微电子器件与工艺课程设计.docx

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径学海无涯苦作舟页码：目录一·课程设计目的与任务……………………………………………………………1二·设计的内容………………………………………………………………………1三·设计的要求与数据………………………………………………………………1四·物理参数设计……………………………………………………………………24.1各区掺杂浓度及相关参数的计算………………………………………………24.1.1各区掺杂浓度……………………………………………………………44.1.2迁移率………………………………………………………………………44.1.3扩散系数与电阻率………………………………………………………54.1.4少子寿命和扩散长度……………………………………………………54.2集电区厚度Wc的选择………………………………………………………64.3基区宽度WB…………………………………………………………………74.5扩散结深的设计………………………………………………………………94.6芯片厚度和质量……………………………………………………………104.7晶体管的横向设计、结构参数的选择……………………………………10五、工艺参数设计……………………………………………………………………115.1工艺部分杂质参数…………………………………………………………125.2基区相关参数的计算………………………………………………………145.3发射区相关参数的计算……………………………………………………155.4氧化时间的计算……………………………………………………………16六、物理参数与工艺参数汇总………………………………………………………17七、工艺流程图………………………………………………………………………19八、生产工艺流程……………………………………………………………………23九、版图………………………………………………………………………………33十、心得体会…………………………………………………………………………34十一、参考文献………………………………………………………………………35PNP双极型晶体管的设计一、课程设计目的与任务《微电子器件与工艺课程设计》是继《微电子器件物理》、《微电子器件工艺》和《半导体物理》理论课之后开出的有关微电子器件和工艺知识的综合应用的课程使我们系统的掌握半导体器件集成电路半导体材料及工艺的有关知识的必不可少的重要环节。目的是使我们在熟悉晶体管基本理论和制造工艺的基础上掌握晶体管的设计方法。要求我们根据给定的晶体管电学参数的设计指标完成晶体管的纵向结构参数设计→晶体管的图形结构设计→材料参数的选取和设计→制定实施工艺方案→晶体管各参数的检测方法等设计过程的训练为从事微电子器件设计、集成电路设计打下必要的基础。二、设计的内容设计一个均匀掺杂的pnp型硅双极晶体管满足T=300K时基区掺杂浓度为NB=1016cm-3`共发射极电流增益hfe=50。BVCEO=60V设计时应尽量减小基区宽度调制效应的影响假设经验参数为年n=3)三、设计的要求与数据1．了解晶体管设计的一般步骤和设计原则2．根据设计指标选取材料确定材料参数如发射区掺杂浓度NE基区掺杂浓度NB集电区掺杂浓度NC根据各区的掺杂浓度确定少子的扩散系数迁移率扩散长度和寿命等。3．根据主要参数的设计指标确定器件的纵向结构参数如集电区厚度Wc基区宽度Wb发射极宽度We和扩散结深Xjc发射结结深Xje等。4．根据扩散结深Xjc发射结结深Xje等确定基区和发射区预扩散和再扩散的扩散温度和扩散时间；由扩散时间确定氧化层的氧化温度、氧化厚度和氧化时间。5．根据设计指标确定器件的图形结构设计器件的图形尺寸绘制出基区、发射区和金属接触孔的光刻版图。6.根据现有工艺条件制定详细的工艺实施方案。7．撰写设计报告四、物理参数设计4.1各区掺杂浓度及相关参数的计算4.1.1各区掺杂浓度本实验的晶体管的设计指标：T=300K时集电极--发射极BVCEO=60V。NB=1016cm-3。对上表参数进行仔细分析后可发现上述参数中只有击穿电压主要由集电区电阻率决定。因此集电区电阻率的最小值由击穿电压决定在满足击穿电压要求的前提下尽量降低电阻率并适当调整其他参量以满足其他电学参数的要求。BVCBO=n1+βBVCEO=31+50×60=222.5V（《半导体器件物理》P141）注：n取2~4.图1击穿电压与杂质浓度的关系因为现代工艺中多采用Si作为晶体管的衬底材料根据要求VCBO=222.5V读出集