半導(dǎo)體工藝基礎(chǔ)第三章氧化(編輯修改稿)
2025-03-19 04:34 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 d/or dry bake (100 to 125℃ )Oxidation Mechanismn Si+O2→SiO 2n O來源于提供的氧氣n Si來源于襯底硅圓片n O通過表面已有的氧化層向內(nèi)擴(kuò)散并與 Si反應(yīng)生長(zhǎng) SiO2n 氧化薄膜越厚，生長(zhǎng)速率越低干氧氧化（干氧氧化（ Dry Oxidation））Oxide Growth Rate RegimeB/A為線性速率常數(shù)； B為拋物線速率常數(shù)100 Silicon Dry Oxidation水汽氧化 (Steam Oxidation）n Si + 2H2O → SiO 2 + 2H2n At high temperature H2O is dissociated to H and HOn HO diffuses faster in SiO2 than O2n Steam oxidation has higher growth rate than dry oxidation100 Silicon Wet Oxidation Rate濕氧氧化 (Wet Oxidation)n 濕氧氧化法是將干燥純凈的氧氣，在通入氧化爐之前，先經(jīng)過一個(gè)水浴瓶，使氧氣通過加熱的高純?nèi)ルx子水，攜帶一定量的水汽，濕氧氧化法的氧化劑是氧氣和水的混合物。 nSi+O2→SiO 2nSi + 2H2O → SiO 2 + 2H2氧化速率n 溫度n 濕氧或干氧n 厚度n 壓力n 圓片晶向 (100或 111)n 硅中雜質(zhì)氧化速率 與 溫度n 氧化速率對(duì)溫度很敏感，指數(shù)規(guī)律n 溫度升高會(huì)引起更大的氧化速率升高n 物理機(jī)理：溫度越高， O與 Si的化學(xué)反應(yīng)速率越高；溫度越高， O在 SiO2中的擴(kuò)散速率越高。氧化速率 與 圓片晶向n 111表面的氧化速率高于 100表面n 111表面的 Si原子密度高濕氧氧化速率氧化速率 與 雜質(zhì)濃度n 雜質(zhì)元素和濃度n 高摻磷的硅有更高的氧化層生長(zhǎng)速率，更低密度的氧化層薄膜和更高的刻蝕速率n 通常，摻雜濃度越高，氧化層生長(zhǎng)速率越高；在氧化過程的線性區(qū) (氧化層較薄時(shí) )更為顯著。氧化：雜質(zhì)堆積和耗盡效應(yīng)n N型雜質(zhì) (P、 As、 Sb)在 Si中的溶解度高于在SiO2中的溶解度，當(dāng) SiO2生長(zhǎng)時(shí)，雜質(zhì)向 Si中移動(dòng)，這引起雜質(zhì)堆積或滾雪球效應(yīng)n B傾向于向 SiO2中運(yùn)動(dòng)，這引起雜質(zhì)耗盡效應(yīng)Depletion and Pileup Effects氧化速率 與 HCl摻雜氧化nHCl is used to reduce mobile ion contaminationnWidely used for gate oxidation processnGrowth rate can increase from 1 to 5 percent氧化速率 與 不均勻氧化n 氧化層越厚，氧化速率越小n 對(duì)于更厚的氧化層， O需要更多的時(shí)間擴(kuò)散過氧化層與襯底硅發(fā)生反應(yīng)在干氧中的氧化速率在合成水汽中的氧化速率二氧化硅色譜氧化工藝n 干氧氧化，薄氧化層 －柵氧化層 －襯墊氧化層，屏蔽氧化層，犧牲氧化層，等等n 濕氧氧化，厚氧化層 －場(chǎng)氧化層 －擴(kuò)散掩膜氧化層Dry Oxidation System氧化裝置系統(tǒng)D
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