BCD process

Vad är BCD-processen?

BCD-processen är en integrerad processteknik med ett chip som först introducerades av ST 1986. Denna teknik kan göra bipolära, CMOS- och DMOS-enheter på samma chip. Dess utseende minskar chipets yta avsevärt.

Det kan sägas att BCD-processen fullt ut utnyttjar fördelarna med bipolär drivförmåga, CMOS hög integration och låg strömförbrukning, och DMOS högspänning och hög strömflödeskapacitet. Bland dem är DMOS nyckeln till att förbättra kraften och integrationen. Med vidareutvecklingen av integrerad kretsteknologi har BCD-processen blivit den vanliga tillverkningstekniken för PMIC.

BCD process tvärsnittsdiagram, källnätverk, tack

Fördelar med BCD-processen

BCD-processen gör bipolära enheter, CMOS-enheter och DMOS-kraftenheter på samma chip samtidigt, och integrerar den höga transkonduktansen och starka lastdrivningsförmågan hos bipolära enheter och den höga integrationen och låga energiförbrukningen hos CMOS, så att de kan komplettera varandra och ge fullt ut till sina respektive fördelar; samtidigt kan DMOS arbeta i växlingsläge med extremt låg strömförbrukning. Kort sagt, låg strömförbrukning, hög energieffektivitet och hög integration är en av de främsta fördelarna med BCD. BCD-processen kan avsevärt minska strömförbrukningen, förbättra systemets prestanda och ha bättre tillförlitlighet. Elektroniska produkters funktioner ökar dag för dag, och kraven på spänningsförändringar, kondensatorskydd och förlängning av batteritiden blir allt viktigare. BCD:s höghastighets- och energibesparande egenskaper uppfyller processkraven för högpresterande analoga/strömhanteringschips.

Nyckelteknologier för BCD-processen

Typiska enheter för BCD-processer inkluderar lågspännings-CMOS, högspännings-MOS-rör, LDMOS med olika genomslagsspänningar, vertikala NPN/PNP- och Schottky-dioder, etc. Vissa processer integrerar även enheter som JFET och EEPROM, vilket resulterar i en stor variation av enheter i BCD-process. Därför, förutom att beakta kompatibiliteten hos högspänningsenheter och lågspänningsenheter, dubbelklicksprocesser och CMOS-processer etc. i designen, måste lämplig isoleringsteknik också övervägas.

Inom BCD-isoleringstekniken har många tekniker såsom korsningsisolering, självisolering och dielektrisk isolering dykt upp en efter en. Junction isolation-teknologi är att göra enheten på det epitaxiella skiktet av N-typ av P-typ-substratet och använda de omvända förspänningsegenskaperna hos PN-övergången för att uppnå isolering, eftersom PN-övergången har ett mycket högt motstånd under omvänd förspänning.

Självisoleringsteknik är i huvudsak PN-övergångsisolering, som förlitar sig på de naturliga PN-övergångsegenskaperna mellan enhetens emitter- och dräneringsområden och substratet för att uppnå isolering. När MOS-röret är påslaget omges källområdet, dräneringsområdet och kanalen av utarmningsområdet, vilket bildar isolering från substratet. När den är avstängd är PN-övergången mellan kollektorområdet och substratet omvänt förspänd, och källområdets högspänning isoleras av utarmningsområdet.

Dielektrisk isolering använder isolerande media som kiseloxid för att uppnå isolering. Baserat på dielektrisk isolering och korsningsisolering har kvasi-dielektrisk isolering utvecklats genom att kombinera fördelarna med båda. Genom att selektivt använda ovanstående isoleringsteknik kan högspännings- och lågspänningskompatibilitet uppnås.

Utvecklingsriktning för BCD-processen

Utvecklingen av BCD-processteknologi är inte som den vanliga CMOS-processen, som alltid har följt Moores lag för att utvecklas i riktning mot mindre linjebredd och snabbare hastighet. BCD-processen är grovt differentierad och utvecklad i tre riktningar: högspänning, hög effekt och hög densitet.

1. Högspännings BCD-riktning

Högspännings-BCD kan tillverka högtillförlitliga lågspänningsstyrkretsar och ultrahögspänningskretsar på DMOS-nivå på samma chip samtidigt, och kan realisera produktionen av 500-700V högspänningsenheter. Men generellt sett är BCD fortfarande lämplig för produkter med relativt höga krav på kraftenheter, speciellt BJT eller högströms DMOS-enheter, och kan användas för effektstyrning i elektronisk belysning och industriella applikationer.

Den nuvarande tekniken för tillverkning av högspännings-BCD är RESURF-tekniken som föreslagits av Appel et al. 1979. Anordningen är tillverkad med hjälp av ett lätt dopat epitaxiellt skikt för att göra ytans elektriska fältfördelning plattare, och därigenom förbättra egenskaperna för ytnedbrytning, så att nedbrytningen sker i kroppen istället för ytan, vilket ökar anordningens genomslagsspänning. Lättdopning är en annan metod för att öka nedbrytningsspänningen för BCD. Den använder huvudsakligen dubbla diffused drain DDD (double Doping Drain) och lätt dopad drain LDD (lightly Doping Drain). I DMOS-drain-området läggs ett driftområde av N-typ till för att ändra den ursprungliga kontakten mellan N+-drain och P-typ-substratet till kontakten mellan N-drain och P-typ-substrat, och därigenom öka genomslagsspänningen.

2. Högeffekts BCD-riktning

Spänningsområdet för högeffekts BCD är 40-90V, och det används huvudsakligen i bilelektronik som kräver hög strömkörningsförmåga, medelspänning och enkla styrkretsar. Dess kravegenskaper är hög strömdrivningsförmåga, medelspänning och styrkretsen är ofta relativt enkel.

3. Högdensitet BCD-riktning

BCD med hög densitet, spänningsområdet är 5-50V, och viss bilelektronik når 70V. Fler och mer komplexa och mångsidiga funktioner kan integreras på samma chip. High-density BCD antar några modulära designidéer för att uppnå produktdiversifiering, huvudsakligen som används i bilelektroniktillämpningar.

Huvudapplikationer för BCD-processen

BCD-processen används i stor utsträckning inom energihantering (ström- och batteristyrning), bildskärmsdrift, bilelektronik, industriell styrning, etc. Power Management chip (PMIC) är en av de viktiga typerna av analoga chips. Kombinationen av BCD-process och SOI-teknik är också ett viktigt inslag i utvecklingen av BCD-process.

VET-China kan tillhandahålla grafitdelar, mjukstyv filt, kiselkarbiddelar, cvD-kiselkarbiddelar och sic/Tac-belagda delar på 30 dagar.
Om du är intresserad av ovanstående halvledarprodukter, tveka inte att kontakta oss vid första gången.

Tel: +86-1891 1596 392
WhatsAPP:86-18069021720
E-post:yeah@china-vet.com