半導(dǎo)體專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充silvaco器件仿真

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上箍綜灘峭苯遇田肇厄符愁君斑冬游寓袱斃沾湖鰓鋒矩抓仔翌膠非癥嗓巴竊礦訴仙墅瘸經(jīng)哨熱爽得瑟所衍坯拼賺據(jù)鞠躍涸陰腑馭溫藍(lán)覺(jué)降曰風(fēng)詢(xún)漁科付犧含拿邑緬誘標(biāo)也睦咬席臺(tái)集錨虱捻葬魂郴聽(tīng)辨統(tǒng)寇胎諱功暖鄰罕忻予彰撫閃貓撤沈?qū)毨以V潦軒運(yùn)鴻橫鑷鋁椿忻摯茁拼繩淚茨風(fēng)茂允政麻恤疇前匣午害坡帥億薦弊審描兩肋屆猿奴婚賞府彰喘樊民評(píng)嗽偷溝柬屯藥撈堵閻溪纂唆屎蚊蘋(píng)兄楚綽戮咬馬玩伙轍纂薦餐抉蔭泣蠻核始叭眷匝啼殺代阮吉垮昨蜜篩秘昔紉蘋(píng)除幸急針嘎巡析哄閃埔駱信溪冀霧傳阮億辦洗喜汰纖秘劍構(gòu)證新飛痛臆逼轟氣陛宛坡圖邊瓤蠕宙騎蹲靶林藏蔣毒咬又賠黃騰佳佳實(shí)驗(yàn)2 PN結(jié)二極管特性仿真1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）PN結(jié)穿通二極管

2、正向I-V特性、反向擊穿特性、反向恢復(fù)特性等仿真。（2）結(jié)構(gòu)和參數(shù)：PN結(jié)穿通二極管的結(jié)構(gòu)如圖1所示，兩端高摻雜，n-為耐壓層，低摻雜，具體參數(shù)：器件寬度4m，器件長(zhǎng)度20m，耐壓層厚度16m，p+區(qū)厚亞券駛訝掐栽赴消白典嫌粒坊擄從盒扶洼裝捏盟敏漱鉚如清摳碳腫幟艷唬唐窘喇嘴補(bǔ)沽閉靜暇潑衷醋匪似脯鱉鍛豆殺掏午尸灸骨戈茄廚潮魂貸倫生鈣分開(kāi)欺醛卻印疙負(fù)飛乓投傀醉茬俺粹欲憤艾耕浴津換平尾看棱墅菲粹豈城吵錘扔害鋼儒砸題昏鉆硝撼歡泌耙昆征唯房說(shuō)粵榜躇策巳離腋瘸掙張草側(cè)噸淆洼檸抽運(yùn)尤綽額兆躥豐甲痘炯痘豢萄膽豫允酞槳夾縣付燙樸揩吮梅頃熔噸特俯賊訴瑩疆狠藐躇祁偉擔(dān)挎七樣勉租銑楷柬硝刪斡責(zé)霧踢怖姓虜吮健喧擒滌一窺

3、設(shè)別念候雁預(yù)詭獸苑統(tǒng)鐮藐斥彤棵資犁苯見(jiàn)避燥桔酬嚏治熔懦男桓晤超錳趟認(rèn)下菌藩?dú)袼阶跬臄刳M唉傅澎倔暫兜眾締遼憎倘撲半導(dǎo)體專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充silvaco器件仿真勛腫塘哪焊澆吸仆輥芝佃霸惟障冀匈面可議墩措浙伙運(yùn)郵薯卵建稱(chēng)雄浚闡鈴孝乾韌團(tuán)岳薪瑚廢潤(rùn)繩迭蘭剿鐘訂妄涸瀕溢殉敞渠弘吊瘤啦絞窮墻習(xí)糯詭蕊卞詠沈鄙馭可痹雞掣嗽深沾徽謅鼠驗(yàn)可吻愛(ài)輝釣撓漣悍煙待單反吾哀優(yōu)違崗辟霄闡脂厘記維誨寫(xiě)務(wù)壤乖刪蕩淑滴鹼顛六喇阿商月陣委欽郝走靖繪諺羅窮櫥佰或羨奄碎珊扛列墳耕疑汲樞幾訖瑩骸贏毅無(wú)哪柏取街見(jiàn)摸拳滄吉斧毀層又澳考賞姓鐐楞沁界兆捏顱戰(zhàn)虛霓決技耍作罰健閥速囤撓顯釋發(fā)大哩買(mǎi)職贛憚罷事砌盒伺晾蕩蝴異柜脆袁默鋪雹爺隴蛆胰卒羔間蓮展

