Silvaco微电子器件与工艺模拟实验详解

该讲义是关于微电子器件与工艺模拟实验的详细介绍，主要使用Silvaco软件（包括ATHENA、ATLAS和DEVEDIT）进行教学和实践。Silvaco工具集在微电子领域具有广泛的应用，特别是对于理解和设计各种半导体器件如thin film resistor、Zener diode、MOSFET、BJT以及太阳能电池等。讲义由湖北大学物理学与电子技术学院的高云、杨维明、叶葱和汪宝元编写，适用于学生或研究人员进行深入学习。 在第一个实验中，"ThinFilmResistor:CreatinganThinFilmResistorUsingATHENA"，介绍了如何在p型硅基片上通过控制电阻材料的电阻率和厚度来创建n+poly-Si型电阻。利用电阻公式，通过调整长宽比（l/h）和材料参数（ρ），可以计算出所需的方块电阻（R₀），进而实现定制电阻值。整个过程涉及设计一个完整的薄膜电阻结构，包括衬底（0.6um x 0.8um的p型Si，掺杂浓度1x10¹⁴ cm⁻³）、氧化层（0.04um厚）。 后续的实验涵盖了不同类型的器件，如Zener diode（实验2）和M-SJunction（实验3），以及NMOS和MESFET设备的设计和模拟，如实验4至实验7分别使用ATHENA和DEVEDIT工具。这些实验不仅帮助学生掌握基本原理，还能提升他们使用Silvaco软件进行器件建模和性能分析的能力。 在实验8中，BJTDevice的制作展示了双极型晶体管的设计，而在实验9中，SolarCell的模拟则涉及太阳能电池的工作原理和器件性能优化。讲义的附录A提供了ATLAS中的常用语句及其参数，便于用户查阅和理解软件操作细节。附录B则简要概述了集成电路制造工艺的基本概念，为深入理解器件的实际制造过程提供背景知识。 总体而言，这份讲义是一份详实且实用的微电子器件模拟指南，适合希望通过Silvaco工具进行深入学习和实践的读者，无论是作为教学资源还是研究参考，都具有很高的价值。