वर्तमान में, प्रत्येक विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक उपकरण जो हम अपने दैनिक जीवन में उपयोग करते हैं, में एकीकृत सर्किट होते हैं जो अर्धचालक उपकरण निर्माण प्रक्रिया का उपयोग करके निर्मित होते हैं। विद्युत सर्किट इस तरह के रूप में शुद्ध अर्धचालक सामग्री से बना एक वेफर पर बनाया जाता है सिलिकॉन और अन्य अर्धचालक फोटो लिथोग्राफी और रासायनिक प्रक्रियाओं से जुड़े कई चरणों वाले यौगिक।
1960 के दशक की शुरुआत में टेक्सास से अर्धचालक विनिर्माण की प्रक्रिया शुरू की गई थी और फिर इसे पूरी दुनिया में बढ़ाया गया था।
BiCMOS प्रौद्योगिकी
यह प्रमुख सेमीकंडक्टर तकनीकों में से एक है और यह एक उच्च विकसित तकनीक है, जिसमें 1990 में द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर और CMOS दो अलग-अलग तकनीकों को शामिल किया गया है। ट्रांजिस्टर एक एकल आधुनिक एकीकृत परिपथ में। तो, इस प्रौद्योगिकी के बेहतर भोग के लिए, हम CMOS प्रौद्योगिकी और द्विध्रुवी प्रौद्योगिकी के बारे में संक्षेप में देख सकते हैं।
BiCMOS CME8000
दिखाया गया आंकड़ा पहला है एनॉलॉग डिजिटल रिसीवर आईसी और बहुत उच्च संवेदनशीलता के साथ एक BiCMOS एकीकृत रिसीवर है।
CMOS प्रौद्योगिकी
यह MOS तकनीक या CSG (कमोडोर सेमीकंडक्टर ग्रुप) का एक पूरक है जिसे इलेक्ट्रॉनिक कैलकुलेटर बनाने के लिए स्रोत के रूप में शुरू किया गया था। उसके बाद एमओएस तकनीक के पूरक जिसे सीएमओएस तकनीक कहा जाता है, का उपयोग डिजिटल जैसे एकीकृत सर्किट के विकास के लिए किया जाता है तर्क सर्किट साथ में microcontroller s और माइक्रोप्रोसेसरों। सीएमओएस प्रौद्योगिकी के प्रतिपादक को उच्च पैकिंग घनत्व के साथ कम बिजली अपव्यय और कम शोर मार्जिन का लाभ मिलता है।
CMOS CD74HC4067
यह आंकड़ा डिजिटल नियंत्रित स्विच उपकरणों के निर्माण में CMOS प्रौद्योगिकी के उपयोग को दर्शाता है।
द्विध्रुवी प्रौद्योगिकी
द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर एकीकृत परिपथों का हिस्सा होते हैं और उनका संचालन दो प्रकार के अर्धचालक पदार्थों पर आधारित होता है या दोनों प्रकार के आवेश वाहकों और इलेक्ट्रॉनों पर निर्भर करता है। इन्हें सामान्यतः दो प्रकारों में वर्गीकृत किया जाता है। पीएनपी और एनपीएन , इसके तीन टर्मिनलों और उनके ध्रुवों के डोपिंग के आधार पर वर्गीकृत किया गया है। यह अच्छा शोर प्रदर्शन के साथ उच्च स्विचिंग के साथ-साथ इनपुट / आउटपुट की गति को बढ़ाता है।
द्विध्रुवीय AM2901CPC
यह आंकड़ा RISC प्रोसेसर AM2901CPC में द्विध्रुवी प्रौद्योगिकी के उपयोग को दर्शाता है।
BiCMOS तर्क
यह एक जटिल प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी है जो बहुत कम बिजली की खपत करने वाले द्विध्रुवी प्रौद्योगिकी और सीएमओएस प्रौद्योगिकी पर उच्च गति के लाभों के साथ एक दूसरे को समामेलित करती है NMOS और PMOS प्रौद्योगिकियां प्रदान करती हैं। MOSFETs उच्च इनपुट प्रतिबाधा तर्क गेट्स प्रदान करते हैं और द्विध्रुवीय ट्रांजिस्टर उच्च वर्तमान लाभ प्रदान करते हैं।
BiCMOS निर्माण के लिए 14 कदम
BiCMOS फैब्रिकेशन BJT और CMOS के निर्माण की प्रक्रिया को जोड़ता है, लेकिन केवल भिन्नता ही आधार का अहसास है। निम्नलिखित चरण BiCMOS निर्माण प्रक्रिया को दर्शाते हैं।
चरण 1: पी-सबस्ट्रेट को नीचे दिए गए आंकड़े में दिखाया गया है
पी सब्सट्रेट
चरण 2: पी-सब्सट्रेट को ऑक्साइड परत के साथ कवर किया गया है
ऑक्साइड परत के साथ पी-सब्सट्रेट
चरण 3: ऑक्साइड परत पर एक छोटा सा उद्घाटन किया जाता है
उद्घाटन ऑक्साइड परत पर किया जाता है
चरण 4: उद्घाटन के माध्यम से एन-प्रकार की अशुद्धियों को भारी मात्रा में डोप किया जाता है
उद्घाटन के माध्यम से एन-प्रकार की अशुद्धियों को भारी मात्रा में डोप किया जाता है
चरण 5: पी - एपिटाइक परत पूरी सतह पर उगाई जाती है
एपिक्टेक्सी की परत पूरी सतह पर उगाई जाती है
चरण 6 : फिर से, पूरी परत को ऑक्साइड परत के साथ कवर किया जाता है और इस ऑक्साइड परत के माध्यम से दो उद्घाटन किए जाते हैं।
ऑक्साइड परत के माध्यम से दो उद्घाटन किए जाते हैं
चरण 7 : ऑक्साइड लेयर एन-टाइप अशुद्धियों के माध्यम से किए गए उद्घाटन से एन-कुओं का निर्माण होता है
एन-प्रकार की अशुद्धियों को एन-कुओं के रूप में फैलाया जाता है
चरण 8: तीन सक्रिय उपकरणों को बनाने के लिए ऑक्साइड परत के माध्यम से तीन उद्घाटन किए जाते हैं।
तीन सक्रिय उपकरणों को बनाने के लिए ऑक्साइड परत के माध्यम से तीन उद्घाटन किए जाते हैं
चरण 9: NMOS और PMOS के गेट टर्मिनलों को थिनॉक्स और पॉलीसिलिकॉन के साथ पूरी सतह को कवर और पैटर्न करके बनाया गया है।
NMOS और PMOS के गेट टर्मिनल Thinox और Polysilicon के साथ बने हैं
चरण 10: P- अशुद्धियों को BJT के बेस टर्मिनल के रूप में जोड़ा जाता है और इसी तरह, N-प्रकार की अशुद्धियों को BJT के एमिटर टर्मिनल, एनएमओएस के स्रोत और नाली के रूप में बनाने के लिए भारी मात्रा में डोप किया जाता है और संपर्क उद्देश्य के लिए एन-प्रकार की अशुद्धियों को एन-वेल में डोप किया जाता है। एकत्र करनेवाला।
P- अशुद्धियों को BJT के आधार टर्मिनल के रूप में जोड़ा जाता है
चरण 11: पीएमओएस के स्रोत और नाली क्षेत्रों को बनाने के लिए और पी-बेस क्षेत्र में संपर्क बनाने के लिए पी-प्रकार की अशुद्धियों को भारी मात्रा में डोप किया जाता है।
पी-प्रकार की अशुद्धियों को पीएमओएस के स्रोत और नाली क्षेत्रों को बनाने के लिए भारी मात्रा में डाला जाता है
चरण 12: फिर पूरी सतह को मोटी ऑक्साइड परत के साथ कवर किया गया है।
पूरी सतह मोटी ऑक्साइड परत के साथ कवर की गई है
चरण 13: मोटी ऑक्साइड परत के माध्यम से धातु के संपर्कों को बनाने के लिए कटौती की जाती है।
धातु के संपर्कों को बनाने के लिए कटौती की जाती है
चरण 14 : धातु के संपर्क ऑक्साइड परत पर किए गए कटौती के माध्यम से किए जाते हैं और टर्मिनलों को नीचे दिए गए आंकड़े में दिखाया गया है।
धातु संपर्कों को कटौती के माध्यम से बनाया जाता है और टर्मिनलों का नाम दिया जाता है
BICMOS के निर्माण को NMOS, PMOS और BJT के संयोजन के साथ उपरोक्त आकृति में दिखाया गया है। निर्माण प्रक्रिया में कुछ परतों का उपयोग किया जाता है जैसे कि चैनल स्टॉप इम्प्लांट, मोटी परत ऑक्सीकरण और गार्ड रिंग।
निर्माण CMOS और द्विध्रुवी दोनों तकनीकों को शामिल करने के लिए सैद्धांतिक रूप से कठिन होगा। परोपजीवी द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर अनजाने में निर्मित किए जाते हैं जबकि पी-वेल और एन-वेल सीएमओएस प्रसंस्करण करते हुए निर्माण की एक समस्या है। BiCMOS के निर्माण के लिए द्विध्रुवी और CMOS घटकों के ठीक ट्यूनिंग के लिए कई अतिरिक्त चरण जोड़े गए हैं। इसलिए, कुल निर्माण की लागत बढ़ जाती है।
चैनल स्टॉपर को सेमीकंडक्टर उपकरणों में प्रत्यारोपित किया जाता है जैसा कि चैनल क्षेत्र के प्रसार को सीमित करने या परजीवी चैनलों के गठन से बचने के लिए उपरोक्त आंकड़े में दिखाया गया है।
उच्च प्रतिबाधा नोड्स यदि कोई हो, तो सतह रिसाव धाराओं का कारण हो सकता है और उन स्थानों पर वर्तमान के प्रवाह से बचने के लिए जहां वर्तमान प्रवाह प्रतिबंधित है इन गार्ड रिंगों का उपयोग किया जाता है।
BiCMOS प्रौद्योगिकी के लाभ
- एनालॉग एम्पलीफायर डिज़ाइन को उच्च प्रतिबाधा सीएमओएस सर्किट का उपयोग करके सुधारा और बेहतर बनाया गया है और शेष को द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर का उपयोग करके महसूस किया जाता है।
- BiCMOS अनिवार्य रूप से तापमान और प्रक्रिया विविधताओं के लिए जोरदार है, जो विद्युत मापदंडों में कम परिवर्तनशीलता के साथ अच्छे आर्थिक विचारों (प्रधानमंत्री इकाइयों का उच्च प्रतिशत) की पेशकश करते हैं।
- आवश्यकता के अनुसार BiCMOS उपकरणों द्वारा उच्च लोड वर्तमान डूब और सोर्सिंग प्रदान की जा सकती है।
- चूंकि यह द्विध्रुवी और सीएमओएस तकनीकों का एक समूह है, इसलिए हम BJT का उपयोग कर सकते हैं यदि गति एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है और हम MOS का उपयोग कर सकते हैं यदि शक्ति एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है और यह कम चक्र समय के साथ उच्च समाई लोड ड्राइव कर सकता है।
- यह अकेले द्विध्रुवी प्रौद्योगिकी की तुलना में कम बिजली अपव्यय है।
- इस तकनीक को एनालॉग पावर मैनेजिंग सर्किट्स और एम्पलीफायर सर्किट्स जैसे BiCMOS एम्पलीफायर में अक्सर एप्लिकेशन मिलते हैं।
- यह इनपुट / ouput गहन अनुप्रयोगों के लिए अच्छी तरह से उपयुक्त है, लचीला इनपुट / आउटपुट (TTL, CMOS और ECL) प्रदान करता है।
- अकेले CMOS तकनीक की तुलना में इसमें बेहतर गति प्रदर्शन का लाभ है।
- अकुशलता का अभाव।
- इसकी द्विदिश क्षमता है (स्रोत और नाली को आवश्यकतानुसार अलग किया जा सकता है)।
BiCMOS तकनीक की कमियां
- इस तकनीक की निर्माण प्रक्रिया सीएमओएस और द्विध्रुवी दोनों तकनीकों से मिलकर बनी है जो जटिलता को बढ़ाती है।
- निर्माण प्रक्रिया की जटिलता में वृद्धि के कारण, निर्माण की लागत भी बढ़ जाती है।
- चूंकि अधिक उपकरण हैं, इसलिए, कम लिथोग्राफी।
BiCMOS प्रौद्योगिकी और अनुप्रयोग
- यह उच्च घनत्व और गति के कार्य के रूप में विश्लेषण किया जा सकता है।
- इस तकनीक का उपयोग बाजार में पिछले द्विध्रुवी, ईसीएल और सीएमओएस के विकल्प के रूप में किया जाता है।
- कुछ अनुप्रयोगों में (जिसमें शक्ति के लिए परिमित बजट होता है) BiCMOS गति प्रदर्शन द्विध्रुवी की तुलना में बेहतर है।
- यह तकनीक गहन इनपुट / आउटपुट अनुप्रयोगों के लिए अच्छी तरह से अनुकूल है।
- BiCMOS के आवेदन शुरू में RISC माइक्रोप्रोसेसरों में थे बजाय पारंपरिक CISC माइक्रोप्रोसेसरों के।
- यह तकनीक मुख्य रूप से माइक्रोप्रोसेसरों जैसे मेमोरी और इनपुट / आउटपुट के दो क्षेत्रों में अपने अनुप्रयोगों को बढ़ाती है।
- इसमें एनालॉग और डिजिटल सिस्टम में कई एप्लिकेशन होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप सिंगल चिप एनालॉग-डिजिटल सीमा होती है।
- यह पार करने के लिए कार्रवाई और सर्किट मार्जिन के अंतर अनुमति पाठ्यक्रम को पार कर जाता है।
- इसका उपयोग नमूना और होल्ड अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है क्योंकि यह उच्च प्रतिबाधा इनपुट प्रदान करता है।
- यह भी योजक, मिक्सर, एडीसी और डीएसी जैसे अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है।
- द्विध्रुवी और CMOS की सीमाओं को जीतने के लिए परिचालन एम्पलीफायरों BiCMOS प्रक्रियाओं का उपयोग परिचालन एम्पलीफायरों को डिजाइन करने में किया जाता है। ऑपरेशनल एम्पलीफायरों में, उच्च लाभ और उच्च आवृत्ति विशेषताओं को वांछित किया जाता है। इन सभी वांछित विशेषताओं को इन BiCMOS एम्पलीफायरों का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है।
BiCMOS तकनीक के साथ इसके निर्माण, फायदे, नुकसान और अनुप्रयोगों पर इस लेख में संक्षेप में चर्चा की गई है। इस तकनीक के बारे में बेहतर समझ के लिए, कृपया अपनी टिप्पणी नीचे अपनी टिप्पणियों के रूप में दें।
फ़ोटो क्रेडिट:
- BiCMOS CME8000 द्वारा सी-मैक्स-टाइम
- CMOS CD74HC4067 द्वारा bdtic
- बाइपोलर AM2901CPC द्वारा सिलिरियम
