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" -> 52

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 .. 46 47 48 49 50 51 < 52 > 53 54 55 56 57 58 .. 81 >> Следующая


Падение потенциала на границе электрод—раствор обусловлено Фемя областями: областью пространственного заряда в приповерхност-

Время, мин

Рис. 66. Изотермы термического окисления кремния в водяном паре при Рн,о = 1 атм

(АЭС)

слое электрода, плотной частью двойного электрического слоя ^ в электролите (слой Гельмгольца) и диффузионной частью ДЭС

(слой Гуи). Иногда падением потенциала в отдельных областях можно пренебречь. Так, для металлических электродов (с высокой концен. трацией электронов) можно не учитывать влияние пространственного заряда, а рассматривать лишь строение ДЭС и его влияние на электрод, ный потенциал. Для полупроводников заметный вклад в величину электродного потенциала дает пространственный заряд вблизи поверх, ности материала. Электрохимическое поведение кремния осложнено трудностями достижения равновесного потенциала как за счет малых токов обмена на границе полупроводник — электролит, обусловленных высоким сопротивлением материала, так и вследствие склонности кремния к пассивации. Обычно в растворе устанавливается так называемый стационарный потенциал, величина которого смещена в положительную сторону относительно равновесного значения.

Сродство поверхности кремния к кислороду и связанная с этим склонность к формированию тонких оксидных пассивирующих покрытий позволяют при определенных условиях сместить процесс, протекающий на границе кремний—электролит в сторону образования более толстого слоя оксида. Это обычно достигается подачей на кремниевый электрод высокого положительного потенциала. Катодом при этом может служить любой инертный в данном электролите металл (платина, тантал -и т. п.). На практике невозможно получить анодные окисные пленки толще нескольких тысяч ангстрем. Это обусловлено тем, что предельный потенциал, достигаемый в процессе анодного окисления кремния, определяется электрической прочностью оксида. Кроме того, задаваемая величина тока, определяющая скорость роста оксида, также должна быть ограничена, поскольку в противном случае возможен сильный разогрев электролита, кремниевого анода, что делает процесс неуправляемым и сильно ухудшает качество образующейся пленки.

Процесс анодного оксидирования осуществляют в трех режимах: при условии постоянства тока, протекающего через ячейку (гальваностатический режим і = const), при постоянстве клеммного напряжения (потенциостатический режим, U = const) и в комбинированном режиме (совокупность первых двух). Рассмотрим основные кинетические закономерности формирования оксида в каждом из этих режимов.

В гальваностатическом режиме основной кинетической закономерностью служит зависимость напряжения от времени анодирования (рис. 67). Поскольку пленка SiO2 обладает высоким сопротивлением, то уже при ее толщине порядка 300—400 A свойства кремниевой подложки практически не влияют на кинетику дальнейшего оксидирования. Для соблюдения условия постоянства тока необходимо непрерывное возрастание напряжения, пропорциональна толщине пленки. Чем больше плотность тока, тем выше скорость ок№ дирования, определяемая углом наклона кривой U == /(т) на лине11' ном ее участке. Зависимость d = /(?/) для данного электролита пр^ ставляет собой одну и ту же прямую при любой плотности тока. У1* наклона этой прямой является характеристикой данной пленки, полУ ченной в данном электролите (обратная величина B/A представлю

116

собой электрическую прочность сформированного оксида), и косвен-но характеризует электролит.

. Каждую из кривых, представленных на рис. 67, условно можно разбить на три участка: начальный (I), линейный (II) и предельного насыщения (III). На участке I происходит зарождение анодного оксида, и кинетика роста здесь существенно зависит 0т свойств кремниевой подложки. Когда преобладающим становится вклад оксида (при его достаточной толщине), меняется характер дальнейшего течения процесса, и зависимость U = f{t) определяется лишь приростом толщины оксида во времени. Поэтому на участке (II), когда скорость роста постоянна, эта зависимость линейна, а на участке (III) начинают действовать диффузионные ограничения, толщина окисла достигает'предельного значения и дальнейший рост потенциала также прекращается. С формально-кинетической точки зрения скорость роста пленки dxldx, пропорциональная при условии і = const скорости роста напряжения dU/dx, описывается выражением (если принять . поле внутри оксида постоянным)

dx dU jEM E —— =-= —-

dt

Рис. 67. Типичный вид кинетических кривых при анодном » окислении кремния в гальваностатическом режиме:

/—5 мА/см*; 2—.Ю -мА/см*; 3.— 15 мА/см*; 4 — 20 мА/сы*

dz

(13,6)

где E — электрическое поле в оксиде; / — плотность ионного тока; M — число молей оксида; z — степень окисления кремния в оксиде; F —¦ число Фарадея; р — плотность оксида.

Уравнение (13.6) выведено в предположении полного использования тока. Реально же выход по току не превышает 1—2%. Обычно оптимальные плотности тока при анодном окислении кремния составляют 3—15 мА/см2. Достигаемые при этом скорости роста пленки SiO2 в различных электролитах составляют от 30 до 150 А/мин.
Предыдущая << 1 .. 46 47 48 49 50 51 < 52 > 53 54 55 56 57 58 .. 81 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама