În prezent, în fiecare dispozitiv electric și electronic pe care îl folosim în viața noastră de zi cu zi constă din circuite integrate care sunt fabricate prin utilizarea procesului de fabricare a dispozitivelor semiconductoare. circuite electronice sunt create pe o plachetă formată din materiale semiconductoare pure precum siliciu și alți semiconductori compuși cu pași multipli care implică foto litografie și procese chimice.

Procesul de fabricație a semiconductorilor a fost început din Texas la începutul anilor 1960 și apoi extins în întreaga lume.

Tehnologie BiCMOS

Aceasta este una dintre cele mai importante tehnologii semiconductoare și este o tehnologie foarte dezvoltată, în anii 1990 încorporând două tehnologii separate, și anume tranzistorul de joncțiune bipolar și CMOS tranzistor într-un singur circuit integrat modern. Deci, pentru o mai bună îngăduință a acestei tehnologii, putem arunca o scurtă privire asupra tehnologiei CMOS și a tehnologiei bipolare.

BiCMOS CME8000

Cifra prezentată este prima analogic / digital IC receptor și este un receptor integrat BiCMOS cu o sensibilitate foarte mare.

Tehnologie CMOS

Este un complement al tehnologiei MOS sau CSG (Commodore Semiconductor Group) care a fost lansat ca sursă pentru fabricarea calculatoarelor electronice. După aceea, tehnologia complementară MOS numită tehnologia CMOS este utilizată pentru dezvoltarea circuitelor integrate, cum ar fi digitalul circuite logice impreuna cu microcontroler s și microprocesoare. Tehnologia CMOS oferă avantajul unei disipări mai reduse a puterii și a unei marje de zgomot reduse cu densitate mare de ambalare.

CMOS CD74HC4067

Figura arată utilizarea tehnologiei CMOS în fabricarea dispozitivelor cu comutare digitală controlată.

Tehnologie bipolară

Tranzistoarele bipolare fac parte din circuite integrate și funcționarea lor se bazează pe două tipuri de material semiconductor sau depinde de ambele tipuri de găuri ale purtătorilor de sarcină și de electroni. Acestea sunt clasificate în două tipuri ca: PNP și NPN , clasificat pe baza dopării celor trei terminale ale sale și a polarităților acestora. Oferă comutare ridicată, precum și viteză de intrare / ieșire cu performanțe bune de zgomot.

AM2901CPC bipolar

Figura arată utilizarea tehnologiei bipolare în procesorul RISC AM2901CPC.

Logica BiCMOS

Este o tehnologie de procesare complexă care oferă tehnologii NMOS și PMOS amalgamate reciproc cu avantajele de a avea o tehnologie bipolară cu consum foarte redus de energie și o viteză mare față de tehnologia CMOS.

14 pași pentru fabricarea BiCMOS

Fabricarea BiCMOS combină procesul de fabricare a BJT și CMOS, dar simpla variație este o realizare a bazei. Următorii pași arată procesul de fabricare BiCMOS.

Pasul 1: Substratul P este luat așa cum se arată în figura de mai jos

P-substrat

Pasul 2: Substratul p este acoperit cu stratul de oxid

Substrat P cu strat de oxid

Pasul 3: O mică deschidere se face pe stratul de oxid

Deschiderea se face pe stratul de oxid

Pasul 4: Impuritățile de tip N sunt puternic dopate prin deschidere

Impuritățile de tip N sunt puternic dopate prin deschidere

Pasul 5: Stratul P - Epitaxi este cultivat pe întreaga suprafață

Stratul de epitaxie este cultivat pe întreaga suprafață

Pasul 6 : Din nou, întregul strat este acoperit cu stratul de oxid și se fac două deschideri prin acest strat de oxid.

“converti semnalul analogic în digital ”

se fac două deschideri prin stratul de oxid

Pasul 7 : Din deschiderile realizate prin stratul de oxid impuritățile de tip n sunt difuzate pentru a forma n-godeuri

impuritățile de tip n sunt difuzate pentru a forma godeuri n

Pasul 8: Trei deschideri sunt realizate prin stratul de oxid pentru a forma trei dispozitive active.

Trei deschideri sunt realizate prin stratul de oxid pentru a forma trei dispozitive active

Pasul 9: Terminalele de poartă ale NMOS și PMOS sunt formate prin acoperirea și modelarea întregii suprafețe cu Thinox și Polysilicon.

Terminalele de poartă ale NMOS și PMOS sunt formate cu Thinox și Polysilicon

Pasul 10: Impuritățile P sunt adăugate pentru a forma terminalul de bază al BJT și similare, impuritățile de tip N sunt puternic dopate pentru a forma terminalul emițător al BJT, sursa și scurgerea NMOS și în scop de contact impuritățile de tip N sunt dopate în godeul N colector.

P-impuritățile sunt adăugate pentru a forma terminalul de bază al BJT

Pasul 11: Pentru a forma regiuni sursă și de drenare a PMOS și pentru a face contact în regiunea de bază P, impuritățile de tip P sunt puternic dopate.

Impuritățile de tip P sunt puternic dopate pentru a forma regiuni sursă și de drenaj ale PMOS

Pasul 12: Apoi întreaga suprafață este acoperită cu stratul gros de oxid.

