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集成电路工艺项目实训报告

目录

第一章SilvacoTCAD软

件

1.1SilvacoTCAD软件概

述

1.2Athena工艺仿真流

程

1.3ATLAS器件仿真器概

述

第二章NMOS管介

绍

2.1NMOS管的基本结

构

2.2NMOS管的工作原

理

2.3NMOS器件仿真器的基本工艺流

程

第三章NMOS实训仿

真

3.1器件仿真剖面图及其参数提

取

3.1.1器件剖面

图

3.1.2抽取器件参数提

取

3.2栅极特性曲线输出以及I/V输出曲

线

3.2.1栅极特性曲

线

3.2.2I/V输出曲

线

3.3参数变化对器件的影

响

3.3.1改变阱浓度所得器件结构及曲

线

3.3.2改变快速热退火温度的影

响

3.3.3改变调整阈值电压的注入浓度的影

响8

3.3.4改变源/漏浓度所得的器件结构及曲

线10

3.4参数对器件影响实验结

论

第四章实训总

结

附

录：

13

1.剖面图程

序

13

2.输出栅极特性曲

线

16

3.输出曲线

组

17

参考文

献

18

1

第一章SilvacoTCAD软件

1.1SilvacoTCAD软件概述

用来模拟半导体器件电学性能，进行半导体工艺流程仿真，还可

以与其它EDA工具组合起来使用(比如spice)，进行系统级电学模拟。

SivacoTCAD为图形用户界面，直接从界面选择输入程序语句，非

常易于操作。其例子教程直接调用装载并运行，是例子库最丰富的

TCAD软件之一。SilvacoTCAD平台包括：工艺仿真(ATHENA)、器件仿

真(ATLAS)、快速器件仿真(Mercury)。

1.2Athena工艺仿真流程

图1-1Athena工艺仿真流程

1.3ATLAS器件仿真器概述

图1-2ATLAS器件仿真器概述

2

第二章NMOS管介绍

2.1NMOS管的基本结构在一块掺杂浓度较低的P型硅衬底

（提供大量可以动空穴）上，制作两个高掺杂浓度的N+区(N+区域中

有大量为电流流动提供自由电子的电子源)，并用金属铝引出两个电

极，分别作漏极D和源极S。然后在半导体表面覆盖一层很薄的二氧

化硅(SiO2)绝缘层，在漏——源极间的绝缘层上再装上一个铝电极（通

常是多晶硅）,作为栅极G。在衬底上也引出一个电极B，这就构成了

一个N沟道增强型MOS管。MOS管的源极和衬底通常是接在一起的

(大多数管子在出厂前已连接好)。它的栅极与其它电极间是绝缘的。

2.2NMOS管的工作原理①vGS=0的情况，增强型MOS管的

漏极d和源极s之间有两个背靠背的PN结。当栅——源电压vGS=0

时，即使加上漏——源电压vDS，而且不论vDS的极性如何，总有一

个PN结处于反偏状态，漏——源极间没有导电沟道，所以这时漏极

电流iD≈0。

②vGSgt;0的情况，若vGSgt;0，则栅极和衬底之间的SiO2

绝缘层便产生一个电场。电场方向垂直半导体表面的由栅极指向衬底

的电场。这个电场能排斥空穴而吸引电子。

排斥空穴：使栅极附近的P型衬底中的空穴被排斥，剩下不能移

动的受主离子(负离子)，形成耗尽层。吸引电子：将P型衬底中的电

子（少子）被吸引到衬底表面。

当vGS数值较小，吸引电子的能力不强时，漏——源极之间仍无

导电沟道出现，vGS增加时，吸引到P衬底表面层的电子就增多，

当vGS达到某一数值时，这些电子在栅极附近的P衬底表面便形成一

个N型薄层，且与两个N+区相连通，在漏——源极间形成N型导电

沟道，其导电类型与P衬底相反，故又称为反型层。vGS越大，作用

半导体表面的电场就越强，吸引P衬底表面的电子就越多，导电沟道