Wat is Deal-Grove-model?

Model dat de thermische oxidatie van silicium beschrijft als een proces waarbij het oxidatiemiddel door de oxidelaag diffundeert en aan het Si/SiO2-grensvlak met silicium reageert. Bij dunne lagen is de laagdikte evenredig met de tijd, bij dikke lagen met de wortel van de tijd.

Japanse benaming: Deal-Groveモデル

“Deal-Grove-model” komt voor in 4 oefenvragen uit 1 onderwerpen, bijv. Oxidatie en diffusie.

Vakgebied: Oxidatie en diffusie

Nu oefenen: vragen over Deal-Grove-model

Waar vindt volgens het Deal-Grove-model thermische oxidatie plaats?

  1. AAan het uiterste oppervlak van de oxidefilm, waar siliciumatomen met het oxidatiemiddel reageren
  2. BSiliciumatomen diffunderen naar het oppervlak van de oxidefilm en reageren daar
  3. CHet oxidatiemiddel diffundeert door de oxidefilm en reageert aan het Si/SiO2-grensvlak met silicium
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: C. Het oxidatiemiddel diffundeert door de oxidefilm en reageert aan het Si/SiO2-grensvlak met silicium

In het Deal-Grove-model (1965) wordt het oxidatiemiddel uit de gasfase in het oppervlak van de oxidefilm opgenomen, diffundeert door de film en reageert aan het grensvlak met silicium, waarbij nieuwe oxidefilm ontstaat. De oxidefilm groeit dus aan de grensvlakzijde en het grensvlak is steeds een nieuw oppervlak. Naarmate de film dikker wordt, wordt de diffusieafstand langer en gaat de groei trager. Door de fluxen van deze drie stappen gelijk te stellen, worden de lineaire en de parabolische wet in één formule uitgedrukt.

Welke relatie tussen oxidedikte en tijd is juist in het begin van thermische oxidatie (wanneer de oxidefilm nog dun is) volgens het Deal-Grove-model?

  1. ADe dikte is evenredig met de wortel van de tijd
  2. BDe dikte is ongeveer evenredig met de tijd (neemt lineair toe)
  3. CDe dikte is constant, onafhankelijk van de tijd
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: B. De dikte is ongeveer evenredig met de tijd (neemt lineair toe)

Zolang de oxidefilm dun is, passeert het oxidatiemiddel de film gemakkelijk en wordt de snelheid van de reactie aan het grensvlak bepalend, zodat de dikte ongeveer evenredig met de tijd toeneemt (lineaire wet, snelheidsconstante B/A). Wanneer de film dikker wordt, wordt diffusie van het oxidatiemiddel in de film bepalend en wordt de dikte evenredig met de wortel van de tijd (parabolische wet, snelheidsconstante B). De overgang ligt bij een dikte van ongeveer A/2, bij droge oxidatie bij enkele tientallen nm tot ongeveer 100 nm.

“Deal-Grove-model” in de toelichting

Vragen met “Deal-Grove-model” (4)

  1. Waar vindt volgens het Deal-Grove-model thermische oxidatie plaats?
  2. Welke relatie tussen oxidedikte en tijd is juist in het begin van thermische oxidatie (wanneer de oxidefilm nog dun is) volgens het Deal-Grove-model?
  3. Welke afwijking van het Deal-Grove-model is bekend bij het maken van dunne oxidefilms van enkele tientallen nm of minder met droge oxidatie?
  4. Welke relatie tussen oxidedikte en oxidatietijd is juist wanneer de oxidefilm bij thermische oxidatie voldoende dik is geworden?

Vergelijkingen met deze term

Halfgeleider-rekentools

Verwante termen

Thermische oxidatie Droge oxidatie Natte oxidatie Drive-in Forming-gasanneal Grensvlaktoestanden (interface traps) LOCOS Mobiele ionen Oxidatiegestimuleerde diffusie (OED) Oxynitride (SiON)

Naar de woordenlijst