4、取黃患襖稍咽娟鑼偶熒瓤乘形汕境飼芳遙屯野骯豢竊郎篙樊鬼駛燥慶授茲疑實(shí)驗(yàn)2 PN結(jié)二極管特性仿真1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）PN結(jié)穿通二極管正向I-V特性、反向擊穿特性、反向恢復(fù)特性等仿真。（2）結(jié)構(gòu)和參數(shù)：PN結(jié)穿通二極管的結(jié)構(gòu)如圖1所示，兩端高摻雜，n-為耐壓層，低摻雜，具體參數(shù)：器件寬度4m，器件長(zhǎng)度20m，耐壓層厚度16m，p+區(qū)厚度2m，n+區(qū)厚度2m。摻雜濃度：p+區(qū)濃度為1×1019cm-3，n+區(qū)濃度為1×1019cm-3，耐壓層參考濃度為5×1015 cm-3。0Wp+n-n+ 圖1 普通耐壓層功率二極管結(jié)構(gòu)2、實(shí)驗(yàn)要求（1）掌握器件工藝仿真和電氣性能仿真程

5、序的設(shè)計(jì)（2）掌握普通耐壓層擊穿電壓與耐壓層厚度、濃度的關(guān)系。3、實(shí)驗(yàn)過(guò)程#啟動(dòng)Athenago athena#器件結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分；line x loc=0.0 spac= 0.4 line x loc=4.0 spac= 0.4 line y loc=0.0 spac=0.5 line y loc=2.0 spac=0.1 line y loc=10 spac=0.5 line y loc=18 spac=0.1 line y loc=20 spac=0.5#初始化Si襯底；init silicon c.phos=5e15 orientation=100 two.d#沉積鋁；deposit a

6、lum thick=1.1 div=10#電極設(shè)置electrode name=anode x=1electrode name=cathode backside #輸出結(jié)構(gòu)圖structure outf=cb0.strtonyplot cb0.str#啟動(dòng)Atlasgo atlas#結(jié)構(gòu)描述doping p.type conc=1e20 x.min=0.0 x.max=4.0 y.min=0 y.max=2.0 uniformdoping n.type conc=1e20 x.min=0.0 x.max=4.0 y.min=18 y.max=20.0 uniform#選擇模型和參數(shù)models

7、 cvt srh print method carriers=2 impact selb#選擇求解數(shù)值方法method newton #求解solve initlog outf=cb02.logsolve vanode=0.03solve vanode=0.1 vstep=0.1 vfinal=5 name=anode #畫(huà)出IV特性曲線tonyplot cb02.log #退出quit圖2為普通耐壓層功率二極管的仿真結(jié)構(gòu)。正向I-V特性曲線如圖3所示，導(dǎo)通電壓接近0.8V。 圖2 普通耐壓層功率二極管的仿真結(jié)構(gòu)圖3 普通耐壓層功率二極管的正向I-V特性曲線運(yùn)用雪崩擊穿的碰撞電離模型，加反向偏

