Co to jest proces BCD?
Proces BCD to jednoukładowa, zintegrowana technologia procesowa wprowadzona po raz pierwszy przez ST w 1986 roku. Dzięki tej technologii można tworzyć urządzenia bipolarne, CMOS i DMOS na tym samym chipie. Jego wygląd znacznie zmniejsza powierzchnię chipa.
Można powiedzieć, że proces BCD w pełni wykorzystuje zalety możliwości sterowania bipolarnego, wysokiej integracji CMOS i niskiego zużycia energii oraz wysokiego napięcia i dużej przepustowości prądu DMOS. Wśród nich DMOS jest kluczem do poprawy mocy i integracji. Wraz z dalszym rozwojem technologii układów scalonych, proces BCD stał się głównym nurtem technologii produkcyjnej PMIC.
Schemat przekrojowy procesu BCD, sieć źródłowa, dziękuję
Zalety procesu BCD
Proces BCD sprawia, że urządzenia bipolarne, urządzenia CMOS i urządzenia zasilające DMOS znajdują się w tym samym chipie w tym samym czasie, integrując wysoką transkonduktancję i duże możliwości przenoszenia obciążenia urządzeń bipolarnych oraz wysoką integrację i niskie zużycie energii CMOS, dzięki czemu mogą się uzupełniać siebie nawzajem i w pełni wykorzystać swoje zalety; jednocześnie DMOS może pracować w trybie przełączania przy wyjątkowo niskim zużyciu energii. Krótko mówiąc, niski pobór mocy, wysoka efektywność energetyczna i wysoka integracja to jedne z głównych zalet BCD. Proces BCD może znacznie zmniejszyć zużycie energii, poprawić wydajność systemu i zapewnić większą niezawodność. Funkcje produktów elektronicznych rosną z dnia na dzień, a wymagania dotyczące zmian napięcia, ochrony kondensatorów i wydłużania żywotności baterii stają się coraz ważniejsze. Wysoka prędkość i energooszczędność BCD spełniają wymagania procesowe dla wysokowydajnych układów analogowych/zarządzania energią.
Kluczowe technologie procesu BCD
Typowe urządzenia procesu BCD obejmują niskonapięciowe lampy CMOS, wysokonapięciowe lampy MOS, LDMOS o różnych napięciach przebicia, pionowe diody NPN/PNP i Schottky’ego itp. Niektóre procesy integrują również urządzenia, takie jak JFET i EEPROM, co skutkuje dużą różnorodnością urządzenia w procesie BCD. Dlatego oprócz uwzględnienia w projekcie kompatybilności urządzeń wysokiego i niskiego napięcia, procesów podwójnego kliknięcia i procesów CMOS itp., należy również wziąć pod uwagę odpowiednią technologię izolacji.
W technologii izolacji BCD pojawiło się jedna po drugiej wiele technologii, takich jak izolacja złączy, samoizolacja i izolacja dielektryczna. Technologia izolacji złączy polega na wykonaniu urządzenia na warstwie epitaksjalnej typu N podłoża typu P i wykorzystaniu charakterystyki polaryzacji odwrotnej złącza PN w celu uzyskania izolacji, ponieważ złącze PN ma bardzo wysoką rezystancję przy polaryzacji zaporowej.
Technologia samoizolacji to zasadniczo izolacja złącza PN, która w celu uzyskania izolacji opiera się na naturalnej charakterystyce złącza PN pomiędzy obszarami źródła i drenu urządzenia a podłożem. Kiedy lampa MOS jest włączona, obszar źródłowy, obszar drenu i kanał są otoczone obszarem zubożonym, tworząc izolację od podłoża. Gdy jest wyłączone, złącze PN pomiędzy obszarem drenu a podłożem jest spolaryzowane odwrotnie, a wysokie napięcie obszaru źródłowego jest izolowane przez obszar zubożenia.
Izolacja dielektryczna wykorzystuje w celu uzyskania izolacji media izolacyjne, takie jak tlenek krzemu. W oparciu o izolację dielektryczną i izolację złączy, opracowano izolację quasi-dielektryczną, łącząc zalety obu. Poprzez selektywne przyjęcie powyższej technologii izolacji można osiągnąć kompatybilność przy wysokim i niskim napięciu.
