Wat is Droge oxidatie?

Thermische oxidatie met droge zuurstof. De groei is langzaam, maar het oxide is dicht en van goede kwaliteit; wordt onder meer gebruikt voor gate-oxide.

Japanse benaming: ドライ酸化

“Droge oxidatie” komt voor in 5 oefenvragen uit 1 onderwerpen, bijv. Oxidatie en diffusie.

Vakgebied: Oxidatie en diffusie

Nu oefenen: vragen over Droge oxidatie

Welke vergelijking van droge oxidatie (O2) en natte oxidatie (H2O) bij thermische oxidatie van silicium is juist?

  1. ADroge oxidatie laat de oxidefilm sneller groeien
  2. BNatte oxidatie laat de oxidefilm sneller groeien
  3. CBeide groeisnelheden zijn gelijk
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: B. Natte oxidatie laat de oxidefilm sneller groeien

Bij natte oxidatie met waterdamp is de oplosbaarheid van het oxidatiemiddel H2O in SiO2 honderden keren hoger dan die van O2, zodat de groeisnelheid enkele tot ongeveer 10 keer hoger is dan bij droge oxidatie. Bij 1000 °C en 1 uur is dat bijvoorbeeld ongeveer 70 nm droog en ongeveer 400 nm nat. Natte oxidatie is geschikt voor dikke films voor elementisolatie en maskers. Droge oxidatie is langzaam, maar geeft een dichte film van goede kwaliteit met weinig grensvlaktoestanden en een goed beheersbare dikte, en is daarom gebruikt voor dunne gate-oxiden.

Welke afwijking van het Deal-Grove-model is bekend bij het maken van dunne oxidefilms van enkele tientallen nm of minder met droge oxidatie?

  1. ADe initiële oxidatie verloopt sneller dan het model voorspelt
  2. BEr vindt helemaal geen oxidatie plaats
  3. CDe oxidefilm wordt een geleider
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: A. De initiële oxidatie verloopt sneller dan het model voorspelt

Het Deal-Grove-model beschrijft de groei van dikke oxidefilms goed, maar bij droge oxidatie verloopt de feitelijke oxidatie in het beginstadium, bij een dikte van enkele tientallen nm of minder, sneller dan het model voorspelt. Als oorzaken worden een andere route van het oxidatiemiddel door de dunne film en de invloed van spanning nabij het grensvlak beschouwd. In het model wordt dit gecorrigeerd met een initiële dikte (τ, gelijk aan ongeveer 20 nm), maar om de dikte van enkele nm dunne gate-oxiden te bepalen is het onmisbaar de omstandigheden door metingen vast te stellen.

“Droge oxidatie” in de toelichting

Vragen met “Droge oxidatie” (5)

  1. Welke vergelijking van droge oxidatie (O2) en natte oxidatie (H2O) bij thermische oxidatie van silicium is juist?
  2. Welke afwijking van het Deal-Grove-model is bekend bij het maken van dunne oxidefilms van enkele tientallen nm of minder met droge oxidatie?
  3. Wat gebeurt er met de dikte van de oxidefilm die in dezelfde tijd wordt verkregen als de temperatuur van de thermische oxidatie wordt verhoogd?
  4. Welke chemische reactie vindt plaats bij droge thermische oxidatie van silicium?
  5. 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?

Verwante termen

Thermische oxidatie Natte oxidatie Deal-Grove-model Oplosbaarheid (solid solubility) Grensvlaktoestanden (interface traps) Drive-in Forming-gasanneal LOCOS Mobiele ionen Oxidatiegestimuleerde diffusie (OED)

Naar de woordenlijst