Giáo trình Oxy hóa nhiệt 2 pot

10
10
1/1/2007
1/1/2007
Đ
Đ
ạ
ạ
i h
i h
ọ
ọ
c B
c B
á
á
ch khoa H
ch khoa H
à
à
N
N
ộ
ộ
i
i
Ô
Ô
xy
xy
h

h
ó
ó
a
a
nhi
nhi
ệ
ệ
t
t
(
(
ti
ti
ế
ế
p
p
)
)
Mặt phân cách Si – Si0
2
Tính chấtcủamặtphâncáchSi –SiO
2
có ảnh hưởng quyết định tới các thông số và
sự hoạt động của các linh kiện trong IC. Phân biệtbốnloại điệntích: cácđiện tích Q
it
bị bẫytrênbề mặt phân cách, các điện tích cố định Q
f

củalớpSiO
x
(1 < x < 2), các
điệntíchQ
ot
bị bẫy trong lớpSiO
2
, và nhấtlàcácđiện tích linh động Q
m
.
Để giảmQ
f
ngườitasử dụng môi
trường khí trơ Ar hoặcN
2
để làm
nguộimẫu sau khi ô xy hóa tạolớp
SiO
2
.
Bước ủ mẫucuối cùng ở 450 – 500
ºC trong môi trường 10% H
2
+ 90%
N
2
(forming gaz) sau khi phủ lớp
kim loạilàmđường dẫnsẽ giúp
giảmthiểuQ
it

.
Q
m
khó bị loạitrừ hơncả. Biện
pháp là giữ sạch và sử dụng hiệu
ứng gettering (ô xy hóa vớikhícó
chứa halogen).
11
11
1/1/2007
1/1/2007
Đ
Đ
ạ
ạ
i h
i h
ọ
ọ
c B
c B
á
á
ch khoa H
ch khoa H
à
à
N
N
ộ

ộ
i
i
Ô
Ô
xy
xy
h
h
ó
ó
a
a
nhi
nhi
ệ
ệ
t
t
(
(
ti
ti
ế
ế
p
p
)
)
Hi

Hi
ệ
ệ
u
u
ứ
ứ
ng
ng
n
n
ồ
ồ
ng
ng
đ
đ
ộ
ộ
t
t
ạ
ạ
p
p
ch
ch
ấ
ấ
t

t
cao
cao


N
N
ồ
ồ
ng
ng
đ
đ
ộ
ộ
t
t
ạ
ạ
p
p
ch
ch
ấ
ấ
t
t
c
c
à

à
ng
ng
cao
cao
,
,
t
t
ạ
ạ
i
i
b
b
ề
ề
m
m
ặ
ặ
t
t
Si
Si
c
c
à
à
ng

ng
c
c
ó
ó
nhi
nhi
ề
ề
u
u
n
n
ú
ú
t
t
khuy
khuy
ế
ế
t
t
,
,
khi
khi
ế
ế
n

n
k
k
s
s
tăng
tăng
.
.


V
V
í
í
d
d
ụ
ụ
:
:
S
S
ự
ự
ph
ph
ụ
ụ
thu

thu
ộ
ộ
c
c
c
c
ủ
ủ
a
a
c
c
á
á
c
c
h
h
ệ
ệ
s
s
ố
ố
B/A,
B/A,
B
B
trong

trong
ô
ô
xy
xy
h
h
ó
ó
a
a
nhi
nhi
ệ
ệ
t
t
khô
khô
ở
ở
900
900
º
º
C
C
v
v
à

à
o
o
n
n
ồ
ồ
ng
ng
đ
đ
ộ
ộ
b
b
ề
ề
m
m
ặ
ặ
t
t
c
c
ủ
ủ
a
a
t

t
ạ
ạ
p
p
P
P
12
12
1/1/2007
1/1/2007
Đ
Đ
ạ
ạ
i h
i h
ọ
ọ
c B
c B
á
á
ch khoa H
ch khoa H
à
à
N
N
ộ

ộ
i
i
Ô
Ô
xy
xy
h
h
ó
ó
a
a
nhi
nhi
ệ
ệ
t
t
(
(
ti
ti
ế
ế
p
p
)
)
S

S
ự
ự
ph
ph
ụ
ụ
thu
thu
ộ
ộ
c
c
v
v
à
à
o
o
đ
đ
ị
ị
nh
nh
hư
hư
ớ
ớ
ng

ng
tinh
tinh
th
th
ể
ể
c
c
ủ
ủ
a
a
đ
đ
ế
ế
Si
Si


L
L
à
à
s
s
ự
ự
ph

ph
ụ
ụ
thu
thu
ộ
ộ
c
c
c
c
ủ
ủ
a
a
k
k
s
s
v
v
à
à
o
o
c
c
á
á
c

c
m
m
ặ
ặ
t
t
tinh
tinh
th
th
ể
ể
:
:
k
k
s(111)
s(111)
> k
> k
s(100)
s(100)
.
.
Do
Do
m
m
ậ

