„BiCMOS“ technologija: gamyba ir programos

Išbandykite Mūsų Instrumentą, Kaip Pašalinti Problemas





Šiuo metu kiekvienas elektrinis ir elektroninis prietaisas, kurį naudojame kasdieniame gyvenime, susideda iš integrinių grandynų, gaminamų naudojant puslaidininkių įtaisų gamybos procesą. The elektroninės grandinės yra sukurti ant plokštelės, pagamintos iš grynų puslaidininkinių medžiagų, tokių kaip silicis ir kiti puslaidininkiai junginiai, turintys kelis etapus, apimančius fotolitografiją ir cheminius procesus.

Puslaidininkių gamybos procesas buvo pradėtas nuo Teksaso 1960-ųjų pradžioje, o paskui buvo išplėstas visame pasaulyje.




„BiCMOS“ technologija

Tai yra viena iš pagrindinių puslaidininkių technologijų ir yra labai išvystyta technologija, 1990 m. Apimanti dvi atskiras technologijas, būtent bipolinį jungties tranzistorių ir CMOS tranzistorius vienoje modernioje integruotoje grandinėje. Taigi, norėdami geriau mėgautis šia technologija, galime trumpai pažvelgti į CMOS technologiją ir „Bipolar“ technologijas.

„BiCMOS CME8000“

„BiCMOS CME8000“



Parodytas paveikslas yra pirmasis analoginis / skaitmeninis imtuvo IC ir yra „BiCMOS“ integruotas imtuvas su labai dideliu jautrumu.

CMOS technologija

Tai papildo MOS technologiją arba CSG („Commodore Semiconductor Group“), kuri buvo sukurta kaip elektroninių skaičiuoklių gamybos šaltinis. Po to MOS technologija, vadinama CMOS technologija, naudojama kuriant integruotas grandines, pvz., Skaitmenines loginės grandinės kartu su mikrovaldiklis s ir mikroprocesoriai. CMOS technologija suteikia naudos dėl mažesnio energijos išsisklaidymo ir mažos triukšmo ribos bei didelio pakavimo tankio.

CMOS CD74HC4067

CMOS CD74HC4067

Paveikslėlyje parodytas CMOS technologijos panaudojimas gaminant skaitmeninius valdomus perjungimo įtaisus.


Bipolinė technologija

Bipoliniai tranzistoriai yra integruotų grandinių dalis, o jų veikimas pagrįstas dviejų tipų puslaidininkinėmis medžiagomis arba priklauso nuo abiejų tipų įkrovos nešiklių skylių ir elektronų. Jie paprastai skirstomi į du tipus: PNP ir NPN , klasifikuojamas atsižvelgiant į trijų jo galų dopingą ir jų poliškumą. Tai užtikrina aukštą perjungimą, taip pat įvesties / išvesties greitį ir gerą triukšmo efektyvumą.

Bipolinis AM2901CPC

Bipolinis AM2901CPC

Paveikslėlyje parodytas bipolinės technologijos panaudojimas RISC procesoriuje AM2901CPC.

„BiCMOS Logic“

Tai sudėtinga apdorojimo technologija, leidžianti NMOS ir PMOS technologijoms sujungti vienas kitą su labai mažo energijos suvartojimo bipolinės technologijos ir didelio greičio, palyginti su CMOS technologija, pranašumais. „MOSFET“ suteikia didelius įėjimo impedanso loginius vartus, o bipoliniai tranzistoriai teikia didelį srovės stiprumą.

14 „BiCMOS“ gamybos žingsnių

„BiCMOS“ gamyba sujungia BJT ir CMOS gamybos procesą, tačiau tik variacija yra pagrindo realizacija. Šie veiksmai rodo „BiCMOS“ gamybos procesą.

1 žingsnis: P-substratas imamas taip, kaip parodyta žemiau esančiame paveikslėlyje

P-substratas

P-substratas

2 žingsnis: P substratas padengtas oksido sluoksniu

P-substratas su oksido sluoksniu

P-substratas su oksido sluoksniu

3 žingsnis: Ant oksido sluoksnio padaryta maža anga

Atidarymas atliekamas ant oksido sluoksnio

Atidarymas atliekamas ant oksido sluoksnio

4 žingsnis: N tipo priemaišos per angą yra stipriai legiruotos

N tipo priemaišos per angą yra stipriai legiruotos

N tipo priemaišos per angą yra stipriai legiruotos

5 žingsnis: P - epitaksijos sluoksnis auginamas ant viso paviršiaus

Epitaksijos sluoksnis auginamas ant viso paviršiaus

Epitaksijos sluoksnis auginamas ant viso paviršiaus

6 žingsnis : Vėlgi, visas sluoksnis yra padengtas oksido sluoksniu ir per šį oksido sluoksnį padaromos dvi angos.

per oksido sluoksnį padaromos dvi angos

per oksido sluoksnį padaromos dvi angos

7 žingsnis : Iš angų, padarytų per oksido sluoksnį, n tipo priemaišos išsklaidomos formuojant n duobutes

n tipo priemaišos išsklaidomos formuojant n duobutes

n tipo priemaišos išsklaidomos formuojant n duobutes

8 žingsnis: Per oksido sluoksnį padaromos trys angos, kad būtų suformuoti trys aktyvūs įtaisai.

Per oksido sluoksnį padaromos trys angos, kad būtų suformuoti trys aktyvūs įtaisai

Per oksido sluoksnį padaromos trys angos, kad būtų suformuoti trys aktyvūs įtaisai

9 žingsnis: NMOS ir PMOS vartų gnybtai yra suformuoti uždengiant ir raštuojant visą paviršių Thinox ir Polisilicon.

NMOS ir PMOS vartų gnybtai yra suformuoti su Thinox ir Polisilicon

NMOS ir PMOS vartų gnybtai yra suformuoti su Thinox ir Polisilicon

10 žingsnis: P priemaišos pridedamos, kad susidarytų BJT bazinis terminalas, ir panašios N tipo priemaišos yra stipriai legiruotos, kad susidarytų BJT spinduolis, NMOS šaltinis ir nutekėjimas, o kontakto tikslu N tipo priemaišos įpilamos į N duobutę. kolekcininkas.

P-priemaišos pridedamos, kad susidarytų BJT bazinis terminalas

P-priemaišos pridedamos, kad susidarytų BJT bazinis terminalas

11 žingsnis: Norėdami suformuoti PMOS šaltinio ir nutekėjimo regionus ir užmegzti kontaktą P bazės regione, P tipo priemaišos yra labai legiruotos.

P tipo priemaišos yra labai legiruotos, kad susidarytų PMOS šaltinio ir nutekėjimo regionai

P tipo priemaišos yra labai legiruotos, kad susidarytų PMOS šaltinio ir nutekėjimo regionai

12 žingsnis: Tada visas paviršius padengiamas storu oksido sluoksniu.

Visas paviršius padengtas storu oksido sluoksniu

Visas paviršius padengtas storu oksido sluoksniu

13 žingsnis: Per storą oksido sluoksnį pjūviai rašomi taip, kad susidarytų metaliniai kontaktai.

Pjūviai yra raštuoti, kad būtų suformuoti metaliniai kontaktai

Pjūviai yra raštuoti, kad būtų suformuoti metaliniai kontaktai

14 žingsnis : Metaliniai kontaktai atliekami per oksido sluoksnio pjūvius, o gnybtai pavadinti taip, kaip parodyta žemiau esančiame paveikslėlyje.

Metaliniai kontaktai atliekami per pjūvius ir įvardijami gnybtai

Metaliniai kontaktai atliekami per pjūvius ir įvardijami gnybtai

BICMOS gamyba parodyta aukščiau pateiktame paveiksle su NMOS, PMOS ir BJT deriniu. Gamybos procese naudojami kai kurie sluoksniai, tokie kaip kanalo stabdymo implantas, storo sluoksnio oksidacija ir apsauginiai žiedai.

Teoriškai bus sunku gaminti CMOS ir bipolines technologijas. Parazitinis bipoliniai tranzistoriai netyčia gaminamos yra gamybos problema apdorojant p-well ir n-well CMOS. „BiCMOS“ gamybai pridėta daug papildomų veiksmų, kad būtų galima tiksliai sureguliuoti bipolinius ir CMOS komponentus. Taigi padidėja visos gamybos sąnaudos.

Kanalų kamštis implantuojamas į puslaidininkinius įtaisus, kaip parodyta aukščiau, naudojant implantavimo, difuzijos ar kitus metodus, siekiant apriboti kanalo ploto išplitimą arba išvengti parazitinių kanalų susidarymo.

Didelės varžos mazgai, jei tokių yra, gali sukelti paviršiaus nuotėkio sroves ir naudoti srovės srautus tose vietose, kur srovės srautas yra ribotas, naudojami šie apsauginiai žiedai.

BiCMOS technologijos pranašumai

  • Analoginio stiprintuvo dizainas palengvinamas ir patobulinamas naudojant didelės impedanso CMOS grandinę kaip įvestį, o likusi dalis realizuojama naudojant bipolinius tranzistorius.
  • „BiCMOS“ iš esmės yra energingas atsižvelgiant į temperatūros ir proceso pokyčius, pasiūlant gerus ekonominius aspektus (didelį pirminių vienetų procentą) ir mažiau kintant elektriniams parametrams.
  • Didelės apkrovos srovės nuleidimą ir tiekimą gali užtikrinti „BiCMOS“ įrenginiai, kaip reikalaujama.
  • Kadangi tai yra bipolinių ir CMOS technologijų grupė, mes galime naudoti BJT, jei greitis yra kritinis parametras, ir mes galime naudoti MOS, jei galia yra kritinis parametras ir jis gali valdyti dideles talpos apkrovas su trumpesniu ciklo laiku.
  • Jis išskiria mažai energijos nei vien bipolinė technologija.
  • Ši technologija buvo dažnai naudojama analoginėse galios valdymo grandinėse ir stiprintuvų grandinėse, tokiose kaip „BiCMOS“ stiprintuvas.
  • Tai gerai tinka intensyvioms įvesties / išvesties programoms, siūlo lanksčias įvestis / išvestis (TTL, CMOS ir ECL).
  • Jo pranašumas yra pagerintas greičio našumas, palyginti su vien CMOS technologija.
  • Užfiksuokite nepažeidžiamumą.
  • Jis turi dvikryptę galimybę (šaltinį ir nutekėjimą galima pakeisti pagal reikalavimą).

BiCMOS technologijos trūkumai

  • Šios technologijos gamybos procesą sudaro CMOS ir bipolinės technologijos, kurios padidina sudėtingumą.
  • Dėl padidėjusio gamybos proceso sudėtingumo padidėja ir gamybos kaina.
  • Kadangi yra daugiau prietaisų, vadinasi, mažiau litografijos.

„BiCMOS“ technologija ir programos

  • Tai galima analizuoti kaip didelio tankio ir greičio IR funkciją.
  • Ši technologija naudojama kaip ankstesnių rinkoje esančių bipolinių, ECL ir CMOS pakaitalai.
  • Kai kuriose programose (kur galios biudžetas yra ribotas) „BiCMOS“ spartos našumas yra geresnis nei bipolinio.
  • Ši technologija puikiai tinka intensyvioms įvesties / išvesties programoms.
  • Iš pradžių „BiCMOS“ buvo naudojamos RISC mikroprocesoriuose, o ne tradiciniuose CISC mikroprocesoriuose.
  • Ši technologija puikiai veikia, daugiausia dviejose mikroprocesorių srityse, tokiose kaip atmintis ir įvestis / išvestis.
  • Jis turi daugybę programų analoginėse ir skaitmeninėse sistemose, todėl viena mikroschema apima analoginę ir skaitmeninę ribą.
  • Jis peržengia spragą, leidžiančią peržengti veiksmų eigą ir grandinės ribas.
  • Jis gali būti naudojamas mėginių ir sulaikymo programoms, nes suteikia didelę impedansinę įvestį.
  • Tai taip pat naudojama tokiose programose kaip priedai, maišytuvai, ADC ir DAC.
  • Įveikti bipolinio ir CMOS apribojimus operaciniai stiprintuvai „BiCMOS“ procesai naudojami kuriant operacinius stiprintuvus. Operaciniuose stiprintuvuose pageidaujama didelio prieaugio ir aukšto dažnio charakteristikų. Visas šias norimas charakteristikas galima įgyti naudojant šiuos „BiCMOS“ stiprintuvus.

Šiame straipsnyje trumpai aptariama „BiCMOS“ technologija, jos gamyba, pranašumai, trūkumai ir pritaikymas. Norėdami geriau suprasti šią technologiją, pateikite savo klausimus kaip komentarus žemiau.

Nuotraukų kreditai: