微電子工藝基礎氧化工藝(編輯修改稿)
2025-05-26 05:53 本頁面
【文章內容簡介】 提高反應器內氧氣或水汽的分壓也能提高熱氧化速率 。 ④ 氧化劑的分壓 第 5章 氧化工藝 二、氧化膜的生長方法 微電子工業(yè)基礎 熱氧化生長方法 熱氧化生長方法是最常用的得到二氧化硅薄膜的方法 。 分類： （ 1） 干氧氧化 （ 2） 水汽氧化 （ 3） 濕氧氧化 （ 4） 摻氯氧化 第 5章 氧化工藝 二、氧化膜的生長方法 微電子工業(yè)基礎 熱氧化生長方法 （ 1） 干氧氧化 氣源：干燥氧氣 ， 不能有水分 。 （ 參見 P115最下 ） 適用：較薄的氧化層的生長 ， 例如 MOS器件的柵極 。 （ 參見 P115最下 ） 原理： 氧化劑擴散到 SiO2/Si界面與硅反應 。 Si + O2 ? SiO2 1000度 第 5章 氧化工藝 二、氧化膜的生長方法 微電子工業(yè)基礎 熱氧化生長方法 （ 1） 干氧氧化 第 5章 氧化工藝 二、氧化膜的生長方法 微電子工業(yè)基礎 熱氧化生長方法 （ 1） 干氧氧化 隨著氧化層的增厚 ， 氧氣擴散時間延長 ， 生長速率減慢 。 第 5章 氧化工藝 二、氧化膜的生長方法 微電子工業(yè)基礎 熱氧化生長方法 （ 2） 水汽氧化 氣源：氣泡發(fā)生器或氫氧合成氣源 （ 參見 P116頁 ） ① 氣泡發(fā)生器 ② 氫氧合成氧化 缺點： （ 見 P116頁 ） A：水溫易波動 B：氣泡發(fā)生器可能成為污染源 優(yōu)點： （ 見 P116頁 ） A：容易得到干凈和干燥的氣體 B：氣體流量精確可控 因此 ② 是 LSI和 VLSI中比較理想的氧化技術 缺點： （ 見 P116頁 ） 易爆炸性 （ 解決辦法：氧氣過量 ） 第 5章 氧化工藝 二、氧化膜的生長方法 微電子工業(yè)基礎 熱氧化生長方法 （ 2） 水汽氧化 原理： Si + 2H2O ? SiO2 + 2H2 1000度 第 5章 氧化工藝 二、氧化膜的生長方法 微電子工業(yè)基礎 熱氧化生長方法 （ 2） 水汽氧化 補充說明： 第 5章 氧化工藝 二、氧化膜的生長方法 微電子工業(yè)基礎 熱氧化生長方法 （ 2） 水汽氧化 干氧氧化和水汽氧化的比較： （ *****） 第 5章 氧化工藝 二、氧化膜的生長方法 微電子工業(yè)基礎 熱氧化生長方法 （ 3） 濕氧氧化 第 5章 氧化工藝 二、氧化膜的生長方法 微電子工業(yè)基礎 熱氧化生長方法 （ 4） 摻氯氧化 ② 作用： A：減弱二氧化硅中的移動離子 （ 主要是鈉離子 ） 的沾污影響 B：減少硅表面及氧化層的結構缺陷 （ 參見教材 P116下部分 ） ① 誘因： 薄的 MOS柵極氧化要求非常潔凈的膜層 ， 如果在氧化中加入氯 ， 器件的性能和潔凈度都會得到改善 。 （ 參見教材 P116下部分 ） 第 5章 氧化工藝 二、氧化膜的生長方法 微電子工業(yè)基礎 熱氧化生長方法 （ 4） 摻氯氧化 ③ 氣源 ： 氣態(tài)氣源 : Cl2 HCl 液態(tài)氣源 : 三氯乙烯 C2HCl3（ TCE） 氯仿 CHCl3（ TCA） 都為劇毒物； 半導體工業(yè)常用 HCl， 液態(tài)也用氯仿 。 第 5章 氧化工藝 二、氧化膜的生長方法 微電子工業(yè)基礎 熱氧化生長方法 （ 4） 摻氯氧化 ④ ClSiO復合體 ： SiO2/Si界面過渡區(qū)存在大量過剩的 Si， 其中硅鍵并未飽和 ， 所以可以通過反應生成 ClSiO復合體 。 SiO鍵能 （ 870kJ/mol） SiCl鍵能 （ 627kJ/mol） ， 所以在高溫下 ， 有氧和水汽存在時 ， 會使 ClSi鍵離解 。 第 5章 氧化工藝 二、氧化膜的生長方法 微電子工業(yè)基礎 熱氧化生長方法 （ 4） 摻氯氧化 ④ ClSiO復合體： 第 5章 氧化工藝 二、氧化膜的生長方法 微電子工業(yè)基礎 熱氧化生長方法 （ 4） 摻氯氧化 ⑤ Na+的中性化： 第 5章 氧化工藝 二、氧化膜的生長方法 微電子工業(yè)基礎
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