Технология СБИС / sbis / okisl / okis_sd

Сопоставление теоретических и экспериментальных данныхСопоставление теоретических и экспериментальных данных

1. Окисление во влажном кислороде.

Обнаружено, что di = 0 в момент времени t = 0

при графическом изображении зависимости толщины окисла  от t.

Используя уравнение F2 = - D(dC/dz) = D(C0 - Ci)/z0 и графические данные процесса роста окисла были определены константы скорости окисления:

A увеличивается с уменьшением T

B уменьшается с уменьшением T

2. Окисление в сухом кислороде.

Графически di - 25 нм при t = 0 и T =700-1200 °C. Определяется из экстраполяции кривой окисления до оси времени.

Из анализа уравнения B пропорционально pG  - парциальному давлению окислителя.

A не зависит от парциального давления.

то есть B/A обладает той же линейной зависимостью, как и B.

Зависимость B от T аналогична зависимости D, экспоненциально растет с ростом T. Энергии активации для константы B сравнимы с энергией активации диффузии кислорода. Так как B пропорциональна равновесной концентрации окислителя, а для

O2=5.2·1016см-3=C*

H2O=3.0·1016см-3=C*

то есть скорость роста во влажной среде выше, чем в сухой.

Простая модель Дила и Гроува отлично описывает экспериментальные данные, за исключением пленок двуокиси кремния толщиной менее 30 нм. Здесь наблюдаются аномально высокие скорости роста.

Совпадение теоретической модели с экспериментом подтверждает правильность использования закона Генри, то есть диффундирующие через окисел частицы представляют собой молекулы - на границе раздела фаз газ-окисел отсутствует диссоциация (совпадают зависимости скорости окисления по отношению к давлению и температуре).

Однако есть данные о присутствии заряженных частиц в газе. В частности есть зависимость скорости реакции окисления в зависимости от потенциала, приложенного к кремнию. Существует такая усовершенствованная модель Дила-Гроува, где объясняются процессы окисления тонких пленок. Физической основой является то, что несмотря на диффундирование в молекулярном виде реагентов, процесс окисления происходит за счет реакции с атомарным кислородом, присутствующем в небольшом количестве.

В настоящее время вопрос о природе частиц, диффундирующих к границе раздела фаз Si - является открытым.