BJT، CMOS، DMOS ۽ ٻيون سيمڪڊڪٽر پروسيسنگ ٽيڪنالاجيون

پراڊڪٽ جي معلومات ۽ صلاح مشوري لاءِ اسان جي ويب سائيٽ تي ڀليڪار.

اسان جي ويب سائيٽ:https://www.vet-china.com/

 

جيئن ته سيمي ڪنڊيڪٽر جي پيداوار جي عمل ۾ ڪاميابيون جاري آهن، "مور جو قانون" نالي هڪ مشهور بيان صنعت ۾ گردش ڪري رهيو آهي. اهو 1965ع ۾ Intel جي باني گورڊن مور پاران تجويز ڪيو ويو. ان جو بنيادي مواد هي آهي: ٽرانزيسٽرن جو تعداد جيڪي هڪ مربوط سرڪٽ تي رکي سگهجن ٿا، تقريبن هر 18 کان 24 مهينن ۾ ٻيڻو ٿيندو. هي قانون نه رڳو صنعت جي ترقي جي رجحان جو هڪ تجزيو ۽ اڳڪٿي آهي، پر سيمي ڪنڊڪٽر جي پيداوار جي عمل جي ترقي لاء هڪ ڊرائيونگ فورس پڻ آهي - هر شي کي ننڍڙي سائيز ۽ مستحڪم ڪارڪردگي سان ٽرانزيسٽر ٺاهڻ لاء آهي. 1950 کان اڄ تائين، اٽڪل 70 سالن تائين، مجموعي طور تي BJT، MOSFET، CMOS، DMOS، ۽ هائبرڊ BiCMOS ۽ BCD پروسيس ٽيڪنالاجيون ترقي ڪيون ويون آهن.

1. بي جي ٽي
Bipolar junction transistor (BJT)، عام طور تي triode طور سڃاتو وڃي ٿو. ٽرانزسٽر ۾ چارج فلو بنيادي طور تي PN جنڪشن تي ڪيريئرز جي پکيڙ ۽ drift حرڪت جي ڪري آهي. جيئن ته ان ۾ اليڪٽران ۽ سوراخ ٻنهي جي وهڪري شامل آهي، ان کي بائيپولر ڊوائيس سڏيو ويندو آهي.

ان جي پيدائش جي تاريخ کي واپس ڏسندي. ويڪيوم ٽرائيڊس کي سولڊ ايمپليفائرز سان تبديل ڪرڻ جي خيال جي ڪري، شاڪلي 1945 جي اونهاري ۾ سيمي ڪنڊڪٽرن تي بنيادي تحقيق ڪرڻ جي تجويز پيش ڪئي. 1945 جي ٻئي اڌ ۾، بيل ليبز هڪ سالڊ اسٽيٽ فزڪس ريسرچ گروپ قائم ڪيو جنهن جي سربراهي شاڪلي هئي. هن گروپ ۾، نه رڳو فزڪسسٽ، پر سرڪٽ انجنيئر ۽ ڪيمسٽ پڻ شامل آهن، جن ۾ بارڊين، هڪ نظرياتي فزيڪسسٽ، ۽ برٽين، هڪ تجرباتي فزيڪسسٽ شامل آهن. ڊسمبر 1947 ۾، هڪ واقعو جيڪو بعد ۾ ايندڙ نسلن پاران هڪ سنگ ميل سمجهيو ويندو هو، شاندار طور تي پيش آيو - بارڊين ۽ برٽين ڪاميابيء سان دنيا جي پهرين جرميميم پوائنٽ-رابطي واري ٽرانزسٽر کي موجوده ايمپليفڪيشن سان ايجاد ڪيو.

