उत्पादन जानकारी र परामर्शको लागि हाम्रो वेबसाइटमा स्वागत छ।
हाम्रो वेबसाइट:https://www.vet-china.com/
सेमीकन्डक्टर निर्माण प्रक्रियाहरूले सफलताहरू बनाउन जारी राख्दा, "मूरको कानून" भनिने एक प्रसिद्ध कथन उद्योगमा फैलिएको छ। यो 1965 मा इंटेलका संस्थापकहरू मध्ये एक, गोर्डन मूरद्वारा प्रस्ताव गरिएको थियो। यसको मूल सामग्री हो: एक एकीकृत सर्किटमा समायोजन गर्न सकिने ट्रान्जिस्टरहरूको संख्या लगभग प्रत्येक 18 देखि 24 महिनामा दोब्बर हुनेछ। यो कानून उद्योगको विकास प्रवृत्तिको विश्लेषण र भविष्यवाणी मात्र होइन, तर अर्धचालक निर्माण प्रक्रियाहरूको विकासको लागि एक चालक शक्ति पनि हो - सबै कुरा सानो आकार र स्थिर प्रदर्शनको साथ ट्रान्जिस्टरहरू बनाउनु हो। 1950 देखि हालसम्म, लगभग 70 वर्ष, कुल BJT, MOSFET, CMOS, DMOS, र हाइब्रिड BiCMOS र BCD प्रक्रिया प्रविधिहरू विकास गरिएको छ।
1. BJT
द्विध्रुवी जंक्शन ट्रान्जिस्टर (BJT), सामान्यतया ट्रियोड भनेर चिनिन्छ। ट्रान्जिस्टरमा चार्ज प्रवाह मुख्यतया PN जंक्शनमा वाहकहरूको प्रसार र बहाव गतिको कारण हो। किनकि यसले इलेक्ट्रोन र प्वाल दुवैको प्रवाह समावेश गर्दछ, यसलाई द्विध्रुवी उपकरण भनिन्छ।
यसको जन्म इतिहास फर्केर हेर्दा। भ्याकुम ट्रायोडलाई ठोस एम्प्लीफायरहरूसँग प्रतिस्थापन गर्ने विचारका कारण, शक्लेले 1945 को गर्मीमा अर्धचालकहरूमा आधारभूत अनुसन्धान गर्न प्रस्ताव गरे। 1945 को दोस्रो भागमा, बेल ल्याब्सले शक्लेको नेतृत्वमा ठोस-राज्य भौतिकी अनुसन्धान समूह स्थापना गर्यो। यस समूहमा भौतिकशास्त्री मात्र होइन सर्किट इन्जिनियरहरू र रसायनशास्त्रीहरू पनि छन्, जसमा सैद्धान्तिक भौतिकशास्त्री बर्डेन र प्रयोगात्मक भौतिकशास्त्री ब्राटेन पनि छन्। डिसेम्बर 1947 मा, एक घटना जुन पछिल्ला पुस्ताहरू द्वारा माइलस्टोन मानिएको थियो शानदार रूपमा भयो - बर्डेन र ब्राटेनले हालको प्रवर्धनको साथ विश्वको पहिलो जर्मेनियम पोइन्ट-सम्पर्क ट्रान्जिस्टर सफलतापूर्वक आविष्कार गरे।
Bardeen र Brattain को पहिलो बिन्दु-सम्पर्क ट्रान्जिस्टर
त्यसको केही समयपछि, शक्लेले सन् १९४८ मा द्विध्रुवी जंक्शन ट्रान्जिस्टरको आविष्कार गरे। उनले ट्रान्जिस्टरलाई दुई pn जंक्शनहरू मिलेर बनाउन सकिने प्रस्ताव गरे, एउटा अगाडि पक्षपाती र अर्को उल्टो पक्षपाती, र जुन १९४८ मा पेटेन्ट प्राप्त गरे। सन् १९४९ मा उनले विस्तृत विवरण प्रकाशित गरे। जंक्शन ट्रान्जिस्टर को काम को। दुई वर्षभन्दा बढी पछि, बेल ल्याबका वैज्ञानिकहरू र इन्जिनियरहरूले जंक्शन ट्रान्जिस्टरहरू (1951 मा माइलस्टोन) को ठूलो उत्पादन हासिल गर्ने प्रक्रियाको विकास गरे, जसले इलेक्ट्रोनिक प्रविधिको नयाँ युग खोल्यो। ट्रान्जिस्टरको आविष्कारमा उनीहरूको योगदानको कदर गर्दै, शक्ले, बर्डेन र ब्राटेनले संयुक्त रूपमा भौतिकशास्त्रमा 1956 नोबेल पुरस्कार जितेका थिए।
