Що таке процес BCD?
Процес BCD — це однокристальна інтегрована технологія процесу, вперше представлена компанією ST у 1986 році. Ця технологія може створювати біполярні, CMOS- і DMOS-пристрої на одному чіпі. Його поява сильно зменшує площу чіпа.
Можна сказати, що процес BCD повністю використовує переваги можливості біполярного керування, високої інтеграції CMOS і низького енергоспоживання, а також високої напруги DMOS і пропускної здатності струму. Серед них DMOS є ключем до покращення потужності та інтеграції. З подальшим розвитком технології інтегральних схем процес BCD став основною технологією виробництва PMIC.
Діаграма поперечного перерізу процесу BCD, вихідна мережа, дякую
Переваги процесу BCD
Процес BCD створює біполярні пристрої, пристрої CMOS і пристрої живлення DMOS одночасно на одному чіпі, об’єднуючи високу провідність і сильну здатність керувати навантаженням біполярних пристроїв, а також високу інтеграцію та низьке енергоспоживання CMOS, щоб вони могли доповнювати один одного та повною мірою використовувати свої відповідні переваги; в той же час DMOS може працювати в режимі комутації з надзвичайно низьким енергоспоживанням. Одним словом, низьке енергоспоживання, висока енергоефективність і висока інтеграція є одними з головних переваг BCD. Процес BCD може значно зменшити енергоспоживання, покращити продуктивність системи та підвищити надійність. Функції електронних виробів з кожним днем розширюються, а вимоги до зміни напруги, захисту конденсаторів і подовження терміну служби батареї стають все більш важливими. Високошвидкісні та енергозберігаючі характеристики BCD відповідають технологічним вимогам для високопродуктивних аналогових чипів керування живленням.
Основні технології процесу BCD
Типові пристрої процесу BCD включають низьковольтні КМОП, високовольтні МОП-лампи, LDMOS з різними напругами пробою, вертикальні NPN/PNP та діоди Шотткі тощо. Деякі процеси також інтегрують такі пристрої, як JFET та EEPROM, що призводить до великої різноманітності пристроїв у процесі BCD. Таким чином, на додаток до розгляду сумісності високовольтних пристроїв і пристроїв низької напруги, процесів подвійного клацання та процесів CMOS тощо при проектуванні також слід враховувати відповідну технологію ізоляції.
У технології ізоляції BCD одна за одною з’явилося багато технологій, таких як ізоляція переходів, самоізоляція та діелектрична ізоляція. Технологія ізоляції з’єднання полягає у створенні пристрою на епітаксіальному шарі N-типу підкладки P-типу та використанні характеристик зворотного зміщення PN-переходу для досягнення ізоляції, оскільки PN-перехід має дуже високий опір під зворотним зміщенням.
Технологія самоізоляції — це, по суті, ізоляція PN-переходу, яка для досягнення ізоляції ґрунтується на природних характеристиках PN-переходу між областями витоку та стоку пристрою та підкладкою. Коли MOS трубка включена, область джерела, область стоку та канал оточені областю виснаження, утворюючи ізоляцію від підкладки. Коли він вимкнений, PN-перехід між областю стоку та підкладкою має зворотне зміщення, а висока напруга області джерела ізольована областю виснаження.
Для досягнення ізоляції в діелектричній ізоляції використовуються ізоляційні середовища, такі як оксид кремнію. На основі діелектричної ізоляції та ізоляції з’єднання була розроблена квазідіелектрична ізоляція шляхом поєднання переваг обох. Вибірково застосовуючи наведену вище технологію ізоляції, можна досягти сумісності високої та низької напруги.
Напрям розвитку процесу BCD
Розвиток технології BCD не схожий на стандартний процес CMOS, який завжди дотримувався закону Мура, щоб розвиватися в напрямку меншої ширини лінії та більшої швидкості. Процес BCD грубо диференціюється і розвивається в трьох напрямках: висока напруга, висока потужність і висока щільність.
1. Високовольтний напрям BCD
Високовольтний BCD може виробляти високонадійні низьковольтні схеми керування та надвисоковольтні схеми DMOS-рівня на одному чіпі одночасно, а також може реалізувати виробництво високовольтних пристроїв 500-700 В. Однак, загалом, BCD все ще підходить для продуктів з відносно високими вимогами до пристроїв живлення, особливо BJT або сильнострумових пристроїв DMOS, і може використовуватися для керування живленням в електронному освітленні та промислових додатках.
Сучасною технологією виробництва високовольтних BCD є технологія RESURF, запропонована Appel et al. у 1979 році. Пристрій виготовлено з використанням злегка легованого епітаксійного шару, щоб зробити поверхневий розподіл електричного поля більш плоским, тим самим покращуючи характеристики поверхневого пробою, так що пробій відбувається в тілі, а не на поверхні, тим самим збільшуючи напругу пробою пристрою. Легке легування є ще одним методом підвищення напруги пробою BCD. В основному використовується подвійний дифузний дренаж DDD (подвійний легуючий дренаж) і злегка легований дренаж LDD (легко легований дренаж). В області стоку DMOS додається дрейфова область N-типу, щоб змінити початковий контакт між стоком N+ і підкладкою P-типу на контакт між стоком N і підкладкою P-типу, тим самим збільшуючи напругу пробою.
2. Потужний BCD напрямок
Діапазон напруг високої потужності BCD становить 40-90 В, і він в основному використовується в автомобільній електроніці, яка потребує високої здатності керувати струмом, середньої напруги та простих схем керування. Його характеристиками вимог є висока здатність керувати струмом, середня напруга, а схема керування часто є відносно простою.
3. Напрям BCD високої щільності
BCD високої щільності, діапазон напруги становить 5-50 В, а деяка автомобільна електроніка досягає 70 В. На одній мікросхемі можна інтегрувати все більше і більше складних і різноманітних функцій. BCD високої щільності використовує деякі ідеї модульного дизайну для досягнення диверсифікації продукції, яка в основному використовується в додатках автомобільної електроніки.
Основні застосування процесу BCD
Процес BCD широко використовується в управлінні живленням (контроль живлення та батареї), дисплеї, автомобільній електроніці, промисловому контролі тощо. Мікросхема керування живленням (PMIC) є одним із важливих типів аналогових мікросхем. Поєднання процесу BCD і технології SOI також є основною особливістю розробки процесу BCD.
VET-China може надати графітові деталі, м’який жорсткий фетр, деталі з карбіду кремнію, деталі з карбіду кремнію CVD та деталі з покриттям sic/Tac протягом 30 днів.
Якщо ви зацікавлені у вищезазначених напівпровідникових продуктах, будь ласка, не соромтеся зв’язатися з нами вперше.
Тел.: +86-1891 1596 392
WhatsAPP: 86-18069021720
Електронна пошта:yeah@china-vet.com
Час публікації: 18 вересня 2024 р