硅工藝第2章氧化習(xí)題參考答案課件

第二章氧化習(xí)題參考答案1主要公式(2.5)E為雜質(zhì)在SiO2中的擴(kuò)散激活能；D0為表觀擴(kuò)散系數(shù)。(2.8)

xmin對應(yīng)用作掩蔽的SiO2層的最小厚度；t為雜質(zhì)在硅中達(dá)到擴(kuò)散深度所需時(shí)間.x=0.44x0氧化層厚度x0與消耗掉的硅厚度x的關(guān)系(2.11a)2x02+Ax0=B（t+）(2.28)SiO2的生長厚度與時(shí)間的關(guān)系式(2.29)(2.30)(2.31)(2.32)線性氧化規(guī)律(2.33)(2.34)拋物型氧化規(guī)律x02=B(t+)(2.35)3按照表中數(shù)據(jù)，在920℃下，A=0.5um，B=0.203um2/h，將值代入式（2.31）得由式（2.32）得52.在某個(gè)雙極工藝中，為了隔離晶體管，需要生長1μm厚度的場氧化層。由于考慮到雜質(zhì)擴(kuò)散和堆垛層錯的形成，氧化必須在1050℃下進(jìn)行。如果工藝是在一個(gè)大氣壓下的濕氧氣氛中進(jìn)行，計(jì)算所需的氧化時(shí)間。假定拋物型氧化速率系數(shù)與氧化氣壓成正比，分別計(jì)算在5個(gè)和20個(gè)大氣壓下，氧化所需的時(shí)間。拋物速率常數(shù)表示為線性速率常數(shù)表示為6表中列出了（111）硅在總壓強(qiáng)為1大氣壓下氧化動力學(xué)的速率常數(shù)的參量，對于（100）硅，相應(yīng)值中所有C2值除以1.6873.局部氧化是一種廣泛用來提供IC芯片中器件之間橫向隔離的工藝。在某些情況下，希望得到隔離具有比標(biāo)準(zhǔn)LOCOS提供的更為平坦的表面，所以在氧化工序前使用了硅刻蝕工藝，如圖所示。對左邊所示的結(jié)構(gòu)，在氧化前刻去0.5um厚的硅，在1000℃H2O氣氛中硅片必須氧化多長時(shí)間以便提供右圖所示的等平面氧化硅？0.5umSi3N4SiO2(100)SiLOCOS氧化層Si3N4SiO2(100)Si9在熱氧化期間生長1um的SiO2消耗0.44um的硅。因此，填滿刻蝕槽中的生長氧化硅將消耗一額外厚度的硅，我們需要生長SiO2的總厚度由下式給出：Si3N4SiO2(100)Si0.5umy所以，我們需要生長總厚度為0.89um的SiO2。在1000℃H2O氣氛中，kT=0.1098eV，有：104.將一硅片氧化（x0=200nm），然后使用標(biāo)準(zhǔn)的光刻和刻蝕工藝技術(shù)去掉中心部位的SiO2，接著使用N+摻雜工序形成如下圖所示的結(jié)構(gòu)。下一步將此結(jié)構(gòu)放在氧化爐中在900℃下H2O中氧化。氧化硅在N+區(qū)上生長要比在輕摻雜的襯底中快得多。假設(shè)B/A在N+區(qū)增加到4X。在N+區(qū)上生長著的氧化硅厚度會不會趕上其他氧化硅厚度呢？如果會，何時(shí)趕上，趕上時(shí)的厚度是多少？請使用D-G氧化動力學(xué)模型。PN+

0.2um11PN+

0.2um原襯底面？？x1x2根據(jù)上圖有13145.在硅片中刻蝕出1um寬的槽，槽的側(cè)面都是（110）平面。進(jìn)行斜角注入，對側(cè)墻摻雜N+，所以線性速率增加到4倍。然后將結(jié)構(gòu)在1100℃下的水汽中氧化。在氧化過程中什么時(shí)候槽被SiO2填滿？假設(shè)氧化系數(shù)比近似為[(111:110:100)=(1.68:1.2:1.0)].1um（110）側(cè)墻（100）襯底N+15

1um（110）側(cè)墻（100）襯底N+x2x1176.簡述常規(guī)熱氧化法制備二氧化硅介質(zhì)薄膜的動力學(xué)過程。答：硅片在含有氧化劑的高溫?zé)嵫趸^程中，氧化劑穿透初始氧化層向二氧化硅-硅的界面運(yùn)動并與硅發(fā)生反應(yīng)，其介質(zhì)薄膜生長的動力學(xué)過程如下：1)氧化劑擴(kuò)散穿過附面層達(dá)到SiO2表面，流密度為F1

。2)氧化劑擴(kuò)散穿過SiO2層達(dá)到SiO2-Si界面，流密度為F2

。3)氧化劑在Si表面與Si反應(yīng)生成SiO2，流密度為F3

。4)反應(yīng)的副產(chǎn)物離開界面。187.二氧化硅介質(zhì)薄膜對三價(jià)和五價(jià)化學(xué)元素絕對具有“阻擋”作用的說法是否正確？為什么？答：客觀上，給人們的印象是氧化硅介質(zhì)膜可阻擋三、五價(jià)化學(xué)元素等雜質(zhì)。準(zhǔn)確地講，并不是這些雜質(zhì)進(jìn)不來，而是在一定溫度條件下和一定時(shí)間條件內(nèi)，進(jìn)來的雜質(zhì)遷移速度由于處在網(wǎng)絡(luò)形成的狀態(tài)下，十分緩慢或幾乎停頓下來。