Pašlaik visās elektriskajās un elektroniskajās ierīcēs, kuras mēs izmantojam ikdienas dzīvē, ir integrētas shēmas, kuras ražo, izmantojot pusvadītāju ierīču ražošanas procesu. The elektroniskās shēmas ir izveidoti uz vafeles, kas sastāv no tīriem pusvadītāju materiāliem, piemēram, silīcijs un citi pusvadītāji savienojumi ar vairākiem posmiem, kas saistīti ar fotolitogrāfiju un ķīmiskiem procesiem.

Pusvadītāju ražošanas process tika uzsākts Teksasā 1960. gadu sākumā un pēc tam tika izvērsts visā pasaulē.

BiCMOS tehnoloģija

Šī ir viena no galvenajām pusvadītāju tehnoloģijām un ir augsti attīstīta tehnoloģija, kas 1990. gados ietver divas atsevišķas tehnoloģijas, proti, bipolārā savienojuma tranzistoru un CMOS tranzistors vienā modernā integrētā shēmā. Tātad, lai šī tehnoloģija būtu labāka, mēs īsumā varam ieskatīties CMOS tehnoloģijā un Bipolar tehnoloģijā.

BiCMOS CME8000

Parādītais skaitlis ir pirmais analogais / digitālais uztvērēja IC un ir integrēts BiCMOS uztvērējs ar ļoti augstu jutību.

CMOS tehnoloģija

Tas ir MOS tehnoloģijas jeb CSG (Commodore Semiconductor Group) papildinājums, kas tika izveidots kā avots elektronisko kalkulatoru ražošanai. Pēc tam integrēto shēmu, piemēram, digitālo, izstrādei tiek izmantots MOS tehnoloģijas papildinājums, ko sauc par CMOS tehnoloģiju loģiskās shēmas kopā ar mikrokontrolleris s un mikroprocesori. CMOS tehnoloģija nodrošina mazāku enerģijas izkliedi un zemu trokšņu līmeni ar lielu iepakojuma blīvumu.

CMOS CD74HC4067

Attēlā parādīta CMOS tehnoloģijas izmantošana digitāli vadāmu slēdžu ierīču ražošanā.

Bipolārā tehnoloģija

Bipolārie tranzistori ir integrēto shēmu sastāvdaļa, un to darbība ir balstīta uz divu veidu pusvadītāju materiāliem vai ir atkarīga no abiem lādiņu nesēju atveru un elektronu veidiem. Tos parasti iedala divos veidos: PNP un NPN , kas klasificēts, ņemot vērā tā trīs spailes un to polaritāti. Tas nodrošina augstu komutāciju, kā arī ieejas / izejas ātrumu ar labu trokšņa veiktspēju.

Bipolārs AM2901CPC

Attēlā parādīta bipolārās tehnoloģijas izmantošana RISC procesorā AM2901CPC.

BiCMOS loģika

Tā ir sarežģīta apstrādes tehnoloģija, kas nodrošina NMOS un PMOS tehnoloģiju apvienošanu savā starpā ar priekšrocībām, kas saistītas ar ļoti mazu enerģijas patēriņa bipolāru tehnoloģiju un lielu ātrumu salīdzinājumā ar CMOS tehnoloģiju. MOSFET nodrošina augstas ieejas pretestības loģiskos vārtus, un bipolārie tranzistori nodrošina lielu strāvas pieaugumu.

14 soļi BiCMOS izgatavošanai

BiCMOS ražošana apvieno BJT un CMOS izgatavošanas procesu, bet tikai variācija ir bāzes realizācija. Šīs darbības parāda BiCMOS izgatavošanas procesu.

