实验六NPN器件设计与特性模拟实验学案.doc

实验六 NPN器件TCAD模拟实验 实验调查 掌握NPN器件的特性，转移特性曲线，IV特性曲线，放大倍数等 二、实验目的 1. 熟悉Silvaco TCAD的仿真模拟环境； 2、掌握NPN器件设计流程 掌握器件特性的仿真流程 掌握使用Tonyplot观察仿真仿真结果 三、实验要求 1、实验前必须仔细调查实验调查的内容 2、根据程序完成NPN器件的设计仿真 四、实验指导 器件结构设计步骤： 1、 创建一个初始网格结构 2、初始化硅衬底 3、进行 Boron离子注入 4、进行 Boron扩散 5、淀积多晶硅栅 6、进行Polysilicon掺杂 7、刻蚀多晶硅 8、多晶硅氧化 9、 退火 10、进行二次 Boron离子注入 11、形成侧氧 12、进行三次 Boron离子注入与退火 13、镜像得到完整NPN结构 14、形成发射级和基极接触 15、定义电极 16、 保存ATHENA结构文件 图一 NPN三极管 器件仿真步骤： 1、结构说明 2、材料模型说明 3、数学计算方法的说明 4、解析条件说明 5、结果分析 图二 NPN三极管转移特性 图三 NPN三极管IV特性 五、实验仿真程序 结构仿真程序： go athena # Polysilicon Emitter Bipolar (NPN) line x loc=0.00 spac=0.03 line x loc=0.2 spac=0.02 line x loc=0.24 spac=0.015 line x loc=0.3 spac=0.015 line x loc=0.8 spac=0.15 # line y loc=0.00 spac=0.01 line y loc=0.12 spac=0.01 line y loc=0.3 spac=0.02 line y loc=0.5 spac=0.06 line y loc=1 spac=0.35 # Initial Silicon Structure init silicon c.arsenic=2e16 orientation=100 # struct outfile=init_bjt.str # Implant Boron implant boron dose=2.5e13 energy=18 crystal # Diffuse Boron diffus time=60 temp=920 nitro # struct outfile=implant1_bjt.str # Deposit Polysilicon deposit polysilicon thick=0.3 divisions=6 # struct outfile=poly_bjt.str # Implant to Dope Polysilicon implant arsenic dose=7.5e15 energy=50 crystal # struct outfile=dopepoly_bjt.str # Pattern Polysilicon etch polysilicon right p1.x=0.2 # struct outfile=etchpoly_bjt.str # Polysilicon Oxidation method fermi compress diffus time=25 temp=920 dryo2 press=1.00 # struct outfile=polyox_bjt.str # Annealing Process diffus time=50 temp=900 nitro press=1.00 # struct outfile=anneal_bjt.str # Second Boron Implantation implant boron dose=2.5e13 energy=18 crystal # struct outfile=implant2_bjt.str # Deposit Spacer deposit oxide thick=0.4 divisions=10 # struct outfile=depositspacer_bjt.str # etch the Spacer Back etch oxide dry thick=0.50 # struct outfile=etchspacer_bjt.str # Forming P+ Base Region implant boron dose=1e15 energy=30 crystal # struct outfile=implant3_bjt.str # Second Annealing Process diffus time