МММ / Modelirovanie_2_Studenty

Лабораторная работа №2 2012 РН1-01;РН1-02

« Модели термического окисления кремния»

Отчет по данной теме должен включать в себя следующие задания:

1.1 Вывод модели Дила-Гроува в трех формах;

1.2 Методику нахождения линейного и параболического участков кинетическом графике роста окисла и собственно график;

1.3 Запись модель Дила-Гроува в виде ящика;

1.4 Графики Аррениуса для линейной и параболической констант окисления и их описание;

1.5 Решить задачи:

а) Образец кремния окисляется в сухом кислороде при Т=1200С в течении 1 часа. Какова толщина окисла вырастит при этом и какой толщины слой кремния израсходуется?

б) Сколько нужно дополнительно времени для наращивания на выращенном в а)окисле дополнительного окисла толщиной 1000А при окислении во влажном кислороде при Т=1200С?

в) Вычислить какую долю в толщине термического окисла составляет слой израсходованного кремния? При вычислении принять, что плотность кремния равна 2,33 г/см³, а его молекулярный вес 28,9 г/моль; для диоксида кремния аналогичные величины равны 2,21 г/см³ и 60,08 г/моль соответственно.

г) В кремниевой подложке вытравлена глубокая вертикальная канавка шириной 1 мкм и глубиной несколько микрометров. Поверхность канавки представляет собой обнаженный кремний, но плоская поверхность кремния покрыта тонким слоем нитрида кремния, служащего маской при окислении (см. рисунок).

Затем пластина окисляется в атмосфере водяного пара при 1100С с тем, чтобы заполнить канавку окислом. Вычислить: 1) Какова получится ширина полоски двуокиси кремния после того, как канавка будет полностью заполнена? 2) Сколько времени потребуется для заполнения канавки двуокисью кремния? В расчетах принимать что =0.

д) Вычислить в EXCEL графики кинетики окисления (зависимости Xox(t), где Хох – толщина окисла в микронах, а t –время окисления в часах ( в диапазоне от нуля до 10 часов) для процессов сухого окисления и окисления в водяном паре для температур Т=900С, 1000С, 1100С и 1200С

Призовые задачи

а) Предположим, что необходимо решить задачу о нахождении концентрационного профиля легирующей примеси в кремнии с учетом процесса термического окисления кремниевой поверхности. Каким образом в этом случае должен быть записан диффузионный поток легирующей примеси?. Ответ необходимо обосновать. Есть ли у этой задачи аналитические решения?

б) Точно и подробно опишите физическую суть задачи Стефана и поясните, какие аналитические решения при этом возможны. Имеет ли какое-либо отношение задача Стефана к задаче о термическом окислении кремния?

10