Oxidatie en diffusie
Welke relatie tussen oxidedikte en oxidatietijd is juist wanneer de oxidefilm bij thermische oxidatie voldoende dik is geworden?
- ADe dikte is ongeveer evenredig met de wortel van de tijd (parabolische wet)
- BDe dikte is evenredig met het kwadraat van de tijd
- CDe dikte is constant, onafhankelijk van de tijd
Antwoord en toelichting tonen
Antwoord: A. De dikte is ongeveer evenredig met de wortel van de tijd (parabolische wet)
In het Deal-Grove-model geldt x² + Ax = B(t + τ). Zolang de film dun is, wordt de reactie aan het grensvlak bepalend en is de dikte ongeveer evenredig met de tijd (lineaire wet, x ≈ (B/A)t); bij grotere dikte wordt diffusie van het oxidatiemiddel door de film bepalend en is de dikte evenredig met de wortel van de tijd (parabolische wet, x ≈ √(Bt)). Om de dikte te verdubbelen is bijvoorbeeld ongeveer 4 keer zoveel tijd nodig. Omdat dikkere oxiden meer tijd kosten, wordt versneld met hoge temperatuur, natte oxidatie en hoge druk.