集成电路制造技术——原理与工艺（第3版）课件 3.4热氧化过程中杂质再分布_集成电路制造技术—原理与工艺_王蔚.pptx

集成电路制造技术集成电路制造技术JI CHENG DIAN LU ZHI ZAO JI SHU ——原理与工艺主讲/田丽王蔚 热氧化第3章 热氧化JI CHENG DIAN LU ZHI ZAO JI SHU 3.1 二氧化硅薄膜概述3.2 硅的热氧化3.3 初始氧化阶段及薄氧化层制备3.4 热氧化过程中杂质再分布3.5 氧化层的质量及检测3.6 热氧化技术及其工艺展望目 录CONTENTS 热氧化过程中杂质的再分布再分布情况由四方面因素决定：杂质的分凝现象；杂质从SiO2表面逸出；杂质在SiO2、Si中的扩散速率；杂质在SiO2/Si界面的移动速率。逸出分凝扩散界面移动 1杂质的分凝效应分凝效应：指杂质在两个紧密接触的不同相中，由于溶解度不同，将在两相之间发生重新分配，直到两相界面两边的化学势相等为止的现象。分凝系数：是衡量分凝效应强弱的参数。硅片热氧化时，某杂质的分凝系数为：分凝系数与温度有关；分凝系数与晶面取向有关。 热氧化过程中杂质的再分布 杂质在SiO2/Si界面分布(a)图，杂质K＜l，在SiO2中是慢扩散杂质，如硼；(b)图，杂质K＜1，在SiO2中是快扩散杂质，如在氢气氛下的硼；(c)图，杂质K＞1，在SiO2中慢扩散的杂质，如磷；(d)图，杂质K＞l，在SiO2中是快扩散杂质，如镓；分凝扩散逸出分凝扩散逸出分凝扩散逸出分凝扩散逸出 热氧化过程中杂质的再分布 2再分布对硅表面杂质浓度的影响氧化速率与扩散速率之比是影响硅表面杂质浓度的主因，这一比值可通过改变热氧化工艺方法、条件而变化。 热氧化过程中杂质的再分布 3再分布对硅中杂质浓度分布的影响温度越高，硼杂质发生再分布进入硅内的距离越深。氧化后高斯分布杂质，最高浓度的位置已经不在硅的表面。 热氧化过程中杂质的再分布