Oxidation und Diffusion

Was ist der Hauptgrund dafür, dass die Druckspannung im durch thermische Oxidation gebildeten Oxidfilm bei Oxidation bei hohen Temperaturen von etwa 950 °C oder mehr kleiner wird?

  1. AWeil der Oxidfilm bei hoher Temperatur viskos fließen kann und die Spannung abbaut
  2. BWeil das Silizium schmilzt
  3. CWeil der Oxidfilm kristallisiert
Antwort und Erläuterung anzeigen

Antwort: A. Weil der Oxidfilm bei hoher Temperatur viskos fließen kann und die Spannung abbaut

Wenn Silizium zu SiO2 wird, dehnt sich das Volumen um etwa den Faktor 2,2 aus, sodass der Oxidfilm unter Druckspannung steht. Bei hohen Temperaturen von etwa 950 °C oder mehr kann amorphes SiO2 langsam fließen (viskoses Fließen), wodurch die Spannung abgebaut wird. Bei Oxidation bei niedriger Temperatur bleibt die Spannung leicht erhalten; an konvexen Stellen wie den Ecken von STI-Gräben verzögert die Spannung die Oxidation, die Ecke wird spitz, und das Feld konzentriert sich dort, was die Eigenschaften verschlechtert; die Ecken werden daher durch Hochtemperaturoxidation oder ISSG abgerundet.

Dieses Thema üben Zur Themenseite

Weitere Fragen zu Oxidation und Diffusion

  1. Aus welchem Grund kann ein SiO2-Film als Maske gegen die Diffusion von Bor und Phosphor dienen, wirkt gegenüber Gallium und Aluminium aber kaum als Maske?
  2. Welche Aussage zu dem Phänomen, dass der Diffusionskoeffizient von Arsen u. a. in einem Bereich, in dem die Störstellenkonzentration deutlich höher ist als die intrinsische Ladungsträgerdichte, von der Konzentration abhängt, ist richtig?
  3. Welche Aussage zur thermischen Oxidation von stark störstellenhaltigem polykristallinem Silizium (Polysilizium) ist richtig?
  4. Welche Aussage zum Vergleich von Trockenoxidation (O2) und Nassoxidation (H2O) bei der thermischen Oxidation von Silizium ist richtig?
  5. Wie dick ist die ungefähr verbrauchte Siliziumschicht, wenn durch thermische Oxidation von Silizium ein SiO2-Film der Dicke x erzeugt wird?