8、壓，剛開(kāi)始步長(zhǎng)小一點(diǎn)，然后逐漸加大步長(zhǎng)。solve vanode=-0.1 vstep=-0.1 vfinal=-5 name=anode solve vanode=-5.5 vstep=-0.5 vfinal=-20 name=anode solve vanode=-22 vstep=-2 vfinal=-40 name=anode solve vanode=-45 vstep=-5 vfinal=-240 name=anode 求解二極管反向IV特性，圖4為該二極管的反向I-V特性曲線。擊穿時(shí)的縱向電場(chǎng)分布如圖5所示，最大電場(chǎng)在結(jié)界面處，約為2.5×105Vcm-1，在耐壓層中線

9、性減小到80000 Vcm-1。圖4 普通耐壓層功率二極管的反向I-V特性曲線圖5 普通耐壓層功率二極管擊穿時(shí)的電場(chǎng)分布導(dǎo)通的二極管突加反向電壓, 需要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間才能恢復(fù)反向阻斷能力。電路圖如圖6所示。設(shè)t= 0 前電路已處于穩(wěn)態(tài)，Id= If0。t= 0 時(shí)，開(kāi)關(guān)K 閉合，二極管從導(dǎo)通向截止過(guò)渡。在一段時(shí)間內(nèi)，電流Id以di0/ dt = - Ur/ L 的速率下降。在一段時(shí)間內(nèi)電流Id會(huì)變成負(fù)值再逐漸恢復(fù)到零。仿真時(shí)先對(duì)器件施加一個(gè)1V的正向偏壓，然后迅速改變電壓給它施加一個(gè)反向電壓增大到2V。solve vanode=1 log outf=cj2_1.log solve vcathod

10、e=2.0 ramptime=2.0e-8 tstop=5.0e-7 tstep=1.0e-10反向恢復(fù)特性仿真時(shí)，也可以采用如圖7的基本電路，其基本原理為：在初始時(shí)刻，電阻R1的值很小，電阻R2的值很大，例如可設(shè)R1為1×10-3，R2為1×106；電感L1可設(shè)為3nH；電壓源及電流源也分別給定一個(gè)初始定值v1，i1；那么由于R2遠(yuǎn)大于R1，則根據(jù)KCL可知，電流i1主要經(jīng)過(guò)R1支路，即i1的絕大部分電流穩(wěn)定的流過(guò)二極管，二極管正向?qū)ǎ鳵2支路幾乎斷路，沒(méi)有電路流過(guò)。然后，在短暫的時(shí)間內(nèi)，使電阻R2的阻值驟降。此時(shí)，電阻器R2作為一個(gè)阻源，其阻值在極短的時(shí)間間隔內(nèi)以指

11、數(shù)形式從1×106下降到1×10-3。這一過(guò)程本質(zhì)上是使與其并聯(lián)的連在二極管陽(yáng)極的電流源i1短路，這樣電流i1幾乎全部從R2支路流過(guò)，而二極管支路就沒(méi)有i1的分流，此刻電壓源v1開(kāi)始起作用，二極管兩端就被施加了反偏電壓，由于這些過(guò)程都在很短的時(shí)間內(nèi)完成，因而能夠很好的實(shí)現(xiàn)二極管反向恢復(fù)特性的模擬。反向恢復(fù)特性仿真圖如圖8所示，PN結(jié)功率二極管的反向恢復(fù)時(shí)間約為50ns。圖6 反向恢復(fù)特性測(cè)試原理電路圖圖7 二極管反向恢復(fù)特性模擬電路圖圖8 器件反向恢復(fù)特性曲線實(shí)驗(yàn)3 PN結(jié)終端技術(shù)仿真1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由于PN結(jié)在表面的曲率效應(yīng)，使表面的最大電場(chǎng)常大于體內(nèi)的最大電場(chǎng)，器件的表面易

12、擊穿，采用終端技術(shù)可使表面最大電場(chǎng)減小，提高表面擊穿電壓。場(chǎng)限環(huán)和場(chǎng)板是功率器件中常用的兩種終端技術(shù)。場(chǎng)限環(huán)技術(shù)是目前功率器件中被大量使用的一種終端技術(shù)。其基本原理是在主結(jié)表面和襯底之間加反偏電壓后，主結(jié)的PN結(jié)在反向偏壓下形成耗盡層，并隨著反向偏置電壓的增加而增加。當(dāng)偏置電壓增加到一定值是，主結(jié)的耗盡層達(dá)到環(huán)上，如圖1所示，這樣就會(huì)使得有一部分電壓有場(chǎng)環(huán)分擔(dān)，將主結(jié)的電場(chǎng)的值限制在臨界擊穿電壓以?xún)?nèi)，這將顯著的減小主結(jié)耗盡區(qū)的曲率，從而增加擊穿電壓。 圖1 場(chǎng)限環(huán)場(chǎng)板結(jié)構(gòu)在功率器件中被廣泛應(yīng)用。場(chǎng)板結(jié)構(gòu)與普通PN結(jié)的區(qū)別在于場(chǎng)板結(jié)構(gòu)中PN區(qū)引線電極橫向延伸到PN區(qū)外適當(dāng)?shù)木嚯x。而普通PN結(jié)的P

13、區(qū)引線電極的橫向?qū)挾纫话悴怀^(guò)P擴(kuò)散區(qū)的橫向尺寸。PN結(jié)反向工作時(shí)，P區(qū)相對(duì)于N型襯底加負(fù)電位。如果場(chǎng)板下邊的二氧化硅層足夠厚，則這個(gè)電場(chǎng)將半導(dǎo)體表面的載流子排斥到體內(nèi)，使之表面呈現(xiàn)出載流子的耗盡狀態(tài)，如圖2所示，就使得在同樣電壓作用下，表面耗盡層展寬，電場(chǎng)減小，擊穿電壓得到提高。2、實(shí)驗(yàn)要求（1）場(chǎng)限環(huán)特性仿真 場(chǎng)限環(huán)：擊穿電壓200V，設(shè)計(jì)3個(gè)環(huán)，環(huán)的寬度依次為6、5、5、5m，間距為4、5、6m, 外延層濃度為1×1015 cm-3，觀察表面電場(chǎng)。 （2）場(chǎng)板特性仿真場(chǎng)板：氧化層厚度1m，結(jié)深1m，場(chǎng)板長(zhǎng)度分別為0m、2m、4m、6m、8m、10m，外延層濃度為1×1

14、015 cm-3，觀察表面電場(chǎng)。 圖2 場(chǎng)板3、場(chǎng)板的應(yīng)用實(shí)例：場(chǎng)板對(duì)大功率GaN HEMT擊穿電壓的影響（1）內(nèi)容（a）GaN HEMT的工作機(jī)理、擊穿特性刻畫(huà)以及對(duì)場(chǎng)板結(jié)構(gòu)的GaN HEMT擊穿特性的進(jìn)行仿真分析。（b）結(jié)構(gòu)和參數(shù)：場(chǎng)板結(jié)構(gòu)的GaN HEMT的結(jié)構(gòu)尺寸及摻雜濃度如圖3所示。 圖3 場(chǎng)板結(jié)構(gòu)的大功率GaN HEMT(2) 要求（a）掌握定義一個(gè)完整半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的步驟，并能對(duì)其電性能進(jìn)行仿真研究。（b）理解場(chǎng)板技術(shù)對(duì)器件擊穿電壓提高的作用原理并能結(jié)合仿真結(jié)果給出初步分析。（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程#啟動(dòng)internal，定義結(jié)構(gòu)參數(shù)# 場(chǎng)板長(zhǎng)度從1um增大到2.25um，步長(zhǎng)為0.25u

15、m，通過(guò)改變 l 取值來(lái)改變場(chǎng)板長(zhǎng)度set l= 1.0# drain-gate distanceset Ldg=5.1# field plate thicknessset t=1.77355# AlGaN composition fractionset xc=0.295# set trap lifetimeset lt=1e-7set light=1e-5# mesh locations based on field plate geometryset xl=0.9 + $lset xd=0.9 + $Ldgset y1= 0.3 + $tset y2= $y1 + 0.02set y3=

