BiCMOS టెక్నాలజీ: ఫాబ్రికేషన్ మరియు అప్లికేషన్స్

సమస్యలను తొలగించడానికి మా పరికరాన్ని ప్రయత్నించండి





ప్రస్తుతం, మన దైనందిన జీవితంలో మనం ఉపయోగించే ప్రతి ఎలక్ట్రికల్ మరియు ఎలక్ట్రానిక్ పరికరంలో సెమీకండక్టర్ డివైస్ ఫాబ్రికేషన్ ప్రక్రియను ఉపయోగించడం ద్వారా తయారు చేయబడిన ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లు ఉంటాయి. ది ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్లు వంటి స్వచ్ఛమైన సెమీకండక్టర్ పదార్థాలతో తయారైన పొరపై సృష్టించబడతాయి సిలికాన్ మరియు ఇతర సెమీకండక్టర్ ఫోటో లితోగ్రఫీ మరియు రసాయన ప్రక్రియలతో కూడిన బహుళ దశలతో కూడిన సమ్మేళనాలు.

సెమీకండక్టర్ తయారీ ప్రక్రియ 1960 ల ప్రారంభంలో టెక్సాస్ నుండి ప్రారంభమైంది మరియు తరువాత ప్రపంచవ్యాప్తంగా విస్తరించింది.




BiCMOS టెక్నాలజీ

ఇది ప్రధాన సెమీకండక్టర్ టెక్నాలజీలలో ఒకటి మరియు బాగా అభివృద్ధి చెందిన సాంకేతిక పరిజ్ఞానం, 1990 లో బైపోలార్ జంక్షన్ ట్రాన్సిస్టర్ మరియు CMOS అనే రెండు వేర్వేరు సాంకేతిక పరిజ్ఞానాన్ని కలిగి ఉంది. ట్రాన్సిస్టర్ ఒకే ఆధునిక ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లో. కాబట్టి, ఈ సాంకేతిక పరిజ్ఞానం యొక్క మంచి ఆనందం కోసం, మేము CMOS టెక్నాలజీ మరియు బైపోలార్ టెక్నాలజీని క్లుప్తంగా చూడవచ్చు.

BiCMOS CME8000

BiCMOS CME8000



చూపిన బొమ్మ మొదటిది అనలాగ్ / డిజిటల్ రిసీవర్ IC మరియు చాలా ఎక్కువ సున్నితత్వం కలిగిన BiCMOS ఇంటిగ్రేటెడ్ రిసీవర్.

CMOS టెక్నాలజీ

ఇది MOS టెక్నాలజీ లేదా CSG (కమోడోర్ సెమీకండక్టర్ గ్రూప్) యొక్క పరిపూరకం, ఇది ఎలక్ట్రానిక్ కాలిక్యులేటర్లను తయారు చేయడానికి మూలంగా ప్రారంభించబడింది. ఆ తరువాత డిజిటల్ వంటి ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లను అభివృద్ధి చేయడానికి CMOS టెక్నాలజీ అని పిలువబడే MOS టెక్నాలజీ యొక్క పరిపూరకం ఉపయోగించబడుతుంది లాజిక్ సర్క్యూట్లు పాటు మైక్రోకంట్రోలర్ లు మరియు మైక్రోప్రాసెసర్లు. CMOS టెక్నాలజీ తక్కువ ప్యాకింగ్ సాంద్రతతో తక్కువ శక్తి వెదజల్లడం మరియు తక్కువ శబ్దం మార్జిన్ యొక్క ప్రయోజనాన్ని అందిస్తుంది.

CMOS CD74HC4067

CMOS CD74HC4067

డిజిటల్ నియంత్రిత స్విచ్ పరికరాల తయారీలో CMOS సాంకేతిక పరిజ్ఞానాన్ని ఉపయోగించడాన్ని ఈ బొమ్మ చూపిస్తుంది.


బైపోలార్ టెక్నాలజీ

బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్లు ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లలో భాగం మరియు వాటి ఆపరేషన్ రెండు రకాల సెమీకండక్టర్ పదార్థాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది లేదా రెండు రకాల చార్జ్ క్యారియర్స్ రంధ్రాలు మరియు ఎలక్ట్రాన్లపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఇవి సాధారణంగా రెండు రకాలుగా వర్గీకరించబడతాయి పిఎన్‌పి మరియు ఎన్‌పిఎన్ , దాని మూడు టెర్మినల్స్ మరియు వాటి ధ్రువణాల డోపింగ్ ఆధారంగా వర్గీకరించబడింది. ఇది మంచి శబ్ద పనితీరుతో అధిక స్విచ్చింగ్‌తో పాటు ఇన్‌పుట్ / అవుట్పుట్ వేగాన్ని అందిస్తుంది.