ậ
t
t
đ
đ
ộ
ộ
b
b
ề
ề
m
m
ặ
ặ
t
t
c
c
á
á
c
c
nguyên
nguyên
t
t
ừ
ừ
Si

Si
kh
kh
á
á
c
c
nhau
nhau
:
:
t
t
ạ
ạ
i
i
m
m
ặ
ặ
t
t
(100)
(100)
l
l
à
à
7.10

7.10
14
14
cm
cm
-
-
2
2
,
,
t
t
ạ
ạ
i
i
(111)
(111)
–
–
8. 7.10
8. 7.10
14
14
cm
cm
-
-
2

2
.
.


M
M
ậ
ậ
t
t
đ
đ
ộ
ộ
nguyên
nguyên
t
t
ử
ử
c
c
à
à
ng
ng
cao
cao
,

,
s
s
ố
ố
c
c
á
á
c
c
liên
liên
k
k
ế
ế
t
t
c
c
ó
ó
s
s
ẵ
ẵ
n
n
đ

đ
ể
ể
tham
tham
gia
gia
ph
ph
ả
ả
n
n
ứ
ứ
ng
ng
h
h
ó
ó
a
a
h
h
ọ
ọ
c
c
c

c
à
à
ng
ng
l
l
ớ
ớ
n
n
.
.


S
S
ự
ự
kh
kh
á
á
c
c
bi
bi
ệ
ệ
t

t
c
c
à
à
ng
ng
l
l
ớ
ớ
n
n
,
,
n
n
ế
ế
u
u
chi
chi
ề
ề
u
u
d
d
à

à
y
y
c
c
á
á
c
c
l
l
ớ
ớ
p
p
SiO
SiO
2
2
c
c
à
à
ng
ng
nh
nh
ỏ
ỏ
.

.
Mỏng hơn
Dày
hơn
13
13
1/1/2007
1/1/2007
Đ
Đ
ạ
ạ
i h
i h
ọ
ọ
c B
c B
á
á
ch khoa H
ch khoa H
à
à
N
N
ộ
ộ
i
i

Ô
Ô
xy
xy
h
h
ó
ó
a
a
nhi
nhi
ệ
ệ
t
t
(
(
ti
ti
ế
ế
p
p
)
)
Ô
Ô
xy
xy

h
h
ó
ó
a
a
Si
Si
đa
đa
tinh
tinh
th
th
ể
ể
(poly
(poly
-
-
Si)
Si)


Qu
Qu
á
á
tr
tr

ì
ì
nh
nh
ô
ô
xy
xy
h
h
ó
ó
a
a
x
x
ả
ả
y
y
ra
ra
c
c
ả
ả
ở
ở
trên
trên

b
b
ề
ề
m
m
ặ
ặ
t
t
poly
poly
-
-
Si
Si
l
l
ẫ
ẫ
n
n
trên
trên
m
m
ặ
ặ
t
t

phân
phân
c
c
á
á
ch
ch
ở
ở
biên
biên
c
c
á
á
c
c
h
h
ạ
ạ
t
t
đa
đa
tinh
tinh
th
th

ể
ể
. Do
. Do
biên
biên
h
h
ạ
ạ
t
t
t
t
ậ
ậ
p
p
trung
trung
nhi
nhi
ề
ề
u
u
sai
sai
h
h

ỏ
ỏ
ng
ng
hơn
hơn
trong
trong
lòng
lòng
c
c
á
á
c
c
h
h
ạ
ạ
t
t
đa
đa
tinh
tinh
th
th
ể
ể

nên
nên
t
t
ố
ố
c
c
đ
đ
ộ
ộ
ô
ô
xy
xy
h
h
ó
ó
a
a
t
t
ạ
ạ
i
i
biên
biên

h
h
ạ
ạ
t
t
cao
cao
hơn
hơn
.
.


B
B
ề
ề
d
d
à
à
y
y
l
l
ớ
ớ
p
p

SiO
SiO
2
2
đư
đư
ợ
ợ
c
c
t
t
ạ
ạ
o
o
nên
nên
do ô
do ô
xy
xy
h
h
ó
ó
a
a
poly
poly

-
-
Si
Si
c
c
ó
ó
b
b
ề
ề
d
d
à
à
y
y
bi
bi
ế
ế
n
n
đ
đ
ổ
ổ
i
i

nhi
nhi
ề
ề
u
u
, do
, do
đ
đ
ó
ó
,
,
đ
đ
ộ
ộ
g
g
ồ
ồ
gh
gh
ề
ề
c
c
ủ
ủ

a
a
b
b
ề
ề
m
m
ặ
ặ
t
t
SiO
SiO
2
2
r
r
ấ
ấ
t
t
rõ
rõ
r
r
ệ
ệ
t
t

.
.
Đ
Đ
ộ
ộ
g
g
ồ
ồ
gh
gh
ề
ề
c
c
à
à
ng
ng
tăng
tăng
,
,
n
n
ế
ế
u
u

chi
chi
ề
ề
u
u
d
d
à
à
y
y
X
X
ox
ox
c
c
à
à
ng
ng
tăng
tăng
.
.


