Продукт тууралуу маалымат жана кеңеш алуу үчүн биздин веб-сайтка кош келиңиз.
Биздин сайт:https://www.vet-china.com/
Жарым өткөргүчтөрдү өндүрүү процесстери ачылыштарды жасоону улантып жаткандыктан, тармакта "Мур мыйзамы" деп аталган белгилүү билдирүү тарады. Аны 1965-жылы Intel компаниясынын негиздөөчүлөрүнүн бири Гордон Мур сунуш кылган. Анын негизги мазмуну: интегралдык микросхемага жайгаштырыла турган транзисторлордун саны болжол менен ар бир 18-24 ай сайын эки эсе көбөйөт. Бул мыйзам тармактын өнүгүү тенденциясын талдоо жана болжолдоо гана эмес, ошондой эле жарым өткөргүчтөрдү өндүрүү процесстерин өнүктүрүүнүн кыймылдаткыч күчү - бардыгы кичине өлчөмдөгү жана туруктуу иштөөчү транзисторлорду жасоо. 1950-жылдан азыркыга чейин, болжол менен 70 жыл, жалпысынан BJT, MOSFET, CMOS, DMOS жана гибриддик BiCMOS жана BCD процессинин технологиялары иштелип чыккан.
1. BJT
Биполярдык транзистор (BJT), көбүнчө триод катары белгилүү. Транзистордогу заряддын агымы негизинен PN түйүнүндөгү алып жүрүүчүлөрдүн диффузиялык жана дрейфтик кыймылынан келип чыгат. Ал электрондордун жана тешиктердин агымын камтыгандыктан, ал биполярдык түзүлүш деп аталат.
Анын жаралуу тарыхына көз чаптырсак. Вакуумдук триоддорду катуу күчөткүчтөр менен алмаштыруу идеясына байланыштуу Шокли 1945-жылы жайында жарым өткөргүчтөр боюнча фундаменталдык изилдөөлөрдү жүргүзүүнү сунуш кылган. 1945-жылдын экинчи жарымында Bell Labs Шокли жетектеген катуу дененин физикасын изилдөө тобун түзгөн. Бул группада физиктер гана эмес, ошондой эле инженер-конструкторлор жана химиктер, алардын ичинде теориялык физик Бардин, эксперименталдык физик Браттейн бар. 1947-жылы декабрда, кийинки муундар маанилүү окуя деп эсептелген окуя укмуштуудай болуп өттү - Бардин менен Браттайн дүйнөдөгү биринчи германий чекит-контакттуу транзисторду ийгиликтүү ойлоп табышты.
Бардин менен Браттейндин биринчи контакттуу транзистору
Андан көп өтпөй, Шокли 1948-жылы биполярдык туташтыргыч транзисторду ойлоп тапты. Ал транзистор бири алдыга, экинчиси тескери багыттуу болгон эки pn түйүнүнөн турушу мүмкүн деп сунуштаган жана 1948-жылы июнда патент алган. 1949-жылы ал деталдуу теорияны жарыялаган. туташтыргыч транзистордун иштеши. Эки жылдан ашык убакыт өткөндөн кийин, Bell Labs окумуштуулары жана инженерлери электрондук технологиянын жаңы доорун ачып, түйүндүү транзисторлорду массалык түрдө чыгаруу процессин иштеп чыгышты (1951-ж.). Транзисторлорду ойлоп табууга кошкон салымы үчүн Шокли, Бардин жана Браттейн биргелешип 1956-жылы физика боюнча Нобель сыйлыгына ээ болушкан.
NPN биполярдык туташуу транзисторунун жөнөкөй структуралык диаграммасы
Биполярдык транзисторлордун түзүлүшүнө келсек, жалпы BJTs NPN жана PNP болуп саналат. деталдуу ички түзүлүшү төмөнкү сүрөттө көрсөтүлгөн. Эмитентке туура келген аралашма жарым өткөргүч аймагы жогорку допинг концентрациясына ээ болгон эмитенттик аймак болуп саналат; базага туура келген аралашма жарым өткөргүч аймагы өтө ичке туурасы жана өтө төмөн допинг концентрациясына ээ болгон базалык аймак болуп саналат; коллекторго туура келген аралашма жарым өткөргүч аймагы чоң аянтка жана өтө төмөн допинг концентрациясына ээ болгон коллектордук аймак болуп саналат.
BJT технологиясынын артыкчылыктары жогорку жооп ылдамдыгы, жогорку transconductance (киргизүү чыңалуу өзгөртүүлөр чоң чыгаруу учурдагы өзгөрүүлөргө туура келет), аз ызы-чуу, жогорку аналогдук тактык, жана күчтүү учурдагы айдоо мүмкүнчүлүгү; кемчиликтери аз интеграция (тик тереңдик каптал өлчөмү менен азайтууга мүмкүн эмес) жана жогорку энергия керектөө болуп саналат.