NPN द्विध्रुवी जंक्शन ट्रान्जिस्टरको सरल संरचनात्मक रेखाचित्र
द्विध्रुवी जंक्शन ट्रान्जिस्टरहरूको संरचनाको सन्दर्भमा, साझा BJTहरू NPN र PNP हुन्। विस्तृत आन्तरिक संरचना तलको चित्रमा देखाइएको छ। इमिटरसँग सम्बन्धित अशुद्धता अर्धचालक क्षेत्र उत्सर्जक क्षेत्र हो, जसमा उच्च डोपिङ एकाग्रता हुन्छ; आधारसँग सम्बन्धित अशुद्धता अर्धचालक क्षेत्र आधार क्षेत्र हो, जसको धेरै पातलो चौडाइ र धेरै कम डोपिङ एकाग्रता हुन्छ; कलेक्टरसँग सम्बन्धित अशुद्धता अर्धचालक क्षेत्र कलेक्टर क्षेत्र हो, जसमा ठूलो क्षेत्र र धेरै कम डोपिङ एकाग्रता छ।
BJT टेक्नोलोजीका फाइदाहरू उच्च प्रतिक्रिया गति, उच्च ट्रान्सकन्डक्टेन्स (इनपुट भोल्टेज परिवर्तनहरू ठूला आउटपुट वर्तमान परिवर्तनहरूसँग मेल खान्छ), कम शोर, उच्च एनालग सटीकता, र बलियो वर्तमान ड्राइभिङ क्षमता; बेफाइदाहरू कम एकीकरण (पार्श्व आकारको साथ ठाडो गहिराइ घटाउन सकिँदैन) र उच्च शक्ति खपत हो।
2. MOS
मेटल अक्साइड सेमीकन्डक्टर फिल्ड इफेक्ट ट्रान्जिस्टर (मेटल अक्साइड सेमीकन्डक्टर एफईटी), अर्थात्, एक फिल्ड इफेक्ट ट्रान्जिस्टर जसले सेमीकन्डक्टर (एस) कन्डक्टिभ च्यानलको स्विचलाई मेटल लेयर (एम-मेटल एल्युमिनियम) को गेटमा भोल्टेज लागू गरेर नियन्त्रण गर्दछ। अक्साइड तह (O-इन्सुलेट तह SiO2) मार्फत स्रोतको प्रभाव उत्पन्न गर्न विद्युत क्षेत्र। गेट र स्रोत, र गेट र नाली SiO2 इन्सुलेट तह द्वारा अलग गरिएको हुनाले, MOSFET लाई इन्सुलेटेड गेट फिल्ड इफेक्ट ट्रान्जिस्टर पनि भनिन्छ। 1962 मा, बेल ल्याब्सले आधिकारिक रूपमा सफल विकासको घोषणा गर्यो, जुन अर्धचालक विकासको इतिहासमा सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण माइलस्टोनहरू मध्ये एक बन्यो र सेमीकन्डक्टर मेमोरीको आगमनको लागि प्रत्यक्ष रूपमा प्राविधिक जग बसायो।
MOSFET लाई प्रवाहकीय च्यानल प्रकार अनुसार P च्यानल र N च्यानलमा विभाजन गर्न सकिन्छ। गेट भोल्टेज आयाम अनुसार, यसलाई विभाजित गर्न सकिन्छ: घटाउने प्रकार-जब गेट भोल्टेज शून्य हुन्छ, त्यहाँ नाली र स्रोतको बीचमा प्रवाहकीय च्यानल हुन्छ; एन (पी) च्यानल यन्त्रहरूका लागि एन्हान्समेन्ट प्रकार, गेट भोल्टेज शून्य भन्दा (कम) भन्दा बढी हुँदा मात्र कन्डक्टिभ च्यानल हुन्छ र पावर MOSFET मुख्यतया N च्यानल एन्हान्समेन्ट प्रकार हो।
MOS र triode बीचको मुख्य भिन्नताहरू समावेश छन् तर निम्न बिन्दुहरूमा सीमित छैनन्:
-ट्रायोडहरू द्विध्रुवी यन्त्रहरू हुन् किनभने दुवै बहुसंख्यक र अल्पसंख्यक वाहकहरू एकै समयमा चलनमा भाग लिन्छन्; जबकि MOS ले अर्धचालकहरूमा बहुमत वाहकहरू मार्फत मात्र बिजुली सञ्चालन गर्दछ, र यसलाई एकध्रुवीय ट्रान्जिस्टर पनि भनिन्छ।
-Triodes अपेक्षाकृत उच्च शक्ति खपत संग वर्तमान-नियन्त्रित उपकरणहरू छन्; जबकि MOSFET हरू कम बिजुली खपत संग भोल्टेज-नियन्त्रित यन्त्रहरू हुन्।