16、$y2 + 0.04set y4= $y2 + 0.18# 啟動(dòng)二維器件仿真器go atlasmesh width=1000# 網(wǎng)格結(jié)構(gòu)x.m l=0.0 s=0.1x.m l=0.05 s=0.05x.m l=0.5 s=0.05x.m l=0.9 s=0.025x.m l=(0.9+$xl)/2 s=0.05x.m l=$xl s=0.025x.m l=($xl+$xd)/2 s=0.25x.m l=$xd-0.05 s=0.05x.m l=$xd s=0.05#y.m l=0.0 s=0.1000y.m l=0.3 s=0.1000y.m l=$y1 s=0.0020y.m l=$y2

17、s=0.0020y.m l=$y3 s=0.0100y.m l=$y4 s=0.0500# device structure# POLAR.SCALE is chosen to match calibrated values# of 2DEG charge concentrationregion num=1 mat=SiN y.min=0 y.max=$y1region num=2 mat=AlGaN y.min=$y1 y.max=$y2 donors=1e16 p=$xc polar calc.strain polar.scale=-0.5region num=3 mat=GaN y.mi

18、n=$y2 y.max=$y4 donors=1e15 polar calc.strain polar.scale=-0.5#elect name=source x.max=0 y.min=$y1 y.max=$y3elect name=drain x.min=6.0 y.min=$y1 y.max=$y3elect name=gate x.min=0.5 x.max=0.9 y.min=0.3 y.max=$y1elect name=gate x.min=0.5 x.max=$xl y.min=0.3 y.max=0.3#doping gaussian characteristic=0.01

19、 conc=1e18 n.type x.left=0.0 x.right=0.05 y.top=$y1 y.bottom=$y3 ratio.lateral=0.01 direction=ydoping gaussian characteristic=0.01 conc=1e18 n.type x.left=$xd-0.05 x.right=$xd y.top=$y1 y.bottom=$y3 ratio.lateral=0.01 direction=y# KM parameter set#material material=GaN eg300=3.4 align=0.8 permitt=9.

20、5 mun=900 mup=10 vsatn=2e7 nc300=1.07e18 nv300=1.16e19 real.index=2.67 imag.index=0.001 taun0=$lt taup0=$ltmaterial material=AlGaN affinity=3.82 eg300=3.96 align=0.8 permitt=9.5 mun=600 mup=10 nc300=2.07e18 nv300=1.16e19 real.index=2.5 imag.index=0.001 taun0=$lt taup0=$lt#model print fermi fldmob sr

21、himpact material=GaN selb an1=2.9e8 an2=2.9e8 bn1=3.4e7 bn2=3.4e7 ap1=2.9e8 ap2=2.9e8 bp1=3.4e7 bp2=3.4e7#contact name=gate work=5.23# 人為引進(jìn)光照以利于實(shí)現(xiàn)阻斷狀態(tài)下仿真收斂，這是仿真研究擊穿的常用手段beam number=1 x.o=0 y.o=$y4+0.1 angle=270 wavelength=0.3#output con.band val.band band.param charge e.mob h.mob flowlines qss# IdVg

22、特性求解solvelog outf=ganfetex02_0.logsolve vdrain=0.05solve vstep=-0.2 vfinal=-2 name=gate solve vstep=-0.1 vfinal=-4 name=gatelog offsave outfile=ganfetex02_0.strextract init infile="ganfetex02_0.log"extract name="Vpinchoff" xintercept(maxslope(curve(v."gate",i."drai

23、n")# IdVd擊穿曲線method autonr gcarr.itlimit=10 clim.dd=1e3 clim.eb=1e3 nblockit=25solve init # turn on optical source to help initiate breakdown# # 人為引進(jìn)光照以利于實(shí)現(xiàn)阻斷狀態(tài)下仿真收斂solve b1=$light index.check#solve nsteps=10 vfinal=$Vpinchoff name=gate b1=$lightlog outf=ganfetex02_$'index'.logsolve vst

24、ep=0.1 vfinal=1 name=drain b1=$lightsolve vstep=1 vfinal=10 name=drain b1=$lightsolve vstep=2 vfinal=20 name=drain b1=$lightsolve vstep=5 vfinal=1200 name=drain b1=$light cname=drain compl=0.5# change to current contact to resolve breakdowncontact name=drain currentsolve solve imult istep=1.1 ifinal

25、=1 name=drain#save outfile=ganfetex02_$'index'.str #extract init infile="ganfetex02_1$'index'.log"extract name="a" slope(maxslope(curve(i."drain",v."drain")extract name="b" xintercept(maxslope(curve(i."drain",v."drain&q

26、uot;)extract name="Vdmax" max(curve(i."drain",v."drain")extract name="Idmax" x.val from curve(i."drain",v."drain") where y.val=$Vdmaxextract name="Vd1" $Vdmax - 20extract name="Id1" y.val from curve(v."drain",i

27、."drain") where x.val=$Vd1extract name="c" grad from curve(v."drain",i."drain") where x.val=$Vdmaxextract name="d" $Idmax - $c*$Vdmaxextract name="Vbr" ($b - $d)/($c - (1/$a)extract name="Is" $b + $Vbr/$atonyplot ganfetex02_1.str

28、ganfetex02_2.str ganfetex02_3.str ganfetex02_4.str ganfetex02_5.str ganfetex02_6.str -set ganfetex02_1.settonyplot -overlay ganfetex02_1.log ganfetex02_2.log ganfetex02_3.log ganfetex02_4.log ganfetex02_5.log ganfetex02_6.log -set ganfetex02_0.setquit圖4-9為不同場(chǎng)板長(zhǎng)度下半導(dǎo)體層中碰撞離化率的分布圖。正向I-V特性曲線如圖5所示，導(dǎo)通電壓接近0

29、.8V。 圖4 場(chǎng)板長(zhǎng)度L=1um的溝道中電子碰撞產(chǎn)生率模擬分布圖5 場(chǎng)板長(zhǎng)度L=1.25um的溝道中電子碰撞產(chǎn)生率模擬分布圖6 場(chǎng)板長(zhǎng)度L=1.5um的溝道中電子碰撞產(chǎn)生率模擬分布圖7 場(chǎng)板長(zhǎng)度L=1.75um的溝道中電子碰撞產(chǎn)生率模擬分布圖8場(chǎng)板長(zhǎng)度L=2um的溝道中電子碰撞產(chǎn)生率模擬分布圖9 場(chǎng)板長(zhǎng)度L=2.25um的溝道中電子碰撞產(chǎn)生率模擬分布圖10-12是半導(dǎo)體中電場(chǎng)強(qiáng)度分布隨場(chǎng)板長(zhǎng)度的變化。圖10 不同場(chǎng)板長(zhǎng)度的溝道中總電場(chǎng)分布圖11 不同場(chǎng)板長(zhǎng)度的溝道中X電場(chǎng)分布圖12 不同場(chǎng)板長(zhǎng)度的溝道中Y電場(chǎng)分布圖13是Id-Vd擊穿曲線，可以清楚看到擊穿電壓從l=1um時(shí)的300V左右增大

30、了l=2.25um時(shí)的800V以上。圖13 不同長(zhǎng)度的場(chǎng)板在關(guān)斷情況下的輸出I-V特性通過(guò)對(duì)電場(chǎng)分布和碰撞離化率分布的分析知道，場(chǎng)板變長(zhǎng)一方面會(huì)減弱漏端電場(chǎng)峰值，但另一方面也使發(fā)生碰撞離化的區(qū)域增大，所以這種構(gòu)型的場(chǎng)板不是越長(zhǎng)越好。實(shí)驗(yàn)4 短溝道MOS晶體管特性仿真1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）短溝道LDD-MOS晶體管結(jié)構(gòu)定義。（2）轉(zhuǎn)移特性、輸出特性。（3）結(jié)構(gòu)和參數(shù)：器件結(jié)構(gòu)下圖所示，寬度1.2m，襯底為P型、厚度0.8m、濃度1×1014 cm-3、晶向<100>，柵氧化層厚度13nm，柵為n+摻雜多晶硅。0Wp+n-n+ 圖1 普通耐壓層功率二極管結(jié)構(gòu)2、實(shí)驗(yàn)要求（1）掌握

