Gegenwärtig besteht jedes elektrische und elektronische Gerät, das wir in unserem täglichen Leben verwenden, aus integrierten Schaltkreisen, die unter Verwendung des Herstellungsprozesses von Halbleiterbauelementen hergestellt werden. Das elektronische Schaltkreise werden auf einem Wafer aus reinen Halbleitermaterialien wie z Silizium und andere Halbleiter Verbindungen mit mehreren Schritten, die Photolithographie und chemische Prozesse umfassen.

Der Prozess der Halbleiterherstellung wurde Anfang der 1960er Jahre in Texas gestartet und dann auf die ganze Welt ausgedehnt.

BiCMOS-Technologie

Dies ist eine der wichtigsten Halbleitertechnologien und eine hochentwickelte Technologie, die in den 90er Jahren zwei separate Technologien umfasst, nämlich Bipolartransistor und CMOS Transistor in einer einzigen modernen integrierten Schaltung. Um diese Technologie besser nutzen zu können, können wir einen kurzen Blick auf die CMOS-Technologie und die Bipolar-Technologie werfen.

BiCMOS CME8000

Die gezeigte Abbildung ist die erste Analog Digital Empfänger-IC und ist ein in BiCMOS integrierter Empfänger mit sehr hoher Empfindlichkeit.

CMOS-Technologie

Es ist eine Ergänzung zur MOS-Technologie oder CSG (Commodore Semiconductor Group), die als Quelle für die Herstellung der elektronischen Taschenrechner gestartet wurde. Nach dieser Ergänzung der MOS-Technologie wird die sogenannte CMOS-Technologie zur Entwicklung der integrierten Schaltkreise wie Digital verwendet Logikschaltungen zusammen mit Mikrocontroller s und Mikroprozessoren. Die CMOS-Technologie bietet den Vorteil einer geringeren Verlustleistung und eines geringen Rauschabstands bei hoher Packungsdichte.

CMOS CD74HC4067

Die Abbildung zeigt die Verwendung der CMOS-Technologie bei der Herstellung der digital gesteuerten Schaltgeräte.

Bipolare Technologie

Bipolartransistoren sind Teil integrierter Schaltkreise und ihr Betrieb basiert auf zwei Arten von Halbleitermaterial oder hängt von beiden Arten von Ladungsträgerlöchern und Elektronen ab. Diese werden im Allgemeinen in zwei Arten eingeteilt als PNP und NPN , klassifiziert basierend auf der Dotierung seiner drei Anschlüsse und ihrer Polaritäten. Es bietet eine hohe Schalt- sowie Eingangs- / Ausgangsgeschwindigkeit bei guter Rauschleistung.

Bipolar AM2901CPC

Die Abbildung zeigt die Verwendung der bipolaren Technologie im RISC-Prozessor AM2901CPC.

BiCMOS-Logik

Es handelt sich um eine komplexe Verarbeitungstechnologie, die NMOS- und PMOS-Technologien bietet, die mit den Vorteilen einer bipolaren Technologie mit sehr geringem Stromverbrauch und hoher Geschwindigkeit gegenüber der CMOS-Technologie verschmolzen sind. MOSFETs gewähren Logikgatter mit hoher Eingangsimpedanz und Bipolartransistoren bieten eine hohe Stromverstärkung.

14 Schritte zur Herstellung von BiCMOS

Die BiCMOS-Herstellung kombiniert den Herstellungsprozess von BJT und CMOS, aber lediglich Variation ist eine Realisierung der Basis. Die folgenden Schritte zeigen den BiCMOS-Herstellungsprozess.

Schritt 1: Das P-Substrat wird wie in der folgenden Abbildung gezeigt aufgenommen

P-Substrat

Schritt 2: Das p-Substrat ist mit der Oxidschicht bedeckt

P-Substrat mit Oxidschicht

Schritt 3: Auf der Oxidschicht ist eine kleine Öffnung angebracht

Die Oxidschicht wird geöffnet

Schritt 4: Verunreinigungen vom N-Typ sind stark durch die Öffnung dotiert

Verunreinigungen vom N-Typ sind stark durch die Öffnung dotiert

Schritt 5: Die P-Epitaxie-Schicht wächst auf der gesamten Oberfläche

Die Epitaxieschicht wächst auf der gesamten Oberfläche

Schritt 6 : Auch hier ist die gesamte Schicht mit der Oxidschicht bedeckt und durch diese Oxidschicht werden zwei Öffnungen hergestellt.

