Silvaco工艺及器件仿真3.doc

4.1.10多晶硅栅的淀积 淀积可以用来产生多层结构。共形淀积是最简单的淀积方式，并且在各种淀积层形状要求不是非常严格的情况下使用。NMOS工艺中，多晶硅层的厚度约为2000 ?，共形多晶硅淀积。为了完成共形淀积，从ATHENA Commands菜单中依次选择Process、Deposit和Deposit…菜单项。ATHENA Deposit菜单如图4.所示； 在Deposit菜单中，淀积类型默认为Conformal；在Material菜单中选择Polysilicon，并将它的厚度值设为0.2；在Grid specification参数中，点击Total number of layers并将其值设为10。（在一个淀积层中设定几个网格层通常是非常有用的。在这里，我们需要10个网格层用来仿真杂质在多晶硅层中的传输。）在Comment一栏中添加注释Conformal Polysilicon Deposition，并点击WRITE键； 下面这几行将会出现在文本窗口中： #Conformal Polysilicon Deposition 图4. ATHENA 淀积菜单deposit polysilicon thick=0.2 divisions=10 点击DECKBUILD控制栏上的Cont键继续进行ATHENA仿真； 还是通过DECKBUILD Tools菜单的Plot和Plot structure…来绘制当前结构图。创建后的三层结构如图所示。 图4. 多晶硅层的共形淀积 4.1.11简单几何刻蚀 接下来就是多晶硅的栅极定义。我们将多晶硅栅极的边缘定为x=0.35μm，中心为x=0.6μm。因此，多晶硅应从左边x=0.35μm开始进行刻蚀，如图4.所示。 图4. ATHENA Etch菜单在DECKBUILD Commands菜单中依次选择Process、Etch和Etch…。出现ATHENA Etch菜单；在Etch菜单的Geometrical type一栏中选择Left；在Material一栏中选择Polysilicon；将Etch location一栏的值设为0.35；在Comment栏中输入注释Poly Definition；点击WRITE键产生如下语句： #Poly Definition etch polysilicon left p1.x=0.35 点击DECKBUILD控制栏上的Cont键以继续进行ATHENA仿真，并将刻蚀结构绘制出来，如图4.所示； 图4. 刻蚀多晶硅以形成栅极4.1.12多晶硅氧化 接下来要演示之前对多晶硅进行的氧化。具体方法是900C，1个大气压下进行3分钟的湿氧化。因为氧化过程要在非平面且未经破坏的多晶硅上进行，我们要使用被称为fermi和compress的两种方法。Fermi法用于掺杂浓度小于×1020cm-3的未经破坏的衬底而compress法用于在非平面结构上仿真氧化和二维氧化。 为了演示这一氧化过程，可在ATHENA Commands菜单中选择Process和Diffuse…菜单项并调出Diffuse菜单。 在Diffuse菜单中，将Time从11改为3，Temperature从950改为900；在Ambient一栏中，点击Wet O2；激活Gas pressure这一栏，而不要选中HCL栏；在Display栏中点击Models，可用的模式将会列出来；同时激活Diffusion和Oxidation模式，并分别选择Fermi和Compressible项；在Comment栏中输入注释Polysilicon Oxidation，并点击WRITE键；下面的Diffuse语句将会被添加到输入文件中： #Polysilicon Oxidation method fermi compress diffus time=3 temp=900 weto2 press=1.00 点击DECKBUILD控制栏上的Cont键继续进行ATHENA仿真，并将结构绘制出来，如图4.。从图中可以看出，在这一氧化过程中，多晶硅和衬底的表面都形成了氧化层； 图4. 多晶硅氧化后形成的氧化层 4.1.13多晶硅掺杂 在完成了多晶硅氧化之后，接下来要以磷为杂质创建一个重掺杂的多晶硅栅极。这里杂质磷的浓度为×1013cm-3，注入能量为20KeV。为了演示多晶硅掺杂这一步骤，我们将再一次使用ATHENA Implant菜单。 在Commands菜单中，依次选择Process和Implant…。出现ATHENA Implant菜单；在Impurity栏中，将Boron改为Phosphorus；在Dose和Exp：两栏中分别用滚动条或者直接输入值3、13；在Energy、Tilt和Rotation中分别输入值20、7、3