微电子器件实验5模版 联合仿真 nmos

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cadence实验:PMOS、NMOS设计步骤

cadence实验:PMOS、NMOS设计步骤

PMOS、NMOS 版图设计尺寸参考说明:数字1、2、3……代表画版图时,第一层、第二层、第三层……或说成第一步、第二步、第三步……,一步一步做下来。

一、PMOS版图有关尺寸参考1、THIN (薄氧化层):与DIFF(扩散区/有源区)等价,在画版图时可以用DIFF代替。

长度3.4 宽度1.2 (默认单位um)2、GPOL Y:多晶硅导电层做mos管的栅极,可以用POL Y1代替,也可以做互连线。

长:2.4 宽:0.4 离有源区(即上面的THIN)左边缘1.5u ,比有源区上下各长出0.6u3、CONT:引线孔,连接金属与多晶硅/有源区,第一层金属的接点。

大小0.4*0.4 离有源区上边缘0.4 左边缘0.34、METAL1:第一层金属,用于水平布线,如电源和地,器件之间的连接必须依靠它。

大小:0.8*0.8 离CONT各0.25、THIN(或DIFF):大小1.0*1.0 离CONT各0.3 , 或离METAL1 各0.16、PPIMP (或PIMP):P型注入掩膜。

长:4.0 宽:1.8 离有源区上边缘0.3 ,离有源区左边缘0.37、NWELL:N阱,不仅用在制造P型器件,常在隔离的时候也看到它。

长6.5宽5.7 ,离PPIMP 左边缘1.2 ,离PPIMP 上边缘2.78、再另外做一个节点:CONT(0.4*0.4),METAL1(0.8*0.8),THIN (1.0*1.0)在已经画好图形的上方,CONT 离PPIMP 上端1.35 ,离NWELL 左端1.8 9、在新节点上加一个NPIMP(或NIMP):N型注入掩膜,大小为1.7*1.7 ,离THIN 各0.35二、NMOS版图有关尺寸参考1、THIN :长3.4 宽0.42、GPLOY :与PMOS 相同离有源区(即上面的THIN)左边缘1.5u ,比有源区上下各长出0.6u3、CONT :0.4*0.4 ,离有源区上边缘0.3 ,左边缘0.34、METAL1 :与PMOS 相同5、THIN :与PMOS 相同6、NPIMP :长4.0 宽1.6 离有源区上边缘0.3 ,离有源区左边缘0.37、再另外做一个节点:CONT(0.4*0.4),METAL1(0.8*0.8),THIN (1.0*1.0)在已画好图形的下方,CONT 离NPIMP 下端1.15 ,离NPIMP 左端0.6 8、在新节点上加一个PPIMP:大小1.7*1.7 离THIN 各0.35第三部分:画一个反相器时要做一个输入引脚1、GPOL Y:大小为1.6*1.6 (大小可以随意),离PMOS 的NWELL 下边缘0.7u(距离可以随意),此线框进入PMOS与NMOS 相连的GPOL Y 深度为0.2 。

模拟cmos集成电路设计实验

模拟cmos集成电路设计实验

模拟cmos集成电路设计实验实验要求:设计一个单级放大器和一个两级运算放大器。

单级放大器设计在课堂检查,两级运算放大器设计需要于学期结束前,提交一份实验报告。

实验报告包括以下几部分内容:1、电路结构分析及公式推导(例如如何根据指标确定端口电压及宽长比)2、电路设计步骤3、仿真测试图(需包含瞬态、直流和交流仿真图)4、给出每个MOS管的宽长比(做成表格形式,并在旁边附上电路图,与电路图一一对应)5、实验心得和小结单级放大器设计指标两级放大器设计指标实验操作步骤:a.安装Xmanagerb.打开Xmanager中的Xstartc.在Xstart中输入服务器地址、账号和密码Host:202.38.81.119Protocol: SSHUsername/password: 学号(大写)/ 学号@567& (大写)Command : Linux type 2然后点击run运行。

会弹出xterm窗口。

修改密码输入passwd,先输入当前密码,然后再输入两遍新密码。

注意密码不会显示出来。

d.设置服务器节点用浏览器登陆http://202.38.81.119/ganglia/,查看机器负载情况,尽量选择负载轻的机器登陆,(注:mgt和rack01不要选取)选择节点,在xterm中输入 ssh –X c01n?? (X为大写,??为节点名)如选择13号节点,则输入ssh –X c01n13e.文件夹管理通常在主目录中,不同工艺库建立相应的文件夹,便于管理。

本实验采用SMIC40nm工艺,所以在主目录新建SMIC40文件夹。

在xterm中,输入mkdir SMIC40然后进入新建的SMIC40文件夹,在xterm中,输入cd SMIC40.f.关联SMIC40nm 工艺库在xterm窗口中,输入gedit&,(gedit为文档编辑命令)将以下内容拷贝到新文档中。

SOFTINCLUDE /soft1/cadence/IC5141/share/cdssetup/dfII/cds.lib SOFTINCLUDE /soft1/cadence/IC5141/share/cdssetup/hdl/cds.lib SOFTINCLUDE /soft1/cadence/IC5141/share/cdssetup/pic/cds.lib SOFTINCLUDE /soft1/cadence/IC5141/share/cdssetup/sg/cds.libDEFINE smic40llrf /soft2/eda/tech/smic040/pdk/SPDK40LLRF_1125_2TM_CDS_V1.4/smic40llrf_1 125_2tm_cds_1P8M_2012_10_30_v1.4/smic40llrf保存为cds.lib 。

MOSFET工艺器件联合仿真

MOSFET工艺器件联合仿真

实验五工艺器件联合仿真实验目的:①理解Tsuprem4与MEDICI之间的连接语句;②理解通过改变Tsuprem4工艺仿真语句获得设计所需的I-V曲线。

仿真程序:Tsuprem4程序:COMMENT Example 9B - TSUPREM-4/MEDICI Interface COMMENT TSUPREM-4 Input FileOPTION DEVICE=PSCOMMENT Specify the meshLINE X LOCATION=0 SPACING=0.20LINE X LOCATION=0.9 SPACING=0.06LINE X LOCATION=1.8 SPACING=0.2LINE Y LOCATION=0 SPACING=0.01LINE Y LOCATION=0.1 SPACING=0.01LINE Y LOCATION=0.5 SPACING=0.10LINE Y LOCATION=1.5 SPACING=0.2LINE Y LOCATION=3.0 SPACING=1.0ELIMIN ROWS X.MIN=0.0 X.MAX=0.7 Y.MIN=0.0 Y.MAX=0.15 ELIMIN ROWS X.MIN=0.0 X.MAX=0.7 Y.MIN=0.06 Y.MAX=0.20 ELIMIN COL X.MIN=0.8 Y.MIN=1.0COMMENT Initialize and plot mesh structureINITIALIZ <100> BORON=1E15SELECT TITLE=”TSUPREM-4: Initial Mesh”PLOT.2D GRIDCOMMENT Initial oxideDEPOSIT OXIDE THICKNESS=0.03COMMENT Models selection. For this simple example, the OED COMMENT model is not turned on (to reduce CPU time). METHOD VERTICALCOMMENT P-well implantIMPLANT BORON DOSE=3E13 ENERGY=45COMMENT P-well driveDIFFUSE TEMP=1100 TIME=500 DRYO2 PRESS=0.02ETCH OXIDE ALLCOMMENT Pad oxidationDIFFUSE TEMP=900 TIME=20 DRYO2COMMENT Pad nitrideDEPOSIT NITRIDE THICKNESS=0.1COMMENT Field oxidationDIFFUSE TEMP=1000 TIME=360 WETO2ETCH NITRIDE ALLCOMMENT Vt adjust implantIMPLANT BORON ENERGY=40 DOSE=1E12ETCH OXIDE ALLCOMMENT Gate oxidationDIFFUSE TEMP=900 TIME=35 DRYO2DEPOSIT POLYSILICON THICKNESS=0.3 DIVISIONS=4COMMENT Poly and oxide etchETCH POLY LEFT P1.X=0.8 P1.Y=-0.5 P2.X=0.8 P2.Y=0.5ETCH OXIDE LEFT P1.X=0.8 P1.Y=-0.5 P2.X=0.8 P2.Y=0.5DEPOSIT OXIDE THICKNESS=0.02COMMENT LDD implantIMPLANT PHOS ENERGY=50 DOSE=5E13COMMENT LTODEPOSIT OXIDE THICK=0.2 DIVISIONS=10COMMENT Spacer etchETCH OXIDE DRY THICK=0.22COMMENT S/D implantIMPLANT ARSENIC ENERGY=100 DOSE=2E15COMMENT Oxide etchETCH OXIDE LEFT P1.X=0.5COMMENT S/D reoxidationDIFFUSE TEMP=950 TIME=30 DRYO2 PRESS=0.02COMMENT BPSGDEPOSIT OXIDE THICK=0.3ETCH OXIDE LEFT P1.X=0.3 P1.Y=-2 P2.Y=2SELECT Z=LOG10(DOPING) TITLE=”TSUPREM-4: S/D Doping Profile”PLOT.1D X.VALUE=0 LINE.TYP=5 BOUNDARY Y.MIN=14 Y.MAX=21 COMMENT MetallizationDEPOSIT ALUMINUM THICK=0.5 SPACES=3ETCH ALUMINUM RIGHT P1.X=0.6 P2.X=0.55 P1.Y=-2 P2.Y=2 COMMENT Save simulation resultsSTRUCTUR REFLECT RIGHTSTRUCTUR MEDICI OUT.FILE=S4EX9BSMEDICI程序:TITLE Example 9B - TSUPREM-4/MEDICI InterfaceCOMMENT MEDICI Input FileCOMMENT Simulation of NMOS device output characteristics COMMENT Read in simulation meshMESH IN.FILE=S4EX9BS TSUPREM4 ELEC.BOT POLY.ELEC Y.MAX=3 COMMENT Rename some electrodes from TSUPREM-4 to standard names. RENAME ELECTR OLDNAME=1 NEWNAME=SourceRENAME ELECTR OLDNAME=1 NEWNAME=SourceCOMMENT Save the mesh with the new electrode namesSAVE MESH OUT.FILE=MDEX9BMCONTACT NUMBER=Gate N.POLYMODELS CONMOB PRPMOB FLDMOB CONSRH AUGER BGNPLOT.2D GRID SCALE FILL TITLE=”Structure from TSUPREM-4”PLOT.1D DOPING LOG X.START=0 X.END=0 Y.START=0 Y.END=2+ POINTS BOT=1E14 TOP=1E21 TITLE=”S/D Profile”PLOT.1D DOPING LOG X.START=1.8 X.END=1.8 Y.START=0 Y.END=2 + POINTS BOT=1E14 TOP=1E19 TITLE=”Channel Profile”PLOT.2D BOUND SCALE FILL L.ELEC=-1 TITLE=”Impurity Contours”CONTOUR DOPING LOG MIN=14 MAX=20 DEL=1 COLOR=2 CONTOUR DOPING LOG MIN=-20 MAX=-14 DEL=1 COLOR=1 LINE=2 COMMENT Simulate a drain curve with Vg=2vSYMB CARR=0METHOD ICCG DAMPEDSOLVE V(Gate)=2SYMB CARR=1 NEWTON ELECTRONLOG OUT.FILE=MDEX9BISOLVE V(Drain)=0.0 ELEC=Drain VSTEP=0.1 NSTEP=2SOLVE V(Drain)=0.5 ELEC=Drain VSTEP=0.5 NSTEP=5COMMENT Plot resultsPLOT.1D X.AXIS=V(Drain) Y.AXIS=I(Drain) TOP=2.2E-5+ TITLE=”Ids vs. Vds” COLOR=2 POINTSLABEL LABEL=”Vgs = 2V” COLOR=2。

微电子综合实验报告

微电子综合实验报告

微电子综合实验报告实验题目:⒚同或门电路仿真班级:电子科学与技术1201姓名:XXX学号:XXX时间:2015.5—2015.6一、电路图。

OUTA B(IN1) (IN2)分别给上图中的每个管子和结点标注,如下所述:P管分别标记为:MP1、MP2、MP3;N管分别标记为:MN1、MN2、MP3;A、B端分别标记为:IN1、IN2;输出端标记为:OUT;N 管之间连接点标记为:1;连接反相器的点标记为:2;如上图所示。

其真值表如下所示:二、电路仿真表。

*dounandMN1 1 IN1 0 0 NMOS L=0.6U W=2.4UMN2 2 IN2 1 0 NMOS L=0.6U W=2.4UMN3 OUT 2 0 0 NMOS L=0.6U W=2.4UMP1 IN2 IN1 2 VDD PMOS L=0.6U W=4.4UMP2 IN1 IN2 2 VDD PMOS L=0.6U W=4.4UMP3 OUT 2 VDD VDD PMOS L=0.6U W=4.4UVDD VDD 0 DC 5VVIN1 IN1 0 PULSE(0 5 0 0.1N 0.1N 5N 10N)VIN2 IN2 0 PULSE(0 5 0 0.1N 0.1N 10N 20N).TRAN 1N 100N UIC.LIB './HJ.L' TT.END下图为无负载电容,IN1=10ns,IN2=20ns时的波形图。

从图中可以发现,本来输出应该是5v,实际输出只有4.8v,可见输出有阈值损失。

原因是N管传高电平、P管传低电平时,输出半幅,所以存在阈值损失。

三、输出加负载电容。

1、C=0.2p ;IN1=10ns ;IN2=20ns 时波形如下:电路仿真表如下:*dounandMN1 1 IN1 0 0 NMOS L=0.6U W=2.4UMN2 2 IN2 1 0 NMOS L=0.6U W=2.4UMN3 OUT 2 0 0 NMOS L=0.6U W=2.4UMP1 IN2 IN1 2 VDD PMOS L=0.6U W=4.4UMP2 IN1 IN2 2 VDD PMOS L=0.6U W=4.4UMP3 OUT 2 VDD VDD PMOS L=0.6U W=4.4U cloadf OUT 0 0.2pVDD VDD 0 DC 5VVIN1 IN1 0 PULSE(0 5 0 0.1N 0.1N 5N 10N)VIN2 IN2 0 PULSE(0 5 0 0.1N 0.1N 10N 20N) .TRAN 1N 100N UIC.LIB './HJ.L' TT.END2、C=0.2p ;IN1=20ns ;IN2=40ns时波形如下:电路仿真表如下:*dounandMN1 1 IN1 0 0 NMOS L=0.6U W=2.4UMN2 2 IN2 1 0 NMOS L=0.6U W=2.4UMN3 OUT 2 0 0 NMOS L=0.6U W=2.4UMP1 IN2 IN1 2 VDD PMOS L=0.6U W=4.4UMP2 IN1 IN2 2 VDD PMOS L=0.6U W=4.4UMP3 OUT 2 VDD VDD PMOS L=0.6U W=4.4U cloadf OUT 0 0.2pVDD VDD 0 DC 5VVIN1 IN1 0 PULSE(0 5 0 0.1N 0.1N 10N 20N)VIN2 IN2 0 PULSE(0 5 0 0.1N 0.1N 20N 40N).TRAN 1N 100N UIC.LIB './HJ.L' TT.END3、C=0.5p ; IN1=10ns ;IN2=20ns时波形如下:电路仿真表如下:*dounandMN1 1 IN1 0 0 NMOS L=0.6U W=2.4UMN2 2 IN2 1 0 NMOS L=0.6U W=2.4UMN3 OUT 2 0 0 NMOS L=0.6U W=2.4UMP1 IN2 IN1 2 VDD PMOS L=0.6U W=4.4UMP2 IN1 IN2 2 VDD PMOS L=0.6U W=4.4UMP3 OUT 2 VDD VDD PMOS L=0.6U W=4.4U cloadf OUT 0 0.5pVDD VDD 0 DC 5VVIN1 IN1 0 PULSE(0 5 0 0.1N 0.1N 5N 10N)VIN2 IN2 0 PULSE(0 5 0 0.1N 0.1N 10N 20N).TRAN 1N 100N UIC.LIB './HJ.L' TT.END4、C=0.5p ; IN1=20ns ;IN2=40ns时波形如下:电路仿真表如下:*dounandMN1 1 IN1 0 0 NMOS L=0.6U W=2.4UMN2 2 IN2 1 0 NMOS L=0.6U W=2.4UMN3 OUT 2 0 0 NMOS L=0.6U W=2.4UMP1 IN2 IN1 2 VDD PMOS L=0.6U W=4.4UMP2 IN1 IN2 2 VDD PMOS L=0.6U W=4.4UMP3 OUT 2 VDD VDD PMOS L=0.6U W=4.4U cloadf OUT 0 0.5pVDD VDD 0 DC 5VVIN1 IN1 0 PULSE(0 5 0 0.1N 0.1N 10N 20N)VIN2 IN2 0 PULSE(0 5 0 0.1N 0.1N 20N 40N).TRAN 1N 100N UIC.LIB './HJ.L' TT.END四、实验结果分析。