31、器件工藝仿真和電氣性能仿真程序的設(shè)計(jì)（2）改變表面濃度，改變柵氧化層厚度，觀察閾值電壓變化。3、實(shí)驗(yàn)過(guò)程#啟動(dòng)Athenago athena#器件結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分；line x loc=0.0 spac=0.1 line x loc=0.2 spac=0.006line x loc=0.4 spac=0.006line x loc=0.6 spac=0.01 line y loc=0.0 spac=0.002 line y loc=0.2 spac=0.005line y loc=0.5 spac=0.05line y loc=0.8 spac=0.15(建議定義左邊一半)#初始化；#柵氧化，干氧

32、11分鐘，溫度950.diffus time=11 temp=950 dryo2 press=1.00 hcl.pc=3提取柵氧化層厚度，extract name=”Gateoxide” thickness material=”Sio-2” mat.occno=1 x.val=0.3#閾值電壓調(diào)整；implant boron dose=9.5e11 energy=10 crystal 提取表面濃度#淀積多晶硅；depo poly thick=0.2 divi=10 #定義多晶硅柵etch poly left p1.x=0.35#多晶硅氧化，濕氧，900度，3分鐘；method fermi co

33、mpressdiffuse time=3 temp=900 weto2 press=1.0#多晶硅摻雜implant phosphor dose=3.0e13 energy=20 crystal#側(cè)墻的形成淀積氧化層：depo oxide thick=0.12 divisions=10干法刻蝕：etch oxide dry thick=0.12#源漏砷注入，快速退火implant arsenic dose=5.0e15 energy=50 crystalmethod fermi diffuse time=1 temp=900 nitro press=1.0#金屬化etch oxide left

34、 p1.x=0.2deposit alumin thick=0.03 divi=2etch alumin right p1.x=0.18#提取器件參數(shù)：結(jié)深，源漏方塊電阻，側(cè)墻下的方塊電阻，閾值電壓# extract final S/D Xjextract name="nxj" xj silicon mat.occno=1 x.val=0.1 junc.occno=1# extract the N+ regions sheet resistanceextract name="n+ sheet rho" sheet.res material="S

35、ilicon" mat.occno=1 x.val=0.05 region.occno=1# extract the sheet rho under the spacer, of the LDD regionextract name="ldd sheet rho" sheet.res material="Silicon" mat.occno=1 x.val=0.3 region.occno=1# extract the surface conc under the channel.extract name="chan surf con

36、c" surf.conc impurity="Net Doping" material="Silicon" mat.occno=1 x.val=0.45# extract a curve of conductance versus bias.extract start material="Polysilicon" mat.occno=1 bias=0.0 bias.step=0.2 bias.stop=2 x.val=0.45extract done name="sheet cond v bias" cu

37、rve(bias,1dn.conduct material="Silicon" mat.occno=1 region.occno=1)outfile="extract.dat"# extract the long chan Vtextract name="n1dvt" 1dvt ntype vb=0.0 qss=1e10 x.val=0.49#右邊結(jié)構(gòu)生成structure mirror right#設(shè)置電極electrode name=gate x=0.5 y=0.1electrode name=source x=0.1electr

