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Oxydation et diffusion

Apprenez la différence entre oxydation sèche et humide, la quantité de silicium consommée par l'oxydation thermique et la dépendance en température des coefficients de diffusion avec des QCM.

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Oxydation et diffusion : points clés

Chauffer du silicium sous oxygène ou vapeur d'eau forme à sa surface un film de SiO2 de haute qualité. C'est l'oxydation thermique, utilisée notamment pour les isolants de grille, l'isolation des composants et les masques.

La diffusion thermique introduit des impuretés dans le silicium à haute température par diffusion atomique. La diffusion dépendant fortement de la température, un contrôle rigoureux de la température et de la durée est important.

Toutes les questions sur Oxydation et diffusion (50)
  1. Pour l’oxydation thermique du silicium, quelle comparaison entre oxydation sèche (O2) et oxydation humide (H2O) est correcte ?
  2. Lorsqu’on forme par oxydation thermique du silicium un film de SiO2 d’épaisseur x, quelle épaisseur de silicium est approximativement consommée ?
  3. Quelle est la relation entre le coefficient de diffusion des dopants dans le silicium et la température ?
  4. Quelle méthode est principalement utilisée pour l’isolation des composants dans les LSI fins ?
  5. Lorsque l’oxyde est devenu suffisamment épais en oxydation thermique, quelle est la relation entre son épaisseur et la durée d’oxydation ?
  6. Pourquoi un oxyde sur silicium paraît-il de couleurs différentes selon son épaisseur ?
  7. Quel équipement est généralement utilisé pour oxyder thermiquement de nombreuses plaquettes à la fois ?
  8. En diffusion thermique, comment s’appelle l’étape qui, après l’introduction d’une quantité définie de dopants en surface, les fait pénétrer plus profondément ?
  9. Quelle est la dépendance de la vitesse d’oxydation thermique du silicium vis-à-vis de l’orientation cristalline ?
  10. Quel est le but principal de l’introduction d’azote dans l’oxyde de grille pour former un oxynitrure (SiON) ?
  11. Pourquoi l’oxyde thermique peut-il servir de masque contre les dopants lors d’une diffusion ?
  12. Comment s’appelle le traitement thermique sous atmosphère hydrogénée effectué pour réduire les états d’interface Si/SiO2 ?
  13. Quel est le but principal de l’ajout d’une petite quantité de gaz chloré, comme le chlorure d’hydrogène (HCl), lors de l’oxydation thermique ?
  14. Lors de l’oxydation thermique d’un silicium contenant du bore, quelle tendance suit la concentration de bore côté silicium près de l’interface ?
  15. Comment s’appelle le traitement thermique qui chauffe les plaquettes une par une à haute température, par exemple avec des lampes, pendant quelques secondes seulement ?
  16. Quelle valeur est la plus proche de la permittivité relative d’un film de SiO2 formé par oxydation thermique ?
  17. Quelle est l’une des grandes raisons pour lesquelles le silicium a été largement utilisé comme matériau des dispositifs MOS ?
  18. Quel problème survient lorsque l’oxyde de grille contient des ions mobiles comme les ions sodium ?
  19. Quel dopant de type n diffuse relativement lentement lors des traitements thermiques dans le silicium et permet de former facilement des jonctions peu profondes ?
  20. Quelle description de l’oxydation pyrogénique (oxydation par combustion d’hydrogène) est correcte ?
  21. Quel est l’ordre de grandeur du champ de claquage d’un oxyde thermique (SiO2) de bonne qualité ?
  22. Quelle méthode forme rapidement un oxyde mince de bonne qualité en faisant réagir hydrogène et oxygène près de la surface de la plaquette ?
  23. Comment s’appelle le traitement qui introduit à la surface d’un oxyde de grille mince de l’azote produit par plasma ?
  24. Pour une même gravure à l’acide fluorhydrique dilué, quelle est la relation générale entre les vitesses de gravure d’un oxyde thermique et d’un oxyde déposé par CVD ?
  25. Quel défaut croît lors de l’oxydation thermique par injection dans le silicium de silicium interstitiel excédentaire produit par l’oxydation ?
  26. Si l’on élève la température d’oxydation thermique, comment évolue l’épaisseur d’oxyde obtenue en un temps donné ?
  27. En LOCOS (oxydation localisée), comment s’appelle le phénomène par lequel l’oxyde pénètre en forme de bec d’oiseau sous le bord du masque de nitrure ?
  28. Quel est l’avantage d’une oxydation thermique sous atmosphère oxydante à haute pression ?
  29. Quelle est la caractéristique de l’oxydation radicalaire utilisant des radicaux oxygène ?
  30. Selon le modèle de Deal-Grove, où se déroule l’oxydation thermique ?
  31. Quelle réaction chimique se produit lors de l’oxydation thermique sèche du silicium ?
  32. Quelle plage de température est la plus proche de celle généralement utilisée pour l’oxydation thermique du silicium ?
  33. Quelle description de la « diffusion » des dopants en fabrication de semi-conducteurs est correcte ?
  34. Quel est un usage typique de l’oxyde thermique du silicium ?
  35. Quelle est l’unité du coefficient de diffusion D ?
  36. Quel est le contenu de la première loi de Fick ? (J : flux de diffusion, D : coefficient de diffusion, C : concentration, x : position)
  37. Pour une diffusion de dopants à température constante, si l’on multiplie par 4 la durée de diffusion, par combien la distance de diffusion approximative est-elle multipliée ?
  38. En diffusion thermique, quelle combinaison de formes de profil est correcte pour la diffusion à concentration de surface constante et pour la diffusion d’une quantité fixe de dopants (source finie) ?
  39. Quel composé a été utilisé comme source de diffusion liquide pour introduire du phosphore dans le silicium par diffusion thermique ?
  40. Quelle combinaison correspond à la classification générale des types de charges présentes dans l’oxyde d’une structure MOS et à son interface ?
  41. Selon le modèle de Deal-Grove, quelle est la relation entre épaisseur d’oxyde et temps au début de l’oxydation thermique (lorsque l’oxyde est encore mince) ?
  42. Quelle est la relation générale entre l’épaisseur de l’oxyde de champ utilisé pour l’isolation des composants, comme en LOCOS, et celle de l’oxyde de grille des MOSFET ?
  43. Quelle est la définition généralement retenue de la « profondeur de jonction » d’une jonction PN ?
  44. Comment s’appelle le phénomène par lequel la diffusion du bore ou du phosphore est plus rapide pendant l’oxydation du silicium qu’en l’absence d’oxydation ?
  45. Lors de la formation par oxydation sèche d’oxydes minces de quelques dizaines de nm ou moins, quel écart au modèle de Deal-Grove est connu ?
  46. En LOCOS, comment s’appelle le phénomène par lequel un mince nitrure se forme à la surface du silicium sous le masque de nitrure, rendant l’oxyde de grille ultérieur localement plus mince ou défectueux ?
  47. Pour quelle raison principale la contrainte de compression de l’oxyde thermique diminue-t-elle lors d’une oxydation à haute température, au-delà d’environ 950 ℃ ?
  48. Pourquoi un film de SiO2 peut-il servir de masque de diffusion contre le bore ou le phosphore, mais fonctionne-t-il mal comme masque contre le gallium ou l’aluminium ?
  49. Dans les régions où la concentration de dopants est nettement supérieure à la densité intrinsèque de porteurs, quelle explication est correcte au sujet de la dépendance du coefficient de diffusion de l’arsenic, etc., vis-à-vis de la concentration ?
  50. Quelle est la caractéristique de l’oxydation thermique d’un silicium polycristallin (polysilicium) fortement dopé ?

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