Tehnologia circuitelor electronice - cercetarea procesului oxidării termice a siliciului

Scopul lucrarii :

1. A lua cunostinţă cu construcţia insatalaţiei de obţinere a bioxidului de siliciu(SiO2)

2. Cercetarea influenţei diferiţilor parametri ai procesului tehnologic asupra parametrilor oxidului

3. Cercetarea grosimii şi calităţii stratului de oxid

Date teoretice:

Bioxidul de siliciu crescut prin metoda oxidarii termice este unul din cele mai folosite materiale la fabricarea circuitelor integrate. El este utilizat pentru mascarea plachetelor impotriva impuritatilor introduse prin difuzie sau implantare, pentru impiedicarea exdifuziei acestor impuritati in timpul altor procese termice, ca masca pentru corodarea selectiva a unor straturi, in scopul pasivarii si protectiei structurilor, ca element constructiv al dispozitivelor MOS, pentru izolarea dielectrica a componentelor intre ele si pentru izolarea mai multor nivele de interconexiuni conductive.

La baza proceselor oxidarii termice stau reactiile interactiunii chimice dintre suprafata plachetei de Si si oxidant. In calitate de oxidant poate fi folosit oxigenul uscat,oxigenul umed,vaporii de apa. Reactiile chimice scrise sub forma:

Pe parcursul oxidarii interfaţa Si-SiO2 se deplasează în adîncul plachetei de siliciu şi volumul total creşte , ceea ce are ca rezultat ridicarea stratului de oxid deasupra suprafeţei iniţiale a Si.

Din analiza cineticii procesului oxidarii termice a fost determinată ecuaţia care descrie acest proces:

Unde A şi B –mărimi constante pentru procesul dat.

-grosimea stratului crescut.

t-timpul procesului.

Daca timpul procesului este mare, adică atunci

Daca timpul procesului este mare, adică atunci

Figura 1 : Efectul temperaturii asupra coeficientilor de oxidare in cazul oxidarii uscate, umede si in vapori.

Dupa cum rezulta din modelul matematic, pentru durate mici variatia grosimii cu timpul este practic liniara. Pe de alta parte, pentru oxidari pe grosimi mici trebuie tinut cont de prezenta oxidului nativ, ceea ce corespunde unei ordonate in origine ne-nule pe figura 2.