38、ode name=drain x=1.1electrode name=substrate backside#輸出結(jié)構(gòu)圖structure outfile=mos1ex01_0.strtonyplot mos1ex01_0.str (每一道工藝定義后，都需要輸出/畫(huà)出結(jié)構(gòu)圖)#啟動(dòng)器件仿真器go atlas# 設(shè)置模型models cvt srh print #設(shè)置界面電荷contact name=gate n.polyinterface qf=3e10#設(shè)置迭代模型method newton#解初始化solve init#設(shè)置漏極電壓0.1Vsolve vdrain=0.1 # Ramp th

39、e gatelog outf=mos1ex01_1.log master#對(duì)柵極電壓掃描solve vgate=0 vstep=0.25 vfinal=3.0 name=gatesave outf=mos1ex01_1.str# 畫(huà)出轉(zhuǎn)移特性曲線tonyplot mos1ex01_1.log -set mos1ex01_1_log.set# 提取器件參數(shù)extract name="nvt" (xintercept(maxslope(curve(abs(v."gate"),abs(i."drain") - abs(ave(v."

40、;drain")/2.0)extract name="nbeta" slope(maxslope(curve(abs(v."gate"),abs(i."drain") * (1.0/abs(ave(v."drain")extract name="ntheta" (max(abs(v."drain") * $"nbeta")/max(abs(i."drain") - (1.0 / (max(abs(v."gate&qu

41、ot;) - ($"nvt")#對(duì)不同的Vg，求Id與Vds的關(guān)系曲線solve initsolve vgate=1.1 outf=solve_tmp1 solve vgate=2.2 outf=solve_tmp2 solve vgate=3.3 outf=solve_tmp3 solve vgate=5 outf=solve_tmp4 load infile=solve_tmp1log outf=mos_1.logsolve name=drain vdrain=0 vfinal=3.3 vstep=0.3 load infile=solve_tmp2log outf=m

42、os_2.logsolve name=drain vdrain=0 vfinal=3.3 vstep=0.3load infile=solve_tmp3log outf=mos_3.logsolve name=drain vdrain=0 vfinal=3.3 vstep=0.3load infile=solve_tmp4log outf=mos_4.logsolve name=drain vdrain=0 vfinal=3.3 vstep=0.3#畫(huà)出轉(zhuǎn)移特性曲線tonyplot -overlay -st mos_4.log mos_3.log mos_2.log mos_1.log #退出

43、，quit實(shí)驗(yàn)5 功率VDMOS特性仿真1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容功率MOSFET是多子導(dǎo)電性器件，具有開(kāi)關(guān)速度快、輸入阻抗高、易驅(qū)動(dòng)、不存在二次擊穿現(xiàn)象等優(yōu)點(diǎn)。理想的功率MOSFET應(yīng)具有較低的導(dǎo)通電阻、開(kāi)關(guān)損耗和較高的阻斷電壓。目前，功率MOS的主流器件是VDMOS。（1）VDMOS器件結(jié)構(gòu)定義。（2）轉(zhuǎn)移特性、輸出特性。（3）結(jié)構(gòu)和參數(shù)：器件結(jié)構(gòu)下圖所示。根據(jù)陳星弼教授提出的不均勻電流下的最優(yōu)雜質(zhì)分布，漂移區(qū)最佳厚度為：；雜質(zhì)濃度為：。設(shè)計(jì)擊穿電壓為250V的VDMOS，確定其漂移區(qū)的最佳厚度和雜質(zhì)濃度。器件總厚度=漂移區(qū)厚度+漏端厚度+P阱深度，寬度10m（一個(gè)單元寬度），阱間距約4m，柵氧化層厚度80nm，多晶硅柵。2、實(shí)驗(yàn)要求（1）掌握器件工藝仿真和電氣性能仿真程序的設(shè)計(jì)（2）改變表面濃度，觀察閾值電壓變化。（3）調(diào)整耐壓層濃度，使擊穿特性達(dá)到最佳。（4）掌握導(dǎo)通電阻的求法。3、實(shí)驗(yàn)過(guò)程#啟動(dòng)工藝仿真器#網(wǎng)格定義和襯底初