M
M

ặ
ặ
t
t
kh
kh
á
á
c
c
,
,
l
l
ớ
ớ
p
p
SiO
SiO
2
2
trong
trong
trư
trư
ờ
ờ
ng
ng

h
h
ợ
ợ
p
p
n
n
à
à
y
y
x
x
ố
ố
p
p
hơn
hơn
so
so
v
v
ớ
ớ
i
i
l
l

ớ
ớ
p
p
SiO
SiO
2
2
đư
đư
ợ
ợ
c
c
t
t
ạ
ạ
o
o
th
th
à
à
nh
nh
do ô
do ô
xy
xy

h
h
ó
ó
a
a
nhi
nhi
ệ
ệ
t
t
đơn
đơn
tinh
tinh
th
th
ể
ể
Si.
Si.


Nh
Nh
ì
ì
n
n

chung
chung
,
,
t
t
ố
ố
c
c
đ
đ
ộ
ộ
ô
ô
xy
xy
h
h
ó
ó
a
a
poly
poly
-
-
Si
Si

cao
cao
hơn
hơn
so
so
v
v
ớ
ớ
i
i
ô
ô
xy
xy
h
h
ó
ó
a
a
đơn
đơn
tinh
tinh
th
th
ể
ể

Si.
Si.
14
14
1/1/2007
1/1/2007
Đ
Đ
ạ
ạ
i h
i h
ọ
ọ
c B
c B
á
á
ch khoa H
ch khoa H
à
à
N
N
ộ
ộ
i
i
Ô
Ô

xy
xy
h
h
ó
ó
a
a
nhi
nhi
ệ
ệ
t
t
(
(
ti
ti
ế
ế
p
p
)
)
Ô
Ô
xy
xy
h
h

ó
ó
a
a
c
c
ó
ó
ch
ch
ứ
ứ
a
a
kh
kh
í
í
halogen
halogen


Thêm
Thêm
1
1
–
–
5 %
5 %

kh
kh
í
í
HCl
HCl
hay TCE (
hay TCE (
TriChloroethylene
TriChloroethylene
-
-
)
)
v
v
à
à
o
o
lu
lu
ồ
ồ
ng
ng
O
O
2
2

.
.


L
L
à
à
m
m
gi
gi
ả
ả
m
m
s
s
ự
ự
nhi
nhi
ễ
ễ
m
m
b
b
ẩ
ẩ

n
n
do
do
c
c
á
á
c
c
ion
ion
ki
ki
ề
ề
m
m
–
–
c
c
á
á
c
c
ion
ion
nh
nh

ẹ
ẹ
,
,
linh
linh
đ
đ
ộ
ộ
ng
ng
l
l
à
à
nguyên
nguyên
nhân
nhân
gây
gây
ra
ra
s
s
ự
ự
m
m

ấ
ấ
t
t
ổ
ổ
n
n
đ
đ
ị
ị
nh
nh
t
t
í
í
nh
nh
ch
ch
ấ
ấ
t
t
c
c
ủ
ủ

a
a
l
l
ớ
ớ
p
p
SiO
SiO
2
2
.
.
Ph
Ph
ả
ả
n
n
ứ
ứ
ng
ng
(M
(M
–
–
ion
ion

kim
kim
lo
lo
ạ
ạ
i
i
):
):
M +
M +
Cl
Cl
→
→
MCl
MCl


L
L
à
à
m
m
tăng
tăng
ch
ch

ấ
ấ
t
t
lư
lư
ợ
ợ
ng
ng
c
c
ủ
ủ
a
a
m
m
ặ
ặ
t
t
phân
phân
c
c
á
á
ch
ch

Si
Si
–
–
SiO
SiO
2
2
.
.
15
15
1/1/2007
1/1/2007
Đ
Đ
ạ
ạ
i h
i h
ọ
ọ
c B
c B
á
á
ch khoa H
ch khoa H
à
à

N
N
ộ
ộ
i
i
Ô
Ô
xy
xy
h
h
ó
ó
a
a
nhi
nhi
ệ
ệ
t
t
(
(
ti
ti
ế
ế
p
p

)
)
Hi
Hi
ệ
ệ
u
u
ứ
ứ
ng
ng
qu
qu
á
á
tr
tr
ì
ì
nh
nh
ô
ô
xy
xy
h
h
ó
ó

a
a
theo
theo
h
h
ì
ì
nh
nh
th
th
á
á
i
i
16
16
1/1/2007
1/1/2007
Đ
Đ
ạ
ạ
i h
i h
ọ
ọ
c B
c B

á
á
ch khoa H
ch khoa H
à
à
N
N
ộ
ộ
i
i
Ô
Ô
xy
xy
h
h
ó
ó
a
a
nhi
nhi
ệ
ệ
t
t
(
(

ti
ti
ế
ế
p
p
)
)
Ô
Ô
xy
xy
h
h
ó
ó
a
a
c
c
ụ
ụ
c
c
b
b
ộ
ộ
Si (Local oxidation of Silicon
Si (Local oxidation of Silicon

–
–
LOCOS)
LOCOS)
Mô
Mô
ph
ph
ỏ
ỏ
ng
ng
ô
ô
xy
xy
h
h
ó
ó
a
a
v
v
ớ
ớ
i
i
ph
ph

ầ
ầ
n
n
m
m
é
é
p
p
Si
Si
3
3
N
N
4
4
ở
ở
ch
ch
ế
ế
đ
đ
ộ
ộ
ô
ô

xy
xy
h
h
ó
ó
a
a
ẩ
ẩ
m
m
v
v
ớ
ớ
i
i
H
H
2
2
O,
O,
nhi
nhi
ệ
ệ
t
t

đ
đ
ộ
ộ
1000
1000
º
º
C,
C,
th
th
ờ
ờ
i
i
gian
gian
90
90
ph
ph
ú
ú
t
t
.
.
17
17

1/1/2007
1/1/2007
Đ
Đ
ạ
ạ
i h
i h
ọ
ọ
c B
c B
á
á
ch khoa H
ch khoa H
à
à
N
N
ộ
ộ
i
i
Ô
Ô
xy
xy
h
h

ó
ó
a
a
nhi
nhi
ệ
ệ
t
t
(
(
ti
ti
ế
ế
p
p
)
)
Phân
Phân
b
b
ố
ố
l
l
ạ
ạ

i
i
t
t
ạ
ạ
p
p
ch
ch
ấ
ấ
t
t
trong
trong
qu
qu
á
á
tr
tr
ì
ì
nh
nh
ô
ô
xy
xy

h
h
ó
ó
a
a
nhi
nhi
ệ
ệ
t
t
C
C
ó
ó
th
th
ể
ể
x
x
ả
ả
y
y
ra
ra
m
m

ộ
ộ
t
t
trong
trong
c
c
á
á
c
c
trư
trư
ờ
ờ
ng
ng
h
h
ợ
ợ
p
p
:
:
a
a
)
)

m < 1
m < 1
:
: Lưulượng dòng khí coi như không đổivà
tạpchấtkhuếch tán chậm trong SiO
2
.
V
V
í
í
d
d
ụ
ụ
:
:
t
t
ạ
ạ
p
p
ch
ch
ấ
ấ
t
t
B (m = 0,3)

B (m = 0,3)
ngh
ngh
è
è
o
o
đi
đi
g
g
ầ
ầ
n
n
biên
biên
phân
phân
c
c
á
á
ch
ch
Si
Si
–
–
SiO

SiO
2
2
.
.
b
b
)
)
m > 1
m > 1
:
: Tạpchấtkhuếch tán chậm trong SiO
2
.
T
T
ạ
ạ
p
p
ch
ch
ấ
ấ
t
t
P, As,
P, As,
Sb

Sb
tăng
tăng
n
n
ồ
ồ
ng
ng
đ
đ
ộ
ộ
g
g
ầ
ầ
n
n
biên
biên
phân
phân
c
c
á
á
ch
ch
Si

Si
–
–
SiO
SiO
2
2
.
.
c)
c)
m < 1
m < 1
:
:
T
Tạpchấtkhuếch tán nhanh trong SiO
2
. Ví
dụ: B bị ô xy hóa ở bề mặt phân cách khi có mặtH
2
nên nồng độ nghèo đi.
d)
d)
m > 1
m > 1
:
: Tạpchấtkhuếch tán nhanh trong SiO
2
.

T
T
ạ
ạ
p
p
ch
ch
ấ
ấ
t
t
Ga
Ga
(m = 20)
(m = 20)
v
v
ẫ
ẫ
n
n
gi
gi
ả
ả
m
m
n
n

ồ
ồ
ng
ng
đ
đ
ộ
ộ
g
g
ầ
ầ
n
n
biên
biên
phân
phân
c
c
á
á
ch
ch
Si
Si
–
–
SiO
SiO

2
2
.
.
Hệ số phân tách tạpchất
m:
C
1
và C
2
–nồng độ cân bằng củatạp
chất trong Si và SiO
2
, tương ứng.
a) b)c)d)