ឬ "0→1"។
តួលេខខាងក្រោមគឺជាផ្នែកឆ្លងកាត់ CMOS ធម្មតា។ ផ្នែកខាងឆ្វេងគឺ NMS ហើយផ្នែកខាងស្តាំគឺ PMOS ។ បង្គោល G នៃ MOS ទាំងពីរត្រូវបានភ្ជាប់ជាមួយគ្នាជាការបញ្ចូលច្រកទ្វារទូទៅ ហើយបង្គោល D ត្រូវបានភ្ជាប់ជាមួយគ្នាជាលទ្ធផលបង្ហូរទូទៅ។ VDD ត្រូវបានភ្ជាប់ទៅប្រភព PMOS ហើយ VSS ត្រូវបានភ្ជាប់ទៅប្រភព NMOS ។
នៅឆ្នាំ 1963 Wanlass និង Sah នៃ Fairchild Semiconductor បានបង្កើតសៀគ្វី CMOS ។ នៅឆ្នាំ 1968 សាជីវកម្មវិទ្យុអាមេរិក (RCA) បានបង្កើតផលិតផលសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នា CMOS ដំបូង ហើយចាប់តាំងពីពេលនោះមក សៀគ្វី CMOS ទទួលបានការអភិវឌ្ឍន៍ដ៏អស្ចារ្យ។ គុណសម្បត្តិរបស់វាគឺការប្រើប្រាស់ថាមពលទាប និងការរួមបញ្ចូលខ្ពស់ (ដំណើរការ STI/LOCOS អាចធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងបន្ថែមទៀតនូវការរួមបញ្ចូល); គុណវិបត្តិរបស់វាគឺអត្ថិភាពនៃឥទ្ធិពលចាក់សោ (ភាពលំអៀងបញ្ច្រាស PN junction ត្រូវបានប្រើជាភាពឯកោរវាងបំពង់ MOS ហើយការជ្រៀតជ្រែកអាចបង្កើតជារង្វិលជុំដែលប្រសើរឡើងនិងដុតសៀគ្វីបានយ៉ាងងាយស្រួល) ។
4. DMOS
Double-Diffused Metal Oxide Semiconductor: ស្រដៀងទៅនឹងរចនាសម្ព័ន្ធនៃឧបករណ៍ MOSFET ធម្មតា វាក៏មានប្រភព បង្ហូរ ច្រកទ្វារ និងអេឡិចត្រូតផ្សេងទៀត ប៉ុន្តែវ៉ុលបំបែកនៃចុងបង្ហូរគឺខ្ពស់។ ដំណើរការរីករាលដាលពីរដងត្រូវបានប្រើ។
រូបខាងក្រោមបង្ហាញពីផ្នែកឆ្លងកាត់នៃ N-channel DMOS ស្តង់ដារ។ ប្រភេទនៃឧបករណ៍ DMOS នេះជាធម្មតាត្រូវបានប្រើនៅក្នុងកម្មវិធីប្តូរផ្នែកទាប ដែលប្រភពនៃ MOSFET ត្រូវបានភ្ជាប់ទៅដី។ លើសពីនេះទៀតមាន P-channel DMOS ។ ប្រភេទនៃឧបករណ៍ DMOS នេះជាធម្មតាត្រូវបានប្រើប្រាស់នៅក្នុងកម្មវិធីប្តូរចំហៀងខ្ពស់ ដែលប្រភពនៃ MOSFET ត្រូវបានភ្ជាប់ទៅវ៉ុលវិជ្ជមាន។ ស្រដៀងទៅនឹង CMOS ឧបករណ៍ DMOS បំពេញបន្ថែមប្រើ N-channel និង P-channel MOSFETs នៅលើបន្ទះឈីបដូចគ្នាដើម្បីផ្តល់មុខងារប្តូរបន្ថែម។
អាស្រ័យលើទិសដៅនៃឆានែល DMOS អាចត្រូវបានបែងចែកជាពីរប្រភេទគឺត្រង់ស៊ីស្ទ័រដែកអុកស៊ីដ semiconductor field effect transistor បញ្ឈរទ្វេរដង VDMOS (Vertical Double-Diffused MOSFET) និង lateral double-diffused metal oxide semiconductor field effect transistor LDMOS (Lateral Double - សាយភាយ MOSFET) ។