2. MOS
Металл оксидинин жарым өткөргүчүнүн талаа эффективдүү транзистору (металл оксидинин жарым өткөргүчүнүн FET), башкача айтканда, металл катмарынын (M-металл алюминийинин) дарбазасына чыңалууну колдонуу менен жарым өткөргүчтүн (S) өткөргүч каналынын которулушун башкарган талаа эффектиси транзистору. электр талаасынын эффектин пайда кылуу үчүн оксид катмары (O-изоляциялоочу катмар SiO2) аркылуу булак. Дарбаза жана булак, дарбаза жана дренаж SiO2 изоляциялоочу катмары менен изоляциялангандыктан, MOSFET изоляцияланган дарбаза талаа эффектиси транзистору деп да аталат. 1962-жылы Bell Labs расмий түрдө ийгиликтүү иштеп чыгууну жарыялады, бул жарым өткөргүчтөрдү өнүктүрүү тарыхындагы эң маанилүү этаптардын бири болуп калды жана жарым өткөргүчтөрдүн эс тутумунун пайда болушуна техникалык негиз түздү.
MOSFET өткөргүч канал түрүнө жараша P канал жана N каналга бөлүүгө болот. Дарбазанын чыңалуусу амплитудасы боюнча төмөнкүдөй бөлүүгө болот: түгөнүү түрү - дарбазанын чыңалуусу нөлгө барабар болгондо, дренаж менен булактын ортосунда өткөргүч канал болот; өркүндөтүү түрү - N (P) канал түзмөктөрү үчүн, дарбазанын чыңалуусу нөлдөн жогору (азыраак) болгондо гана өткөргүч канал бар жана MOSFET кубаттуулугу негизинен N каналды жакшыртуу түрү.
MOS жана триоддун ортосундагы негизги айырмачылыктар төмөнкүлөрдү камтыйт, бирок алар менен чектелбейт:
-Триоддор биполярдуу түзүлүштөр болуп саналат, анткени көпчүлүк жана азчылык алып жүрүүчүлөрү бир эле учурда өткөрүүгө катышат; ал эми MOS жарым өткөргүчтөрдөгү көпчүлүк ташыгычтар аркылуу гана электр тогун өткөрөт, ошондой эле бир полярдуу транзистор деп аталат.
-Триоддор - салыштырмалуу жогорку энергия керектөө менен ток менен башкарылуучу түзүлүштөр; ал эми MOSFETs аз энергия керектөө менен чыңалуу менен башкарылуучу түзүлүштөр.
-Триоддор чоң каршылыкка ээ, ал эми MOS түтүкчөлөрүнүн каршылыгы аз, болгону бир нече жүз миллион Ом. Учурдагы электрдик түзүлүштөрдө MOS түтүктөрү көбүнчө өчүргүч катары колдонулат, анткени MOSтун эффективдүүлүгү триоддорго салыштырмалуу салыштырмалуу жогору.
-Триоддор салыштырмалуу артыкчылыкка ээ, ал эми MOS түтүктөрү салыштырмалуу кымбат.
-Бүгүнкү күндө MOS түтүктөрү көпчүлүк сценарийлерде триоддорду алмаштыруу үчүн колдонулат. Кээ бир аз кубаттуулукта же күчкө сезгич эмес сценарийлерде гана баанын артыкчылыгын эске алуу менен триоддорду колдонобуз.
3. CMOS
Кошумча металл оксиди жарым өткөргүч: CMOS технологиясы электрондук түзүлүштөрдү жана логикалык схемаларды куруу үчүн кошумча p-тиби жана n-типтеги металл оксиди жарым өткөргүч транзисторлорду (MOSFETs) колдонот. Төмөнкү сүрөттө "1→0" же "0→1" конверсиясы үчүн колдонулган жалпы CMOS инвертору көрсөтүлгөн.
Төмөнкү сүрөт типтүү CMOS кесилиши болуп саналат. Сол жагы - NMS, оң жагы - PMOS. Эки MOSтун G уюлдары жалпы дарбаза кириши катары, ал эми D уюлдары жалпы дренаждык чыгуу катары бириктирилген. VDD PMOS булагына, ал эми VSS NMOS булагына туташтырылган.
1963-жылы Уанлас жана Сах Фэрчайлд жарым өткөргүчүнүн CMOS схемасын ойлоп табышкан. 1968-жылы Америка Радио Корпорациясы (RCA) биринчи CMOS интегралдык микросхема продуктуну иштеп чыккан, ошондон бери CMOS схемасы чоң өнүгүүгө жетишкен. Анын артыкчылыктары аз энергия керектөө жана жогорку интеграция (STI/LOCOS процесси интеграцияны андан ары жакшыртышы мүмкүн); анын кемчилиги - кулпу эффектинин болушу (PN түйүнүнүн тескери багыты MOS түтүктөрүнүн ортосунда изоляция катары колдонулат, ал эми интерференция оңой эле өркүндөтүлгөн циклди түзүп, схеманы күйгүзүшү мүмкүн).
4. DMOS
Кош таралган металл оксиди жарым өткөргүч: Жөнөкөй MOSFET түзүлүштөрүнүн түзүлүшүнө окшош, анын булагы, дренажы, дарбазасы жана башка электроддору бар, бирок дренаждын учунун бузулуу чыңалуусу жогору. Кош диффузия процесси колдонулат.
Төмөнкү сүрөттө стандарттуу N-канал DMOS кесилиши көрсөтүлгөн. DMOS түзмөгүнүн бул түрү, адатта, MOSFET булагы жерге туташтырылган төмөн жагындагы которуштуруу колдонмолорунда колдонулат. Мындан тышкары, P-канал DMOS бар. DMOS түзүлүшүнүн бул түрү, адатта, MOSFET булагы оң чыңалууга туташтырылган жогорку тараптагы коммутация колдонмолорунда колдонулат. CMOS сыяктуу, кошумча DMOS түзмөктөрү N-канал жана P-канал MOSFETтерди бир эле чипте колдонушат, бул кошумча коммутация функцияларын камсыз кылуу үчүн.
Каналдын багытына жараша, DMOS эки түргө бөлүнөт, атап айтканда, вертикалдуу кош диффузиялык металл оксиди жарым өткөргүч талаа эффектиси транзистору VDMOS (Vertical Double-Diffused MOSFET) жана капталдан эки таралган металл оксиди жарым өткөргүч талаа эффектиси LDMOS (Lateral Double) -Диффузиялык MOSFET).
VDMOS аппараттары вертикалдуу канал менен иштелип чыккан. каптал DMOS түзмөктөр менен салыштырганда, алар жогорку бузулуу чыңалуу жана учурдагы иштетүү мүмкүнчүлүктөрү бар, бирок каршылык дагы деле салыштырмалуу чоң.
LDMOS түзмөктөр каптал канал менен иштелип чыккан жана асимметриялык күч MOSFET түзмөктөр болуп саналат. Вертикалдык DMOS түзмөктөрүнө салыштырмалуу, алар азыраак каршылык көрсөтүүгө жана тезирээк которуу ылдамдыгына мүмкүндүк берет.
Салттуу MOSFET менен салыштырганда, DMOS жогорку сыйымдуулукка жана азыраак каршылыкка ээ, ошондуктан ал электр өчүргүчтөр, электр шаймандары жана электр унаасынын дисктери сыяктуу жогорку кубаттуу электрондук шаймандарда кеңири колдонулат.
5. BiCMOS
Биполярдык CMOS – бул CMOS жана биполярдык түзүлүштөрдү бир эле учурда бир эле чипте бириктирген технология. Анын негизги идеясы CMOS түзүлүштөрүн негизги бирдик схемасы катары колдонуу жана чоң сыйымдуулук жүктөрүн иштетүү талап кылынган биполярдык түзүлүштөрдү же схемаларды кошуу. Ошондуктан, BiCMOS схемалары CMOS схемаларынын жогорку интеграциясынын жана аз энергия керектөөсүнүн артыкчылыктарына жана BJT схемаларынын жогорку ылдамдыктагы жана күчтүү токтун айдоо мүмкүнчүлүктөрүнүн артыкчылыктарына ээ.
STMicroelectronics компаниясынын BiCMOS SiGe (кремний германий) технологиясы RF, аналогдук жана санариптик бөлүктөрүн бир чипте бириктирет, бул тышкы компоненттердин санын бир топ кыскартууга жана энергия керектөөнү оптималдаштырууга мүмкүндүк берет.
6. BCD
Биполярдык-CMOS-DMOS, бул технология биринчи жолу 1986-жылы STMicroelectronics (ST) тарабынан ийгиликтүү иштелип чыккан BCD процесси деп аталган бир чипте биполярдык, CMOS жана DMOS түзүлүштөрүн жасай алат.
Биполярдык аналогдук схемалар үчүн, CMOS санариптик жана логикалык схемалар үчүн, ал эми DMOS кубаттуулук жана жогорку вольттогу түзүлүштөр үчүн ылайыктуу. BCD үчөөнүн артыкчылыктарын айкалыштырат. Үзгүлтүксүз өркүндөтүлгөндөн кийин, BCD энергияны башкаруу, аналогдук маалыматтарды алуу жана кубаттуу кыймылдаткычтар чөйрөлөрүндө кеңири колдонулат. ST расмий веб-сайтына ылайык, BCD үчүн жетилген процесс дагы эле 100 нмдин тегерегинде, 90 нм дагы эле прототиби долбоорлоодо жана 40 нмBCD технологиясы иштелип жаткан анын кийинки муундагы өнүмдөрүнө таандык.
Посттун убактысы: 2024-жылдын 10-сентябрына чейин