《微电子技术基础》课程设计PPT课件
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2. 学会半导体芯片的分析和设计优化方法，及其制造的 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 学态度和严谨求实的工作作风。
3
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《微 电子技术基础课程设计任务书》 1. 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 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。
制造工艺》
电路工艺基础》
9
例1：N MOS芯片工艺流程剖面图
VT调整
10
11
常见的MOSFET栅、源、漏图形
栅-源之间的 隔离部分
栅-源之间的 隔离部分
12
题目四：超高频功率晶体管的设计
一、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： 工作频率f=400MHz， 电源电压Ucc=60V, 输出功率Po=30W, 转换效率=40% 功率增益GP=5dB, 放大倍数hFE=10,
4
题目一：NMOS-Ⅰ芯片的设计
一、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， 要求满足如下指标： 阈值电压VTn=0.5V, 漏极饱和电流IDsat≥1mA, 漏源饱和电压VDsat≤3V，漏源击穿电压BVDS=35V, 栅源击穿电压BVGS=30V, 跨导gm≥2mS, 截止频率fmax≥3GHz （设迁移率µn=600cm2/V·s）。
8
三、MOS晶体管芯片设计任务分配
共三个题目，共分为三大组
组别 (1)小组（3人）
(2)小组（3人）
(3)小组（2~3人）
具体 任务
以内容1、2、3a)、4 为主；
3b)、3c)项选做
以内容1、2、3b)、4 为主；
3a)、3c)项选做
以内容1、2、3c)、4 为主；
3a)、3b)项选做
[1] [美]尼曼（Neamen,D.A.）著，赵毅强 等译，《半导体物理与
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； 2、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L-EDIT软件)。
5
题目二：NMOS-Ⅱ芯片的设计
一、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，要 求满足如下指标： 阈值电压VTn=1V, 漏极饱和电流IDsat≥3mA, 漏源饱和电压VDsat≤5V，漏源击穿电压BVDS=40V, 栅源击穿电压BVGS=45V, 跨导gm≥1mS, 截止频率 fmax≥1GHz（设迁移率µn=600cm2/V·s） 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； 2、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L-EDIT软件)。
6
题目三：PMOS-Ⅰ芯片的设计
一、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，要 求满足如下指标： 阈值电压VTp= -1V, 漏极饱和电流IDsat≥1mA, 漏源饱和电压VDsat≤3V，漏源击穿电压BVDS=35V, 栅源击穿电压BVGS=45V, 跨导gm≥0.5mS, 截止频率fmax≥1GHz（设迁移率µp=220cm2/V·s）。 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； 2、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L-EDIT软件)。
《微电子技术基础》课程设计
专业：微电子学 时间：第十八周（40学时） 指导老师：王彩琳
2009年·春
1
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
2
一、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 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。
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； 2、分析该晶体管的制作工艺，确定其杂质分布 ； 3、确定其发Βιβλιοθήκη Baidu极图形，绘制版图(可利用L-EDIT软件)。
13
题目五：高反压功率晶体管的设计
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： 击穿电压BVCBO≥1500V（IC=5mA）， 饱和压降VCES＜2.0V (IC=2.5A，hFE=15，IB1=0.8A)； 耗散功率PCM≥50W， 最大集电极电流ICM=3A， 直流放大倍数DC≥10(VCC=10V，IC=1.5A)； 工作频率fT=20MHz 设计内容要求：
1、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 ；
3、确定其发射极图形，绘制版图(可利用L-EDIT软件)。 14
b) 薄膜制备工艺参数计算：分析、设计实现场氧化、栅氧化层 、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 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； 4. 给出N MOS-Ⅰ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）
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》，
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
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》 《CMOS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
7
二、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； 2. 确定NMOS-Ⅰ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； （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 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、多晶硅栅 厚度的验证；
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 学态度和严谨求实的工作作风。
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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《微 电子技术基础课程设计任务书》 1. 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 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。
制造工艺》
电路工艺基础》
9
例1：N MOS芯片工艺流程剖面图
VT调整
10
11
常见的MOSFET栅、源、漏图形
栅-源之间的 隔离部分
栅-源之间的 隔离部分
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题目四：超高频功率晶体管的设计
一、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： 工作频率f=400MHz， 电源电压Ucc=60V, 输出功率Po=30W, 转换效率=40% 功率增益GP=5dB, 放大倍数hFE=10,
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题目一：NMOS-Ⅰ芯片的设计
一、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， 要求满足如下指标： 阈值电压VTn=0.5V, 漏极饱和电流IDsat≥1mA, 漏源饱和电压VDsat≤3V，漏源击穿电压BVDS=35V, 栅源击穿电压BVGS=30V, 跨导gm≥2mS, 截止频率fmax≥3GHz （设迁移率µn=600cm2/V·s）。
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三、MOS晶体管芯片设计任务分配
共三个题目，共分为三大组
组别 (1)小组（3人）
(2)小组（3人）
(3)小组（2~3人）
具体 任务
以内容1、2、3a)、4 为主；
3b)、3c)项选做
以内容1、2、3b)、4 为主；
3a)、3c)项选做
以内容1、2、3c)、4 为主；
3a)、3b)项选做
[1] [美]尼曼（Neamen,D.A.）著，赵毅强 等译，《半导体物理与
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； 2、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L-EDIT软件)。
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题目二：NMOS-Ⅱ芯片的设计
一、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，要 求满足如下指标： 阈值电压VTn=1V, 漏极饱和电流IDsat≥3mA, 漏源饱和电压VDsat≤5V，漏源击穿电压BVDS=40V, 栅源击穿电压BVGS=45V, 跨导gm≥1mS, 截止频率 fmax≥1GHz（设迁移率µn=600cm2/V·s） 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； 2、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L-EDIT软件)。
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题目三：PMOS-Ⅰ芯片的设计
一、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，要 求满足如下指标： 阈值电压VTp= -1V, 漏极饱和电流IDsat≥1mA, 漏源饱和电压VDsat≤3V，漏源击穿电压BVDS=35V, 栅源击穿电压BVGS=45V, 跨导gm≥0.5mS, 截止频率fmax≥1GHz（设迁移率µp=220cm2/V·s）。 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； 2、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L-EDIT软件)。
《微电子技术基础》课程设计
专业：微电子学 时间：第十八周（40学时） 指导老师：王彩琳
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
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一、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 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。
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； 2、分析该晶体管的制作工艺，确定其杂质分布 ； 3、确定其发Βιβλιοθήκη Baidu极图形，绘制版图(可利用L-EDIT软件)。
13
题目五：高反压功率晶体管的设计
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： 击穿电压BVCBO≥1500V（IC=5mA）， 饱和压降VCES＜2.0V (IC=2.5A，hFE=15，IB1=0.8A)； 耗散功率PCM≥50W， 最大集电极电流ICM=3A， 直流放大倍数DC≥10(VCC=10V，IC=1.5A)； 工作频率fT=20MHz 设计内容要求：
1、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 ；
3、确定其发射极图形，绘制版图(可利用L-EDIT软件)。 14
b) 薄膜制备工艺参数计算：分析、设计实现场氧化、栅氧化层 、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 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； 4. 给出N MOS-Ⅰ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）
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》，
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
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》 《CMOS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
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二、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； 2. 确定NMOS-Ⅰ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； （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 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、多晶硅栅 厚度的验证；