MOS放大电路设计仿真与实现实验报告

MOS放大电路设计仿真与实现实验报告

MOS放大电路设计仿真与实现实验报告实验报告:MOS放大电路设计、仿真与实现一、实验目的本实验的主要目的是通过设计、仿真和实现MOS放大电路来加深对MOSFET的理解,并熟悉模拟电路的设计过程。

二、实验原理MOSFET是一种主要由金属氧化物半导体场效应管构成的电流驱动元件。

与BJT相比,MOSFET具有输入阻抗高、功率损耗小、耐电压高、尺寸小等优点。

在MOS放大电路中,可以采用共源共源极放大电路、共栅共栅极放大电路等不同的电路结构。

三、实验步骤1.根据实验要求选择合适的电路结构,并计算所需材料参数(参考已知电流源和负载阻抗)。

2.选择合适的MOS管,并仿真验证其工作参数。

3.根据仿真结果确定电路的放大倍数、频率响应等。

4.根据电路需求,设计电流源电路和源极/栅极电路。

5.仿真整个电路的性能,并调整参数以优化电路性能。

6.根据仿真结果确定电路的工作参数,并进行电路的实现。

7.通过实验测量电路性能,验证仿真结果的正确性。

8.对实验结果进行分析,总结实验的过程和经验。

四、实验设备和材料1.计算机及电子仿真软件。

2.实验电路板。

3.集成电路元器件(MOSFET、电阻等)。

4.信号发生器。

5.示波器。

6.万用表等实验设备。

五、实验结果与分析通过仿真和实验,可以得到MOS放大电路的电压增益、输入输出阻抗、频率响应等参数。

根据实验结果,可以验证设计的合理性,并进行参数调整优化。

在实际应用中,MOS放大电路被广泛应用于音频放大器、功率放大器、运算放大器等场合。

因为MOSFET具有较大输入阻抗,所以MOS放大电路可以在输入端直接连接信号源,而不需要额外的输入电阻。

此外,MOS放大电路的功率损耗较小,适用于各种功率要求不同的应用场合。

六、实验心得通过设计、仿真和实现MOS放大电路的实验,我更加深入地理解了MOSFET的原理和应用。

在实验过程中,我通过不断调整电路参数和元器件选择,逐步提高了电路的性能。

通过与实验结果的对比,我发现仿真和实验结果基本吻合,验证了仿真的准确性。

电子科大集成电路原理实验报告-CMOS模拟集成电路设计与仿真标准实验报告

电子科大集成电路原理实验报告-CMOS模拟集成电路设计与仿真标准实验报告

电子科大集成电路原理实验报告-CMOS模拟集成电路设计与仿真标准实验报告电子科技大学微电子与固体电子学院集成电路原理与设计CMOS模拟集成电路设计与仿真电子科技大学实验报告实验地点:211楼606 实验时间:2014.6.7一、实验室名称:微电子技术实验室二、实验项目名称:CMOS模拟集成电路设计与仿真三、实验学时:4四、实验原理参照实验指导书。

五、实验目的本实验是基于微电子技术应用背景和《集成电路原理与设计》课程设置及其特点而设置,为IC设计性实验。

其目的在于:根据实验任务要求,综合运用课程所学知识自主完成相应的模拟集成电路设计,掌握基本的IC设计技巧。

学习并掌握国际流行的EDA仿真软件Cadence的使用方法,并进行电路的模拟仿真。

六、实验内容1、UNIX操作系统常用命令的使用,Cadence EDA仿真环境的调用。

2、设计一个运算放大器电路,要求其增益大于40dB, 相位裕度大于60?,功耗小于10mW。

3、根据设计指标要求,选取、确定适合的电路结构,并进行计算分析。

4、电路的仿真与分析,重点进行直流工作点、交流AC分析、瞬态Trans分析、建立时间小信号特性和压摆率大信号分析,能熟练掌握各种分析的参数设置方法。

5、电路性能的优化与器件参数调试,要求达到预定的技术指标。

6、整理仿真数据与曲线图表,撰写并提交实验报告。

七、实验仪器设备(1)工作站或微机终端一台(2)局域网2(3)EDA仿真软件 1套八、实验步骤1、根据实验指导书熟悉UNIX操作系统常用命令的使用,掌握Cadence EDA仿真环境的调用。

2、根据设计指标要求,设计出如下图所示的电路结构。

并进行计算分析,确定其中各器件的参数。

3、电路的仿真与分析,重点进行直流工作点、交流AC分析、瞬态Trans分析,能熟练掌握各种分析的参数设置方法。

4、电路性能的优化与器件参数调试,要求达到预定的技术指标。

具体计算步骤如下:(参见模拟CMOS集成电路设计)1. 通过额定功耗和片外电容C计算偏置电路电流以及流进M6,M8电流,再通过相关试验得到相关pmos,nmos的Vth和k和λ,得到m6,m8,m9宽长比并计算密勒电容Cc2. 通过cmr计算m4和m0的宽长比3. 通过GB和Cc求出m2和m5宽长比4. 由m6,m8的Ids电流计算m7宽长比5. 进行电路仿真,观察电路是否符合各方面要求。

微装配与MEMS仿真导论(康晓洋)章 (1)

微装配与MEMS仿真导论(康晓洋)章 (1)

10
迄今为止,宏观力学中的物理规律不能完全解释和指导MEMS 设计、制造工艺、封装和应用中提出的问题,尤其是对其中 很多重要问题还缺少有效的实验研究方法,有待于MEMS研究 人员与力学研究人员共同进行深入的研究。
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1.2 单晶硅的材料特性
单晶硅是MEMS中最基本、最常用的材料,因此必须首先 对单晶硅的力学特性进行研究。表1.1为单晶硅与其他材料 的基本力学参数对照表。
3
它将计算、传感与执行融合为一体,从而改变了人类感知和 控制自然世界的方式。日本微机械中心的定义是:微机械是 由只有几个毫米大小的功能元件组成的,它能够执行复杂、 细微的任务。欧洲NEXUS(the Network of Excellence in Multifunctional Microsystems)的 具有微米级结构,并具有由微结构形状提供的技术功能。微 系统由多个微元件组成,并作为一个完整的系统进行优化, 以提供一种或多种特定功能,在许多场合包括微电子功能。
5
我们认为MEMS应通过尺寸和功能来定义,而不应限定于任何 制作工艺,因为工艺技术是不断发展和完善的。MEMS器件并 不能完全用总尺寸来定义,而应用特征尺寸来表征。特征尺 寸是决定器件性质和加工工艺的关键尺寸,如静电马达的直 径。特征尺寸在毫米级以上的机械电子系统基本上属于传统 的机电一体化装置,传统的机械加工技术已经能够满足要求。 而特征尺寸在亚微米以下的机械电子系统,由于纳米效应、 量子效应的作用,其理论基础与加工技术已经完全改变,应 属于最近几年新提出来的纳电子机械系统NEMS(NanoElectro-Mechanical System)的研究范畴。
最后,半导体的高温处理和多层膜淀积工艺会引入内应 力,当与硅材料本体、边沿的缺陷结合时会产生开裂。人们 认为硅强度低的另一个原因是硅被破坏时发生脆性断裂,而 金属材料通常是发生塑性变形。

华侨大学微电子器件与电路实验实验报告(IC2019)实验3

华侨大学微电子器件与电路实验实验报告(IC2019)实验3

微电子器件与电路实验(集成)实验报告姓名学号实验时间2019.5 实验操作实验报告教师签字实验名称实验三集成MOSFET IV特性分析实验设备(1)计算机 (2)操作系统:Centos(3)软件平台:Cadence Virtuoso (4)工艺模型TSMC RF0.18um实验目的1.掌握集成NMOS和PMOS在强反型、中反型、弱反型以及线性区的IV特性2.对比长沟道器件和短沟道器件的沟道长度调制效应对IV特性的影响3.强反型条件下,MOSFET电流随温度漂移特性实验要求1. 实验前按要求阅读器件说明文档,阅读实验操作文档,熟悉实验过程及操作步骤2. 实验过程中按实验报告要求操作、仿真、记录数据(波形)3. 实验结果经指导老师检查、验收,经允许后方可关机,离开实验室3、实验后按要求处理数据和波形,回答问题。

实验报告打印后,于下次实验时间缴交。

,实验内容:实验3.1 强反型条件下MOS IV特性曲线实验3.2 中反型条件下MOS IV特性曲线实验3.3 弱反型条件下MOS IV特性曲线指定尺寸的NMOS和PMOS在指定偏置条件下,对VGS电压进行DC分析,使器件分别工作于强、中和弱反型区,测试MOSFET IDS电流随VGS变化曲线,并回答思考题。

实验3.4 线性区条件下MOS IV特性曲线指定尺寸的NMOS和PMOS在指定偏置条件下工作于指定区间,对VGS电压进行DC分析,测试MOSFET IDS电流随VGS变化曲线,并回答思考题。

实验3.5 MOSFET沟道长度的影响指定尺寸的NMOS和PMOS偏置在饱和区,对VDS进行DC分析,测试测试MOSFET IDS电流随VDS变化曲线,对比沟道长度调制效应对长沟道器件和短沟道器件的影响,并回答思考题。

实验3.6 强反型条件下温度对MOS IV特性影响指定尺寸的NMOS和PMOS偏置在饱和区,对温度进行DC分析,分析温度对IDS的影响。

华侨大学信息科学与工程学院电子工程系。

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南京邮电大学
课内实验报告
课程名:微电子器件设计
任课教师:
专业:微电子学
学号:
姓名:
2014/2015学年第2学期
南京邮电大学电子科学与工程学院
《微电子器件设计》课程实验第 5 次实验报告
实验内容及基本要求:
实验项目名称:MOS晶体管的工艺器件联合仿真
实验类型:验证
每组人数:1
实验内容及要求:
内容:采用Tsuprem4仿真软件对MOS晶体管进行工艺仿真,并采用MEDICI仿真软件对该MOS晶体管进行器件仿真。

要求:能够将工艺仿真软件得到的器件数据输出到某个文件中,并能在器件仿真中调用该文件。

会画出并分析器件仿真结果。

实验考核办法:
实验结束要求写出实验报告。

内容如下:
1、问题的分析与解答;
2、结果分析,比较不同器件结构参数对仿真结果的影响;
3、器件设计的进一步思考。

实验结果:(附后)
实验代码如下:
COMMENT Example 9B - TSUPREM-4/MEDICI Interface
COMMENT TSUPREM-4 Input File
OPTION DEVICE=PS
COMMENT Specify the mesh
LINE X LOCATION=0 SPACING=0.20
LINE X LOCATION=0.9 SPACING=0.06
LINE X LOCATION=1.8 SPACING=0.2
LINE Y LOCATION=0 SPACING=0.01
LINE Y LOCATION=0.1 SPACING=0.01
LINE Y LOCATION=0.5 SPACING=0.10
LINE Y LOCATION=1.5 SPACING=0.2
LINE Y LOCATION=3.0 SPACING=1.0
ELIMIN ROWS X.MIN=0.0 X.MAX=0.7 Y.MIN=0.0 Y.MAX=0.15 ELIMIN ROWS X.MIN=0.0 X.MAX=0.7 Y.MIN=0.06 Y.MAX=0.20 ELIMIN COL X.MIN=0.8 Y.MIN=1.0
COMMENT Initialize and plot mesh structure
INITIALIZ <100> BORON=1E15
SELECT TITLE=”TSUPREM-4: Initial Mesh”
PLOT.2D GRID
COMMENT Initial oxide
DEPOSIT OXIDE THICKNESS=0.03
COMMENT Models selection. For this simple example, the OED COMMENT model is not turned on (to reduce CPU time) METHOD VERTICAL
COMMENT P-well implant
IMPLANT BORON DOSE=3E13 ENERGY=45
COMMENT P-well drive
DIFFUSE TEMP=1100 TIME=500 DRYO2 PRESS=0.02
ETCH OXIDE ALL
COMMENT Pad oxidation
DIFFUSE TEMP=900 TIME=20 DRYO2
COMMENT Pad nitride
DEPOSIT NITRIDE THICKNESS=0.1
COMMENT Field oxidation
DIFFUSE TEMP=1000 TIME=360 WETO2
ETCH NITRIDE ALL
COMMENT Vt adjust implant
IMPLANT BORON ENERGY=40 DOSE=1E12
ETCH OXIDE ALL
COMMENT Gate oxidation
DIFFUSE TEMP=900 TIME=35 DRYO2
DEPOSIT POLYSILICON THICKNESS=0.3 DIVISIONS=4 COMMENT Poly and oxide etch
ETCH POLY LEFT P1.X=0.8 P1.Y=-0.5 P2.X=0.8 P2.Y=0.5
ETCH OXIDE LEFT P1.X=0.8 P1.Y=-0.5 P2.X=0.8 P2.Y=0.5 DEPOSIT OXIDE THICKNESS=0.02
COMMENT LDD implant
IMPLANT PHOS ENERGY=50 DOSE=5E13
COMMENT LTO
DEPOSIT OXIDE THICK=0.2 DIVISIONS=10
COMMENT Spacer etch
ETCH OXIDE DRY THICK=0.22
COMMENT S/D implant
IMPLANT ARSENIC ENERGY=100
DOSE=2E15 COMMENT Oxide etch
ETCH OXIDE LEFT P1.X=0.5
COMMENT S/D reoxidation
DIFFUSE TEMP=950 TIME=30 DRYO2 PRESS=0.02
COMMENT BPSG
DEPOSIT OXIDE THICK=0.3
ETCH OXIDE LEFT P1.X=0.3 P1.Y=-2 P2.Y=2
SELECT Z=LOG10(DOPING) TITLE=”TSUPREM-4: S/D Doping Profile”PLOT.1D X.V ALUE=0 LINE.TYP=5 BOUNDARY Y.MIN=14 Y.MAX=21 COMMENT Metallization
DEPOSIT ALUMINUM THICK=0.5 SPACES=3
ETCH ALUMINUM RIGHT P1.X=0.6 P2.X=0.55 P1.Y=-2 P2.Y=2 COMMENT Save simulation results
STRUCTUR REFLECT RIGHT
STRUCTUR MEDICI OUT.FILE=S4EX9BS
MEDICI程序:
TITLE Example 9B - TSUPREM-4/MEDICI Interface
COMMENT MEDICI Input File
COMMENT Simulation of NMOS device output characteristics COMMENT Read in simulation mesh
MESH IN.FILE=S4EX9BS TSUPREM4 ELEC.BOT POLY.ELEC Y.MAX=3 COMMENT Rename some electrodes from TSUPREM-4 to standard names RENAME ELECTR OLDNAME=1 NEWNAME=Source
RENAME ELECTR OLDNAME=1 NEWNAME=Source
COMMENT Save the mesh with the new electrode names
SA VE MESH OUT.FILE=MDEX9BM
CONTACT NUMBER=Gate N.POLY
MODELS CONMOB PRPMOB FLDMOB CONSRH AUGER BGN PLOT.2D GRID SCALE FILL
TITLE=Structure from TSUPREM-4”
PLOT.1D DOPING LOG X.START=0 X.END=0 Y.START=0 Y.END=2
+ POINTS BOT=1E14 TOP=1E21 TITLE=”S/D Profile”
PLOT.1D DOPING LOG X.START=1.8 X.END=1.8 Y.START=0 Y.END=2 + POINTS BOT=1E14 TOP=1E19 TITLE=”Channel Profile”
PLOT.2D BOUND SCALE FILL L.ELEC=-1 TITLE=Impurity Contours”CONTOUR DOPING LOG MIN=14 MAX=20 DEL=1 COLOR=2 CONTOUR DOPING LOG MIN=-20 MAX=-14 DEL=1 COLOR=1 LINE=2 COMMENT Simulate a drain curve with Vg=2v
SYMB CARR=0
METHOD ICCG DAMPED
SOLVE V(Gate)=2
SYMB CARR=1
NEWTON ELECTRON LOG OUT.FILE=MDEX9BI
SOLVE V(Drain)=0.0 ELEC=Drain VSTEP=0.1 NSTEP=2 SOLVE V(Drain)=0.5 ELEC=Drain VSTEP=0.5 NSTEP=5 COMMENT Plot results
PLOT.1D X.AXIS=V(Drain) Y.AXIS=I(Drain) TOP=2.2E-5 + TITLE=Ids vs. Vds” COLOR=2 POINTS
LABEL LABEL=”Vgs = 2V” COLOR=2
Medici仿真图如下:
思考题。

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