Trenutno se svaki električni i elektronički uređaj koji koristimo u svakodnevnom životu sastoji od integriranih sklopova koji se proizvode postupkom izrade poluvodičkih uređaja. The elektronički sklopovi stvoreni su na oblatni koja se sastoji od čistih poluvodičkih materijala kao što su silicij i ostali poluvodiči spojevi s više koraka koji uključuju foto litografiju i kemijske procese.

Proces proizvodnje poluvodiča pokrenut je iz Teksasa početkom 1960-ih, a zatim proširen po cijelom svijetu.

BiCMOS tehnologija

Ovo je jedna od glavnih tehnologija poluvodiča i visoko je razvijena tehnologija, koja je 1990-ih uključivala dvije odvojene tehnologije, a to su bipolarni spojni tranzistor i CMOS tranzistor u jednom modernom integriranom krugu. Dakle, radi boljeg popuštanja ove tehnologije, ukratko možemo baciti pogled na CMOS tehnologiju i bipolarnu tehnologiju.

BiCMOS CME8000

Prikazana slika je prva analogni / digitalni IC prijemnika i integrirani je BiCMOS prijemnik vrlo visoke osjetljivosti.

CMOS tehnologija

Komplementaran je MOS tehnologiji ili CSG (Commodore Semiconductor Group) koji je pokrenut kao izvor za proizvodnju elektroničkih kalkulatora. Nakon toga komplementarna MOS tehnologija nazvana CMOS tehnologija koristi se za razvoj integriranih sklopova poput digitalnih logički sklopovi zajedno s mikrokontroler s i mikroprocesori. CMOS tehnologija pruža prednost manjeg rasipanja energije i male margine šuma uz veliku gustoću pakiranja.

CMOS CD74HC4067

Slika prikazuje uporabu CMOS tehnologije u proizvodnji digitalno upravljanih preklopnih uređaja.

Bipolarna tehnologija

Bipolarni tranzistori dio su integriranih sklopova i njihov se rad temelji na dvije vrste poluvodičkih materijala ili ovisi o obje vrste rupa na nosačima naboja i elektronima. Oni se obično klasificiraju u dvije vrste kao PNP i NPN , klasificiran na temelju dopinga njegova tri terminala i njihovih polariteta. Omogućuje visoku sklopku, kao i ulazno / izlaznu brzinu uz dobre performanse buke.

Bipolarni AM2901CPC

Slika prikazuje upotrebu bipolarne tehnologije u RISC procesoru AM2901CPC.

Logika BiCMOS-a

To je složena tehnologija obrade koja pruža NMOS i PMOS tehnologije koje se međusobno spajaju s prednostima vrlo male potrošnje energije bipolarne tehnologije i velike brzine u odnosu na CMOS tehnologiju. MOSFET-ovi daju logička vrata visoke ulazne impedancije, a bipolarni tranzistori pružaju veliko strujno pojačanje.

14 koraka za izradu BiCMOS-a

Izrada BiCMOS kombinira postupak proizvodnje BJT i CMOS, ali puka varijacija je ostvarenje osnove. Sljedeći koraci prikazuju postupak izrade BiCMOS.

Korak 1: P-podloga se uzima kako je prikazano na donjoj slici

P-podloga

Korak 2: P-podloga je prekrivena oksidnim slojem

P-podloga s oksidnim slojem

Korak 3: Na oksidnom sloju napravljen je mali otvor

Otvor se vrši na oksidnom sloju

Korak 4: Kroz otvor se nečistoće tipa N jako dopiraju

Kroz otvor se nečistoće tipa N jako dopiraju

Korak 5: Sloj P - Epitaxy uzgaja se na cijeloj površini

Sloj epitaksija uzgaja se na cijeloj površini

Korak6 : Opet, čitav sloj je prekriven oksidnim slojem i kroz taj oksidni sloj prolaze dva otvora.

“pravilo razdjelnika napona paralelni otpornici ”

kroz oksidni sloj napravljena su dva otvora

Korak 7 : Iz otvora napravljenih kroz oksidni sloj nečistoće tipa n difundiraju se u n-jažice

nečistoće n-tipa difundiraju se da bi stvorile n-jažice

Korak 8: Kroz oksidni sloj prolaze se tri otvora kako bi se stvorila tri aktivna uređaja.

Kroz oksidni sloj prolaze se tri otvora kako bi se stvorila tri aktivna uređaja

9. korak: Stezaljke vrata NMOS i PMOS nastaju prekrivanjem i uzorkovanjem cijele površine Thinoxom i Polysiliconom.

Izlazni terminali NMOS-a i PMOS-a izrađeni su od Thinoxa i Polysilicon-a

Korak 10: P-nečistoće dodane su da tvore osnovni terminal BJT-a i slične, nečistoće N-tipa snažno su dopirane da bi stvorile emiterski terminal BJT, izvor i odvod NMOS-a, a u svrhu kontakta nečistoće N-tipa dopirane su u N-bušotinu kolektor.

P-nečistoće se dodaju da tvore osnovni terminal BJT

Korak 11: Kako bi se stvorile izvorišne i odvodne regije PMOS-a i kako bi se uspostavio kontakt u P-bazi, nečistoće tipa P jako su dopirane.

Nečistoće tipa P jako su dopirane kako bi stvorile izvorno i odvodno područje PMOS-a

Korak 12: Tada je cijela površina prekrivena debelim oksidnim slojem.

