4.7 Перераспределение примеси при окислении

Растворимость примесей в разных веществах различна. Отношение концентраций примесей в двух находящихся в равновесном контакте веществах называют коэффициентом распределения примеси (коэффициент сегрегации). Коэффициент сегрегации возрастает с увеличением Т и зависит от ориентации подложки: для (100) он выше, чем для (111).

В кремнии элементы V группы растворяются в 10 раз хуже, чем в окисле. Для элементов III группы имеет место обратное соотношение. Бор растворяется в оксиде в 3 – 16 раз лучше, чем в кремнии, а остальные элементы третьей группы - в 100 раз или более.

При термическом окислении происходит перераспределение примеси между нарастающей пленкой оксида и кремнием. Необходимо, чтобы в ходе «загонки» диффузия примеси в окисел была медленной по отношению к диффузии в Si. В процессе диффузии окисел превращается в стеклообразную аморфную фазу, примесносиликатное стекло.

Элементы V группы как бы вытесняются в объем кремния из того слоя, который превращается в оксид, а элементы III группы экстагируют примеси из объема кремния в слой оксида. Профили распределения примесей в кремнии и образовавшейся на его поверхности пленки качественно иллюстрируются рисунками 4.4 и 4.5.

Рис. 4.4. Окисление Si:P	Рис. 4.5. Окисление Si:B
Пунктирная линия отображает первоначальное распределение примеси