640 (8)

Bardeen ۽ Brattain جو پهريون نقطو-رابطي transistor

ٿوري دير کان پوءِ، شاڪلي 1948ع ۾ بائيپولر جنڪشن ٽرانزسٽر ايجاد ڪيو. هن تجويز ڏني ته ٽرانزسٽر ٻن پي اين جنڪشنن تي مشتمل ٿي سگهي ٿو، هڪ فارورڊ بائزڊ ۽ ٻيو ريورس بائزڊ، ۽ جون 1948ع ۾ پيٽنٽ حاصل ڪيائين. 1949ع ۾ هن تفصيلي ڪتاب شايع ڪيو. جنڪشن ٽرانزسٽر جي ڪم جو. ٻن سالن کان وڌيڪ عرصي کان پوءِ، بيل ليبز ۾ سائنسدانن ۽ انجنيئرن جنڪشن ٽرانزسٽرز (1951 ۾ سنگ ميل) جي وڏي پيماني تي پيداوار حاصل ڪرڻ لاءِ هڪ عمل تيار ڪيو، جيڪو اليڪٽرانڪ ٽيڪنالاجي جو هڪ نئون دور شروع ڪيو. ٽرانسسٽرز جي ايجاد ۾ سندن تعاون جي اعتراف ۾، شاڪلي، بارڊين ۽ برٽين گڏيل طور تي 1956 ۾ فزڪس ۾ نوبل انعام حاصل ڪيو.

640 (1)

NPN بائيپولر جنڪشن ٽرانزسٽر جو سادو ساخت وارو خاڪو

bipolar junction transistors جي جوڙجڪ جي حوالي سان، عام BJTs NPN ۽ PNP آهن. تفصيلي اندروني جوڙجڪ هيٺ ڏنل شڪل ۾ ڏيکاريل آهي. ايميٽر سان ملندڙ ناپاڪي وارو سيمي ڪنڊڪٽر علائقو ايميٽر علائقو آهي، جنهن ۾ ڊاپنگ جي مقدار وڌيڪ آهي؛ بيس سان ملندڙ ناپاڪ سيمي ڪنڊڪٽر علائقو بنيادي علائقو آهي، جنهن جي تمام پتلي ويڪر آهي ۽ تمام گهٽ ڊاپنگ ڪنسنٽريشن؛ ڪليڪٽر سان ملندڙ ناپاڪ سيمي ڪنڊڪٽر علائقو ڪليڪٽر علائقو آهي، جنهن ۾ وڏو علائقو ۽ تمام گهٽ ڊاپنگ ڪنسنٽريشن آهي.

640
BJT ٽيڪنالاجي جا فائدا آهن تيز ردعمل جي رفتار، تيز ٽرانسڪڪٽرنس (ان پٽ وولٽيج تبديليون وڏي اوٽ پٽ موجوده تبديلين سان ملن ٿيون)، گهٽ شور، اعلي اينالاگ درستگي، ۽ مضبوط موجوده ڊرائيونگ جي صلاحيت؛ نقصان گهٽ انضمام آهن (عمودي کوٽائي کي پسمانده سائيز سان گهٽائي نه ٿو سگهجي) ۽ اعلي طاقت جو استعمال.

2. MOS

Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor (Metal Oxide Semiconductor FET)، اھو آھي، ھڪڙو فيلڊ اثر ٽرانزسٽر جيڪو سيمي ڪنڊڪٽر (S) conductive چينل جي سوئچ کي ڪنٽرول ڪري ٿو وولٹیج کي دات جي پرت جي دروازي تي لاڳو ڪندي (M-metal الومينيم) ۽ اليڪٽرڪ فيلڊ جو اثر پيدا ڪرڻ لاءِ آڪسائيڊ پرت (O-انسوليٽنگ پرت SiO2) ذريعي ذريعو. جيئن ته دروازي ۽ ماخذ، ۽ دروازا ۽ ڊرين کي SiO2 انسوليٽنگ پرت طرفان الڳ ڪيو ويو آهي، MOSFET کي هڪ موصل گيٽ فيلڊ اثر ٽرانسسٽر پڻ سڏيو ويندو آهي. 1962 ۾، بيل ليبز باضابطه طور تي ڪامياب ترقي جو اعلان ڪيو، جيڪو سيمي ڪنڊڪٽر جي ترقي جي تاريخ ۾ سڀ کان اهم سنگ ميلن مان هڪ بڻجي ويو ۽ سڌو سنئون سيمي ڪنڊڪٽر ميموري جي آمد لاء ٽيڪنيڪل بنياد رکيو.

