(电子行业)企业管理大学电材微电子物理与器件课
程设计
一、课程设计的内容
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β=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)
二、课程设计的要求与数据
1.了解晶体管设计的一般步骤和设计原则
2.根据设计指标设计材料参数,包括发射区、基区和集电区掺杂浓度NE,NB,和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,包括集电区厚度Wc,基本宽度Wb,发射区宽度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
三、课程设计应完成的工作
1.材料参数设计 2.晶体管纵向结构设计
3.晶体管的横向结构设计(设计光刻基区、发射区和金属化的掩膜版图形) 4.工艺参数设计和工艺操作步骤
5.总结工艺流程和工艺参数 6.写设计报告
四、课程设计进程安排
序号,设计各阶段内容,地点,起止日期
1,教师布置设计任务,讲解设计要求和方法,教1-401,2011.6.6 2,学生熟悉设计任务,进行资料查阅和整体设计方案的制定,图书馆, 教1-401,2011.6.7
3,设计晶体管的各区材料参数和结构参数设计,图书馆, 教1-401,2011.6.8
4.,教师集中辅导,分析材料参数和结构设计中存在的主要问题,教1-407,2011.6.9 5,晶体管工艺参数设计,,实验室 教1-402,2100.6.10- 2011.6.11
6,绘制光刻基区、发射区和金属化的版图,实验室 教1-402,2011.6.12 2011.6.13
8,教师集中辅导,分析工艺设计中存在的主要问题,实验室 教1-322,2011.6.14
9,总结设计结果,写设计报告,实验室 教1-322,2011.6.15 10,写课程设计报告,图书馆, 宿室,2011.6.16
11,教师组织验收,提问答辩,实验室,2011.6.17
五、应收集的资料及主要参考文献
1.《半导体器件基础》RobertF.Pierret著,黄如译,电子工业出版社,2004. 2.《半导体物理与器件》赵毅强等译,电子工业出版社,2005年. 3.《硅集成电路工艺基础》,关旭东编著,北京大学出版社,2005年. 发出任务书日期:2011年6月6日指导教师签名:
计划完成日期:2011年6月17日基层教学单位责任人签章: 主管院长签章:
目录
一、课程设计目的与任务……………………………………………………2 二、课程设计时间……………………………………………………………2 三、课程设计的基本内容………………………………………………………2
3.1微电子器件与工艺课程设计――npn双极型晶体管的设计…………………2 3.2课程设计的主要内容:………………………………………………………2
四、课程设计原理…………………………………………………………………3 五、工艺参数设计…………………………………………………………………3
5.1晶体管设计的一般步骤:……………………………………………………3 5.2材料参数计算…………………………………………………………………4 5.2.1各区掺杂浓度及相关参数的计算…………………………………………4 5.2.2集电区厚度Wc的选择………………………………………………………8 5.2.3基区宽度WB…………………………………………………………………8 5.2.4晶体管的横向设计…………………………………………………………11 5.2.4.1晶体管横向结构参数的选择……………………………………………11
5.3工艺参数设计…………………………………………………………………12 5.3.1晶体管工艺概述……………………………………………………………12 5.3.2工艺参数计算思路…………………………………………………………13 5.3.3基区相关参数的计算过程:………………………………………………13 5.3.4发射区相关参数的计算过程………………………………………………15 5.3.5氧化时间的计算……………………………………………………………17 5.3.6外延层的参数计算…………………………………………………………19 5.3.7设计参数总结………………………………………………………………20
六、工艺流程图…………………………………………………………………21 七、生产工艺流程……………………………………………………………21
7.1硅片清洗………………………………………………………………………21 7.2氧化工艺……………………………………………………………………22 7.3第一次氧化工艺步骤(基区氧化)……………………………………………23 7.4采用比色法测量氧化层厚度…………………………………………………23 7.5第一次光刻工艺(基区光刻)…………………………………………………24 7.6硼扩散工艺……………………………………………………………………25 7.6.1原理………………………………………………………………………25 7.6.2工艺步骤……………………………………………………………………25 7.7第二次光刻工艺(发射区光刻)……………………………………………26 7.8磷扩散工艺(发射区扩散)…………………………………………………26 7.8.1工艺原理……………………………………………………………………26
质(电子行业)企业管理大学电材微电子物理与器件课程设计优质
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