Kierunki rozwoju procesu BCD
Rozwój technologii procesu BCD nie przypomina standardowego procesu CMOS, który zawsze podążał za prawem Moore'a i rozwijał się w kierunku mniejszej szerokości linii i większej prędkości. Proces BCD jest z grubsza zróżnicowany i rozwija się w trzech kierunkach: wysokie napięcie, duża moc i duża gęstość.
1. Kierunek BCD wysokiego napięcia
Wysokonapięciowy BCD może jednocześnie wytwarzać obwody sterujące niskiego napięcia o wysokiej niezawodności i obwody poziomu DMOS o bardzo wysokim napięciu na tym samym chipie i może realizować produkcję urządzeń wysokiego napięcia 500-700 V. Jednakże, ogólnie rzecz biorąc, BCD nadal nadaje się do produktów o stosunkowo wysokich wymaganiach dotyczących urządzeń zasilających, zwłaszcza BJT lub wysokoprądowych urządzeń DMOS, i może być stosowany do sterowania mocą w oświetleniu elektronicznym i zastosowaniach przemysłowych.
Obecną technologią wytwarzania wysokonapięciowego BCD jest technologia RESURF zaproponowana przez Appela i in. w 1979 r. Urządzenie zostało wykonane przy użyciu lekko domieszkowanej warstwy epitaksjalnej, aby uzyskać bardziej płaski rozkład pola elektrycznego na powierzchni, poprawiając w ten sposób charakterystykę przebicia powierzchni, tak że przebicie następuje w korpusie, a nie na powierzchni, zwiększając w ten sposób napięcie przebicia urządzenia. Domieszkowanie światłem to kolejna metoda zwiększania napięcia przebicia BCD. Wykorzystuje głównie podwójny drenaż rozproszony DDD (podwójny drenaż dopingowy) i lekko domieszkowany drenaż LDD (lekko dopingowy drenaż). W obszarze drenu DMOS dodawany jest obszar dryfu typu N, aby zmienić pierwotny kontakt między drenem N+ a podłożem typu P na kontakt pomiędzy drenem N a podłożem typu P, zwiększając w ten sposób napięcie przebicia.
2. Kierunek BCD dużej mocy
Zakres napięcia BCD dużej mocy wynosi 40-90 V i jest stosowany głównie w elektronice samochodowej, która wymaga możliwości sterowania wysokim prądem, średniego napięcia i prostych obwodów sterujących. Jego charakterystyka zapotrzebowania to zdolność do napędzania wysokiego prądu, średnie napięcie, a obwód sterujący jest często stosunkowo prosty.
3. Kierunek BCD o dużej gęstości
BCD o dużej gęstości, zakres napięcia wynosi 5-50 V, a niektóre elementy elektroniki samochodowej osiągną 70 V. Coraz bardziej złożone i różnorodne funkcje można zintegrować w tym samym chipie. BCD o dużej gęstości wykorzystuje pewne modułowe pomysły projektowe, aby osiągnąć dywersyfikację produktów, stosowanych głównie w zastosowaniach elektroniki samochodowej.
Główne zastosowania procesu BCD
Proces BCD jest szeroko stosowany w zarządzaniu energią (sterowanie mocą i akumulatorem), napędach wyświetlaczy, elektronice samochodowej, sterowaniu przemysłowym itp. Układ zarządzania energią (PMIC) jest jednym z ważnych typów układów analogowych. Połączenie procesu BCD i technologii SOI jest również główną cechą rozwoju procesu BCD.
VET-China może dostarczyć części grafitowe, miękki, sztywny filc, części z węglika krzemu, części z węglika krzemu CVD i części pokryte Sic/Tac w ciągu 30 dni.
Jeśli są Państwo zainteresowani powyższymi produktami półprzewodnikowymi, nie wahaj się z nami skontaktować po raz pierwszy.
Tel:+86-1891 1596 392
WhatsAPP: 86-18069021720
E-mail:yeah@china-vet.com
Czas publikacji: 18 września 2024 r