MOSFET conductive چينل جي قسم جي مطابق P چينل ۽ N چينل ۾ ورهائي سگھجي ٿو. دروازي جي وولٹیج جي طول و عرض جي مطابق، ان ۾ ورهائي سگھجي ٿو: گھٽتائي جو قسم-جڏھن دروازي جي وولٹیج صفر آھي، اتي نالي ۽ ماخذ جي وچ ۾ ھڪڙو conductive چينل آھي؛ واڌاري جو قسم- N (P) چينل ڊوائيسز لاءِ، اتي ھڪڙو ڪنڊڪٽو چينل آھي صرف جڏھن دروازي جي وولٹیج (صفر کان گھٽ) کان وڌيڪ آھي، ۽ پاور MOSFET خاص طور تي N چينل وڌائڻ واري قسم آھي.

640 (2)

MOS ۽ triode جي وچ ۾ بنيادي فرق شامل آھن پر ھيٺ ڏنل پوائنٽن تائين محدود نه آھن.

-ٽرائڊس بائيپولر ڊوائيسز آهن ڇو ته اڪثريت ۽ اقليتي ڪيريئر هڪ ئي وقت ۾ هلائڻ ۾ حصو وٺندا آهن؛ جڏهن ته MOS صرف سيمي ڪنڊڪٽرز ۾ اڪثريت ڪيريئر ذريعي بجلي هلائي ٿو، ۽ ان کي يونيپولر ٽرانزسٽر پڻ سڏيو ويندو آهي.
-Triodes آهن موجوده ڪنٽرول ڊوائيسز نسبتا اعلي بجلي واپرائڻ سان؛ جڏهن ته MOSFETs وولٹیج-ڪنٽرول ڊوائيسز آهن گهٽ پاور واپرائڻ سان.
-ٽرائڊس ۾ وڏي آن-مزاحمتي هوندي آهي، جڏهن ته MOS ٽيوبون ننڍيون آن-مزاحمت واريون هونديون آهن، فقط چند سئو ملي هومس. موجوده برقي ڊوائيسز ۾، MOS ٽيوب عام طور تي سوئچز طور استعمال ڪيا ويندا آهن، خاص طور تي ڇاڪاڻ ته MOS جي ڪارڪردگي نسبتا تيز آهي ٽرائيڊس جي مقابلي ۾.
-Triodes هڪ نسبتا فائدي جي قيمت آهي، ۽ MOS ٽيوب نسبتا قيمتي آهن.
-اڄڪلهه، MOS ٽيوب اڪثر حالتن ۾ ٽروڊس کي تبديل ڪرڻ لاء استعمال ڪيا ويا آهن. صرف ڪجهه گهٽ طاقت يا طاقت جي غير حساس منظرنامي ۾، اسان قيمت جي فائدي تي غور ڪندي ٽرائيڊس استعمال ڪنداسين.
3. CMOS

ڪمپليمينٽري ميٽل آڪسائيڊ سيميڪنڊڪٽر: CMOS ٽيڪنالاجي استعمال ڪري ٿي ڪمپليمينٽري پي-قسم ۽ اين-قسم ميٽل آڪسائيڊ سيميڪنڊڪٽر ٽرانزسٽرز (MOSFETs) اليڪٽرانڪ ڊوائيسز ۽ منطق سرڪٽ ٺاهڻ لاءِ. هيٺ ڏنل شڪل ڏيکاري ٿو هڪ عام CMOS انورٽر، جيڪو استعمال ڪيو ويندو آهي "1 → 0" يا "0 → 1" تبادلي لاءِ.

