工艺及器件仿真工具SILVACO-TCAD

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1、4.1.10多晶硅栅的淀积淀积可以用来产生多层结构。共形淀积是最简单的淀积方式，并且在各种淀积层形状要求不是非常严格的情况下使用。NMOS工艺中，多晶硅层的厚度约为2000Å，因此可以使用共形多晶硅淀积来完成。为了完成共形淀积，从ATHENACommands菜单中依次选择Process、Deposit和Deposit…菜单项。ATHENADeposit菜单如图4.30所示；a.在Deposit菜单中，淀积类型默认为Conformal；在Material菜单中选择Polysilicon，并将它的厚度值

2、设为0.2；在Gridspecification参数中，点击Totalnumberoflayers并将其值设为10。（在一个淀积层中设定几个网格层通常是非常有用的。在这里，我们需要10个网格层用来仿真杂质在多晶硅层中的传输。）在Comment一栏中添加注释ConformalPolysiliconDeposition，并点击WRITE键；b.下面这几行将会出现在文本窗口中：#ConformalPolysiliconDeposition图4.30ATHENA淀积菜单depositpolysilicont

3、hick=0.2divisions=10c.点击DECKBUILD控制栏上的Cont键继续进行ATHENA仿真；d.还是通过DECKBUILDTools菜单的Plot和Plotstructure…来绘制当前结构图。创建后的三层结构如图4.31所示。图4.31多晶硅层的共形淀积4.1.11简单的几何图形刻蚀接下来就是多晶硅的栅极定义。这里我们将多晶硅栅极的左边边缘定为x=0.35μm，中心定为x=0.6μm。因此，多晶硅应从左边x=0.35μm开始进行刻蚀，如图4.32所示。图4.32ATHENAEt

4、ch菜单a.在DECKBUILDCommands菜单中依次选择Process、Etch和Etch…。出现ATHENAEtch菜单；在Etch菜单的Geometricaltype一栏中选择Left；在Material一栏中选择Polysilicon；将Etchlocation一栏的值设为0.35；在Comment栏中输入注释PolyDefinition；点击WRITE键产生如下语句：#PolyDefinitionetchpolysiliconleftp1.x=0.35a.点击DECKBUILD控制栏上

5、的Cont键以继续进行ATHENA仿真，并将刻蚀结构绘制出来，如图4.33所示；图4.33刻蚀多晶硅以形成栅极4.1.12多晶硅氧化接下来需要演示的是离子注入之前对多晶硅进行的氧化处理。具体方法是900C，1个大气压下进行3分钟的湿氧化。因为氧化过程要在非平面且未经破坏的多晶硅上进行，我们要使用被称为fermi和compress的两种方法。Fermi法用于掺杂浓度小于1×1020cm-3的未经破坏的衬底而compress法用于在非平面结构上仿真氧化和二维氧化。为了演示这一氧化过程，可在ATHENAC

6、ommands菜单中选择Process和Diffuse…菜单项并调出Diffuse菜单。a.在Diffuse菜单中，将Time从11改为3，Temperature从950改为900；在Ambient一栏中，点击WetO2；激活Gaspressure这一栏，而不要选中HCL栏；在Display栏中点击Models，可用的模式将会列出来；同时激活Diffusion和Oxidation模式，并分别选择Fermi和Compressible项；在Comment栏中输入注释PolysiliconOxidatio

7、n，并点击WRITE键；b.下面的Diffuse语句将会被添加到输入文件中：#PolysiliconOxidationmethodfermicompressdiffustime=3temp=900weto2press=1.00c.点击DECKBUILD控制栏上的Cont键继续进行ATHENA仿真，并将结构绘制出来，如图4.34。从图中可以看出，在这一氧化过程中，多晶硅和衬底的表面都形成了氧化层；图4.34多晶硅氧化后形成的氧化层4.1.13多晶硅掺杂在完成了多晶硅氧化之后，接下来要以磷为杂质创建一个

8、重掺杂的多晶硅栅极。这里杂质磷的浓度为3×1013cm-3，注入能量为20KeV。为了演示多晶硅掺杂这一步骤，我们将再一次使用ATHENAImplant菜单。a.在Commands菜单中，依次选择Process和Implant…。出现ATHENAImplant菜单；在Impurity栏中，将Boron改为Phosphorus；在Dose和Exp：两栏中分别用滚动条或者直接输入值3、13；在Energy、Tilt和Rotation中分别输入值20、7、30；Model默