《NMOS器件制作流程(共32页).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《NMOS器件制作流程(共32页).doc（32页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精选优质文档-倾情为你奉上1启动exceed；2启动C:ISEBINGENESISEe，也可为其添加一个快捷方式。3启动后，出现窗口如图2 。图1 启动exceed图2 ISE7.0启动界面图3 ISE7.0启动界面4.打开ISE project窗口（双击project图标，左上角），在左边树状图中单击Example_Library_7.0.lnk, NMOS, 选中Id_Vd_curves,单击工具栏中的复制图标（下图第三个图标），弹出窗口如图4 所示，点击“Yes All”，“Id_Vd_curves”就被复制到“COPYED_OBJECT_【计算机名】”目录下了，此时会在根目录下新建一个
2、文件夹。（如图6）图4 点击yes图5 工具栏图6 复制后的Id_Vd_curves，第一个文件夹为新建文件夹5.选中复制出来的文件，单击工具栏地7个图标（工具栏见图二）激活文件。激活后文为黄色。（见图6）6.关闭上图窗口6，双击主窗口左边第二个图标“Status”，出现子窗口如图7 所示。该窗口右边有9个按钮，其中“edit”配置器件结构的描述、模拟过程、结果显示等所有输入文件，“Run all”即开始模拟，“Abort”可以中断模拟。“Deselect”取消该工程的激活状态，等等。图7 Status 窗口6.点击 cleaner up按钮，出现如下图弹出窗口，点击ok。文件变为绿色。图8
3、clean up窗口7.点击edit文件周围会出现一个黑框。此时进入“Id_Vd_curves”工程的修改状态。 图9 激活后的文件7双击主窗口左边的“Tool Flow”图标，出现工具使用流程窗口，如图8 所示。该窗口左边显示了本工程使用的工具和使用流程，右边是本集成环境可以使用的工具，我们可以把右边的工具拖入到左边的流程中，完成自己的设计。“Id_Vd_curves”这个工程使用了三个工具，另外设置了一个全局参数。该工程的模拟流程为：MDraw 把输入的器件二维剖面结构调用Mesh 工具产生模拟用的离散化网格，然后Dessis 模拟器件的工作，统计数据，得到电流、电场等结果，最后用Insp
4、ect把模拟结果用曲线图显示出来，另外也可以用picasso 来观察器件内部的电场、电流分布等情况。 图10 tool flow窗口8.先选中左侧流程图中的mydraw图标，在点击toolsflow 菜单栏中的的edit，出现下拉菜单。图11 选中input 选项9.选中input项，此时会出现如下窗口。图12 选中 boundary选项10.选中boundary 项启动mydraw 窗口。图13 mydraw 启动窗口11可以同时启动两个mydraw窗口，以便借鉴例子的参数。12.点击mydraw 窗口菜单栏file项选择new选项，新建一个文件。图14新建文件图15 新建的文件13.新建后
5、右边作图区清空，我们重新画一个NMOS的二维截面图。画硅基MOS 器件的流程一般是：A 作出器件所在的体（单晶硅）；B 作出栅极下的二氧化硅层；C 作出栅极（多晶硅）；D 作出各个接触点（contact）；E 作出表面上方的硅绝缘层（可省略）；F 对各个区域掺杂。14.选择要画的区域使用的材料。点击菜单上的“material”，会弹出很多材料供选择，点击其中的“Silicon”，选择器件所在的体为单晶硅，如图16 所示。图16 材料选择15.选择左上按钮中的“Add Rectangle”，画体硅矩形（如图16）。为了精确定义体硅区域，我们选中左下选项中的“Exact Coordinates”，
6、如图17 所示。图17精确画图16.在右边作图区任意拖一个框，此时弹出一个对话框，它会让你填写你所画矩形的精确信息，填写内容如图18 所示。我们可以将边界坐标定义为区域需要的尺寸大小。图18 衬底尺寸设置17.确定后，作图区出现体硅的图形，如图19 所示。图19 衬底截面图18. 如果产生的图形位置不便于观察，可以选中左边的“Zoom”按钮放大观察，也可以点击其下面的“Zoom Out”按钮缩小观察。如果图形位置不正，可以点击菜单中“View”“Zoom Reset”，图形会自动调整到最佳观察位置。如果产生的图形不合适，可以选中左边的“Delete”按钮，然后再单击作图区中的图形块就可以将该块
7、删除。如果想修改区域边界，选中左边的“Move Point”按钮，并确保“Exact Coordinates”项选中。此时将鼠标放在一个边界点上，就会弹出一个对话框（如图20），此时可以修改该点坐标，修改后区域形状也随之变化。如果想作多边形，选中左边的“Multiline”按钮，在右边作图区拖出多边形各条边即可。如果材料选错且已经作好了图形，可以选中左边的“Change Material”按钮，在菜单上的“Material”中重新选择材料，然后用鼠标点中想要改变材料的区域，此区域的材料就被替换了。19. 作出体硅区域后，接着用上述同样的方法作出栅极下的SiO2和多晶硅栅极，不妨将SiO2边界坐
8、标设为Left 3.5 Right 6.5 TOP -0.8 Bottom 0 ，多晶硅边界坐标设为（Left 3.5 Right 6.5 TOP -0.8 Bottom -0.5如图所示。图20 SiO2尺寸设置图21多晶硅尺寸设置图22 做好SiO2和多晶硅的截面图20.添加接触点（Contact）作为器件对外的接口电极。点击坐标的“Add Contact”按钮，弹出一个对话框，将此Contact 取名为“substrate”，如图23 所示。21.选中“Set/Unset Contact”按钮，将鼠标放在衬底的表面点一下，可以看见一根红线添加到了衬底表面，这样就完成了衬底接触点的添加如图
9、24 所示。图23 添加substrat 接触点图24 添加substrat 接触点后的结构图 图25添加source 接触点 图26添加source 接触点后的结构图图27 添加source 接触点后的图22.如果想在器件上去掉这个contact，确保坐标下拉框中选择了要去掉的contact，然后选中“Set/Unset Contact”按钮，再用鼠标点一下作图区的该contact 即可去掉。23.如果觉得该contact 接触面太大，想缩小长度，首先去掉该contact，然后选中左边的“AddPoint”按钮，在源区表面点出两个点，再在这两个点之间放置该contact 即可，如图24 所示
10、。选中“Exact Coordinates”项同样可以精确确定这两个点的坐标。依照上面的方法，我们在栅极上放置“gate”接触点作为栅电极，在衬底下边沿放置“drain”接触点作为漏电极。 图28 添加gate 接触点 图29 添加drain 接触点图30 添加接触点后的结构图24.点击MDraw 左下角的“Doping”项，就可以进入掺杂和建立网格视图（图31）。如果还想返回上一步修改结构，可以点“Doping”项上面的“Boundary”项返回结构视图。我们需要掺杂产生沟道、源区、漏区，参照“Id_Vd_curves”的掺杂参数，掺杂步骤为：A 衬底掺杂：掺硼，浓度21017B 沟道掺杂：
11、掺磷，浓度11017C 源区掺杂：掺磷，浓度51019E 漏区掺杂：掺磷，浓度51019掺杂视图中左上角有两个按钮，分别是“Add Analytical P.”和“add Constant P.”。第一个按钮是为扩散或注入掺杂准备的，主要用于制作源、漏和沟道，使用的时候是用鼠标拖一根线，杂质就会在这根线的单边或双边按一定的衰减分布。第二个按钮是为在外延时就混合杂质准备的，主要用于制作掺杂的衬底。图31 进入掺杂和建立网格视图25.进行衬底掺杂。衬底的杂质是制作基片或者外延时就生长的，所以选中“add ConstantP.”。确保左边的“Exact Coordinates”项选中，然后按住鼠标在
12、作图区随便拖一个框，松开鼠标时会弹出一个对话框，我们填好具体掺杂区域的材料、边界坐标和浓度，为该掺杂取名“substrate”，如图32 所示。图32 衬底掺杂参数设置26.进行沟道掺杂。沟道的杂质是扩散进入体硅的。在NMOS 中，沟道掺杂在制作好栅极之后，沟道杂质是通过掺入源区的杂质横向扩散到栅极下面形成的，因此选中“AddAnalytical P.”按钮。确保左边的“Exact Coordinates”项选中，然后按住鼠标在作图区随便拖一条线，松开鼠标时会弹出一个对话框，我们填好杂质材料、源区掺杂表面的坐标（线的起点和终点坐标，注意要为后面的衬底接触掺杂留一定距离）、掺杂浓度、掺杂深度因子
13、（standard deviation）和横向扩散因子（lateral factor），为该掺杂取名“channel”，如图28所示。注意，掺杂深度因子和横向扩散因子需参照mannual 中计算并填写，也可以先设一个粗略值，等产生网格图像后，根据图像显示再调整。图33 沟道掺杂参数设置27.根据上面方法，完成其它两种掺杂，掺杂配置分别如图34，35 所示。最后得到结果如图36。注意，给源区掺杂掺杂时，深度和横向扩散长度适当减小，以免遮盖了沟道区。图34 源区掺杂参数设置图35漏区掺杂参数设置图36 掺杂完成后的结构图27.掺杂完成后，按左边的“Build Mesh”按钮产生离散化网格，同时还能