640 (3)

هيٺ ڏنل شڪل هڪ عام CMOS پار-سيڪشن آهي. کاٻي پاسي NMS آهي، ۽ ساڄي پاسي PMOS آهي. ٻن MOS جا G قطب هڪ عام دروازي جي ان پٽ جي طور تي هڪٻئي سان ڳنڍيل آهن، ۽ ڊي پولس هڪ عام ڊيل آئوٽ جي طور تي هڪٻئي سان ڳنڍيل آهن. VDD PMOS جي ذريعن سان ڳنڍيل آهي، ۽ VSS NMOS جي ذريعن سان ڳنڍيل آهي.

640 (4)

1963 ۾، Fairchild Semiconductor جي Wanlass ۽ Sah CMOS سرڪٽ ايجاد ڪيو. 1968 ۾، آمريڪي ريڊيو ڪارپوريشن (آر سي اي) پهريون CMOS انٽيگريٽيڊ سرڪٽ پراڊڪٽ تيار ڪيو، ۽ ان کان پوءِ، CMOS سرڪٽ وڏي ترقي حاصل ڪئي آهي. ان جا فائدا گھٽ پاور واپرائڻ ۽ اعلي انضمام (STI/LOCOS عمل انضمام کي وڌيڪ بھتر ڪري سگھن ٿا)؛ ان جو نقصان هڪ تالا اثر جو وجود آهي (PN جنڪشن ريورس تعصب MOS ٽيوب جي وچ ۾ اڪيلائي جي طور تي استعمال ڪيو ويندو آهي، ۽ مداخلت آساني سان هڪ بهتر لوپ ٺاهي ۽ سرڪٽ کي ساڙي سگهي ٿو).

4. DMOS
Double-Diffused Metal Oxide Semiconductor: عام MOSFET ڊوائيسز جي ڍانچي وانگر، ان ۾ پڻ ماخذ، ڊرين، گيٽ ۽ ٻيا اليڪٽروڊ هوندا آهن، پر ڊرين جي آخر ۾ بريڪ ڊائون وولٽيج وڌيڪ هوندو آهي. ڊبل diffusion عمل استعمال ڪيو ويندو آهي.

هيٺ ڏنل انگ اکر ڏيکاري ٿو هڪ معياري اين-چينل DMOS جي ڪراس-سيڪشن. هن قسم جي DMOS ڊوائيس عام طور تي استعمال ڪيو ويندو آهي گهٽ طرف واري سوئچنگ ايپليڪيشنن ۾، جتي MOSFET جو ذريعو زمين سان ڳنڍيل آهي. ان کان سواء، اتي هڪ پي-چينل DMOS آهي. هن قسم جي DMOS ڊوائيس عام طور تي استعمال ڪيو ويندو آهي تيز-سائڊ سوئچنگ ايپليڪيشنن ۾، جتي MOSFET جو ذريعو هڪ مثبت وولٹیج سان ڳنڍيل آهي. CMOS سان ملندڙ جلندڙ، مڪمل DMOS ڊوائيسز استعمال ڪن ٿيون N-channel ۽ P-channel MOSFETs ساڳئي چپ تي مڪمل سوئچنگ افعال مهيا ڪرڻ لاءِ.

640 (6)

چينل جي هدايت جي بنياد تي، DMOS کي ٻن قسمن ۾ ورهائي سگھجي ٿو، يعني عمودي ڊبل ڊفيوزڊ ميٽل آڪسائيڊ سيميڪنڊڪٽر فيلڊ اثر ٽرانزسٽر VDMOS (Vertical Double-Diffused MOSFET) ۽ ليٽرل ڊبل ڊفيوزڊ ميٽل آڪسائيڊ سيميڪنڊڪٽر فيلڊ اثر ٽرانزسٽر LDMOS (Lateral Doub) -Diffused MOSFET).

VDMOS ڊوائيسز هڪ عمودي چينل سان ٺهيل آهن. پسمانده DMOS ڊوائيسز جي مقابلي ۾، انهن وٽ اعلي بريڪ ڊائون وولٽيج ۽ موجوده هٿ ڪرڻ جي صلاحيت آهي، پر مزاحمت اڃا به نسبتا وڏي آهي.

640 (7)

LDMOS ڊوائيسز هڪ پسمانده چينل سان ٺهيل آهن ۽ غير متناسب طاقت MOSFET ڊوائيسز آهن. عمودي DMOS ڊوائيسز جي مقابلي ۾، اهي گهٽ تي مزاحمت ۽ تيز سوئچنگ جي رفتار کي اجازت ڏين ٿا.

640 (5)

روايتي MOSFETs جي مقابلي ۾، DMOS وٽ اعلي گنجائش ۽ گھٽ مزاحمت آهي، تنهنڪري اهو وڏي پئماني تي استعمال ڪيو ويندو آهي اعلي طاقت برقي ڊوائيسز جهڙوڪ پاور سوئچز، پاور اوزار ۽ برقي گاڏين جي ڊرائيو ۾.

5. BiCMOS
بيپولر CMOS هڪ ٽيڪنالاجي آهي جيڪا CMOS ۽ بائيپولر ڊوائيسز کي ساڳئي وقت ساڳئي چپ تي ضم ڪري ٿي. ان جو بنيادي خيال CMOS ڊوائيسز کي مکيه يونٽ سرڪٽ جي طور تي استعمال ڪرڻ آهي، ۽ بائيپولر ڊوائيسز يا سرڪٽ شامل ڪرڻ جتي وڏي گنجائش وارو لوڊ هلائڻ جي ضرورت آهي. تنهن ڪري، BiCMOS سرڪٽ ۾ اعلي انضمام ۽ CMOS سرڪٽ جي گھٽ بجلي جي استعمال جا فائدا آهن، ۽ BJT سرڪٽ جي تيز رفتار ۽ مضبوط موجوده ڊرائيونگ صلاحيتن جا فائدا.

640

STMicroelectronics' BiCMOS SiGe (silicon Germanium) ٽيڪنالاجي هڪ واحد چپ تي آر ايف، اينالاگ ۽ ڊجيٽل حصن کي ضم ڪري ٿي، جيڪا خاص طور تي خارجي حصن جي تعداد کي گھٽائي سگھي ٿي ۽ بجلي جي استعمال کي بهتر بڻائي سگھي ٿي.

6. بي سي ڊي
Bipolar-CMOS-DMOS، هي ٽيڪنالاجي هڪ ئي چپ تي بائيپولر، CMOS ۽ DMOS ڊوائيسز ٺاهي سگهي ٿي، جنهن کي BCD پروسيس سڏيو ويندو آهي، جيڪو پهريون ڀيرو 1986 ۾ STMicroelectronics (ST) پاران ڪاميابي سان ترقي ڪئي وئي هئي.

640 (1)

بيپولر اينالاگ سرڪٽس لاءِ موزون آهي، CMOS ڊجيٽل ۽ منطقي سرڪٽس لاءِ موزون آهي، ۽ DMOS پاور ۽ هاءِ وولٽيج ڊوائيسز لاءِ موزون آهي. BCD ٽن جي فائدن کي گڏ ڪري ٿو. مسلسل سڌارڻ کان پوء، BCD وڏي پئماني تي مصنوعات ۾ استعمال ڪيو ويندو آهي پاور مئنيجمينٽ، اينالاگ ڊيٽا حاصل ڪرڻ ۽ طاقت جي عملن جي شعبن ۾. ST جي سرڪاري ويب سائيٽ موجب، BCD لاءِ پختو عمل اڃا تائين 100nm جي لڳ ڀڳ آهي، 90nm اڃا تائين پروٽوٽائپ ڊيزائن ۾ آهي، ۽ 40nmBCD ٽيڪنالاجي ترقي هيٺ ايندڙ نسل جي شين سان تعلق رکي ٿي.

 


پوسٽ ٽائيم: سيپٽمبر-10-2024
WhatsApp آن لائن چيٽ!