బైపోలార్ AM2901CPC

బైపోలార్ AM2901CPC

RISC ప్రాసెసర్ AM2901CPC లో బైపోలార్ టెక్నాలజీని ఉపయోగించడాన్ని ఈ బొమ్మ చూపిస్తుంది.

BiCMOS లాజిక్

ఇది చాలా తక్కువ విద్యుత్ వినియోగం బైపోలార్ టెక్నాలజీని మరియు CMOS టెక్నాలజీపై అధిక వేగాన్ని కలిగి ఉన్న ప్రయోజనాలతో NMOS మరియు PMOS టెక్నాలజీలను ఒకదానితో ఒకటి కలిపే ఒక సంక్లిష్టమైన ప్రాసెసింగ్ టెక్నాలజీ. MOSFET లు అధిక ఇన్పుట్ ఇంపెడెన్స్ లాజిక్ గేట్లను మంజూరు చేస్తాయి మరియు బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్లు అధిక ప్రస్తుత లాభాలను అందిస్తాయి.

BiCMOS ఫ్యాబ్రికేషన్ కోసం 14 దశలు

BiCMOS కల్పన BJT మరియు CMOS యొక్క కల్పన ప్రక్రియను మిళితం చేస్తుంది, కానీ కేవలం వైవిధ్యం బేస్ యొక్క సాక్షాత్కారం. ఈ క్రింది దశలు BiCMOS కల్పన ప్రక్రియను చూపుతాయి.

దశ 1: దిగువ చిత్రంలో చూపిన విధంగా పి-సబ్‌స్ట్రేట్ తీసుకోబడుతుంది

పి-ఉపరితలం

పి-ఉపరితలం

దశ 2: పి-ఉపరితలం ఆక్సైడ్ పొరతో కప్పబడి ఉంటుంది

ఆక్సైడ్ పొరతో పి-ఉపరితలం

ఆక్సైడ్ పొరతో పి-ఉపరితలం

దశ 3: ఆక్సైడ్ పొరపై ఒక చిన్న ఓపెనింగ్ తయారు చేస్తారు

ఓక్సైడ్ పొరపై తెరవడం జరుగుతుంది

ఓక్సైడ్ పొరపై తెరవడం జరుగుతుంది

దశ 4: ఓపెనింగ్ ద్వారా ఎన్-టైప్ మలినాలను భారీగా డోప్ చేస్తారు

ఓపెనింగ్ ద్వారా ఎన్-టైప్ మలినాలను భారీగా డోప్ చేస్తారు

ఓపెనింగ్ ద్వారా ఎన్-టైప్ మలినాలను భారీగా డోప్ చేస్తారు

దశ 5: పి - ఎపిటాక్సి పొర మొత్తం ఉపరితలంపై పెరుగుతుంది

ఎపిటాక్సి పొర మొత్తం ఉపరితలంపై పెరుగుతుంది

ఎపిటాక్సి పొర మొత్తం ఉపరితలంపై పెరుగుతుంది

దశ 6 : మళ్ళీ, మొత్తం పొర ఆక్సైడ్ పొరతో కప్పబడి ఉంటుంది మరియు ఈ ఆక్సైడ్ పొర ద్వారా రెండు ఓపెనింగ్స్ తయారు చేయబడతాయి.

ఆక్సైడ్ పొర ద్వారా రెండు ఓపెనింగ్స్ తయారు చేయబడతాయి

ఆక్సైడ్ పొర ద్వారా రెండు ఓపెనింగ్స్ తయారు చేయబడతాయి

దశ 7 : ఆక్సైడ్ పొర ద్వారా తయారు చేయబడిన ఓపెనింగ్స్ నుండి n- రకం మలినాలు విస్తరించి n- బావులు ఏర్పడతాయి

n- బావులు ఏర్పడటానికి n- రకం మలినాలు విస్తరించబడతాయి

n- బావులు ఏర్పడటానికి n- రకం మలినాలు విస్తరించబడతాయి

దశ 8: మూడు క్రియాశీల పరికరాలను రూపొందించడానికి ఆక్సైడ్ పొర ద్వారా మూడు ఓపెనింగ్‌లు తయారు చేయబడతాయి.

మూడు క్రియాశీల పరికరాలను రూపొందించడానికి ఆక్సైడ్ పొర ద్వారా మూడు ఓపెనింగ్‌లు తయారు చేయబడతాయి

మూడు క్రియాశీల పరికరాలను రూపొందించడానికి ఆక్సైడ్ పొర ద్వారా మూడు ఓపెనింగ్‌లు తయారు చేయబడతాయి

దశ 9: మొత్తం ఉపరితలాన్ని థినాక్స్ మరియు పాలిసిలికాన్‌తో కప్పడం మరియు నమూనా చేయడం ద్వారా NMOS మరియు PMOS యొక్క గేట్ టెర్మినల్స్ ఏర్పడతాయి.

NMOS మరియు PMOS యొక్క గేట్ టెర్మినల్స్ థినాక్స్ మరియు పాలిసిలికాన్‌లతో ఏర్పడతాయి

NMOS మరియు PMOS యొక్క గేట్ టెర్మినల్స్ థినాక్స్ మరియు పాలిసిలికాన్‌లతో ఏర్పడతాయి

దశ 10: BJT యొక్క బేస్ టెర్మినల్ ఏర్పడటానికి P- మలినాలను జతచేస్తారు మరియు అదేవిధంగా, N- రకం మలినాలు BJT యొక్క ఉద్గారిణి టెర్మినల్, NMOS యొక్క మూలం మరియు కాలువను ఏర్పరుస్తాయి మరియు సంప్రదింపు ప్రయోజనం కోసం N- బావి మలినాలను N- బావిలోకి డోప్ చేస్తారు కలెక్టర్.

BJT యొక్క బేస్ టెర్మినల్ ఏర్పడటానికి P- మలినాలను జోడిస్తారు

BJT యొక్క బేస్ టెర్మినల్ ఏర్పడటానికి P- మలినాలను జోడిస్తారు

దశ 11: PMOS యొక్క మూలం మరియు కాలువ ప్రాంతాలను ఏర్పరచటానికి మరియు P- బేస్ ప్రాంతంలో పరిచయం చేయడానికి P- రకం మలినాలను భారీగా డోప్ చేస్తారు.

పి-రకం మలినాలు PMOS యొక్క మూలం మరియు కాలువ ప్రాంతాలను ఏర్పరచటానికి భారీగా డోప్ చేయబడతాయి

పి-రకం మలినాలు PMOS యొక్క మూలం మరియు కాలువ ప్రాంతాలను ఏర్పరచటానికి భారీగా డోప్ చేయబడతాయి

దశ 12: అప్పుడు మొత్తం ఉపరితలం మందపాటి ఆక్సైడ్ పొరతో కప్పబడి ఉంటుంది.

మొత్తం ఉపరితలం మందపాటి ఆక్సైడ్ పొరతో కప్పబడి ఉంటుంది

మొత్తం ఉపరితలం మందపాటి ఆక్సైడ్ పొరతో కప్పబడి ఉంటుంది

దశ 13: మందపాటి ఆక్సైడ్ పొర ద్వారా కోతలు లోహ సంబంధాలను ఏర్పరుస్తాయి.

కోతలు మెటల్ పరిచయాలను ఏర్పరుస్తాయి

కోతలు మెటల్ పరిచయాలను ఏర్పరుస్తాయి

దశ 14 : ఆక్సైడ్ పొరపై చేసిన కోతల ద్వారా లోహ పరిచయాలు తయారవుతాయి మరియు టెర్మినల్స్ క్రింద ఉన్న చిత్రంలో చూపిన విధంగా పేరు పెట్టబడ్డాయి.

కోతలు ద్వారా మెటల్ పరిచయాలు తయారు చేయబడతాయి మరియు టెర్మినల్స్ పేరు పెట్టబడ్డాయి

కోతలు ద్వారా మెటల్ పరిచయాలు తయారు చేయబడతాయి మరియు టెర్మినల్స్ పేరు పెట్టబడ్డాయి

BICMOS యొక్క కల్పన పై చిత్రంలో NMOS, PMOS మరియు BJT ల కలయికతో చూపబడింది. ఫాబ్రికేషన్ ప్రక్రియలో ఛానల్ స్టాప్ ఇంప్లాంట్, మందపాటి లేయర్ ఆక్సీకరణ మరియు గార్డు రింగులు వంటి కొన్ని పొరలను ఉపయోగిస్తారు.

CMOS మరియు బైపోలార్ సాంకేతికతలను చేర్చడానికి కల్పన సిద్ధాంతపరంగా కష్టం అవుతుంది. పరాన్నజీవి బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్లు అనుకోకుండా ఉత్పత్తి చేయబడతాయి p-well మరియు n-well CMOS ను ప్రాసెస్ చేసేటప్పుడు కల్పన సమస్య. BiCMOS యొక్క కల్పన కోసం బైపోలార్ మరియు CMOS భాగాల చక్కటి ట్యూనింగ్ కోసం అనేక అదనపు దశలు జోడించబడ్డాయి. అందువల్ల, మొత్తం కల్పన ఖర్చు పెరుగుతుంది.

ఛానల్ ప్రాంతం యొక్క వ్యాప్తిని పరిమితం చేయడానికి లేదా పరాన్నజీవి చానెల్స్ ఏర్పడకుండా ఉండటానికి ఇంప్లాంటేషన్ లేదా వ్యాప్తి లేదా ఇతర పద్ధతులను ఉపయోగించి పై ఫిగర్బైలో చూపిన విధంగా ఛానల్ స్టాపర్ సెమీకండక్టర్ పరికరాల్లో అమర్చబడుతుంది.

అధిక ఇంపెడెన్స్ నోడ్లు ఏదైనా ఉంటే, ఉపరితల లీకేజ్ ప్రవాహాలకు కారణం కావచ్చు మరియు ప్రస్తుత ప్రవాహం పరిమితం చేయబడిన ప్రదేశాలలో కరెంట్ ప్రవాహాన్ని నివారించడానికి ఈ గార్డ్ రింగులు ఉపయోగించబడతాయి.

BiCMOS టెక్నాలజీ యొక్క ప్రయోజనాలు

  • అధిక ఇంపెడెన్స్ CMOS సర్క్యూట్‌ను ఇన్‌పుట్‌గా ఉపయోగించడం ద్వారా అనలాగ్ యాంప్లిఫైయర్ డిజైన్ సులభతరం మరియు మెరుగుపరచబడుతుంది మరియు మిగిలినవి బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్‌లను ఉపయోగించడం ద్వారా గ్రహించబడతాయి.
  • ఎలక్ట్రికల్ పారామితులలో తక్కువ వైవిధ్యంతో మంచి ఆర్ధిక పరిగణనలను (ప్రైమ్ యూనిట్ల అధిక శాతం) అందించే ఉష్ణోగ్రత మరియు ప్రక్రియ వైవిధ్యాలకు BiCMOS తప్పనిసరిగా శక్తివంతంగా ఉంటుంది.
  • అధిక లోడ్ కరెంట్ సింకింగ్ మరియు సోర్సింగ్ అవసరానికి అనుగుణంగా BiCMOS పరికరాల ద్వారా అందించబడుతుంది.
  • ఇది బైపోలార్ మరియు సిఎమ్ఓఎస్ టెక్నాలజీల సమూహం కనుక వేగం ఒక క్లిష్టమైన పరామితి అయితే మనం బిజెటిని ఉపయోగించవచ్చు మరియు శక్తి క్లిష్టమైన పారామితి అయితే మనం ఎంఓఎస్ ను ఉపయోగించవచ్చు మరియు ఇది తక్కువ కెపాసిటెన్స్ లోడ్లను తక్కువ సైకిల్ సమయంతో నడపగలదు.
  • ఇది బైపోలార్ టెక్నాలజీ కంటే తక్కువ శక్తి వెదజల్లుతుంది.
  • ఈ సాంకేతికత అనలాగ్ పవర్ మేనేజింగ్ సర్క్యూట్లలో మరియు BiCMOS యాంప్లిఫైయర్ వంటి యాంప్లిఫైయర్ సర్క్యూట్లలో తరచుగా అనువర్తనాలను కనుగొంది.
  • ఇన్పుట్ / అవుట్పుట్ ఇంటెన్సివ్ అనువర్తనాలకు ఇది బాగా సరిపోతుంది, సౌకర్యవంతమైన ఇన్పుట్లను / అవుట్పుట్లను అందిస్తుంది (టిటిఎల్, సిఎమ్ఓఎస్ మరియు ఇసిఎల్).
  • CMOS టెక్నాలజీతో పోలిస్తే ఇది మెరుగైన స్పీడ్ పనితీరు యొక్క ప్రయోజనాన్ని కలిగి ఉంది.
  • అవ్యక్తతను లాచ్ అప్ చేయండి.
  • ఇది ద్వి దిశాత్మక సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంది (అవసరం ప్రకారం మూలం మరియు కాలువను పరస్పరం మార్చుకోవచ్చు).

BiCMOS సాంకేతికత యొక్క లోపాలు

  • ఈ సాంకేతికత యొక్క కల్పన ప్రక్రియ CMOS మరియు బైపోలార్ టెక్నాలజీలను కలిగి ఉంటుంది.
  • కల్పన ప్రక్రియ యొక్క సంక్లిష్టత పెరుగుదల కారణంగా, కల్పన ఖర్చు కూడా పెరుగుతుంది.
  • ఎక్కువ పరికరాలు ఉన్నందున, తక్కువ లితోగ్రఫీ.

BiCMOS టెక్నాలజీ మరియు అనువర్తనాలు

  • దీనిని అధిక సాంద్రత మరియు వేగం యొక్క AND ఫంక్షన్ గా విశ్లేషించవచ్చు.
  • ఈ సాంకేతికత మార్కెట్లో మునుపటి బైపోలార్, ECL మరియు CMOS లకు ప్రత్యామ్నాయంగా ఉపయోగించబడుతుంది.
  • కొన్ని అనువర్తనాల్లో (శక్తి కోసం పరిమిత బడ్జెట్ ఉంది) బైపోమోస్ కంటే బిసిఎంఓఎస్ వేగం పనితీరు మెరుగ్గా ఉంటుంది.
  • ఇంటెన్సివ్ ఇన్పుట్ / అవుట్పుట్ అనువర్తనాలకు ఈ సాంకేతికత బాగా సరిపోతుంది.
  • సాంప్రదాయ CISC మైక్రోప్రాసెసర్‌ల కంటే BiCMOS యొక్క అనువర్తనాలు మొదట్లో RISC మైక్రోప్రాసెసర్‌లలో ఉన్నాయి.
  • ఈ టెక్నాలజీ దాని అనువర్తనాలను మించిపోయింది, ప్రధానంగా మైక్రోప్రాసెసర్ల యొక్క రెండు రంగాలలో మెమరీ మరియు ఇన్పుట్ / అవుట్పుట్.
  • ఇది అనలాగ్ మరియు డిజిటల్ వ్యవస్థలలో అనేక అనువర్తనాలను కలిగి ఉంది, దీని ఫలితంగా సింగిల్ చిప్ అనలాగ్-డిజిటల్ సరిహద్దులో విస్తరించి ఉంది.
  • ఇది చర్య యొక్క కోర్సు మరియు సర్క్యూట్ మార్జిన్‌లను దాటడానికి అనుమతించే ఖాళీని అధిగమిస్తుంది.
  • ఇది అధిక ఇంపెడెన్స్ ఇన్పుట్లను అందిస్తుంది కాబట్టి ఇది నమూనా మరియు అనువర్తనాలను ఉపయోగించవచ్చు.
  • యాడర్స్, మిక్సర్స్, ఎడిసి మరియు డిఎసి వంటి అనువర్తనాల్లో కూడా ఇది ఉపయోగించబడుతుంది.
  • బైపోలార్ మరియు CMOS యొక్క పరిమితులను జయించటానికి కార్యాచరణ యాంప్లిఫైయర్లు కార్యాచరణ యాంప్లిఫైయర్ల రూపకల్పనలో BiCMOS ప్రక్రియలు ఉపయోగించబడతాయి. కార్యాచరణ యాంప్లిఫైయర్లలో, అధిక లాభం మరియు అధిక పౌన frequency పున్య లక్షణాలు కోరుకుంటారు. ఈ BiCMOS యాంప్లిఫైయర్లను ఉపయోగించడం ద్వారా ఈ కావలసిన అన్ని లక్షణాలను పొందవచ్చు.

BiCMOS టెక్నాలజీతో పాటు దాని కల్పన, ప్రయోజనాలు, అప్రయోజనాలు మరియు అనువర్తనాలు ఈ వ్యాసంలో క్లుప్తంగా చర్చించబడ్డాయి. ఈ సాంకేతిక పరిజ్ఞానం గురించి బాగా అర్థం చేసుకోవడానికి, దయచేసి మీ ప్రశ్నలను మీ వ్యాఖ్యలుగా క్రింద పోస్ట్ చేయండి.

ఫోటో క్రెడిట్స్: