MOS晶体管击穿特性研究

微电子器件课程设计

MOS晶体管击穿特性研究

班级：微电子0901 学号：****** 姓名：*** 指导老师：**** 日期：2012.5.20

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一、目的

研究MOSFET漏源极击穿特性，主要包括：

1.验证掺杂浓度对MOSFET漏源极雪崩击穿的影响 2.验证栅氧化层厚度对MOSFET漏源极雪崩击穿的影响 3.介绍源漏穿通穿通

二、工作原理

当VDS增大到漏源击穿电压BVDS的值时，反向偏置的漏PN结会因雪崩倍增效应而发生击穿，或在漏区与源区之间发生穿通。这时ID将迅速上升，如图所示。

通过改变衬底掺杂浓度和栅氧化层厚度，可改变穿电压BVDS的值得到不同的输出特性曲线

三、仿真过程

首先构建NMOS结构 源代码如下：

go athena

# 网格定义（创建非均匀网格）

# Non-Uniform Grid(0.6um x 0.8um) line x loc=0.00 spac=0.10 line x loc=0.20 spac=0.01 line x loc=0.60 spac=0.01 #

line y loc=0.00 spac=0.008 line y loc=0.2 spac=0.01 line y loc=0.5 spac=0.05 line y loc=0.8 spac=0.15

#初始衬底参数：浓度、晶向等 （浓度1.0e14/cm2 晶向100方向） # Initial Silicon Structure with <100> Orientation

init silicon c.boron=1.0e16 orientation=100 two.d # 栅极氧化及优化（使氧化层厚度约为100A） # Gate Oxidation

diffus time=11 temp=925.727 dryo2 press=0.982979 hcl.pc=3 # 提取栅极厚度

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#

extract name=\# 阈值电压调整注入（注入9.5e11/cm2的） # Threshold Voltage Adjust implant

implant boron dose=9.5e11 energy=10 crystal # 多晶硅淀积

# Conformal Polysilicon Deposition

deposit polysilicon thick=0.20 divisions=10 # 多晶硅刻蚀 # Poly Definition

etch polysilicon left p1.x=0.35 # 多晶硅氧化

# Polysilicon Oxidation method fermi compress

diffus time=3 temp=900 weto2 press=1.00 # 多晶硅参杂 # Polysilicon Doping

implant phosphor dose=3e13 energy=20 crystal # 隔离氧化层淀积

# Spacer Oxide deposition

deposit oxide thick=0.12 divisions=10 # 侧墙氧化隔离层的形成 etch oxide dry thick=0.12 # Source/Drain Implant # 源漏注入

implant arsenic dose=5e15 energy=50 crystal # 源漏退火 method fermi

diffus time=1 temp=900 nitro press=1.00 # 刻蚀通孔

# Open Contact Window etch oxide left p1.x=0.2 # 铝淀积

# Aluminum Deposition

deposit aluminum thick=0.03 divisions=2 # 刻蚀铝电极 # Etch Aluminum

etch aluminum right p1.x=0.18 #计算结深

extract name=\#获得N++源漏极方块电阻

extract name=\ x.val=0.05 region.occno=1 #测量LDD方块电阻

extract name=\ x.val=0.3 region.occno=1

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#测量长沟倒阈值电压

extract name=\#结构镜像

struct mirror right #定义电极

electrode name=source x=0.1 #

electrode name=drain x=1.1 #

electrode name=gate x=0.6 #

electrode name=backside backside #

struct outfile=nmos1.str

生成结构后，进行仿真 源代码如下：

go atlas #

#调用结构文件

mesh infile=nmos.str #

#指定接触面特性

contact name=gate n.polysilicon interf qf=3E10 # Set models

models print cvt consrh #用于击穿分析的雪崩碰撞电离模型 impact selb

method newton trap climit=1e-4 #注①# # open log file log outf=mos1.log

solve vdrain=0.025 solve vdrain=0.05 solve vdrain=0.1 solve vdrain=0.5

solve vstep=0.25 vfinal=12 name=drain compl=1e-7 cname=drain #注②# save outf=mos1_1.str #

extract name=\y.val=1e-9

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