集成电路制造技术——原理与工艺（第3版）课件 3.6热氧化技术及其工艺展望_集成电路制造技术—原理与工艺_王蔚.pptx

主讲集成电路制造技术集成电路制造技术/田丽王蔚JI CHENG DIAN LU ZHI ZAO JI SHU ——原理与工艺第3章 热氧化热氧化JI CHENG DIAN LU ZHI ZAO JI SHU 3.3 初始氧化阶段及薄氧化层制备3.1 二氧化硅薄膜概述目 录CONTENTS3.6 热氧化技术及其工艺展望3.4热氧化过程中杂质再分布3.2 硅的热氧化3.5 氧化层的质量及检测 其它热氧化方法 1掺氯氧化在氧化气氛中加入一定量的含氯物质，如HCl、 C2HCl3(TCE)等，氯进入氧化层。可以改善氧化层和 SiO2 /Si界面的性质：Na+Na+Na+Cl-Cl-Cl-Cl-SO2Si能降低固定正电荷密度和界面态密度钝化可动离子，尤其是钠离子减少SiO2中缺陷，提高了氧化层的抗电击穿能力减少氧化导致的硅的层错，增加了氧化层下面硅中少数载流子的寿命。4HCl + O2 → 4Cl2 + H2O→ Si-Cl-，Si-O-Cl 其它热氧化方法 2高压氧化 氧化剂的压力在几个到几百个大气压之间的热氧化称高压氧化。高压氧化温度多在650~950℃之间。也有高压干氧氧化和高压水汽氧化。主要特点：是一种低温快速热氧化方法；减少了氧化层错；杂质再分布和分凝效应减小。耐压容器式高压氧化设备结构图进一步降低工艺温度、提高氧化速率—如高压氧化较高击穿电压等特性。较低氧化层电荷；具有高介电常数；发展其它工艺方法。 其它热氧化方法 3热氧化工艺展望热氧化工艺的发展方向：主要集中在如何制造电学性能优良，且足够薄的栅氧化层，而对栅氧化层的主要要求：氧化工艺发展：#同学，你好，今天我们继续学习第3章热氧化#介绍第6节热氧化技术及其工艺展望#其它热氧化方法。集成电路技术的进步对热氧化工艺不断提出更高要求：如降低工艺温度、提高氧化层质量。因此，随着热氧化技术发展，不断有新工艺方法出现。我们先来介绍前面已多次提到的：#掺氯氧化，#就是在氧化气氛中加入一定量的含氯物质，#如氯化氢、三氯乙烯等，氯进入氧化层。实验表明，所掺入的氯进入氧化层后，#以负离子形态分布在Si- SiO2界面附近。因此，#可以改善氧化层和氧化层与硅界面的性质：#能降低固定正电荷密度和界面态密度；#钝化了可动离子，尤其是钠离子；#减少了SiO2中缺陷，提高了氧化层的抗电击穿能力；#减少氧化导致的硅的层错，增加了氧化层下面硅中少数载流子的寿命。#高压氧化。#氧化剂的压力在几个到几百个大气压之间的热氧化称高压氧化；#高压氧化温度多在650~950℃之间。也有高压干氧氧化和高压水汽氧化。#这是耐压容器式高压氧化设备的剖面结构图。#高压热氧化的主要特点：#是一种低温快速热氧化方法，在生长速率不变的情况下，每增加一个大气压，温度可以下降30℃左右。氧化层厚度小于2μm时，高压氧化速率为常压氧化速率的10倍；超过2μm厚时，氧化速率增加更多；#减少了氧化层错，这是因为高压下氧化反应比较充分，过剩硅填隙原子较少的缘故；#杂质再分布和分凝效应减小，这是氧化温度低、速率快的必然结果。#热氧化工艺展望。#热氧化工艺的发展方向：主要集中在如何制造电学性能优良且足够薄的栅氧化层方面，对栅氧化层的主要要求：#具有高介电常数；#较低氧化层电荷；#较高击穿电压等特性。#反映在热氧化工艺发展上：#进一步降低工艺温度、提高氧化速率—如高压氧化；#发展其它工艺方法。