``` go athena # line x loc=0.00 spac=0.5 line x loc=1 spac=0.1 line x loc=4 spac=0.1 line x loc=6 spac=0.1 line x loc=10 spac=1 line x loc=20 spac=3 line x loc=40 spac=1 line x loc=72 spac=0.1 line x loc=75 spac=0.5 line y loc=0.00 spac=0.1 line y loc=1 spac=0.05 line y loc=2.5 spac=0.1 line y loc=4.5 spac=0.5 init silicon c.boron=7.0e14 orientation=100 diffus time=10 temp=950 dryo2 press=1.00 hcl.pc=2 deposit barrier thick=0.3 divisions=3 etch barrier right p1.x=5.5 # N well implant phosphor dose=2.5e12 energy=100 crystal etch barrier all # Nwell annealing diffus time=30 temp=800 t.final=1150 nitro press=1.00 diffus time=90 temp=1150 nitro press=1.00 diffus time=30 temp=1150 t.final=800 nitro press=1.00 etch oxide all #y=1-0.5*exp(-2*(x·60)^2/200) etch silicon start x=0 y=1 etch continue x=0.1 y=1 etch continue x=75.1 y=-0.1 etch done x=0 y=-0.1 deposit barrier thick=0.3 divisions=3 etch barrier left p1.x=4.5 # Pwell implant boron dose=1.0e13 energy=35 crystal etch barrier all # Pwell annealing diffus time=150 temp=1050 nitro press=1.00 etch oxide all diffus time=20 temp=950 dryo2 press=1.00 hcl.pc=2 etch oxide dry thick=0.02 deposit oxide thick=0.18 divisions=10 extract name="pos"(5.0) etch oxide left p1.x=$"pos" etch oxide right p1.x=72 extract name="sio2" thickness material="SiO~2" mat.occno=1x.val=2 etch oxide dry thick=$"sio2"/le4 # gate oxide diffus time=52 temp=950 dryo2 press=1.00 hcl.pc=3 deposit nitride thick=0.2 divisions=2 etch nitride left p1.x=5 # channel adjust implant5e11 implant boron dose=5.0e11 energy=10 crystal etch nitride all deposit polysilicon thick=0.2 divisions=5 implant phosphor dose=1e15 energy=30 crystal extract name="pos1"(12.0) etch polysilicon left p1.x=2.0 etch polysilicon right p1.x=$"pos1" method fermi compress diffus time=3 temp=900 weto2 press=1.00 deposit nitride thick=0.1 divisions=1 etch nitride right p1.x=1.0 implant arsenic dose=1.0e16 energy=50 crystal etch nitride all deposit barrier thick=0.2 divisions=2 etch barrier left p1.x=0.8 etch oxide left p1.x=0.8 implant bf2 dose=5.0e15 energy=50 crystal etch barrier all method fermi compress diffus time=3 temp=950 nitro press=1.00 