由此可见,实现掩蔽扩散要求的SiO2厚度与 杂质在SiO和Si中的扩散系数有关,原则上讲, 只要ⅹ能满足上式不等式,就可起到杂质扩散 的掩蔽作用,但实际上只有那些D≤D的杂质 用Si0掩蔽才有实用价值,否则所需的Si0厚度 就很厚,既难于制备,又不利于光刻 但是,只要按照D≤D的条件选择杂质 种类,就可实现掩蔽扩散的作用。研究发现,B P在Si0中的扩散系数比在Si中的扩散系数小, 所以。常常选择B、P作为扩散的杂质种类。而 对于Ga、A1等杂质,情况则相反。 值得注意的是,Au虽然在Si0中的扩散系 数很小,但由于在Si中的扩散系数太大,这样 以来横向扩散作用也大,所以也不能选用
由此可见，实现掩蔽扩散要求的SiO2厚度与 杂质在SiO2和Si中的扩散系数有关，原则上讲， 只要 能满足上式不等式，就可起到杂质扩散 的掩蔽作用，但实际上只有那些 的杂质， 用SiO2掩蔽才有实用价值，否则所需的SiO2厚度 就很厚，既难于制备，又不利于光刻。 但是，只要按照 的条件选择杂质 种类，就可实现掩蔽扩散的作用。研究发现，B、 P在SiO2中的扩散系数比在Si中的扩散系数小， 所以。常常选择B、P 作为扩散的杂质种类。而 对于Ga、Al等杂质，情况则相反。 值得注意的是，Au虽然在SiO2中的扩散系 数很小，但由于在Si中的扩散系数太大，这样 以来横向扩散作用也大，所以也不能选用。 0 x D0 D D0 D
二氧化硅另外一个优点是在所有介质膜中 它的热膨胀系数与硅最接近 7.13表面绝缘层 Si02作为绝缘层也是器件工艺的一个重要 组成部分。作为绝缘层要求必须是连续的,膜 中间不能有空洞或孔存在。另外要求必须有 定的厚度,绝大多数晶园表面被覆盖了一层足 够厚的氧化层来防止从 金属层产生的感应,这金属层 时的S0称为场氧化物。氧化层→图么 如图所示 片
二氧化硅另外一个优点是在所有介质膜中 它的热膨胀系数与硅最接近。 7.1.3 表面绝缘层 SiO2作为绝缘层也是器件工艺的一个重要 组成部分。作为绝缘层要求必须是连续的，膜 中间不能有空洞或孔存在。另外要求必须有一 定的厚度，绝大多数晶园表面被覆盖了一层足 够厚的氧化层来防止从 金属层产生的感应，这 时的SiO2称为场氧化物。 如图所示。 金属层 氧化层 晶片
7.1.4器件绝缘体 从另一个角度讲,感应现象就是MOS技术,在 个M0S三极管中,栅极区会长一层薄的二氧化 硅(见图)。这时的Si0起的是介电质的作用, 不仅厚度而且质量都要求非常严格。 除此之外,SiO也可用来做硅表面和导电表 面之间形成的电容所需的介电质(见图)。 金属层 切氧层→zm MS栅氧化 场氧化 晶片
7.1.4 器件绝缘体 从另一个角度讲，感应现象就是MOS技术，在 一个MOS三极管中，栅极区会长一层薄的二氧化 硅（见图）。这时的SiO2起的是介电质的作用， 不仅厚度而且质量都要求非常严格。 除此之外， SiO2也可用来做硅表面和导电表 面之间形成的电容所需的介电质（见图）。 场氧化 MOS 氧化 栅 金属层 氧化层 晶片
7.1.5器件氧化物的厚度 应用在硅材料器件中的二氧化硅随着作用 的不同其厚度差别是很大的,薄的氧化层主要 是MOS器件里的栅极,厚的氧化层主要用于场氧 化层,下面的表列出了不同厚度范围及其相对 应的主要用途。 二氧化硅厚度( 应用 60100 隧道栅极 150500 栅极氧化,电容绝缘层 200500 L00S氧化 20005000 腌膜氧化,表面钝化 300010000 场氧化
7.1.5 器件氧化物的厚度 应用在硅材料器件中的二氧化硅随着作用 的不同其厚度差别是很大的，薄的氧化层主要 是MOS器件里的栅极，厚的氧化层主要用于场氧 化层，下面的表列出了不同厚度范围及其相对 应的主要用途。 隧道栅极 栅极氧化，电容绝缘层 LOCOS 化氧 腌膜氧化，表面钝化 场氧化 二氧化硅厚度 ( ) 应用 60~100 150~500 200~500 2000~5000 3000~10 000
7.2热氧化机理 半导体工艺中的二氧化硅大多数是通过热 生长氧化法得到的,也就是让硅片(晶园)在 高温下,与氧化剂发生反应而生长一层SiO2膜 的方法,其化学反应式如下: Si(固态)+02(气态) SiO2(固态) 化学反应非常简单,但氧化几理并非如此, 因为一旦在硅表面有二氧化硅生成,它将阻挡 02原子与Si原子直接接触,所以其后的继续氧 化是02原子通过扩散穿过已生成的二氧化硅层 向Si一侧运动到达界面进行反应而增厚的。通 过一定的理论分析可知,在初始阶段,氧化层 厚度(X)与时间(t)是线性关系,而后变成抛物 线关系
7.2 热氧化机理 半导体工艺中的二氧化硅大多数是通过热 生长氧化法得到的，也就是让硅片（晶园）在 高温下，与氧化剂发生反应而生长一层SiO2膜 的方法，其化学反应式如下： Si(固态)+O2(气态) SiO2(固态) 化学反应非常简单，但氧化几理并非如此， 因为一旦在硅表面有二氧化硅生成，它将阻挡 O2原子与Si原子直接接触，所以其后的继续氧 化是O2原子通过扩散穿过已生成的二氧化硅层， 向Si一侧运动到达界面进行反应而增厚的。通 过一定的理论分析可知，在初始阶段，氧化层 厚度(X)与时间(t)是线性关系，而后变成抛物 线关系