《微电子技术基础》课程设计

以内容1 以内容1、2、3a)、4 以内容1、2、3b)、4 3a)、 以内容1 3b)、 为主； 为主； 为主； 为主； 3b)、3c)项选做 3b)、3c)项选做 3a)、3c)项选做 3a)、3c)项选做
[1] [美]尼曼（Neamen,D.A.）著，赵毅强 等译，《半导体物理与 尼曼（ 等译， 美 尼曼 ） 器件(第3版)》 电子工业出版社， 器件(第3版)》，电子工业出版社，2005 [2] 黄如，王漪等译《半导体器件基础》， 黄如，王漪等译《半导体器件基础》 张屏英， 晶体管原理》 科学技术出版社， 章 参考 [3] 张屏英，周佑谟编 《晶体管原理》，科学技术出版社，第9章 关旭东编， 硅集成电路工艺基础》 陈贵灿， 关旭东编 陈贵灿 邵志标等编， 资料 [5]关旭东编，《硅集成电路工艺基础》 [4]陈贵灿，邵志标等编， [6] 李乃平主编，《微电子器件工艺》 李乃平主编， 微电子器件工艺》 集成电路设计》 《CMOS集成电路设计》 集成电路设计 [7] 夏海良，张安康等编，《半导体器件 [5]关旭东编，《硅集成 夏海良，张安康等编， 关旭东编， 关旭东编 制造工艺》 电路工艺基础》 制造工艺》 电路工艺基础》
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题目三：PMOS-Ⅰ芯片的设计 题目三：PMOS一、设计指标要求： 设计指标要求：
设计一个p沟多晶硅栅MOSFET，源极与衬底之间短路， 设计一个p沟多晶硅栅MOSFET，源极与衬底之间短路，要 求满足如下指标： 求满足如下指标： 阈值电压V 漏极饱和电流I 阈值电压VTp= -1V, 漏极饱和电流IDsat≥1mA, 漏源击穿电压BV 35V, 漏源饱和电压V 漏源饱和电压VDsat≤3V，漏源击穿电压BVDS=35V, 栅源击穿电压BV 45V, 跨导g 栅源击穿电压BVGS=45V, 跨导gm≥0.5mS, 截止频率f GHz（设迁移率µ 220cm /V·s） 截止频率fmax≥1GHz（设迁移率µp=220cm2/V·s）。
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二、设计内容： 设计内容：
1. 根据特性指标要求设计双极晶体管芯片的结构参数，并验证； 根据特性指标要求设计双极晶体管芯片的结构参数，并验证； 2. 确定双极晶体管芯片的工艺流程，画出每步对应的剖面图； 确定双极晶体管芯片的工艺流程，画出每步对应的剖面图； 3. 根据结构参数要求设计双极晶体管芯片的工艺参数，并验证； 根据结构参数要求设计双极晶体管芯片的工艺参数，并验证； 选做其中一项） （选做其中一项） a)掺杂工艺参数计算：分析、设计实现基区、发射区掺杂的工艺 a)掺杂工艺参数计算 分析、设计实现基区、 掺杂工艺参数计算： 方法和工艺条件（给出具体温度、时间或剂量、能量等）， ），并进 方法和工艺条件（给出具体温度、时间或剂量、能量等），并进 行掩蔽氧化膜厚度的验证； 行掩蔽氧化膜厚度的验证； b) 薄膜制备工艺参数计算：分析、设计实现场基区掩蔽氧化、发 薄膜制备工艺参数计算：分析、设计实现场基区掩蔽氧化、 射区掩蔽氧化膜等的工艺方法和工艺条件（给出具体温度、 射区掩蔽氧化膜等的工艺方法和工艺条件（给出具体温度、时间 ），并进行掩蔽有效性等验证 并进行掩蔽有效性等验证； 等），并进行掩蔽有效性等验证； c) 分析芯片工艺流程及其光刻工艺，画出整套光刻版示意图； 分析芯片工艺流程及其光刻工艺，画出整套光刻版示意图； 4. 给出双极晶体管芯片制作的工艺实施方案（包括工艺流程、方 给出双极晶体管芯片制作的工艺实施方案（包括工艺流程、 条件、结果）。 必做） ）。（ 法、条件、结果）。（必做）
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题目六：功率开关晶体管的设计 题目六： 一、设计指标要求： 设计指标要求：
设计一个功率开关晶体管，要求满足如下特性指标： 设计一个功率开关晶体管，要求满足如下特性指标： ICM≤3A，ton＜1µs，tf＜1µs，ts＜0.5µs， ， µ， µ， µ， VCE(sat)＜2V；β=18, ； BVCEO=200 V, Vcc=5 V, Ib1=200 mA, Ib2=160 mA,τ=0.5 µs 设计内容要求： 设计内容要求： 1、根据上述设计指标进行纵向、横向结构参数设计； 、根据上述设计指标进行纵向、横向结构参数设计； 2、分析该晶体管的制造工艺，确定其杂质分布 ； 、分析该晶体管的制造工艺， 3、确定其发射极图形，绘制版图 可利用 、确定其发射极图形，绘制版图(可利用 软件)。 版图 可利用L-EDIT软件 。 软件
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二、设计内容： 设计内容：
1. 根据特性指标要求设计NMOS-Ⅰ芯片的结构参数，并验证； 根据特性指标要求设计NMOS- 芯片的结构参数，并验证； 2. 确定NMOS-Ⅰ芯片的工艺流程，画出每步对应的剖面图； 确定NMOS- 芯片的工艺流程，画出每步对应的剖面图； 3. 根据结构参数要求设计NMOS-Ⅰ芯片的工艺参数，并验证； 根据结构参数要求设计NMOS- 芯片的工艺参数，并验证； 选做其中一项） （选做其中一项） a)掺杂工艺参数计算：分析、设计实现NMOS源漏区、多晶硅 a)掺杂工艺参数计算 分析、设计实现NMOS源漏区 掺杂工艺参数计算： 源漏区、 栅掺杂、阈值电压调整的工艺方法和工艺条件（ 栅掺杂、阈值电压调整的工艺方法和工艺条件（给出具体温度 时间或剂量、能量等），并进行掩蔽氧化膜厚度、 ），并进行掩蔽氧化膜厚度 、时间或剂量、能量等），并进行掩蔽氧化膜厚度、多晶硅栅 厚度的验证； 厚度的验证； b) 薄膜制备工艺参数计算：分析、设计实现场氧化、栅氧化层 薄膜制备工艺参数计算：分析、设计实现场氧化、 多晶硅栅层或掩蔽氧化膜、 、多晶硅栅层或掩蔽氧化膜、钝化层等的工艺方法和工艺条件 给出具体温度、时间或流量、速度等）， ），并进行掩蔽有效性 （给出具体温度、时间或流量、速度等），并进行掩蔽有效性 等验证； 等验证； c) 分析芯片工艺流程及其光刻工艺，画出整套光刻版示意图； 分析芯片工艺流程及其光刻工艺，画出整套光刻版示意图； 4. 给出N MOS-Ⅰ芯片制作的工艺实施方案（包括工艺流程、 给出N MOS- 芯片制作的工艺实施方案（包括工艺流程、 方法、条件、结果）。 必做） ）。（ 方法、条件、结果）。（必做）
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设计内容要求： 设计内容要求： 1、根据上述设计指标进行纵向、横向结构参数设计； 、根据上述设计指标进行纵向、横向结构参数设计； 2、分析该晶体管的制造工艺； 、分析该晶体管的制造工艺； 3、确定栅、源、漏图形，绘制版图 可利用 、确定栅、 软件)。 漏图形，绘制版图(可利用 版图 可利用L-EDIT软件 。 软件
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题目一：NMOS-Ⅰ芯片的设计 题目一：NMOS一、设计指标要求： 设计指标要求：
设计一个n沟多晶硅栅MOSFET，源极与衬底之间短路， 设计一个n沟多晶硅栅MOSFET，源极与衬底之间短路， 要求满足如下指标： 要求满足如下指标： 阈值电压V 漏极饱和电流I 阈值电压VTn=0.5V, 漏极饱和电流IDsat≥1mA, 3V，漏源击穿电压BV 漏源饱和电压V 漏源饱和电压VDsat≤3V，漏源击穿电压BVDS=35V, 栅源击穿电压BV 跨导g 栅源击穿电压BVGS=30V, 跨导gm≥2mS, 截止频率f 设迁移率µ /V·s）。 截止频率fmax≥3GHz （设迁移率µn=600cm2/V·s）。
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题目五： 题目五：高反压功率晶体管的设计 设计指标要求： 一、设计指标要求：
设计一个高反压功率晶体管，要求满足如下特性指标： 设计一个高反压功率晶体管，要求满足如下特性指标： 击穿电压BV 击穿电压 CBO≥1500V（IC=5mA）， （ ）， 饱和压降V 饱和压降 CES＜2.0V (IC=2.5A，hFE=15，IB1=0.8A)； ， ， ； 耗散功率P 耗散功率 CM≥50W， ， 最大集电极电流I 最大集电极电流 CM=3A， ， 直流放大倍数β 直流放大倍数βDC≥10(VCC=10V，IC=1.5A)； ， ； 工作频率f 工作频率 T=20MHz 设计内容要求： 设计内容要求： 1、根据设计要求设计其纵向，横向参数； 、根据设计要求设计其纵向，横向参数； 2、分析该晶体管的制作工艺，确定其杂质分布 ； 、分析该晶体管的制作工艺， 制作工艺 3、确定其发射极图形，绘制版图 可利用 、确定其发射极图形，绘制版图(可利用 软件)。 版图 可利用L-EDIT软件 。 软件
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二、设计任务要求
根据给定芯片特性指标，具体设计任务详见《 根据给定芯片特性指标，具体设计任务详见《微 电子技术基础课程设计任务书》 电子技术基础课程设计任务书》 1. 设计芯片结构参数； 设计芯片结构参数； 2. 工艺分析：确定芯片工艺流程，并分析各个区域 工艺分析：确定芯片工艺流程， 的形成的工艺方法及其条件； 的形成的工艺方法及其条件； 3. 给出杂质分布和工艺实施方案。 给出杂质分布和工艺实施方案。
《微电子技术基础》课程设计 微电子技术基础》
专业：微电子学 专业： 时间：第十八周（40学时 学时） 时间：第十八周（40学时） 指导老师： 指导老师：王彩琳
2009年 2009年·春
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主要内容
一、设计目的与要求 二、设计任务要求 三、实施步骤 四、报告基本格式规范要求 五、考核方法 六、参考资料
设计内容要求： 设计内容要求： 1、根据上述设计指标进行纵向、横向结构参数设计； 、根据上述设计指标进行纵向、横向结构参数设计； 2、分析该晶体管的制造工艺； 、分析该晶体管的制造工艺； 3、确定栅、源、漏图形，绘制版图 可利用 、确定栅、 软件)。 漏图形，绘制版图(可利用 版图 可利用L-EDIT软件 。 软件
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例1：N MOS芯片工艺流程剖面图 MOS芯片工艺流程剖面图
VT调整
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常见的MOSFET栅、源、漏图形 栅 常见的
栅-源之间的 源之间的 隔离部分
栅-源之间的 源之间的 隔离部分
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题目四： 题目四：超高频功率晶体管的设计 一、设计指标要求： 设计指标要求：
设计一个超高频功率晶体管，要求满足如下特性指标： 设计一个超高频功率晶体管，要求满足如下特性指标： 工作频率f=400MHz， ， 工作频率 电源电压U 电源电压 cc=60V, 输出功率P 转换效率η 输出功率 o=30W, 转换效率η=40% 功率增益GP=5dB, 功率增益 放大倍数h 放大倍数 FE=10, 设计内容要求： 设计内容要求： 1、根据上述设计指标进行纵向、横向结构设计； 、根据上述设计指标进行纵向、横向结构设计； 2、分析该晶体管的制作工艺，确定其杂质分布 ； 、分析该晶体管的制作工艺， 制作工艺 3、确定其发射极图形，绘制版图 可利用 、确定其发射极图形，绘制版图(可利用 软件)。 版图 可利用L-EDIT软件 。 软件
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三、MOS晶体管芯片设计任务分配 MOS晶体管芯片 晶体管芯片设计任务分配
共三个题目，共分为三大组 共三个题目， 组别 具体 任务
(1)小组（ (1)小组（3人） 小组 (2)小组（ (2)小组（3人） 小组 (3)小组（2~3人 (3)小组（2~3人） 小组 以内容1 以内容1、2、3c)、4 3c)、 为主； 为主； 3a)、3b)项选做 3a)、3b)项选做
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一、设计目的与要求： 设计目的与要求：
1. 全面掌握《微电子技术基础》课程的内容，加深对双 全面掌握《微电子技术基础》课程的内容， 极型晶体管和MOS晶体管设计与制造工艺的理解 晶体管设计与制造工艺的理解， 极型晶体管和MOS晶体管设计与制造工艺的理解， 学会利用专业理论知识来设计和分析半导体器件及其 制造工艺。 制造工艺。 2. 学会半导体芯片的分析和设计优化方法，及其制造的 学会半导体芯片的分析和设计优化方法， 工艺条件、工艺参数及实施方案的确定方法。 工艺条件、工艺参数及实施方案的确定方法。 3. 培养学生独立分析和解决实际的设计及工艺问题的能 力。 4. 培养学生的团队协作精神、创新意识、严肃认真的治 培养学生的团队协作精神、创新意识、 学态度和严谨求实的工作作风。 学态度和严谨求实的工作作风。
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题目二：NMOS-Ⅱ芯片的设计 题目二：NMOS一、设计指标要求： 设计指标要求：
设计一个n沟多晶硅栅 设计一个 沟多晶硅栅MOSFET，源极与衬底之间短路，要 沟多晶硅栅 ，源极与衬底之间短路， 求满足如下指标： 求满足如下指标： 阈值电压V 漏极饱和电流I 阈值电压 Tn=1V, 漏极饱和电流 Dsat≥3mA, 漏源饱和电压V 漏源饱和电压 Dsat≤5V，漏源击穿电压 DS=40V, ，漏源击穿电压BV 栅源击穿电压BV 跨导g 栅源击穿电压 GS=45V, 跨导 m≥1mS, 截止频率 fmax≥1GHz（设迁移率 n=600cm2/V·s） （ 迁移率µ ） 设计内容要求： 设计内容要求： 1、根据上述设计指标进行纵向、横向结构参数设计； 、根据上述设计指标进行纵向、横向结构参数设计； 2、分析该晶体管的制造工艺； 、分析该晶体管的制造工艺； 3、确定栅、源、漏图形，绘制版图 可利用 、确定栅、 软件)。 漏图形，绘制版图(可利用 版图 可利用L-EDIT软件 。 软件