ឧបករណ៍ VDMOS ត្រូវបានរចនាឡើងជាមួយនឹងឆានែលបញ្ឈរ។ បើប្រៀបធៀបជាមួយឧបករណ៍ DMOS នៅពេលក្រោយ ពួកវាមានវ៉ុលបំបែកខ្ពស់ជាង និងសមត្ថភាពគ្រប់គ្រងបច្ចុប្បន្ន ប៉ុន្តែធន់ទ្រាំនឹងនៅតែមានទំហំធំ។
ឧបករណ៍ LDMOS ត្រូវបានរចនាឡើងជាមួយនឹងឆានែលក្រោយ និងជាឧបករណ៍ MOSFET ថាមពលមិនស៊ីមេទ្រី។ បើប្រៀបធៀបជាមួយឧបករណ៍ DMOS បញ្ឈរ ពួកវាអនុញ្ញាតឱ្យមានភាពធន់ទ្រាំទាប និងល្បឿនប្តូរលឿនជាងមុន។
បើប្រៀបធៀបជាមួយ MOSFETs ប្រពៃណី DMOS មានភាពធន់នឹងថាមពលខ្ពស់ និងទាបជាង ដូច្នេះវាត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិចដែលមានថាមពលខ្ពស់ដូចជា កុងតាក់ថាមពល ឧបករណ៍ថាមពល និងដ្រាយរថយន្តអគ្គិសនី។
5. BiCMOS
Bipolar CMOS គឺជាបច្ចេកវិទ្យាដែលរួមបញ្ចូលឧបករណ៍ CMOS និង bipolar នៅលើបន្ទះឈីបតែមួយក្នុងពេលតែមួយ។ គំនិតជាមូលដ្ឋានរបស់វាគឺប្រើឧបករណ៍ CMOS ជាសៀគ្វីឯកតាសំខាន់ ហើយបន្ថែមឧបករណ៍ ឬសៀគ្វី bipolar ដែលបន្ទុក capacitive ធំត្រូវបានទាមទារដើម្បីជំរុញ។ ដូច្នេះសៀគ្វី BiCMOS មានគុណសម្បត្តិនៃការរួមបញ្ចូលខ្ពស់និងការប្រើប្រាស់ថាមពលទាបនៃសៀគ្វី CMOS និងគុណសម្បត្តិនៃល្បឿនលឿននិងសមត្ថភាពបើកបរបច្ចុប្បន្នដ៏រឹងមាំនៃសៀគ្វី BJT ។
បច្ចេកវិទ្យា BiCMOS SiGe (silicon germanium) របស់ STMicroelectronics រួមបញ្ចូលគ្នានូវផ្នែក RF, analog និង digital នៅលើបន្ទះឈីបតែមួយ ដែលអាចកាត់បន្ថយចំនួនសមាសធាតុខាងក្រៅយ៉ាងច្រើន និងបង្កើនប្រសិទ្ធភាពការប្រើប្រាស់ថាមពល។
6. BCD
Bipolar-CMOS-DMOS បច្ចេកវិទ្យានេះអាចធ្វើឱ្យឧបករណ៍ bipolar, CMOS និង DMOS នៅលើបន្ទះឈីបដូចគ្នា ហៅថាដំណើរការ BCD ដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយជោគជ័យដំបូងដោយ STMicroelectronics (ST) ក្នុងឆ្នាំ 1986 ។
Bipolar គឺសមរម្យសម្រាប់សៀគ្វីអាណាឡូក CMOS គឺសមរម្យសម្រាប់សៀគ្វីឌីជីថល និងតក្កវិជ្ជា ហើយ DMOS គឺសមរម្យសម្រាប់ឧបករណ៍ថាមពល និងវ៉ុលខ្ពស់។ BCD រួមបញ្ចូលគ្នានូវគុណសម្បត្តិទាំងបី។ បន្ទាប់ពីការកែលម្អជាបន្តបន្ទាប់ BCD ត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងផលិតផលក្នុងវិស័យគ្រប់គ្រងថាមពល ការទិញទិន្នន័យអាណាឡូក និងឧបករណ៍ជំរុញថាមពល។ យោងតាមគេហទំព័រផ្លូវការរបស់ ST ដំណើរការចាស់ទុំសម្រាប់ BCD នៅតែមានប្រហែល 100nm 90nm នៅតែស្ថិតក្នុងការរចនាគំរូ ហើយបច្ចេកវិទ្យា 40nmBCD ជាកម្មសិទ្ធិរបស់ផលិតផលជំនាន់ក្រោយរបស់ខ្លួនដែលកំពុងដំណើរការ។
ពេលវេលាផ្សាយ៖ ខែកញ្ញា-១០-២០២៤