“Wie testet man einen Kondensator mit einem Digitalmultimeter? ”

Durch die Oxidschicht werden zwei Öffnungen hergestellt

Schritt 7 : Aus den durch die Oxidschicht hergestellten Öffnungen werden Verunreinigungen vom n-Typ diffundiert, um n-Vertiefungen zu bilden

Verunreinigungen vom n-Typ werden diffundiert, um n-Vertiefungen zu bilden

Schritt 8: Durch die Oxidschicht werden drei Öffnungen gemacht, um drei aktive Vorrichtungen zu bilden.

Durch die Oxidschicht werden drei Öffnungen gemacht, um drei aktive Vorrichtungen zu bilden

Schritt 9: Die Gate-Anschlüsse von NMOS und PMOS werden gebildet, indem die gesamte Oberfläche mit Thinox und Polysilicium bedeckt und strukturiert wird.

Die Gate-Anschlüsse von NMOS und PMOS werden mit Thinox und Polysilicium gebildet

Schritt 10: Die P-Verunreinigungen werden hinzugefügt, um den Basisanschluss von BJT zu bilden, und ähnliche Verunreinigungen vom N-Typ werden stark dotiert, um den Emitteranschluss von BJT zu bilden, Source und Drain von NMOS und zu Kontaktzwecken werden Verunreinigungen vom N-Typ in die N-Wanne dotiert Kollektor.

P-Verunreinigungen werden hinzugefügt, um den Basisanschluss von BJT zu bilden

Schritt 11: Um Source- und Drain-Bereiche von PMOS zu bilden und Kontakt im P-Base-Bereich herzustellen, werden die Verunreinigungen vom P-Typ stark dotiert.

Verunreinigungen vom P-Typ sind stark dotiert, um Source- und Drain-Bereiche von PMOS zu bilden

Schritt 12: Dann wird die gesamte Oberfläche mit der dicken Oxidschicht bedeckt.

Die gesamte Oberfläche ist mit der dicken Oxidschicht bedeckt

Schritt 13: Durch die dicke Oxidschicht werden die Schnitte strukturiert, um die Metallkontakte zu bilden.

Die Schnitte sind gemustert, um die Metallkontakte zu bilden

Schritt 14 : Die Metallkontakte werden durch die Schnitte auf der Oxidschicht hergestellt und die Anschlüsse werden wie in der folgenden Abbildung gezeigt benannt.

Durch die Schnitte werden Metallkontakte hergestellt und die Klemmen benannt

Die Herstellung von BICMOS ist in der obigen Abbildung mit einer Kombination aus NMOS, PMOS und BJT dargestellt. Bei der Herstellung werden einige Schichten verwendet, wie z. B. Kanalstoppimplantat, Oxidation dicker Schichten und Schutzringe.

Die Herstellung wird theoretisch schwierig sein, um sowohl die Technologien CMOS als auch bipolar einzubeziehen. Parasitär Bipolartransistoren versehentlich hergestellt werden, ist ein Problem der Herstellung bei der Verarbeitung von p-Well- und n-well-CMOS. Für die Herstellung von BiCMOS wurden viele zusätzliche Schritte zur Feinabstimmung von bipolaren und CMOS-Komponenten hinzugefügt. Daher steigen die Kosten der gesamten Herstellung.

Der Kanalstopper wird in Halbleiterbauelemente wie in der obigen Abbildung gezeigt unter Verwendung von Implantation oder Diffusion oder anderen Verfahren implantiert, um die Ausbreitung der Kanalfläche zu begrenzen oder die Bildung parasitärer Kanäle zu vermeiden.

Die hochohmigen Knoten, falls vorhanden, können Oberflächenleckströme verursachen. Um den Stromfluss an Stellen zu vermeiden, an denen der Stromfluss eingeschränkt ist, werden diese Schutzringe verwendet.

Vorteile der BiCMOS-Technologie

Das Design eines analogen Verstärkers wird durch die Verwendung einer hochohmigen CMOS-Schaltung als Eingang erleichtert und verbessert, und die verbleibenden werden durch Verwendung von Bipolartransistoren realisiert.
BiCMOS reagiert im Wesentlichen stark auf Temperatur- und Prozessschwankungen und bietet gute wirtschaftliche Überlegungen (hoher Prozentsatz der Primäreinheiten) bei geringerer Variabilität der elektrischen Parameter.
BiCMOS-Geräte können je nach Anforderung eine hohe Stromsenkung und -beschaffung bereitstellen.
Da es sich um eine Gruppierung von bipolaren und CMOS-Technologien handelt, können wir BJT verwenden, wenn die Geschwindigkeit ein kritischer Parameter ist, und wir können MOS verwenden, wenn die Leistung ein kritischer Parameter ist, und es kann Lasten mit hoher Kapazität mit reduzierter Zykluszeit ansteuern.
Es hat eine geringere Verlustleistung als die bipolare Technologie allein.
Diese Technologie fand häufige Anwendung in analogen Leistungsverwaltungsschaltungen und Verstärkerschaltungen wie BiCMOS-Verstärkern.
Es eignet sich gut für eingabe- / ausgangsintensive Anwendungen und bietet flexible Ein- / Ausgänge (TTL, CMOS und ECL).
Es hat den Vorteil einer verbesserten Geschwindigkeitsleistung im Vergleich zur CMOS-Technologie allein.
Unverwundbarkeit einschließen.
Es ist bidirektional (Source und Drain können je nach Anforderung ausgetauscht werden).

Nachteile der BiCMOS-Technologie

Der Herstellungsprozess dieser Technologie umfasst sowohl die CMOS- als auch die bipolare Technologie, was die Komplexität erhöht.
Aufgrund der zunehmenden Komplexität des Herstellungsprozesses steigen auch die Herstellungskosten.
Da es mehr Geräte gibt, daher weniger Lithographie.

BiCMOS-Technologie und -Anwendungen

Es kann als UND-Funktion mit hoher Dichte und Geschwindigkeit analysiert werden.
Diese Technologie wird als Alternative zu den bisherigen bipolaren, ECL- und CMOS-Technologien auf dem Markt verwendet.
In einigen Anwendungen (in denen es ein begrenztes Budget für die Leistung gibt) ist die BiCMOS-Geschwindigkeitsleistung besser als die von Bipolar.
Diese Technologie eignet sich gut für intensive Input / Output-Anwendungen.
Die Anwendungen von BiCMOS waren ursprünglich eher RISC-Mikroprozessoren als herkömmliche CISC-Mikroprozessoren.
Diese Technologie übertrifft ihre Anwendungen hauptsächlich in zwei Bereichen von Mikroprozessoren wie Speicher und Eingabe / Ausgabe.
Es hat eine Reihe von Anwendungen in analogen und digitalen Systemen, was dazu führt, dass der einzelne Chip die Analog-Digital-Grenze überspannt.
Es überschreitet die Lücke, sodass die Vorgehensweise und die Schaltungsränder überschritten werden können.
Es kann für Sample-and-Hold-Anwendungen verwendet werden, da es hochohmige Eingänge bietet.
Dies wird auch in Anwendungen wie Addierern, Mischern, ADC und DAC verwendet.
Um die Grenzen von Bipolar und CMOS zu überwinden Operationsverstärker Die BiCMOS-Prozesse werden beim Entwurf der Operationsverstärker verwendet. Bei Operationsverstärkern sind Eigenschaften mit hoher Verstärkung und hoher Frequenz erwünscht. All diese gewünschten Eigenschaften können mit diesen BiCMOS-Verstärkern erzielt werden.

Die BiCMOS-Technologie sowie ihre Herstellung, Vor- und Nachteile sowie Anwendungen werden in diesem Artikel kurz erläutert. Zum besseren Verständnis dieser Technologie veröffentlichen Sie Ihre Fragen bitte als Ihre Kommentare unten.

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