Главное меню
Главная О сайте Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Аналитическая химия Ароматерапия Биотехнология Биохимия Высокомолекулярная химия Геохимия Гидрохимия Древесина и продукты ее переработки Другое Журналы История химии Каталитическая химия Квантовая химия Лабораторная техника Лекарственные средства Металлургия Молекулярная химия Неорганическая химия Органическая химия Органические синтезы Парфюмерия Пищевые производства Промышленные производства Резиновое и каучуковое производство Синтез органики Справочники Токсикология Фармацевтика Физическая химия Химия материалов Хроматография Экологическая химия Эксперементальная химия Электрохимия Энергетическая химия
Новые книги
Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 2" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 1" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 12" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 11" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 10" (Журналы)
Книги по химии
booksonchemistry.com -> Добавить материалы на сайт -> Промышленные производства -> Анохин В.3. -> "Практикум по химии и технологии полупроводников" -> 50

Практикум по химии и технологии полупроводников - Анохин В.3.

Анохин В.3., Гончаров Е. Г., Кострюкова Е. П., Маршакова Т. А. Практикум по химии и технологии полупроводников: учебное пособие — M.: «Высшая школа», 1978. — 191 c.
Скачать (прямая ссылка): poluprovodniki.djvu
Предыдущая << 1 .. 44 45 46 47 48 49 < 50 > 51 52 53 54 55 56 .. 81 >> Следующая


Существенные недостатки электрохимических методов оксидирования кремния, ограничивающие их технологическое применение,—малая толщина пленок и нестабильность их параметров. Первый недостаток связан с большим сопротивлением диэлектрических пленок, что требует приложения значительных потенциалов для получения сравнительно толстых слоев, а это вызывает опасность пробоя пленки, если приложенное напряжение превысит

электрическую прочность SiO2. Второй недостаток определяется- сорбцией примесей из раствора электролита, влияющих на распределение и плотность заряда в окисле и на границе раздела Si —SiO2. Содержание примесей в электролите не всегда можно проконтролировать, так как применяемые реактивы часто не обладают достаточной чистотой.

Условия формирования границы Si —SiO2 принципиально различны при прямом окислении и при осаждении слоя окисла. Поверхность кремниевой^ подложки в обычных условиях покрыта тонким ЗДоем (до 30—70 A) оксида, состав которого условно может быть вы-

Рис. 62. Распределение концентрации кислорода в переходном слое на границе Si-SiO2:

а — первичный хемосорбционный слой; б — пиролнтическое осажг денне SiOs; в — термическое окисление

ш

. .. ¦ • - . щ

ражен SiO2-3.. Концентрация кислорода в этом слое падает (рис. 62, и) от SjO2-3,. на поверхности кремния до нуля на глубине S1. Распределение концентрации кислорода в пределах переходного слоя при осаэк-дении слоя SiO2 представлено на рис. 62, б. Наличие значительного количества кислородных вакансий в поверхностном слое SiO2-30 благоприятствует сращиванию осаждаемого окисла с подложкой по ва-кансионно-обменному механизму:

SiO2 (г) + SiO2-^ (подложка) -> SiO2-Jf (поверх.) + SiO2 (внутр.)

В процессе адгезионно-химического взаимодействия образуется новый переходный слой 82, концентрация анионообразователя в котором изменяется от SiO2-3. до SiO2. Таким образом, общая толщина переходного слоя 8 = o1 -f- 82 определяет пространственно протяженную (хотя и весьма тонкую) область, в которой наблюдается непрерывный переход от чистого кремния до SiO2*.

Образование переходного слоя в процессе прямого термического (и анодного) окисления кремния представлено на рис. 62, в. Переходный слой формируется не на исходной поверхности подложки, а под ней за счет диффузионно-химических процессов; при этом граница раздела Si—SiO2 продвигается в объем кристалла, в то время как при осаждении окисла из газовой фазы координата границы постоянна. Вследствие этого при термическом окислении формирование пограничного переходного слоя происходит в более «стерильных» условиях — во внутренних областях кристалла, а примеси, сорбированные исходной поверхностью подложки, кроме щелочных металлов, оттесняются в толщу оксида. Толщина переходного слоя между термическим окислом и подложкой значительно больше, чем при осаждении SiO2 из газовой фазы. Поэтому различие коэффициентов термического расширения кремния и SiO2 при прямом окислении не влияет на адгезию, поскольку термические напряжения постепенно гасятся в переходном слое. К тому же в пределах переходного слоя коэффициент линейного расширения непрерывно изменяется в сответствии с непрерывным изменением концентрации анионообразователя.

Кинетика и механизм термического окисления. Общий характер процесса термического оксидирования кремния может быть представлен кинетической кривой d = f(i) при T = const, где d — толщина пленки оксида; т — время (рис. 63). Условно кривая может быть разбита на четыре участка, для которых явный вид функции d = /(т) различен. Участок I, соответствующий начальному, периоду окисления, описывается линейной функцией d = kr. Скорость роста пленки на этом этапе постоянна и определяется стадией поверхностной реакции. В реальных условиях обычно эту стадию не наблюдают, поскольку поверхность кремния уже покрыта тонким плотным слоем оксида (см.рис.62,о)-По мере роста пленки все большую роль начинает играть диффузия окислителя к границе раздела Si—SiO2. Поэтому на участке II линейная зависимость" d = kx сменяется линейно-параболической --- і

* Подобные кинетически заторможенные системы находятся в стационарном состоянии и не являются равновесными. M

112 Ш

^ -f cd = kr (с, k—константы), которая, определяется конкуренцией поверхностной реакции и диффузии. Относительный вклад этих процессов на участке II определяется коэффициентом с. Преимущественно диффузионный контроль процесса оксидирования осуществляется на участке-Ш, для которого кинетическая кривая отряжается параболическим законом d2= kx, вытекающим из линейно-параболического при с = 0, т. е. при отсутствии вклада поверхностной реакции. При дальнейшем росте пленки диффузия кислорода через слой оксида затрудняется и скорость роста начинает убывать заметнее, чем-на предыдущих участках. На участке IV кинетическая кривая приближается X некоторому предельному значению dmax, характерному для данной

Рис. 63. Общий вид кине- Рис. 64. Линеаризация кн-

тической кривой термичес- нетических кривых герми-
Предыдущая << 1 .. 44 45 46 47 48 49 < 50 > 51 52 53 54 55 56 .. 81 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама