Atualmente, cada dispositivo elétrico e eletrônico que usamos em nossa vida diária consiste em circuitos integrados que são fabricados utilizando o processo de fabricação de dispositivos semicondutores. O Circuitos eletrônicos são criados em um wafer feito de materiais semicondutores puros, como silício e outros semicondutores compostos com várias etapas envolvendo fotolitografia e processos químicos.

O processo de fabricação de semicondutores foi iniciado no Texas no início dos anos 1960 e depois estendido para todo o mundo.

Tecnologia BiCMOS

Esta é uma das principais tecnologias de semicondutores e é uma tecnologia altamente desenvolvida, em 1990 incorporando duas tecnologias separadas, ou seja, transistor de junção bipolar e CMOS transistor em um único circuito integrado moderno. Então, para o melhor indulgente com esta tecnologia, podemos dar uma olhada na tecnologia CMOS e na tecnologia Bipolar em resumo.

BiCMOS CME8000

A figura mostrada é a primeira Digital analógico receptor IC e é um receptor integrado BiCMOS com sensibilidade muito alta.

Tecnologia CMOS

É um complemento da tecnologia MOS ou CSG (Commodore Semiconductor Group) que nasceu como fonte para a fabricação das calculadoras eletrônicas. Depois disso, a tecnologia complementar da MOS chamada de tecnologia CMOS é usada para desenvolver os circuitos integrados, como os digitais circuitos lógicos junto com microcontrolador se microprocessadores. A tecnologia CMOS oferece o benefício de menos dissipação de energia e baixa margem de ruído com alta densidade de embalagem.

CMOS CD74HC4067

A figura mostra a utilização da tecnologia CMOS na fabricação dos dispositivos de chave controlados digitalmente.

Tecnologia Bipolar

Os transistores bipolares fazem parte de circuitos integrados e sua operação é baseada em dois tipos de material semicondutor ou depende de ambos os tipos de orifícios portadores de carga e elétrons. Esses são geralmente classificados em dois tipos como PNP e NPN , classificado com base na dopagem de seus três terminais e suas polaridades. Ele oferece alta comutação, bem como velocidade de entrada / saída com bom desempenho de ruído.

Bipolar AM2901CPC

A figura mostra a utilização da tecnologia bipolar no processador RISC AM2901CPC.

BiCMOS Logic

É uma tecnologia de processamento complexa que fornece tecnologias NMOS e PMOS amalgamadas com as vantagens de ter tecnologia bipolar de baixo consumo de energia e alta velocidade sobre a tecnologia CMOS. Os MOOSFETs concedem portas lógicas de alta impedância de entrada e transistores bipolares fornecem alto ganho de corrente.

14 etapas para fabricação BiCMOS

A fabricação do BiCMOS combina o processo de fabricação do BJT e do CMOS, mas apenas a variação é uma realização da base. As etapas a seguir mostram o processo de fabricação do BiCMOS.

Passo 1: P-Substrate é considerado como mostrado na figura abaixo

P-substrato

Passo 2: O p-substrato é coberto com a camada de óxido

P-substrato com camada de óxido

Etapa 3: Uma pequena abertura é feita na camada de óxido

A abertura é feita na camada de óxido

Passo 4: Impurezas do tipo N são fortemente dopadas através da abertura

Impurezas do tipo N são fortemente dopadas através da abertura

Passo 5: A camada de P - Epitaxia cresce em toda a superfície

A camada de epitaxia cresce em toda a superfície

Etapa 6 : Novamente, toda a camada é coberta com a camada de óxido e duas aberturas são feitas através desta camada de óxido.

“tipos de equipamento de teste elétrico ”

duas aberturas são feitas através da camada de óxido

Passo 7 : A partir das aberturas feitas através da camada de óxido, as impurezas do tipo n são difundidas para formar n-poços

Impurezas do tipo n são difundidas para formar n-poços

Etapa 8: Três aberturas são feitas através da camada de óxido para formar três dispositivos ativos.

Três aberturas são feitas através da camada de óxido para formar três dispositivos ativos

Passo 9: Os terminais de porta de NMOS e PMOS são formados cobrindo e padronizando toda a superfície com Thinox e Polissilício.

Os terminais de porta de NMOS e PMOS são formados com Thinox e Polissilício

Etapa 10: As impurezas P são adicionadas para formar o terminal de base de BJT e semelhantes, as impurezas do tipo N são fortemente dopadas para formar o terminal emissor de BJT, fonte e drenagem de NMOS e para fins de contato as impurezas do tipo N são dopadas no poço N colecionador.

As impurezas P são adicionadas para formar o terminal de base do BJT

Etapa 11: Para formar regiões de origem e drenagem de PMOS e para fazer contato na região de base P, as impurezas do tipo P são fortemente dopadas.

Impurezas do tipo P são fortemente dopadas para formar regiões de origem e drenagem de PMOS

Etapa 12: Em seguida, toda a superfície é coberta com a espessa camada de óxido.

Toda a superfície é coberta com a espessa camada de óxido

Etapa 13: Através da espessa camada de óxido, os cortes são padronizados para formar os contatos de metal.

Os cortes são padronizados para formar os contatos de metal

Etapa 14 : Os contatos metálicos são feitos através dos cortes feitos na camada de óxido e os terminais são nomeados conforme mostrado na figura abaixo.

Os contatos de metal são feitos através dos cortes e os terminais são nomeados

A fabricação do BICMOS é mostrada na figura acima com uma combinação de NMOS, PMOS e BJT. No processo de fabricação, algumas camadas são utilizadas, como implante de canal, oxidação de camada espessa e anéis de proteção.

A fabricação será teoricamente difícil por incluir as tecnologias CMOS e bipolar. Parasita transistores bipolares são produzidos inadvertidamente é um problema de fabricação durante o processamento de CMOS p-well e n-well. Para a fabricação do BiCMOS, muitas etapas adicionais foram adicionadas para o ajuste fino dos componentes bipolares e CMOS. Conseqüentemente, o custo total de fabricação aumenta.

A rolha de canal é implantada em dispositivos semicondutores, conforme mostrado na figura acima, usando implantação ou difusão ou outros métodos a fim de limitar a propagação da área do canal ou para evitar a formação de canais parasitas.

Os nós de alta impedância, se houver, podem causar correntes de fuga de superfície e para evitar o fluxo de corrente em locais onde o fluxo de corrente é restrito, esses anéis de proteção são usados.

Vantagens da tecnologia BiCMOS

O projeto do amplificador analógico é facilitado e aprimorado pelo uso do circuito CMOS de alta impedância como entrada e o restante é realizado pelo uso de transistores bipolares.
BiCMOS é essencialmente vigoroso para variações de temperatura e processo, oferecendo boas considerações econômicas (alta porcentagem de unidades principais) com menos variabilidade nos parâmetros elétricos.
Fonte e afundamento de corrente de alta carga podem ser fornecidos por dispositivos BiCMOS conforme a necessidade.
Como é um agrupamento de tecnologias bipolares e CMOS, podemos usar BJT se a velocidade for um parâmetro crítico e podemos usar MOS se a potência for um parâmetro crítico e puder conduzir cargas de alta capacitância com tempo de ciclo reduzido.
Possui baixa dissipação de energia do que a tecnologia bipolar sozinha.
Esta tecnologia encontrou aplicações frequentes em circuitos analógicos de gerenciamento de energia e circuitos amplificadores, como o amplificador BiCMOS.
É bem apropriado para aplicações intensivas de entrada / saída, oferece entradas / saídas flexíveis (TTL, CMOS e ECL).
Ele tem a vantagem de desempenho de velocidade aprimorado em comparação com a tecnologia CMOS sozinha.
Proteja a invulnerabilidade.
Ele tem capacidade bidirecional (fonte e dreno podem ser trocados conforme a necessidade).

Desvantagens da tecnologia BiCMOS

O processo de fabricação desta tecnologia compreende as tecnologias CMOS e bipolares, aumentando a complexidade.
Devido ao aumento da complexidade do processo de fabricação, o custo de fabricação também aumenta.
Como existem mais dispositivos, portanto, menos litografia.

Tecnologia e aplicativos BiCMOS

Pode ser analisado como função E de alta densidade e velocidade.
Esta tecnologia é utilizada como alternativa às anteriores bipolares, ECL e CMOS do mercado.
Em algumas aplicações (nas quais há orçamento finito para energia), o desempenho de velocidade do BiCMOS é melhor do que o do bipolar.
Esta tecnologia é adequada para aplicações intensivas de entrada / saída.
As aplicações do BiCMOS foram inicialmente em microprocessadores RISC em vez de microprocessadores CISC tradicionais.
Essa tecnologia se destaca em suas aplicações, principalmente em duas áreas de microprocessadores, como memória e entrada / saída.
Ele tem várias aplicações em sistemas analógicos e digitais, resultando em um único chip que abrange o limite analógico-digital.
Ele ultrapassa a lacuna, permitindo que o curso de ação e as margens do circuito sejam cruzadas.
Ele pode ser usado para aplicações de amostra e retenção, pois fornece entradas de alta impedância.
Isso também é usado em aplicativos como somadores, mixers, ADC e DAC.
Para vencer as limitações do bipolar e do CMOS amplificadores operacionais os processos BiCMOS são usados no projeto dos amplificadores operacionais. Em amplificadores operacionais, características de alto ganho e alta frequência são desejadas. Todas essas características desejadas podem ser obtidas usando esses amplificadores BiCMOS.

A tecnologia BiCMOS juntamente com sua fabricação, vantagens, desvantagens e aplicações são discutidas resumidamente neste artigo. Para melhor compreensão sobre esta tecnologia, poste suas dúvidas como comentários abaixo.

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