-ट्रायोडहरूमा ठूलो अन-प्रतिरोध हुन्छ, जबकि MOS ट्यूबहरूमा सानो अन-प्रतिरोध हुन्छ, केवल केही सय मिलिहोम। वर्तमान विद्युतीय उपकरणहरूमा, MOS ट्यूबहरू सामान्यतया स्विचको रूपमा प्रयोग गरिन्छ, मुख्यतया किनभने MOS को दक्षता ट्रियोडहरूको तुलनामा अपेक्षाकृत उच्च छ।
-Triodes एक अपेक्षाकृत लाभदायक लागत छ, र MOS ट्यूब अपेक्षाकृत महंगा छन्।
-आजकल, MOS ट्यूबहरू धेरै परिदृश्यहरूमा ट्रियोडहरू प्रतिस्थापन गर्न प्रयोग गरिन्छ। केवल केहि कम-शक्ति वा शक्ति-संवेदनशील परिदृश्यहरूमा, हामी मूल्य लाभलाई विचार गर्दै ट्रियोडहरू प्रयोग गर्नेछौं।
3. CMOS
पूरक धातु अक्साइड सेमीकन्डक्टर: CMOS प्रविधिले इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरू र तर्क सर्किटहरू निर्माण गर्न पूरक p-प्रकार र n-प्रकार मेटल अक्साइड अर्धचालक ट्रान्जिस्टरहरू (MOSFETs) प्रयोग गर्दछ। निम्न चित्रले एक सामान्य CMOS इन्भर्टर देखाउँछ, जुन "1→0" वा "0→1" रूपान्तरणको लागि प्रयोग गरिन्छ।
निम्न चित्र एक विशिष्ट CMOS क्रस-सेक्शन हो। बायाँ छेउ NMS हो, र दायाँ छेउ PMOS हो। दुई MOS को G ध्रुवहरू साझा गेट इनपुटको रूपमा एकसाथ जोडिएका छन्, र D पोलहरू साझा निकास आउटपुटको रूपमा सँगै जोडिएका छन्। VDD PMOS को स्रोतसँग जोडिएको छ, र VSS NMOS को स्रोतसँग जोडिएको छ।
1963 मा, फेयरचाइल्ड सेमीकन्डक्टरका वानलास र साहले CMOS सर्किटको आविष्कार गरे। 1968 मा, अमेरिकन रेडियो कर्पोरेशन (आरसीए) ले पहिलो CMOS एकीकृत सर्किट उत्पादनको विकास गर्यो, र त्यसपछि, CMOS सर्किटले ठूलो विकास हासिल गरेको छ। यसको फाइदाहरू कम पावर खपत र उच्च एकीकरण हो (STI/LOCOS प्रक्रियाले थप एकीकरण सुधार गर्न सक्छ); यसको बेफाइदा लक प्रभावको अस्तित्व हो (PN जंक्शन रिभर्स पूर्वाग्रह MOS ट्यूबहरू बीच अलगावको रूपमा प्रयोग गरिन्छ, र हस्तक्षेपले सजिलै परिष्कृत लूप बनाउन सक्छ र सर्किट जलाउन सक्छ)।
4. DMOS
डबल-डिफ्यूज्ड मेटल अक्साइड सेमीकन्डक्टर: साधारण MOSFET यन्त्रहरूको संरचना जस्तै, यसमा स्रोत, नाली, गेट र अन्य इलेक्ट्रोडहरू पनि छन्, तर ड्रेन अन्त्यको ब्रेकडाउन भोल्टेज उच्च छ। दोहोरो प्रसार प्रक्रिया प्रयोग गरिन्छ।
तलको चित्रले मानक N- च्यानल DMOS को क्रस-सेक्शन देखाउँछ। यस प्रकारको DMOS यन्त्र सामान्यतया कम-साइड स्विचिङ अनुप्रयोगहरूमा प्रयोग गरिन्छ, जहाँ MOSFET को स्रोत जमिनमा जडान हुन्छ। थप रूपमा, त्यहाँ एक P- च्यानल DMOS छ। यस प्रकारको DMOS यन्त्र सामान्यतया उच्च-साइड स्विचिङ अनुप्रयोगहरूमा प्रयोग गरिन्छ, जहाँ MOSFET को स्रोत सकारात्मक भोल्टेजसँग जोडिएको हुन्छ। CMOS जस्तै, पूरक DMOS यन्त्रहरूले पूरक स्विचिंग प्रकार्यहरू प्रदान गर्न समान चिपमा N- च्यानल र P- च्यानल MOSFETs प्रयोग गर्छन्।
च्यानलको दिशामा निर्भर गर्दै, DMOS लाई दुई प्रकारमा विभाजन गर्न सकिन्छ, अर्थात् ठाडो डबल-डिफ्यूज्ड मेटल अक्साइड सेमीकन्डक्टर फिल्ड इफेक्ट ट्रान्जिस्टर VDMOS (ठाडो डबल-डिफ्यूज्ड MOSFET) र पार्श्व डबल-डिफ्यूज्ड मेटल अक्साइड सेमीकन्डक्टर फिल्ड इफेक्ट ट्रान्जिस्टर LDMOS (पार्श्व डोब-डिफ्यूज्ड एमओएसएफईटी)। - डिफ्यूज्ड MOSFET)।
VDMOS यन्त्रहरू ठाडो च्यानलसँग डिजाइन गरिएका छन्। पार्श्व DMOS यन्त्रहरूसँग तुलना गर्दा, तिनीहरूसँग उच्च ब्रेकडाउन भोल्टेज र वर्तमान ह्यान्डलिंग क्षमताहरू छन्, तर अन-प्रतिरोध अझै पनि अपेक्षाकृत ठूलो छ।
LDMOS यन्त्रहरू पार्श्व च्यानलसँग डिजाइन गरिएका छन् र असममित शक्ति MOSFET उपकरणहरू हुन्। ठाडो DMOS यन्त्रहरूसँग तुलना गर्दा, तिनीहरूले कम अन-प्रतिरोध र छिटो स्विच गतिलाई अनुमति दिन्छ।
परम्परागत MOSFETs को तुलनामा, DMOS को उच्च क्षमता र कम प्रतिरोध छ, त्यसैले यो व्यापक रूपमा उच्च-शक्ति इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरू जस्तै पावर स्विचहरू, पावर उपकरणहरू र इलेक्ट्रिक वाहन ड्राइभहरूमा प्रयोग गरिन्छ।
5. BiCMOS
Bipolar CMOS एउटा प्रविधि हो जसले CMOS र द्विध्रुवी उपकरणहरूलाई एउटै चिपमा एकै समयमा एकीकृत गर्दछ। यसको आधारभूत विचार CMOS उपकरणहरूलाई मुख्य एकाइ सर्किटको रूपमा प्रयोग गर्नु हो, र द्विध्रुवी उपकरणहरू वा सर्किटहरू थप्नुहोस् जहाँ ठूला क्यापेसिटिव लोडहरू चलाउन आवश्यक छ। तसर्थ, BiCMOS सर्किटहरूमा उच्च एकीकरण र CMOS सर्किटहरूको कम पावर खपतको फाइदाहरू छन्, र BJT सर्किटहरूको उच्च गति र बलियो वर्तमान ड्राइभिङ क्षमताहरूको फाइदाहरू छन्।
STMicroelectronics' BiCMOS SiGe (सिलिकन जर्मेनियम) टेक्नोलोजीले एकल चिपमा आरएफ, एनालग र डिजिटल भागहरू एकीकृत गर्दछ, जसले बाह्य कम्पोनेन्टहरूको संख्यालाई उल्लेखनीय रूपमा घटाउन र शक्ति खपतलाई अनुकूलन गर्न सक्छ।
६. BCD
Bipolar-CMOS-DMOS, यो प्रविधिले bipolar, CMOS र DMOS यन्त्रहरू एउटै चिपमा बनाउन सक्छ, जसलाई BCD प्रक्रिया भनिन्छ, जुन पहिलो पटक सन् १९८६ मा STMicroelectronics (ST) द्वारा सफलतापूर्वक विकास गरिएको थियो।
Bipolar एनालग सर्किटहरूको लागि उपयुक्त छ, CMOS डिजिटल र तर्क सर्किटहरूको लागि उपयुक्त छ, र DMOS पावर र उच्च-भोल्टेज उपकरणहरूको लागि उपयुक्त छ। बीसीडीले तीनवटा फाइदाहरू संयोजन गर्दछ। निरन्तर सुधार पछि, BCD व्यापक रूपमा शक्ति व्यवस्थापन, एनालग डाटा अधिग्रहण र शक्ति actuators को क्षेत्र मा उत्पादनहरु मा प्रयोग गरिन्छ। ST को आधिकारिक वेबसाइटका अनुसार, BCD को परिपक्व प्रक्रिया अझै पनि 100nm वरपर छ, 90nm अझै प्रोटोटाइप डिजाइनमा छ, र 40nmBCD टेक्नोलोजी विकास अन्तर्गत यसको अर्को पुस्ताका उत्पादनहरूसँग सम्बन्धित छ।
पोस्ट समय: सेप्टेम्बर-10-2024