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热氧化膜的特性(7)AmorphousmaterialThepurposefortheoxidefilmsis:1.passivatesandprotectsthesurfaceofSi2.dielectricmaterialforMOStechnology3.maskfordiffusion&ionimplantation4常温氧化常温氧化PlasmaPlasma中原子中原子OO等离子体氧化等离子体氧化低温高速氧化低温高速氧化HH22/O/O22orOorO22高压氧化高压氧化通常氧化法通常氧化法HH22/O/O22HH22OO氧气燃烧氧化氧气燃烧氧化通常氧化法通常氧化法100%H100%H22OorOorHH22OO携带气体携带气体SteamSteam氧化氧化通常氧化法通常氧化法HH22O/OO/O22湿式氧化湿式氧化通常氧化法通常氧化法OO22干式氧化干式氧化说明说明反应系反应系氧化方式氧化方式典型氧化方式干氧氧化：SiO2膜干燥致密，掩蔽能力强，与光致抗蚀剂粘附性能好。但氧化速度慢。湿氧氧化：氧化速度快，但膜结构疏松，与光致抗蚀剂粘附性不好，容易产生脱胶现象。干氧-湿氧-干氧三步氧化法，既获得适当的氧化速度，又获得干燥致密的氧化膜。TheoryofoxidegrowthSiO2canbegrownfrombothdryoxygenandwatervapor.Thechemicalreactionsareasfollows:Si+O2--SiO2dryoxygenDuringthegrowthofSiO2someofthesiliconisconsumed.Thisamountisgivenby:XsiNsi=XoxNoxNox:densityofoxide(#/cm3)Nsi:densityofsiliconXsi:thicknessofSiconsumedXox:thicknessSiO2grownSi+2H2O--SiO2+2H2wetoxygen(steam)Xsi=0.46Xox---------------------------------------------------TheGrowthKineticsJ=ksNiksinterfacialreactionrateconstantJ=D(No-Ni)/XoDdiffusioncoefficencecombinetheabovetwoequations,wegetJ=DNo/(Xo+D/ks)growthrate:dXo/dt=J/M=(DNo/M)/(Xo+D/ks)M=单位体积中氧化剂分子数Xo(t=0)=Xi(initialthickness)whereXi2+AXi=BτA=2D/kB=2DNo/Mτ=Xi/B+Xi(B/A)氧化膜厚ForsmallvalueoftXo(t)=(B/A)(t+τ)(t+τ)A2/4BForlongtimesoftXo=(Bt)½tτWatervaporhasamuchhighersolubilitythanoxygenisSiO2whichaccountsforthemuchhigheroxiderateinawetatmosphere.