微电子器件课程设计报告
题 班 学 姓
目: 级： 号： 名：
NPN型双极晶体管
微电0802班
080803206
子忠 剑霜
指导 老师：
2011年6月6日 一、目标结构
NPN 型双极晶体管
二、目标参数
最终从 IV 曲线中提取出包括 fT 和 Gain 在的设计参数 .
三、在该例中将使用 :
（1）多晶硅发射双极器件的工艺模拟； （ 2）在 DEVEDIT 中对结构网格重新划分； （3）提取 fT 和 peak gain.
ATLAS 中的解过程 : 1. 设置集电极偏压为 2V.
2. 用 log 语句用来定义 Gummel plot 数据集文件 .
3. 用 extract 语 句提 取 BJT 的 最 大 增 益 \以 及最 大 ft,\Gummel plot: 晶体管的集电极电流 Ic 、基极电流 Ib 与 基极-发射极电压 Vbe
关系图 （以半对数坐标的形式 ）. 四、制造工艺设计
4.1. 首先在 ATHENA 中定义 0.8um*1.0um 的硅区域作为基底，掺 杂为均匀的
砷杂质，浓度为 2.0e16/cm ,然后在基底上注入能量为 18ev ，浓度为 4.5e15/cm
3
3
的掺杂杂质硼，退火，淀积一层厚度为 0.3um 的多晶硅，淀积过后，马上进行
3
多晶硅掺杂，掺杂为能量 50ev ， 浓度 7.5e15/cm 的砷杂质，接着进行多晶硅栅的刻蚀 （刻蚀位置在
0.2um处）此时形成N型杂质（发射区）。刻蚀后进行多晶氧化，
由于氧化是在一个图形化 （即非平面）以及没有损伤的多晶上进行的， 所以使用的模型将会是 fermi 以及 compress ，进行氧化工艺步骤时 分别在干氧和氮的气氛下进行退火，接着进行离子注入，注入能量 18ev ，浓度 2.5e13/cm
3
++
的杂质硼，随后进行侧墙氧化层淀积并进 行刻蚀，再一次注入硼，能量 30ev，
3
+
浓度1.0e15/cm ，形成P杂
质(基区)并作一次镜像处理即可形成完整 NPN 结构 ,最后淀积铝电 极。
4.2. 三次注入硼的目的：
第一次硼注入形成本征基区 ;第二次硼注入自对准 (self-aligned) 于多 晶 硅 发 射 区 以 形 成 一 个 连 接 本 征 基 区 和 p+ 基 极 接 触 的 connection. 多晶发射极旁的侧墙 (spacer-like) 结构用来隔开 p+ 基极接触和提供自对准 .在模拟过程中 ,relax 语句是用来减小结构深 处的网格密度 ,从而只需模拟器件的一半；第三次硼注入 区。
,形成 p+ 基
4.3. 遇到的问题
经常遇到这样一种情况 :一个网格可用于工艺模拟 ,但如果用于器件 模拟效果却不甚理想 .在这种情况下 ,可以用网格产生工具 DEVEDIT 用来重建网格 ,从而以实现整个半导体区域无钝角三角形 五、原胞版图和工艺仿真结果：
用工艺软件 ATHENA 制作的 NPN 基本结构：
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NPN型双极晶体管(半导体器件课程设计)
