Добредојдовте на нашата веб-страница за информации и консултации за производот.
Нашата веб-страница:https://www.vet-china.com/
Додека процесите на производство на полупроводници продолжуваат да прават откритија, познатата изјава наречена „Муровиот закон“ циркулира во индустријата. Тоа беше предложено од Гордон Мур, еден од основачите на Интел, во 1965 година. Неговата основна содржина е: бројот на транзистори што можат да се сместат на интегрирано коло ќе се удвојува приближно на секои 18 до 24 месеци. Овој закон не е само анализа и предвидување на развојниот тренд на индустријата, туку и движечка сила за развој на процесите на производство на полупроводници - сè е да се направат транзистори со помала големина и стабилни перформанси. Од 1950-тите до денес, околу 70 години, развиени се вкупно BJT, MOSFET, CMOS, DMOS и хибридни BiCMOS и BCD процесни технологии.
1. БЈТ
Биполарен споен транзистор (BJT), попознат како триод. Протокот на полнеж во транзисторот главно се должи на дифузијата и движењето на дрифтот на носачите на PN спојот. Бидејќи вклучува проток и на електрони и на дупки, се нарекува биполарен уред.
Гледајќи наназад во историјата на неговото раѓање. Поради идејата за замена на вакуумските триоди со цврсти засилувачи, Шокли предложи да се спроведе основно истражување на полупроводници во летото 1945 година. Во втората половина на 1945 година, Bell Labs основаа истражувачка група за физика во цврста состојба, предводена од Шокли. Во оваа група има не само физичари, туку и стручни инженери и хемичари, вклучувајќи ги Бардин, теоретски физичар и Бретајн, експериментален физичар. Во декември 1947 година, настан што се сметаше за пресвртница од подоцнежните генерации се случи брилијантно - Бардин и Бретајн успешно го измислија првиот светски транзистор со германиум со точка-контакт со тековно засилување.
Првиот транзистор со точка-контакт на Бардин и Братен
Набргу потоа, Шокли го измислил транзисторот со биполарно спојување во 1948 година. Тој предложил дека транзисторот може да се состои од две pn спојки, едниот напред, а другиот обратно пристрасен, и добил патент во јуни 1948 година. Во 1949 година, тој ја објавил деталната теорија на работата на спојниот транзистор. Повеќе од две години подоцна, научниците и инженерите во Bell Labs развија процес за постигнување масовно производство на спојни транзистори (пресвртница во 1951 година), отворајќи нова ера на електронска технологија. Како признание за нивниот придонес во пронајдокот на транзистори, Шокли, Бардин и Братен заедно ја добија Нобеловата награда за физика во 1956 година.
Едноставен структурен дијаграм на NPN биполарен споен транзистор
Што се однесува до структурата на биполарните спојни транзистори, вообичаени BJT се NPN и PNP. Деталната внатрешна структура е прикажана на сликата подолу. Полупроводничкиот регион на нечистотија што одговара на емитерот е емитерскиот регион, кој има висока концентрација на допинг; полупроводничкиот регион на нечистотија што одговара на основата е базниот регион, кој има многу тенка ширина и многу мала концентрација на допинг; Полупроводничкиот регион на нечистотија што одговара на колекторот е колекторскиот регион, кој има голема површина и многу мала концентрација на допинг.
Предностите на BJT технологијата се голема брзина на одговор, висока транспроводливост (промените на влезниот напон кореспондираат со големи промени на излезната струја), низок шум, висока аналогна точност и способност за возење со силна струја; Недостатоците се малата интеграција (вертикалната длабочина не може да се намали со странична големина) и големата потрошувачка на енергија.
2. MOS
Транзистор со ефект на поле со метален оксид (Metal Oxide Semiconductor FET), односно транзистор со ефект на поле што го контролира прекинувачот на проводниот канал на полупроводникот (S) со примена на напон на портата на металниот слој (М-метал алуминиум) и извор преку оксидниот слој (О-изолациски слој SiO2) за да се генерира ефектот на електричното поле. Бидејќи портата и изворот, и портата и одводот се изолирани со изолациониот слој SiO2, MOSFET се нарекува и транзистор со ефект на поле на изолирана порта. Во 1962 година, Bell Labs официјално го објави успешниот развој, кој стана една од најважните пресвртници во историјата на развојот на полупроводниците и директно ја постави техничката основа за појавата на полупроводничка меморија.
MOSFET може да се подели на P канал и N канал според типот на проводен канал. Според амплитудата на напонот на портата, може да се подели на: тип на исцрпување - кога напонот на портата е нула, постои проводен канал помеѓу одводот и изворот; тип на подобрување - за уредите со N (P) канал, има проводен канал само кога напонот на портата е поголем од (помал) од нула, а моќниот MOSFET е главно тип на подобрување на N канал.
Главните разлики помеѓу MOS и триодот ги вклучуваат, но не се ограничени на следниве точки:
-Триодите се биполарни уреди бидејќи и мнозинските и малцинските носители учествуваат во спроводливоста истовремено; додека MOS спроведува електрична енергија само преку мнозинските носители во полупроводниците, а се нарекува и униполарен транзистор.
-Триодите се уреди контролирани од струја со релативно висока потрошувачка на енергија; додека MOSFET се уреди контролирани на напон со мала потрошувачка на енергија.
-Триодите имаат голем отпор на вклучување, додека MOS цевките имаат мал отпор на вклучување, само неколку стотици милиоми. Во тековните електрични уреди, MOS цевките обично се користат како прекинувачи, главно поради тоа што ефикасноста на MOS е релативно висока во споредба со триодите.
-Триодите имаат релативно поволна цена, а MOS цевките се релативно скапи.
-Денес, MOS цевките се користат за замена на триоди во повеќето сценарија. Само во некои сценарија со ниска моќност или осетливи на енергија, ќе користиме триоди имајќи ја предвид предноста во цената.
3. CMOS
Дополнителен метален оксид полупроводник: CMOS технологијата користи комплементарни полупроводнички транзистори од метал оксид од p-тип и n-тип (MOSFET) за изградба на електронски уреди и логички кола. На следната слика е прикажан вообичаен CMOS инвертер, кој се користи за конверзија „1→0“ или „0→1“.
Следната слика е типичен CMOS пресек. Левата страна е NMS, а десната страна е PMOS. Половите G на двата MOS се поврзани заедно како заеднички влез на портата, а половите D се поврзани заедно како заеднички излез за одвод. VDD е поврзан со изворот на PMOS, а VSS е поврзан со изворот на NMOS.
Во 1963 година, Ванлас и Сах од Fairchild Semiconductor го измислиле CMOS колото. Во 1968 година, Американската радио корпорација (RCA) го разви првиот производ со интегрирано коло CMOS и оттогаш, колото CMOS постигна голем развој. Неговите предности се малата потрошувачка на енергија и високата интеграција (процесот STI/LOCOS може дополнително да ја подобри интеграцијата); неговиот недостаток е постоењето на ефектот на заклучување (обратна пристрасност на PN-раскрсницата се користи како изолација помеѓу MOS цевките, а пречките лесно можат да формираат засилена јамка и да го изгорат колото).
4. DMOS
Полупроводник со двојно дифузен метал оксид: Слично на структурата на обичните уреди MOSFET, тој исто така има извор, одвод, капија и други електроди, но пробивниот напон на крајот на одводот е висок. Се користи процес на двојна дифузија.
Сликата подолу го прикажува пресекот на стандарден DMOS со N-канален. Овој тип на DMOS уред обично се користи во апликации за префрлување со ниска страна, каде што изворот на MOSFET е поврзан со земјата. Покрај тоа, постои DMOS на P-канал. Овој тип на DMOS-уред обично се користи во апликации за префрлување со висока страна, каде што изворот на MOSFET е поврзан со позитивен напон. Слично на CMOS, комплементарните DMOS уреди користат N-канални и P-канални MOSFET на истиот чип за да обезбедат дополнителни функции за префрлување.
Во зависност од насоката на каналот, DMOS може да се подели на два вида, имено вертикален транзистор со ефект на поле со ефект на поле со вертикален двоен метал оксид VDMOS (Вертикален двојно дифузен MOSFET) и страничен транзистор со ефект на поле од метал оксид со двојно дифузија LDMOS (латерален двоен -Дифузен МОСФЕТ).
VDMOS уредите се дизајнирани со вертикален канал. Во споредба со латералните DMOS уреди, тие имаат поголем пробивен напон и можности за ракување со струјата, но отпорот за вклучување е сè уште релативно голем.
LDMOS уредите се дизајнирани со страничен канал и се уреди со асиметрична моќност MOSFET. Во споредба со вертикалните DMOS уреди, тие овозможуваат помал отпор при вклучување и поголеми брзини на префрлување.
Во споредба со традиционалните MOSFET, DMOS има поголем капацитет и помал отпор, па затоа е широко користен во електронски уреди со висока моќност како што се прекинувачи за напојување, електрични алати и погони за електрични возила.
5. BiCMOS
Биполарниот CMOS е технологија која интегрира CMOS и биполарни уреди на истиот чип во исто време. Нејзината основна идеја е да се користат CMOS уреди како коло на главната единица и да се додадат биполарни уреди или кола каде што се потребни големи капацитивни оптоварувања. Затоа, колата BiCMOS ги имаат предностите на високата интеграција и ниската потрошувачка на енергија на колата CMOS и предностите на големата брзина и способностите за возење со силна струја на колата BJT.
Технологијата BiCMOS SiGe (силициум германиум) на STMicroelectronics интегрира RF, аналогни и дигитални делови на еден чип, што може значително да го намали бројот на надворешни компоненти и да ја оптимизира потрошувачката на енергија.
6. BCD
Bipolar-CMOS-DMOS, оваа технологија може да направи биполарни, CMOS и DMOS уреди на истиот чип, наречен процес BCD, кој првпат беше успешно развиен од STMicroelectronics (ST) во 1986 година.
Bipolar е погоден за аналогни кола, CMOS е погоден за дигитални и логички кола, а DMOS е погоден за уреди за напојување и висок напон. BCD ги комбинира предностите на трите. По континуирано подобрување, BCD е широко користен во производите во областа на управување со енергија, аналогно стекнување податоци и актуатори за напојување. Според официјалната веб-страница на ST, зрелиот процес за BCD е сè уште околу 100nm, 90nm е сè уште во дизајн на прототип, а технологијата 40nmBCD припаѓа на нејзините производи од следната генерација во развој.
Време на објавување: 10-ти септември 2024 година