Термическое окисление кремния_Журнал (1245592), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Всух = 0,01602 мкм/ч
Авл = 0,19672 мкм
Ввл = 2,6898 мкм/ч
индекс сух обозначает окисление в сухом кислороде, индекс вл обозначает окисление во влажном кислороде (в присутствии паров воды).
1. Расчет толщины окисленного слоя z1сух при окислении на первом этапе в среде сухого кислорода осуществляется по формуле
следует рассчитать толщину окисленного слоя для значений времени, указанных в таб№1 и внести в эту таблицу значения толщин окисленного слоя для последующего построения графиков. Время t1 по варианту = ____ в последнем столбце таблицы берется из таблицы №6 Приложения 1. Значение времени при подстановке в формулу следует брать в часах, при этом толщина окисленного слоя получается в мкм.
Таблица №1 расчет толщины окисного слоя на 1 этапе в сухом кислороде
t, мин | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | t1 по варианту = ____ |
t, час | 0,0166 | ||||||||||
z1сух(t), мкм |
2. Расчет толщины окисленного слоя z2вл при окислении на втором этапе в среде влажного кислорода осуществляется по формуле
следует рассчитать толщину окисного слоя для значений времени, указанных в таб№2 и внести в эту таблицу значения толщин окисного слоя для последующего построения графиков. Время t2 по варианту = ____ в последнем столбце таблицы№2 берется из таблицы №6 Приложения 1. Значение времени следует брать в часах.
Таблица №2 расчет толщины окисного слоя на 1 этапе во влажном кислороде
t, мин | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | t2 по варианту = ____ |
t, час | 0,83 | ||||||||||
z2вл(t), мкм |
3. Расчет времени для проведения второго этапа, в случае его осуществления в среде сухого кислорода для получения той же толщины окисной пленки
где z2 - толщина окисленного слоя после осуществления второго этапа для времени
t2 по варианту .
Полученное значение t2сух занести в последний столбец первой строки Таблицы №3
Далее следует рассчитать по нижеприведенной формуле толщину окисного слоя z2сух для значений времени, указанных в первой строке таб. №3. Эти данные будут в дальнейшем использоваться для построения графиков.
Таблица №3 расчет толщины окисного слоя на 2 этапе в сухом кислороде
t, мин | 0,1∙t2сух | 0,4∙t2сух | 0,6∙t2сух | 0,8∙t2сух | t2сух = |
t, час | |||||
z2сух(t), мкм |
4. Расчет толщины окисленного слоя z3 при окислении на третьем этапе в среде сухого кислорода осуществляется по формуле
Следует рассчитать толщину окисного слоя для значений времени, указанных в таб№4 и внести в эту таблицу значения толщин окисного слоя для последующего построения графиков.
Таблица №4 расчет толщины окисного слоя на 3 этапе в сухом кислороде
t, мин | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | t по варианту = ____ |
t, час | 0,0166 | ||||||||||
z3сух(t), мкм |
5. Заполнить таблицу с исходных данными и результатами расчетов
Таблица №5
Вариант техпроцесса 1 | Вариант техпроцесса 2 | Толщина окисного слоя, мкм | |
Этапы | Время этапа, час | Время этапа, час | |
1 этап Сухое окисление | |||
2 этап Влажное окисление | отсутствует | ||
2 этап Сухое окисление | отсутствует | ||
3 этап сухое окисление | |||
Суммарное время окисления всех трех этапов, час |
6. Построить график изменения толщины слоя от времени этапа для двух вариантов техпроцесса по данным таблиц №1-№4. В случае необходимости для времени применить логарифмическую шкалу.
На графике отметить начало и конец каждого этапа. Допускается строить график как вручную, так и с использованием компьютерной техники.
Место для построения (вклеивания) графика
7. Сделать сравнительные выводы по двум вариатам окисления кремния на основании результатов расчетов и вида графиков.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
9. Сформулируйте выводы по работе
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Контрольные вопросы
1. С какой целью на поверхности кремния формируется диэлектрический слой SiO2.
2. За счет чего происходит рост пленки SiO2 ?
3. Какая модель наиболее адекватно описывает кинетику роста пленки SiO2 ?
4. Какой кислород используется в установке окисления кремния?
5. От чего зависит содержание влаги в потоке кислорода в установке для окисления кремния?
6. Как влияет влажность кислорода на скорость окисления кремния?
7. Какими электрическими и защитными свойствами обладает окись кремния, выращенная во влажном кислороде?
8. Какими электрическими и защитными свойствами обладает окись кремния, выращенная в сухом кислороде?
9. Почему на практике используют комбинированные режимы окисления?
10. При каких температурах производят окисление кремния?
11. Как влияет температура на скорость окисления кремния?
12. Почему нежелательно использовать высокие температуры окисления кремния длительное время?
13. Из каких стадий состоит процесс окисления согласно модели Дила-Гроува?
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Смирнов Ю. А., Соколов С. В., Титов Е. В. Основы микроэлектроники и микропроцессорной техники: Учебное пособие. — 2-е изд., испр. — СПб.: Издатель-
ство «Лань», 2013. — 496 с.
2. Парфенов О. Д. Технология микросхем. – М.: Высш. шк., 1986.
3. Курносов А. И., Юдин В. В. Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. – М.: Высш. шк., 1986.
4. Черняев В. Н. Физико-химические процессы в технологии РЭА. – М.: Высш. шк., 1987.
5. Броудай И., Мерей Дж. Физические основы микротехнологии: Пер. с англ. - М.: Мир, 1985 .- 496 С.
Приложение №1
Варианты номеров для выполнения задания
Номер варианта соответствует порядковому номеру ФИО студента в списке группы.
Таблица №6 Варианты задания
Номер варианта | Общее время первого этапа, t1 , мин | Общее время второго этапа, t2 , мин | Общее время второго этапа, t3, мин |
1 | 10 | 50 | 16 |
2 | 13 | 52 | 12 |
3 | 12 | 55 | 14 |
4 | 14 | 60 | 10 |
5 | 16 | 51 | 11 |
6 | 15 | 53 | 13 |
7 | 18 | 54 | 12 |
8 | 17 | 57 | 11 |
9 | 19 | 59 | 16 |
10 | 11 | 51 | 15 |
11 | 13 | 55 | 11 |
12 | 11 | 58 | 14 |
13 | 14 | 50 | 10 |
14 | 16 | 53 | 15 |
15 | 10 | 54 | 13 |
16 | 11 | 57 | 14 |
17 | 13 | 59 | 12 |
18 | 14 | 51 | 14 |
19 | 16 | 60 | 15 |
20 | 12 | 58 | 12 |
21 | 10 | 52 | 13 |
22 | 15 | 50 | 14 |
23 | 18 | 55 | 10 |
24 | 12 | 57 | 15 |
25 | 14 | 54 | 12 |
26 | 10 | 52 | 14 |
27 | 12 | 50 | 13 |
28 | 16 | 56 | 11 |
Приложение №2
Пример графика для варианта, где на втором этапе применяется окисление во влажном кислороде.
22