微电子器件与工艺课程设计--PNP双极型晶体管的设计

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1、 目目 录录 一课程设计目的与任务1 二设计的内容1 三设计的要求与数据1 四物理参数设计2 4.1 各区掺杂浓度及相关参数的计算2 4.1.1 各区掺杂浓度 4 4.1.2迁移率4 4.1.3 扩散系数与电阻率5 4.1.4 少子寿命和扩散长度5 4.2 集电区厚度 Wc 的选择6 4.3 基区宽度 WB7 4.5 扩散结深的设计9 4.6 芯片厚度和质量10 4.7 晶体管的横向设计、结构参数的选择10 五、 工艺参数设计11 5.1 工艺部分杂质参数12 5.2 基区相关参数的计算14 5.3 发射区相关参数的计算15 5.4 氧化时间的计算16 六、 物理参数与工艺参数汇总17 七、

2、工艺流程图19 八、 生产工艺流程23 九、 版图33 十、 心得体会34 十一、 参考文献35 PNPPNP 双极型晶体管的设计双极型晶体管的设计 一、课程设计目的与任务一、课程设计目的与任务 微电子器件与工艺课程设计是继微电子器件物理、微电子器件工 艺和半导体物理理论课之后开出的有关微电子器件和工艺知识的综合应用 的课程，使我们系统的掌握半导体器件，集成电路，半导体材料及工艺的有关知 识的必不可少的重要环节。 目的是使我们在熟悉晶体管基本理论和制造工艺的基础上， 掌握晶体管的设 计方法。要求我们根据给定的晶体管电学参数的设计指标，完成晶体管的纵向结 构参数设计晶体管的图形结构设计材料参数的

3、选取和设计制定实施工艺 方案晶体管各参数的检测方法等设计过程的训练，为从事微电子器件设计、集 成电路设计打下必要的基础。 二、设计的内容二、设计的内容 设计一个均匀掺杂的 pn p 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 hfe=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) 三、设计的要求与数据三、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根据设计指标选取材料，确定材料参数，如发射区掺杂浓度 NE, 基区掺杂浓 度 NB,集电区掺杂浓度 NC, 根据各区的掺杂浓度确定少

4、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，如集电区厚度 Wc，基区 宽度 Wb，发射极宽度 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 四、物理参数设计四、物理参数设计 4.1 4.1 各区掺杂浓度及相关参数的计算各区掺杂浓度及相关参数的计算 4.1.14.1.1 各区掺杂浓度各区掺杂浓度 本实验的晶体管的设计指标： T=300K时， 集电极-发射极BVCEO=60V。 NB=1016cm-3。 对上表参数进行仔细分析后可发现，上述参数中，只有击穿电压主要由集电区 电阻率决定。因此，集电区电阻率的最小值由击穿电压决定，在满足击穿电压要 求的前提下，尽量降低