Întreaga suprafață este acoperită cu stratul gros de oxid

Pasul 13: Prin stratul gros de oxid, tăieturile sunt modelate pentru a forma contactele metalice.

Tăieturile sunt modelate pentru a forma contactele metalice

Pasul 14 : Contactele metalice sunt realizate prin tăieturile realizate pe stratul de oxid și terminalele sunt denumite așa cum se arată în figura de mai jos.

Contactele metalice se realizează prin tăieturi, iar terminalele sunt denumite

Fabricarea BICMOS este prezentată în figura de mai sus, cu o combinație de NMOS, PMOS și BJT. În procesul de fabricație sunt utilizate unele straturi, cum ar fi implantul de oprire a canalului, oxidarea stratului gros și inelele de protecție.

Fabricarea va fi teoretic dificilă pentru a include atât tehnologiile CMOS, cât și cele bipolare. Parazitar tranzistoare bipolare sunt produse în mod accidental este o problemă de fabricație în timp ce procesează CM-p-well și n-well. Pentru fabricarea BiCMOS s-au adăugat mulți pași suplimentari pentru reglarea fină a componentelor bipolare și CMOS. Prin urmare, costul fabricării totale crește.

Dopul de canal este implantat în dispozitivele semiconductoare, așa cum se arată în figura de mai sus, folosind implantarea sau difuzia sau alte metode pentru a limita răspândirea zonei canalului sau pentru a evita formarea de canale parazitare.

Nodurile cu impedanță ridicată, dacă există, pot provoca curenți de scurgere de suprafață și pentru a evita fluxul de curent în locurile în care fluxul de curent este restricționat, se utilizează aceste inele de protecție.

Avantajele tehnologiei BiCMOS

Proiectarea amplificatorului analogic este facilitată și îmbunătățită prin utilizarea circuitului CMOS cu impedanță ridicată ca intrare și restul sunt realizate prin utilizarea tranzistoarelor bipolare.
BiCMOS este în esență viguros la variații de temperatură și proces, oferind considerente economice bune (procent ridicat de unități prime) cu o variabilitate mai mică a parametrilor electrici.
Dispozitivele BiCMOS pot asigura furnizarea și aprovizionarea curentului cu sarcină mare conform cerințelor.
Deoarece este un grup de tehnologii bipolare și CMOS putem folosi BJT dacă viteza este un parametru critic și putem folosi MOS dacă puterea este un parametru critic și poate conduce sarcini de capacitate ridicate cu timp de ciclu redus.
Are o disipare redusă a puterii decât tehnologia bipolară.
Această tehnologie a găsit aplicații frecvente în circuite analogice de gestionare a puterii și circuite amplificatoare, cum ar fi amplificatorul BiCMOS.
Este adecvat pentru aplicații intensive de intrare / ieșire, oferă intrări / ieșiri flexibile (TTL, CMOS și ECL).
Are avantajul performanței îmbunătățite a vitezei, comparativ cu tehnologia CMOS.
Prindeți invulnerabilitatea.
Are capacitatea bidirecțională (sursa și scurgerea pot fi schimbate conform cerințelor).

Dezavantaje ale tehnologiei BiCMOS

Procesul de fabricație al acestei tehnologii este alcătuit atât din tehnologiile CMOS, cât și din cele bipolare, sporind complexitatea.
Datorită creșterii complexității procesului de fabricație, crește și costul fabricației.
Pe măsură ce există mai multe dispozitive, deci, mai puțină litografie.

Tehnologie și aplicații BiCMOS

Poate fi analizat ca funcție ȘI de densitate și viteză mare.
Această tehnologie este utilizată ca alternativă a bipolarului anterior, ECL și CMOS de pe piață.
În unele aplicații (în care există un buget finit pentru putere), performanța vitezei BiCMOS este mai bună decât cea a bipolarului.
Această tehnologie este potrivită pentru aplicațiile intensive de intrare / ieșire.
Aplicațiile BiCMOS erau inițial în microprocesoare RISC, mai degrabă decât în microprocesoare tradiționale CISC.
Această tehnologie excelează aplicațiile sale, în principal în două domenii ale microprocesoarelor, cum ar fi memoria și intrarea / ieșirea.
Are o serie de aplicații în sisteme analogice și digitale, rezultând un singur cip care acoperă limita analog-digitală.
Depășește decalajul care permite trecerea cursului de acțiune și a marginilor circuitului.
Poate fi folosit pentru aplicații de eșantionare și păstrare, deoarece oferă intrări de impedanță ridicată.
Acest lucru este, de asemenea, utilizat în aplicații cum ar fi addere, mixere, ADC și DAC.
Pentru a cuceri limitările bipolare și CMOS amplificatoare operaționale procesele BiCMOS sunt utilizate în proiectarea amplificatoarelor operaționale. În amplificatoarele operaționale, se doresc caracteristici de câștig ridicat și frecvență înaltă. Toate aceste caracteristici dorite pot fi obținute prin utilizarea acestor amplificatoare BiCMOS.

Tehnologia BiCMOS împreună cu fabricarea, avantajele, dezavantajele și aplicațiile sale sunt discutate pe scurt în acest articol. Pentru o mai bună înțelegere despre această tehnologie, vă rugăm să postați întrebările dvs. ca comentarii mai jos.

Credite foto: