信息来源: 时间:2020-12-2
AMOS工艺是用SiO2-AI2O3双层结构作为MOS器件栅介质的工艺。采用这种工艺主要是基于AI2O3较SiO2有许多优越性。AMOS工艺。主要可归纳为三个主要特点:
①AI2O3膜中含有负电荷,所以采用与SiO2膜具有一定厚度比例的复合结构,可以使电荷相互补偿,大大降低等效表面电荷密度,甚至可以降到零,可作为控制MOS器件阈值电压的有效方法,特别适宜制作N沟道增强型的MOS器件。
②AI2O3的相对介电常数为8~10,比SiO2的大,所以厚度相同的双层栅可以得到比单一的SiO2层更大的栅电容,使跨导增加,以提高电路的开关速度。
③AI2O3具有更强的抗辐射能力。
图6-13所示为N沟道增强型AMOS器件。衬底是(100)P型单晶,电阻率8~10Ωcm。源漏区磷扩散的方块电阻为4~8Ω/口,栅上SiO2层是在干氧中生长的,厚度为25mm,AI2O3膜厚为150nm左右。在AI2O3上面再用低温淀积一层SiO2,厚度500nm左右。制得器件的VT在0.5~1.5V,场区的场阈值电压在20V以上。
这里以N沟道AI2O3技术为例。图6-14表示AMOS的工艺流程图。
工艺过程中,AI2O3的腐蚀一般是在80~85C的热磷酸中进行,腐蚀速率在150nm/
min~200nm/min。
实践表明,AI2O3-SiO2,双层膜中电荷的极性与淀积过程的条件有关,既可以带正电荷也可带负电荷,而且还与低温退火条件有关。
这种情况,可以从AMOS结构中平带界面电荷密度Nn与SiO2膜的依赖关系来解释。
图6-15所示是AMOS结构与SiO2膜厚关系曲线。AMOS工艺。从曲线图中可见,AMOS结构中电荷密度与硅衬底晶面指数及SiO2的膜厚有关。当SiO2膜厚小于20nm,AMOS结构中总是带负电荷,对于SiO2较厚,例如
>20nm,平带电荷密度将为恒定值,其电荷极性与衬底的晶向有关。如果衬底为(111)面,则平带电荷密度是正值,如衬底为(100)面,则平带电荷恒为负值。
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