- •Лабораторная работа № . Термическое окисление кремния.
- •1. Введение
- •2. Механизм роста и кинетика окисления.
- •3. Модель окисления кремния
- •4. Влияние ориентации на скорость окисления
- •5. Методы окисления и оборудование
- •6. Очистка подложек перед окислением
- •7. Контроль толшины пленок SiO2.
- •7. Контрольные вопросы
- •8. Задание
4. Влияние ориентации на скорость окисления
Эксперименты показали, что на кинетику окисления оказывает влияние кристаллографическая ориентация поверхности кремния. Такая взаимосвязь определяется ориентационной зависимостью ks и проявляется :в ориентационной зависимости линейной константы скорости роста. Линейная константа скорости роста связана с кинетикой протекания реакции на границе раздела фаз и зависит от скорости, с которой атомы кремния переходят в окисную фазу. Этот процесс определяется поверхностной концентрацией атомов кремния, которая зависит от ориентации. Как и следовало ожидать, на параболическую константу скорости В не влияет ориентация, поскольку В определяется диффузионной стадией реакции. На рис. 4.5 показана зависимость толщины окисла от времени окисления во влажном кислороде при давлении водяных паров 85-Ю3 Па для кремния с ориентацией поверхности по плоскостям (100) и (111).
В табл. 1 содержатся константы скорости окисления, полученные на основе этих экспериментальных данных. Упомянутые данные совместно с аналогичными данными для окисления в сухом кислороде приводят к заключению, что константы скорости реакции для кремния с ориентацией поверхности по плоскости (111) в 1,68 раз выше, чем для кремния с ориентацией поверхности по плоскости (100) при соответствующих температурах.
Рис.3. Зависимость толщины окисла от времени окисления во влажном кислороде при парциальном давлении паров воды 85103 Па.
Таблица 1. Константы скорости реакции окисления кремния во влажном кислороде (парциальное давление паров воды 85103 Па)
Темпера-тура окисле-ния, С |
Ориентация |
d, мкм |
Параболическая константа скорости окисления В, мкм2/ч |
Линейная константа скорости окисления В/А, мкм/ч |
Отношение значений В/А для (111)/(100) |
900 |
(100) (111) |
0,95 0,60 |
0,143 0,151 |
0,150 0,252 |
1,68 1,68 |
950 |
(100) (111) |
0,74 0,44 |
0,231 0,231 |
0,311 0,524 |
1,68 1,68 |
1000 |
(100) (111) |
0,48 0,27 |
0,314 0,314 |
0,664 1,163 |
1,75 1,75 |
1050 |
(100) (111) |
0,295 0,18 |
0,413 0,415 |
1,400 2,307 |
1,65 1,65 |
1100 |
(100) (111) |
0,175 0,105 |
0,521 0,517 |
2,977 4,926 |
1,65 1,65 |
|
|
|
|
|
Среднее 1.68. |