Cijela je površina prekrivena debelim oksidnim slojem

Korak 13: Kroz gusti oksidni sloj rezovi su oblikovani u obliku metalnih kontakata.

Rezovi su oblikovani u obliku metalnih kontakata

Korak 14 : Metalni kontakti izrađeni su kroz rezove na oksidnom sloju i terminali su imenovani kako je prikazano na donjoj slici.

Kroz rezove se izrađuju metalni kontakti i nazivaju se terminali

Izrada BICMOS-a prikazana je na gornjoj slici s kombinacijom NMOS-a, PMOS-a i BJT-a. U procesu proizvodnje koriste se neki slojevi poput implantata za zaustavljanje kanala, oksidacije debelog sloja i zaštitnih prstenova.

Izrada će biti teoretski teška za uključivanje i tehnologija CMOS i bipolarne. Parazitski bipolarni tranzistori proizvedeni nenamjerno predstavlja problem pri izradi tijekom obrade CMOS-a s p-bušotinom i n-jažicom. Za proizvodnju BiCMOS-a dodano je mnogo dodatnih koraka za fino podešavanje bipolarnih i CMOS komponenata. Stoga se trošak ukupne izrade povećava.

Zaustavljač kanala ugrađuje se u poluvodičke uređaje, kao što je prikazano na gornjoj slici, pomoću implantacije ili difuzije ili drugih metoda kako bi se ograničilo širenje područja kanala ili kako bi se izbjeglo stvaranje parazitskih kanala.

Čvorovi visoke impedancije, ako postoje, mogu prouzročiti površinske struje propuštanja i izbjeći protok struje na mjestima gdje je protok struje ograničen, koriste se ovi zaštitni prstenovi.

Prednosti BiCMOS tehnologije

Dizajn analognog pojačala olakšava se i poboljšava korištenjem CMOS kruga visoke impedancije kao ulaza, a preostali se ostvaruju pomoću bipolarnih tranzistora.
BiCMOS je u osnovi snažan za temperaturne i procesne varijacije nudeći dobra ekonomska razmatranja (visok postotak osnovnih jedinica) s manje varijabilnosti u električnim parametrima.
Poniranje i izvor struje visokog opterećenja mogu se osigurati prema uređajima BiCMOS.
Budući da se radi o grupiranju bipolarnih i CMOS tehnologija, možemo koristiti BJT ako je brzina kritični parametar, a možemo koristiti i MOS ako je snaga kritični parametar i može pokretati velika opterećenja s smanjenim vremenom ciklusa.
Ima malu disipaciju snage od same bipolarne tehnologije.
Ova je tehnologija pronašla česte primjene u analognim krugovima za upravljanje napajanjem i krugovima pojačala, poput BiCMOS pojačala.
Vrlo je prikladan za intenzivne aplikacije unosa / izlaza, nudi fleksibilne ulaze / izlaze (TTL, CMOS i ECL).
Prednost mu je poboljšana brzina u usporedbi s CMOS tehnologijom.
Isključite neranjivost.
Ima dvosmjernu sposobnost (izvor i odvod se mogu mijenjati prema zahtjevu).

Nedostaci tehnologije BiCMOS

Postupak izrade ove tehnologije sastoji se i od CMOS-a i od bipolarnih tehnologija koje povećavaju složenost.
Zbog povećanja složenosti postupka izrade, također se povećavaju i troškovi izrade.
Kako ima više uređaja, dakle, manje litografije.

BiCMOS tehnologija i aplikacije

Može se analizirati kao funkcija visoke gustoće i brzine AND.
Ova se tehnologija koristi kao alternativa prethodnim bipolarnim, ECL i CMOS-ovima na tržištu.
U nekim aplikacijama (u kojima postoji ograničeni proračun za snagu) performanse brzine BiCMOS-a su bolje od one kod bipolarnih.
Ova je tehnologija vrlo pogodna za intenzivne primjene ulaza / izlaza.
Primjene BiCMOS-a u početku su bile u RISC mikroprocesorima, a ne u tradicionalnim CISC mikroprocesorima.
Ova tehnologija prednjači u svojoj primjeni, uglavnom u dva područja mikroprocesora kao što su memorija i ulaz / izlaz.
Ima brojne primjene u analognim i digitalnim sustavima, što rezultira jednim čipom koji se proteže na analogno-digitalnoj granici.
Prevladava prazninu koja omogućuje prelazak pravca djelovanja i margina kruga.
Može se koristiti za aplikacije za uzorkovanje i zadržavanje jer pruža ulaze visoke impedancije.
To se također koristi u aplikacijama kao što su dodavači, mješalice, ADC i DAC.
Pobijediti ograničenja bipolarnog i CMOS-a operativna pojačala procesi BiCMOS koriste se u dizajniranju operativnih pojačala. U operativnim pojačalima poželjne su karakteristike visokog pojačanja i visoke frekvencije. Sve ove željene karakteristike mogu se postići korištenjem ovih BiCMOS pojačala.

U ovom se članku ukratko govori o tehnologiji BiCMOS, zajedno s njezinom izradom, prednostima, nedostacima i primjenama. Da biste bolje razumjeli ovu tehnologiju, molimo objavite svoje upite kao svoje komentare u nastavku.

Foto bodovi: