npn型双极晶体管半导体器件课程设计.doc

微电子器件课程设计报告

题 目： NPN型双极晶体管
班 级： 微电0802班
学 号： 080803206
姓 名： 子忠
指导老师： 剑霜
2011 年6月6日
目标结构
NPN 型双极晶体管
目标参数
最终从IV曲线中提取出包括fT和 Gain在的设计参数.
三、在该例中将使用:
（1）多晶硅发射双极器件的工艺模拟；
（2）在DEVEDIT中对结构网格重新划分；
（3）提取fT和peak gain.
ATLAS中的解过程:
1. 设置集电极偏压为2V.
2. 用 log语句用来定义Gummel plot数据集文件.
extract语句提取BJT的最大增益"maxgain"以及最大 ft,"maxft". Gummel plot:晶体管的集电极电流Ic、基极电流 Ib与基极-发射极电压 Vbe关系图(以半对数坐标的形式).
四、制造工艺设计
*，掺杂为均匀的***杂质，,然后在基底上注入能量为18ev，，退火，，淀积过后，马上进行多晶硅掺杂，掺杂为能量50ev，***杂质，接着进行多晶硅栅的刻蚀（）此时形成N++型杂质（发射区）。刻蚀后进行多晶氧化，由于氧化是在一个图形化（即非平面）以及没有损伤的多晶上进行的，所以使用的模型将会是fermi以及compress，进行氧化工艺步骤时分别在干氧和氮的气氛下进行退火，接着进行离子注入，注入能量18ev，
3的杂质硼，随后进行侧墙氧化层淀积并进行刻蚀，再一次注入硼，能量30ev，，形成P+杂质（基区）并作一次镜像处理即可形成完整NPN结构,最后淀积铝电极。
：
第一次硼注入形成本征基区;第二次硼注入自对准(self-aligned)于多晶硅发射区以形成一个连接本征基区和 p+ 基极接触的 (spacer-like)结构用来隔开 p+ ,relax 语句是用来减小结构深处的网格密度,从而只需模拟器件的一半；第三次硼注入,形成p+基区。

经常遇到这样一种情况:一个网格可用于工艺模拟,,可以用网格产生工具DEVEDIT用来重建网格,从而以实现整个半导体区域无钝角三角形.
五、原胞版图和工艺仿真结果：
用工艺软件ATHENA制作的NPN基本结构：
用Cutline工具截取Boron的浓度分布图如下：
用Cutline工具截取Arsenic的浓度分布图如下：
用Cutline工具截取净掺杂的浓度分布图如下：
最后结果如图. 可以看出:发射极、基极、集电极的净掺杂浓度分别为 10 的 19、17(接触处为 19)、16次方量级.
参数提取：
结深及方块电阻的提取图：
运行结果：
结深：bc-nxj=,be-nxj=
方块电阻：b-sheet=,e-sheet=
电流方法倍数即电流增益和ft的提取图：
运行结果：
peak collector current= A
peak gain= ，max fT=+09
特征频率:使集电极电流与基极电流之比下降到 1 的信号频率,.
六、实验心得体会
近一周的微电子器件课程设计结束了，通过本次设计，我们学会了用silvaco进行器件仿真，并且懂得了NPN基本结构的工艺流程以及如何提取器件参数，培养了我们独立分析问题和解决问题的能力，懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，从而提高自己的实际动手能力和