1. solis: P-substrātu ņem, kā parādīts zemāk redzamajā attēlā

P-substrāts

2. solis: P-substrāts ir pārklāts ar oksīda slāni

P-substrāts ar oksīda slāni

3. solis: Uz oksīda slāņa tiek izveidota neliela atvere

Atvere tiek veikta uz oksīda slāņa

4. solis: N-veida piemaisījumi tiek stipri leģēti caur atveri

N-veida piemaisījumi tiek stipri leģēti caur atveri

5. solis: P - epitaksijas slānis tiek audzēts uz visas virsmas

Epitaksijas slānis tiek audzēts uz visas virsmas

6. solis : Atkal viss slānis ir pārklāts ar oksīda slāni, un caur šo oksīda slāni tiek izveidotas divas atveres.

“kas ir biometriskā ierīce un kā to izmantot ”

caur oksīda slāni tiek veiktas divas atveres

7. solis No atverēm, kas izveidotas caur oksīda slāni, n-veida piemaisījumi tiek izkliedēti, veidojot n-urbumus

n-veida piemaisījumi tiek izkliedēti, veidojot n-urbumus

8. solis: Caur oksīda slāni tiek izveidotas trīs atveres, lai izveidotu trīs aktīvās ierīces.

Caur oksīda slāni tiek izveidotas trīs atveres, lai izveidotu trīs aktīvās ierīces

9. solis: NMOS un PMOS vārtu spailes tiek veidotas, pārklājot un veidojot visu virsmu ar Thinox un Polisilicon.

NMOS un PMOS vārtu spailes tiek veidotas ar Thinox un Polisilicon

10. solis: P-piemaisījumus pievieno, veidojot BJT bāzes spaili, un līdzīgus N-veida piemaisījumus stipri pielieto, lai izveidotu BJT emitējošo spaili, NMOS avotu un noteci, un kontakta nolūkā N-veida piemaisījumus iemaisa N-akā. kolekcionārs.

P-piemaisījumus pievieno, lai izveidotu BJT bāzes spaili

11. solis: Lai izveidotu PMOS avota un kanalizācijas reģionus un lai izveidotu kontaktu P-bāzes reģionā, P veida piemaisījumi ir stipri leģēti.

P tipa piemaisījumi tiek stipri leģēti, veidojot PMOS avota un kanalizācijas reģionus

12. solis: Tad visa virsma ir pārklāta ar biezu oksīda slāni.

Visa virsma ir pārklāta ar biezu oksīda slāni

13. solis: Caur biezu oksīda slāni griezumi tiek veidoti, veidojot metāla kontaktus.

Izgriezumi ir veidoti, veidojot metāla kontaktus

14. solis : Metāla kontakti tiek veikti caur oksīda slāņa griezumiem, un spailes ir nosauktas, kā parādīts zemāk redzamajā attēlā.

Metāla kontakti tiek veikti caur griezumiem un tiek nosaukti spailes

BICMOS izgatavošana ir parādīta iepriekš minētajā attēlā ar NMOS, PMOS un BJT kombināciju. Ražošanas procesā tiek izmantoti daži slāņi, piemēram, kanāla apturēšanas implants, bieza slāņa oksidēšanās un aizsarggredzeni.

Teorētiski būs grūti izgatavot gan CMOS, gan bipolārās tehnoloģijas. Parazitāras bipolāri tranzistori netīši tiek ražotas, ir p-well un n-well CMOS apstrādes problēma. BiCMOS izgatavošanai ir pievienotas daudzas papildu darbības, lai precīzi pielāgotu bipolāros un CMOS komponentus. Tādējādi palielinās kopējās ražošanas izmaksas.

Kanāla aizbāznis tiek implantēts pusvadītāju ierīcēs, kā parādīts iepriekš redzamajā attēlā, izmantojot implantāciju, difūziju vai citas metodes, lai ierobežotu kanāla laukuma izplatīšanos vai izvairītos no parazītu kanālu veidošanās.

Augstas pretestības mezgli, ja tādi ir, var izraisīt virsmas noplūdes strāvas, un, lai izvairītos no strāvas plūsmas vietās, kur strāvas plūsma ir ierobežota, tiek izmantoti šie aizsarggredzeni.

BiCMOS tehnoloģijas priekšrocības

Analogā pastiprinātāja konstrukcija tiek atvieglota un uzlabota, izmantojot augstas impedances CMOS ķēdi kā ieeju, un atlikusī tiek realizēta, izmantojot bipolārus tranzistorus.
BiCMOS būtībā enerģiski izturas pret temperatūras un procesa variācijām, piedāvājot labus ekonomiskus apsvērumus (liels pamatvienību procents) ar mazāku elektrisko parametru mainīgumu.
Saskaņā ar prasībām BiCMOS ierīces var nodrošināt lielas slodzes strāvas pazemināšanos un ieguvi.
Tā kā tā ir bipolāru un CMOS tehnoloģiju grupa, mēs varam izmantot BJT, ja ātrums ir kritisks parametrs, un mēs varam izmantot MOS, ja jauda ir kritisks parametrs, un tas var vadīt lielas kapacitātes slodzes ar samazinātu cikla laiku.
Tam ir zema enerģijas izkliede nekā tikai bipolārai tehnoloģijai.
Šī tehnoloģija bieži tika izmantota analogās enerģijas pārvaldības ķēdēs un pastiprinātāju ķēdēs, piemēram, BiCMOS pastiprinātājā.
Tas ir labi piemērots intensīvām ievades / atdalīšanas lietojumprogrammām, piedāvā elastīgas ieejas / izejas (TTL, CMOS un ECL).
Tā priekšrocība ir uzlabota ātruma veiktspēja, salīdzinot tikai ar CMOS tehnoloģiju.
Satveriet neievainojamību.
Tam ir divvirzienu spēja (avotu un drenāžu var apmainīt atbilstoši prasībām).

BiCMOS tehnoloģijas trūkumi

Šīs tehnoloģijas ražošanas process sastāv gan no CMOS, gan no bipolārajām tehnoloģijām, kas palielina sarežģītību.
Ražošanas procesa sarežģītības palielināšanās dēļ pieaug arī ražošanas izmaksas.
Tā kā ir vairāk ierīču, līdz ar to mazāk litogrāfijas.

BiCMOS tehnoloģija un lietojumprogrammas

To var analizēt kā augsta blīvuma un ātruma AND funkciju.
Šī tehnoloģija tiek izmantota kā aizstājējs iepriekšējiem tirgū esošajiem bipolāriem, ECL un CMOS.
Dažās lietojumprogrammās (kurās jaudai ir ierobežots budžets) BiCMOS ātruma veiktspēja ir labāka nekā bipolārā.
Šī tehnoloģija ir labi piemērota intensīvām ievades / izvades lietojumprogrammām.
Sākotnēji BiCMOS pielietojums bija RISC mikroprocesoros, nevis tradicionālos CISC mikroprocesoros.
Šī tehnoloģija pārspēj savu lietojumu, galvenokārt divās mikroprocesoru jomās, piemēram, atmiņā un ieejā / izvadā.
Tam ir vairākas lietojumprogrammas analogajās un digitālajās sistēmās, kā rezultātā viena mikroshēma aptver analogās un digitālās robežas.
Tas pārspēj plaisu, kas ļauj šķērsot darbības virzienu un ķēdes robežas.
To var izmantot paraugu un aizturēšanas lietojumprogrammām, jo tas nodrošina augstas pretestības ieejas.
To izmanto arī tādās lietojumprogrammās kā papildinātāji, maisītāji, ADC un DAC.
Lai pārvarētu bipolārā un CMOS ierobežojumus operatīvie pastiprinātāji darbības pastiprinātāju projektēšanā tiek izmantoti BiCMOS procesi. Operatīvajos pastiprinātājos ir vēlami augstas pastiprināšanas un augstfrekvences raksturlielumi. Visas šīs vēlamās īpašības var iegūt, izmantojot šos BiCMOS pastiprinātājus.

BiCMOS tehnoloģija kopā ar izgatavošanu, priekšrocībām, trūkumiem un lietojumiem ir īsi aplūkota šajā rakstā. Lai labāk izprastu šo tehnoloģiju, lūdzu, ievietojiet savus jautājumus kā komentārus zemāk.

Foto kredīti: