【正文】 無定形二氧化硅的密度小 無定形二氧化硅無固定熔點 無定形二氧化硅的網絡結合強度弱 無定形二氧化硅中極易引入雜質 本征無定形二氧化硅 非本征無定形二氧化硅3 雜質在二氧化硅中的作用 兩類雜質的定義 網絡形成劑 網絡改變劑在二氧化硅中的作用 使非橋聯氧原子數目增加 影響器件電性能的可靠性及穩(wěn)定性 網絡形成劑在二氧化硅中的作用 網絡形成劑硼在二氧化硅中的作用 網絡形成劑磷在二氧化硅中的作用167。 二氧化硅膜的性質 1 二氧化硅膜的物理性質 為無色透明的固體 熱膨脹系數小 軟化溫度為1500度 電阻率隨制備方法不同而異 介電強度大 密度為()g/立方厘米 雜質擴散系數隨雜質不同而不同、隨溫度變化而變化2 雜質在二氧化硅中的擴散 在雜質進入的區(qū)域形成玻璃相 混合玻璃相的作用3 二氧化硅膜的化學性質 化學穩(wěn)定性好 氫氟酸對二氧化硅有腐蝕反應 二氧化硅有不良反應4 二氧化硅硅界面特性 二氧化硅生成時對界面雜質再分布的影響 雜質在界面的分凝效應 分凝效應的描述 分凝效應在工藝中的應用 二氧化硅生成后對p型硅表面的反型效應 實際器件中出現的反型結構 器件結構中出現p型硅表面的反型的條件 器件表面的反型對器件性能的影響 控制反型溝道形成的措施 課程重點：本節(jié)前強調了氧化過程是制備二氧化硅膜的過程；氧化工藝是制備二氧化硅膜的工藝；從工藝看，有熱生長氧化工藝、低溫淀積氧化工藝以及其它氧化工藝；不同的氧化工藝方法所制備的二氧化硅膜的質量不同，而二氧化硅膜的質量將影響其掩蔽擴散的能力、將影響器件的可靠性和穩(wěn)定性、將影響器件的電性能、將對器件的制造工藝有影響。為清楚二氧化硅膜的質量，本節(jié)介紹了二氧化硅膜的結構及二氧化硅膜的物理性質、二氧化硅膜的化學性質、二氧化硅膜掩蔽雜質擴散的性質、 二氧化硅硅界面的性質。關于二氧化硅膜的結構，主要介紹了二氧化硅膜的基本結構單元；由二氧化硅膜的基本結構單元間連接構成的二氧化硅網絡，其中由于基本單元連接的不同，二氧化硅網絡又分為結晶形二氧化硅和無定形二氧化硅。對用于半導體器件制造中的無定形二氧化硅進行了分析和特性分析，其中，對于無定形二氧化硅結構指出：該二氧化硅結構松散、存在不均勻不規(guī)則的結構空隙、且存在大量非橋聯氧原子；對于無定形二氧化硅特性分析指出：無定形二氧化硅密度小、無定形二氧化硅無固定熔點、無定形二氧化硅網絡結合強度弱和在無定形二氧化硅中極易引入雜質；由含雜和不含雜，把無定形二氧化硅又分為本征無定形二氧化硅（不含雜的無定形二氧化硅）和非本征無定形二氧化硅（含雜的無定形二氧化硅）兩種。對于非本征無定形二氧化硅，首先指明雜質是以雜質氧化物的形式進入二氧化硅中的，雜質在二氧化硅中都是電離的，然后根據雜質在二氧化硅中位置的不同定義了兩類雜質并討論了它們的作用。對于兩類雜質的定義指出：雜質離子在二氧化硅中能取代硅離子位置的稱為網絡形成劑，雜質離子在二氧化硅中僅占據網絡空隙的稱為網絡改變劑。對于兩類雜質在二氧化硅中的作用指出：網絡改變劑多為金屬離子，它們在二氧化硅中的作用是使網絡中非橋聯氧原子數目增加、網絡強度變弱、金屬離子的可動性使得器件的電性能不可靠和不穩(wěn)定；網絡形成劑多為三、五族的摻雜雜質，它們在二氧化硅中的作用恰恰相反，即三族雜質（硼）在二氧化硅中取代硅離子位置后，使非橋聯氧原子數目減少、網絡強度變強、同時引入了負電離中心，而五族雜質（磷）在二氧化硅中取代硅離子位置后，使非橋聯氧原子數目增加、網絡強度變弱、同時引入了正電離中心。本節(jié)還介紹了二氧化硅膜的性質。在物理性質介紹中給出了二氧化硅膜的外部形態(tài)、熱膨脹性質、軟化溫度、電阻率與制備工藝的關系、介電強度狀況、折射率、密度及雜質在二氧化硅中的擴散系數等八條性質；在化學性質介紹中，討論了二氧化硅膜化學穩(wěn)定性質（不與絕大部分酸、堿起反應）、二氧化硅膜的可加工性質（僅氫氟酸能很好的腐蝕二氧化硅）和二氧化硅膜與金屬電極的不良反應（在較高溫度下）。為了清楚二氧化硅掩蔽擴散的作用，討論了雜質在二氧化硅中的行為，指出：在有雜質氧化物進入的二氧化硅區(qū)域中形成混合玻璃相、由于混合玻璃相與二氧化硅邊界極其清晰認為是混合玻璃相限制了雜質在二氧化硅中的運動速度（有屏蔽雜質的能力）。結合實際工藝中的問題討論了二氧化硅硅界面特性，其中包括雜質在二氧化硅硅界面的分凝效應和二氧化硅中的電荷引起的p型硅表面的反型效應。關于雜質在二氧化硅硅界面的分凝效應，首先給出了分凝效應的定義，進而討論了如何描述分凝效應，最后對分凝效應在器件制造中的應用作了介紹；關于二氧化硅中的電荷引起的p型硅表面的反型效應，首先指出在二氧化硅硅界面的二氧化硅中存在大量正電荷，這必然對p型硅表面具有削弱、耗盡和反型的作用，然后討論了實際器件中可能出現反型的結構（包括npn和pnp兩種結構），進而給出了p型硅表面的反型條件（不滿足條件不反型），討論了器件的p型硅表面反型對性能帶來的影響，提出了控制使p型硅表面不反型的幾個工藝措施。 課程難點：二氧化硅膜的質量對哪些器件制造工藝及器件電性能有影響，與二氧化硅膜制備工藝有什么關系。二氧化硅膜的質量是如何與二氧化硅膜結構、二氧化硅膜性質密切相關的。從二氧化硅膜結構看，二氧化硅基本單元的基本結構結構形式、基本單元之間是如何連接的、連接組合狀態(tài)的如何不同使二氧硅分為結晶形二氧化硅和無定形二氧化硅。從器件制造中所用的無定形二氧化硅膜結構看，其具有的特點；這些特點使無定形二氧化硅具有了的某些特征，而這些特征如何使無定形二氧化硅分為本征無定形二氧化硅和非本征無定形二氧化硅。非本征無定形二氧化硅定義，雜質在二氧化硅中的作用、網絡改變劑的定義、網絡改變劑在二氧化硅中的作用、不同的網絡形成劑在二氧化硅中的不同作用。二氧化硅膜性質中，其物理性質包含的內容，與掩蔽擴散有關的雜質在二氧化硅中擴散系數的性質；二氧化硅能掩蔽雜質擴散的實質是什么，雜質進入的二氧化硅區(qū)域形成的混合玻璃相、混合玻璃相的作用、能掩蔽某種雜質擴散的最小膜厚度的求取公式；其化學性質包含的內容，二氧化硅的化學穩(wěn)定性和工藝可操作性如何對器件制造工藝有好處；其二氧化硅硅界面的界面效應，分凝效應的定義、分凝效應的描述、分凝效應的工藝應用和二氧化硅中的電荷引起的p型硅表面的反型效應原因、理論分析、實際器件中出現的反型結構、能導致p型硅表面的反型的條件、p型硅表面的反型對器件性能造成的影響以及控制表面反型溝道的各種工藝措施。 基本概念： 1氧化在襯底（硅片）表面制備一層二氧化硅膜的過程（熱生長、反應淀積、陽極氧化等等）。 2氧化工藝能夠在襯底（硅片）表面制備一層二氧化硅膜的工藝方法。 3 結晶形二氧化硅由硅氧四面體基本單元整齊的、規(guī)則的、周期性的、重復延伸排列而成的二氧化硅。 4 無定形二氧化硅由硅氧四面體基本單元無序排列而成的二氧化硅。 5 橋聯氧原子屬于兩個硅氧四面體（硅原子）所有的氧原子。 6非橋聯氧原子僅屬于一個硅氧四面體（硅原子）所有的氧原子。 7本征無定形二氧化硅無雜質引入的無定形二氧化硅。 8 非本征無定形二氧化硅有雜質引入的無定形二氧化硅。 9網絡形成劑其雜質離子在二氧化硅網絡中能取代硅離子的位置而形成玻璃結構的雜質類。 10網絡改變劑其雜質離子在二氧化硅網絡中僅占據網絡空隙（孔洞）的雜質類。 11硼硅玻璃有摻雜劑三氧化二硼摻入的二氧化硅區(qū)域中的混合玻璃結構。 12磷硅玻璃有摻雜劑五氧化二磷摻入的二氧化硅區(qū)域中的混合玻璃結構。 13分凝效應由于雜質在硅和二氧化硅中的溶解度不同、擴散系數不同等原因，而使得在二氧化硅的生長過程中影響了二氧化硅硅界面兩側雜質再分布的現象。 14表面反型效應由于襯底外表面的電性原因，造成的襯底表面導電類型與原導電類型相反的現象?；疽螅阂笾姥趸脱趸に嚨亩x，知道二氧化硅膜的質量對器件制造工藝和器件性能有什么影響。要求清楚二氧化硅膜的質量不同決定于二氧化硅的不同結構和性質，因此要求知道，構成二氧化硅網絡的基本單元結構、基本單元的連接形式、由于基本單元的連接組合狀態(tài)不同可構成的結晶形二氧化硅和無定形二氧化硅、結晶形二氧化硅和無定形二氧化硅各自的定義；要求知道器件制造中常用的、器件制造中制備的二氧化硅均為無定形二氧化硅；要求清楚無定形二氧化硅結構特點以及帶入的基本特征，知道由基本特征導致的本征無定形二氧化硅和非本征無定形二氧化硅的定義及分類；清楚雜質在二氧化硅中的作用，知道網絡形成劑的定義、網絡形成劑的構成、不同網絡形成劑在二氧化硅中的不同作用、及知道網絡改變劑的定義、網絡改變劑的構成、網絡改變劑在二氧化硅中的作用；知道器件制造中常用的、器件制造中制備的二氧化硅均為非本征無定形二氧化硅。要求清楚的知道非本征無定形二氧化硅膜的各種性質，了解二氧化硅膜的八條物理性質、特別要注意其中與制備二氧化硅工藝有關的幾條性質（電阻率隨制備方法不同而異、介電強度隨制造工藝不同而不同、雜質在二氧化硅中的擴散系數隨雜質不同而不同且隨溫度變化而變化）；了解二氧化硅膜的三條化學性質、特別了解二氧化硅化學性能的穩(wěn)定性與可工藝加工性的結合對器件制造帶來得好處、了解二氧化硅與鋁電極的不良反應可能帶來得問題及發(fā)生不良反應的條件；要求清楚的知道二氧化硅對某些雜質能起到掩蔽擴散作用的實質，清楚混合玻璃相結構的定義及其如何使 二氧化硅對某些雜質能起到掩蔽擴散作用的；知道在二氧化硅硅界面存在的界面效應，清楚分凝效應的定義、分凝效應的描述、分凝效應的工藝應用和二氧化硅中的電荷引起的p型硅表面反型效應的原因、理論分析、實際器件中出現的反型結構、能導致p型硅表面反型的條件、p型硅表面的反型對器件性能造成的影響以及控制表面反型溝道的各種工藝措施；知道硅表面的反型效應的定義及為什么一般不能造成n型表面反型的原因。 167。 常見的氧化方法及原理 2學時 課程內容：1 熱生長氧化法 熱生長氧化方法 干氧氧化法 水汽氧化法 濕氧氧化法 各種氧化方法的特點 水汽氧化法的特點 濕氧氧化法的特點 熱生長氧化機理 干氧氧化的氧化機理 水汽氧化的氧化機理 濕氧氧化的氧化機理 熱生長氧化規(guī)律 2 熱分解淀積法 熱分解淀積氧化的基本方法 含氧硅化物熱分解淀積法 硅烷熱分解氧化解淀積法 低溫熱分解淀積法二氧化硅的生長規(guī)律 熱分解淀積法的特點 優(yōu)點 缺點及改進課程重點: 本節(jié)介紹了各種氧化方法，重點介紹了常見的熱生長氧化（熱氧化）法和熱分解淀積氧化（低溫淀積、低溫氧化）法。對熱生長氧化，介紹了熱生長氧化（干氧氧化、水汽氧化、濕氧氧化）的各種工藝方法；介紹了各種熱生長氧化（干氧氧化、水汽氧化、濕氧氧化）的氧化速率特點和生成的二氧化硅膜質量的特點；介紹了熱生長氧化的氧化機理（不管何種熱生長氧化在整個熱生長氧化過程中均存在初始氧化和加厚氧化兩個過程）；介紹了熱生長氧化的氧化規(guī)律（在高溫和長時間氧化條件下，符合拋物線規(guī)律）。對熱分解淀積氧化，介紹了熱分解淀積氧化的基本方法（含氧硅化物熱分解淀積法和硅烷熱分解氧化淀積法）；介紹了含氧硅化物熱分解淀積法的含氧硅化物源、介紹了其中四乙烷氧基硅烷的熱分解機理、四乙烷氧基硅烷的熱分解淀積的設備及使用條件、介紹了硅烷熱分解氧化淀積法（分解、氧化）生成二氧化硅的機理、介紹了硅烷熱分解氧化淀積法的優(yōu)缺點、對低溫熱分解淀積法二氧化硅的生長規(guī)律進行了討論并給出了生長規(guī)律表達式、介紹了硅烷熱分解氧化淀積法的優(yōu)缺點。課程難點：熱生長氧化的各種工藝方法分類及特點。各種熱生長氧化工藝生成的二氧化硅膜的區(qū)別及對器件制造的指導意義，各種熱生長氧化工藝生成二氧化硅膜速度的區(qū)別及對器件制造的指導意義。熱生長氧化的氧化機理，干氧氧化在整個熱生長氧化過程中存在的初始氧化（氧化反應和過程），加厚氧化過程又分為哪兩步（氧氣在二氧化硅中的擴散理論和在二氧化硅硅界面的反應理論）；水汽氧化在整個熱生長氧化過程中存在的初始氧化（氧化反應和過程），加厚氧化過程又分為哪兩步（水汽在二氧化硅中的擴散理論和在二氧化硅硅界面的反應理論）。熱生長氧化的生成膜厚度與氧化時間符合拋物線關系規(guī)律的條件，該熱生長規(guī)律與理論的對應。熱分解淀積氧化的兩種基本方法；含氧硅化物熱分解淀積二氧化硅的基本理論；硅烷熱分解氧化淀積二氧化硅的基本理論；熱分解淀積氧化的生長規(guī)律及對應理論；分解淀積氧化的優(yōu)缺點、優(yōu)點在器件制造中可得到的應用、對缺點可采取的改善措施?；靖拍睿? 1 干氧氧化氧化氣氛為干燥、純凈的氧氣的