AMOS工艺方法与基本流程详解

1、AI2O3的主要特点

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。

2、AMOS工艺流程

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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