diffus time=1 temp=950 dryo2 press=1.00 hcl.pc=2 #extract some parameters extract name="x_ndrifi" xj material="Silicon" mat.occno=1 y.val=1.1\junc.occno=3 extract name="t_si" thickness material="Silicon" mat.occno=1 y.val=1.1 extract name="pos_sio2"$"t_si"/le4-$"x_ndrift" deposit oxide thick=0.3 divisions=6 etch oxide above p1.y=-0.4 struct outfile=temp 1.str etch oxide start x=0.4 y=1.1 etch cont x=1.65 y=1.1 etch cont x=1.65 y=-0.6 etch done x=0.4 y=-0.6 etch oxide start x=73 y=1.1 etch cont x=75.5 y=1.1 etch cont x=75.5 y=-0.6 etch done x=73 y=-0.6 deposit aluminum thick=0.2 divisions=2 etch aluminum start x=3 y=1.1 etch cont x=71 y=1.1 etch cont x=71 y=-0.9 etch done x=3 y=-0.9 electrode name=source x=0.6 electrode name=drain x=74.5 electrode name=gate x=3.5 struct outfile=ldmos_ssq.str tonyplot ldmos_ssq.str```根据这个代码画出它的器件结构图

<think>好的，我现在需要分析用户提供的这个ATHENA代码，并解释如何根据它画出器件结构图。首先，我需要理解这段代码的结构和每个步骤的作用。ATHENA是半导体工艺仿真软件，用于模拟半导体器件的制造流程。用户给出的代码应该描述了一个LDMOS（横向扩散金属氧化物半导体）器件的制造过程。 首先，我会逐行解析代码，识别各个工艺步骤，比如定义网格、材料沉积、刻蚀、注入、扩散等。然后，将这些步骤转换为器件结构的关键特征，如衬底、阱区、栅极、源漏极等结构的位置和形状。 1. **网格定义（line x和line y）**：这些命令定义了器件的仿真区域网格。x和y方向的定位点（loc）和间距（spac）决定了网格的密度，不同区域可能有不同的精度。例如，x方向在0到75微米之间有不同的间隔，这可能影响后续结构如电极的位置。 2. **衬底初始化（init silicon）**：初始化硅衬底，掺杂硼（boron）浓度为7e14 cm^-3，晶向为<100>。这确定了衬底的基本属性。 3. **热氧化（diffus time=10 temp=950 dryo2）**：在干氧环境中进行热氧化，形成二氧化硅层。这一步可能生成栅氧化层或场氧化层。 4. **沉积和刻蚀屏障层（deposit barrier, etch barrier）**：沉积一层阻挡层，可能用于后续的注入或扩散步骤中的掩膜。刻蚀特定区域（如右半部分p1.x=5.5）形成结构。 5. **N阱注入（implant phosphor）**：注入磷形成N阱，剂量2.5e12，能量100 keV。随后进行退火（diffus）以激活掺杂并推进结深。温度和时间参数影响杂质分布。 6. **P阱注入（implant boron）**：类似地，注入硼形成P阱，剂量更高（1e13），能量较低。退火步骤在高温下进行，确保杂质扩散。 7. **栅氧生长（diffus time=52 temp=950 dryo2）**：再次热氧化形成栅极氧化层，厚度由时间和温度决定。 8. **多晶硅沉积与刻蚀（deposit polysilicon, etch）**：沉积多晶硅作为栅极材料，刻蚀形成栅极结构。注入磷（phosphor）掺杂多晶硅，剂量1e15，提高导电性。 9. **源漏注入（implant arsenic, bf2）**：砷注入形成重掺杂的源漏区，BF2（氟化硼）可能用于P+区域。注入能量和剂量影响结深和浓度。 10. **金属化（deposit aluminum）**：沉积铝作为金属互连层，刻蚀形成电极。电极位置由x坐标确定，如source（0.6）、drain（74.5）、gate（3.5）。 11. **结构输出（struct outfile）**：生成的结构文件（.str）可被TonyPlot可视化，呈现最终的器件结构。 接下来，我需要将这些步骤映射到器件结构的不同部分。例如，多次刻蚀和沉积会形成隔离结构、栅极、源漏区等。需要特别注意刻蚀的坐标点，如etch silicon和oxide的路径，这些决定了器件的横向和纵向结构。 可能的挑战是理解每个步骤如何影响三维结构，但ATHENA是二维仿真，所以结构主要在x-y平面呈现。比如，多次扩散步骤会影响纵向掺杂分布，而刻蚀和沉积影响横向结构。 最后，用户希望根据代码画出结构图，因此需要总结关键结构特征，如N阱和P阱的位置、栅极氧化层厚度、多晶硅栅的位置、源漏金属接触的位置等。同时，考虑到LDMOS的特殊结构，可能存在漂移区（由N阱形成），通过多次注入和退火调整电阻和击穿电压。 总结后，将分步骤解释如何从代码中的各个工艺步骤推导出器件各部分的结构，并描述最终器件的可能外观，包括各层材料的位置和电极布局。</think>根据提供的ATHENA工艺仿真代码，我们可以逐步推导出器件结构的关键特征。以下是分步骤的结构分析及最终器件示意图描述： --- ### **1. 衬底与网格定义** - **硅衬底**：硼掺杂浓度 $7.0 \times 10^{14} \, \text{cm}^{-3}$，晶向 `<100>`。 - **仿真区域**：横向范围 $x=0 \, \mu\text{m}$ 至 $x=75 \, \mu\text{m}$，纵向 $y=-0.6 \, \mu\text{m}$ 至 $y=4.5 \, \mu\text{m}$。 --- ### **2. 热氧化与隔离结构** - **场氧化层**：通过多次干氧/湿氧工艺形成二氧化硅（SiO₂），厚度约 $0.18 \, \mu\text{m}$。 - **刻蚀隔离槽**： - 左侧隔离槽：从 $x=0.4 \, \mu\text{m}$ 到 $x=1.65 \, \mu\text{m}$。 - 右侧隔离槽：从 $x=73 \, \mu\text{m}$ 到 $x=75.5 \, \mu\text{m}$。 --- ### **3. 阱区形成** - **N阱**： - 磷注入（剂量 $2.5 \times 10^{12} \, \text{cm}^{-2}$，能量 $100 \, \text{keV}$），退火后横向扩散。 - 位于器件右侧（$x=5.5 \, \mu\text{m}$ 至右侧）。 - **P阱**： - 硼注入（剂量 $1.0 \times 10^{13} \, \text{cm}^{-2}$，能量 $35 \, \text{keV}$），高温退火形成。 - 位于左侧（$x <4.5 \, \mu\text{m}$）。 --- ### **4. 栅极结构** - **栅氧化层**：厚度约 $0.02 \, \mu\text{m}$，位于 $x=2.0 \, \mu\text{m}$ 至 $x=12.0 \, \mu\text{m}$。 - **多晶硅栅**： - 厚度 $0.2 \, \mu\text{m}$，刻蚀后保留在 $x=2.0 \, \mu\text{m}$ 至 $x=12.0 \, \mu\text{m}$。 - 磷掺杂（剂量 $1 \times 10^{15} \, \text{cm}^{-2}$）。 --- ### **5. 源漏区** - **源端（Source）**： - 左侧轻掺杂区（BF₂注入，剂量 $5.0 \times 10^{15} \, \text{cm}^{-2}$）。 - 电极位于 $x=0.6 \, \mu\text{m}$。 - **漏端（Drain）**： - 右侧重掺杂砷注入（剂量 $1.0 \times 10^{16} \, \text{cm}^{-2}$）。 - 电极位于 $x=74.5 \, \mu\text{m}$。 --- ### **6. 金属互连** - **铝电极**： - 覆盖区域从 $x=3 \, \mu\text{m}$ 到 $x=71 \, \mu\text{m}$，厚度 $0.2 \, \mu\text{m$。 - 栅电极位于 $x=3.5 \, \mu\text{m}$。 --- ### **7. 最终结构示意图** ``` y ^ | Aluminum (Source/Drain/Gate) | |¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯| | | Polysilicon Gate | | | SiO₂ | | | P-Well | N-Well | | |--------------|---------------| | | Silicon Substrate (B-doped) | |----------------------------------> x ``` --- ### **关键特征** 1. **横向结构**：左侧为P阱，右侧为N阱，形成LDMOS的漂移区。 2. **纵向剖面**：薄栅氧（约 $20 \, \text{nm}$）与厚场氧（约 $180 \, \text{nm}$）形成隔离。 3. **电极布局**：源极靠近左侧隔离槽，漏极位于右侧高掺杂区，栅极控制沟道。 用户可通过TONYPLOT直接加载生成的 `ldmos_ssq.str` 文件查看详细二维结构。