BCD-процесс

Что такое процесс BCD?

Процесс BCD — это однокристальная интегрированная технология, впервые представленная ST в 1986 году. Эта технология позволяет создавать биполярные, CMOS и DMOS устройства на одном кристалле. Его внешний вид сильно уменьшает площадь чипа.

Можно сказать, что процесс BCD полностью использует преимущества возможности биполярного управления, высокой интеграции КМОП и низкого энергопотребления, а также высокого напряжения и пропускной способности DMOS. Среди них DMOS является ключом к улучшению мощности и интеграции. С дальнейшим развитием технологии интегральных схем процесс BCD стал основной производственной технологией PMIC.

Диаграмма поперечного сечения процесса BCD, исходная сеть, спасибо

Преимущества процесса BCD

Процесс BCD позволяет одновременно создавать биполярные устройства, устройства CMOS и устройства питания DMOS на одном кристалле, объединяя высокую крутизну и способность управления сильной нагрузкой биполярных устройств, а также высокую интеграцию и низкое энергопотребление CMOS, так что они могут дополнять друг друга и в полной мере использовать свои преимущества; при этом DMOS может работать в режиме переключения с чрезвычайно низким энергопотреблением. Короче говоря, низкое энергопотребление, высокая энергоэффективность и высокая степень интеграции являются одними из основных преимуществ BCD. Процесс BCD может значительно снизить энергопотребление, улучшить производительность системы и повысить надежность. Функции электронных изделий расширяются с каждым днем, а требования к изменению напряжения, защите конденсаторов и продлению срока службы батарей становятся все более важными. Высокоскоростные и энергосберегающие характеристики BCD соответствуют технологическим требованиям для высокопроизводительных аналоговых микросхем управления питанием.

Ключевые технологии процесса BCD

Типичные устройства процесса BCD включают низковольтные КМОП, высоковольтные МОП-трубки, LDMOS с различными напряжениями пробоя, вертикальные NPN/PNP-диоды и диоды Шоттки и т. д. Некоторые процессы также включают в себя такие устройства, как JFET и EEPROM, что приводит к большому разнообразию устройства в процессе BCD. Поэтому, помимо рассмотрения совместимости высоковольтных и низковольтных устройств, процессов двойного щелчка, процессов CMOS и т. д. при проектировании, необходимо также учитывать соответствующую технологию изоляции.

В технологии изоляции BCD одна за другой появилось множество технологий, таких как изоляция перехода, самоизоляция и диэлектрическая изоляция. Технология изоляции перехода заключается в изготовлении устройства на эпитаксиальном слое N-типа подложки P-типа и использовании характеристик обратного смещения PN-перехода для достижения изоляции, поскольку PN-переход имеет очень высокое сопротивление при обратном смещении.

Технология самоизоляции по сути представляет собой изоляцию PN-перехода, которая для достижения изоляции опирается на естественные характеристики PN-перехода между областями истока и стока устройства и подложкой. Когда МОП-трубка включена, область истока, область стока и канал окружены областью обеднения, образуя изоляцию от подложки. Когда он выключен, PN-переход между областью стока и подложкой смещен в обратном направлении, а высокое напряжение области истока изолируется областью обеднения.

В диэлектрической изоляции для достижения изоляции используются изолирующие материалы, такие как оксид кремния. На основе диэлектрической изоляции и изоляции перехода была разработана квазидиэлектрическая изоляция, сочетающая преимущества обоих. Выборочно применив описанную выше технологию изоляции, можно добиться совместимости при высоком и низком напряжении.

Направление развития процесса BCD

Развитие технологии BCD не похоже на стандартный процесс CMOS, который всегда следовал закону Мура и развивался в направлении меньшей ширины линии и более высокой скорости. Процесс BCD грубо дифференцирован и развивается в трех направлениях: высокое напряжение, высокая мощность и высокая плотность.

1. Высоковольтное BCD-направление.

Высоковольтный BCD может одновременно производить высоконадежные низковольтные схемы управления и сверхвысоковольтные схемы уровня DMOS на одном и том же кристалле, а также осуществлять производство высоковольтных устройств на 500-700 В. Однако в целом BCD по-прежнему подходит для продуктов с относительно высокими требованиями к силовым устройствам, особенно BJT или сильноточным устройствам DMOS, и может использоваться для управления питанием в электронном освещении и промышленных приложениях.

Современной технологией производства высоковольтных BCD является технология RESURF, предложенная Appel et al. в 1979 году. Устройство изготовлено с использованием слегка легированного эпитаксиального слоя, чтобы сделать распределение поверхностного электрического поля более плоским, тем самым улучшая характеристики поверхностного пробоя, так что пробой происходит в теле, а не на поверхности, тем самым увеличивая напряжение пробоя устройства. Легкое легирование - еще один метод увеличения напряжения пробоя BCD. В основном он использует двойной диффузный сток DDD (двойной легирующий дренаж) и слегка легированный сток LDD (слегка легированный дренаж). В область стока DMOS добавляется область дрейфа N-типа, чтобы изменить исходный контакт между стоком N+ и подложкой P-типа на контакт между стоком N- и подложкой P-типа, тем самым увеличивая напряжение пробоя.

2. Мощное BCD-направление.

Диапазон напряжения мощного BCD составляет 40–90 В, и он в основном используется в автомобильной электронике, где требуется возможность управления большим током, среднее напряжение и простые схемы управления. Его требуемыми характеристиками являются способность управлять большим током, среднее напряжение, а схема управления часто относительно проста.

3. BCD-направление высокой плотности.

Двоично-десятичный код высокой плотности, диапазон напряжения 5-50 В, а некоторая автомобильная электроника достигает 70 В. Все более сложные и разнообразные функции могут быть интегрированы в один и тот же чип. BCD высокой плотности использует некоторые идеи модульной конструкции для достижения диверсификации продукции, которая в основном используется в автомобильной электронике.

Основные применения процесса BCD

Процесс BCD широко используется в управлении питанием (управление питанием и аккумулятором), дисплеев, автомобильной электронике, промышленном управлении и т. д. Микросхема управления питанием (PMIC) является одним из важных типов аналоговых микросхем. Сочетание процесса BCD и технологии SOI также является важной особенностью разработки процесса BCD.

VET-China может предоставить детали из графита, мягкожесткий войлок, детали из карбида кремния, детали из карбида кремния CVD и детали с покрытием sic/Tac в течение 30 дней.
Если вы заинтересованы в вышеуказанных полупроводниковых продуктах, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам в первый раз.

Тел:+86-1891 1596 392
WhatsAPP: 86-18069021720
Электронная почта:yeah@china-vet.com