14、看到掺杂效果，如图37 所示。这时我们发现，产生的网格和掺杂似乎谁都不认识。这是因为没有定义好离散化网格在器件各个区域的格子大小造成的。图37 加入离散化网格的结构图28.选中左边的“Add Refinement”按钮，确保左边的“Exact Coordinates”项选中，然后按住鼠标在作图区随便拖一个框，松开鼠标时会弹出配置网格的对话框，就可以设置网格大小在某个区域的最大值和最小值，同时指定该区域的范围。一般来说，掺杂比较复杂的区域就应该是格子比较细小的地方，所以我们可以将源、漏、沟道区的格子设置较小，如图38 所示。我们还可以根据需要添加多个相同或不同区域的网格大小配置。图38 配置网格
15、对话框29.设置好格子大小后，再“Build Mesh”一次，图中红色区域为N 型掺杂，蓝色区域为P 型掺杂，颜色越浓掺杂浓度也越高。可以选中左边的“Show Palette”项查看图例。图39 加入精确网格后的结构图30.保存文件。点击mydraw 菜单中的file菜单，选择save all。会出现图40窗口。图40 保存文件图41 命名文件31.在fiter 下的框中*后加上mdr。单击左侧选中第二项进行同样修改，点击ok。弹出如下窗口。图42 文件保存32.点击yes。完成后点dissmiss。文件保存在默认文件夹30.关闭tool flow 窗口，双击statues图标，点击clean
16、e up 图标进行清楚，再激活文件，点击process图标，若有错误，则文件夹变红。图43 Process进行中31.完成后若无错误，点击 run all按钮，出现如下窗口点击yse，等待一段时间后会自动绘制IdVd曲线。结果如图46。到此一个NMOS就完成了。图44 绘制I-V曲线图45 run all进行中图46 Id-Vd曲线注：1. 若中途发现结构上有错误，可以点击maydraw左边的 “Doping”项上面的“Boundary”项返回结构视图。图47 返回结构设计2. 若不想改变掺杂，则按以下步骤进行。1）.点击doping。进入掺杂界面。图48 掺杂界面2） .点击flie 选项，
17、选择include commend file选项。图49选择文件3）.选择mdr.Cmd 点击ok，若没有，点击ok，再点击cancl ，在次打开即可。图50 选择文件 4）.选中mdr.cmd文件，。点击ok即可。 5）.若掺杂后图像为白色，点击show refinement 使其处于非选中状态即可。图51 加载掺杂文件后体区为白色图52 show refinement 处于非选中状态时体区状态 6）. 然后再重新布网格即可。3.修改掺杂项图51 修改掺杂项 1）.选择上图view list of profiles选项出现如下窗口。图52 修改掺杂参数2).选择需要修改的选项，点击edit即
18、可修改。3）.修改后点击ok，然后build mesh 即可。4修改网格大小 1）.若修改网格大小，则选择图47中的list of refinements，出现如下窗口图53 修改网格大小 2).选择需要修改的选项，点击edit即可修改。3）.修改后点击ok，然后build mesh 即可。5.修改参数时鼠标指针必须放在光标处才能修改。6.28布很重要，如果没做，则进行浓度修改后观察不到变化。7.一些参数的解释 1）.画结构时left TOP 为矩形左上方点坐标，right bottom 为右下点坐标。 2）.衬底掺杂时，proflie name 为掺杂区名称 concentration 为掺
19、杂浓度 spices 为杂质类型如下图第一项为硼，第二项为砷，第四项为磷 evaluation window为掺杂区域坐标规则同上。图54 杂质类型 3）.沟道掺杂时 name为 掺杂区名称 profile type 为掺杂时所用的数学类型 Gaussian为高斯分布。Baseine 掺杂区坐标 （y均为0，x为掺杂的长度）坐标为线坐标。Lateraldiffusion 下为数学模型，lateral factor 为横向扩散系数 数值越大横向扩散越严重。spices 为杂质类型同上， 为峰值杂质浓度 后为 数值大小， 为峰值浓度位置，为 节点处杂质浓度 value 为其值，depth为其距表面深度。 为向基准线离岸边扩散，一般不选。 4）.选项前小方框凹下为选中状态，突起为未选中状态。 由于编写时间匆忙，本人也是初次接触此软件，其中会有一些错误，希望大家谅解。此文档仅供参考。专心-专注-专业