第二章氧化習題參考答案1硅工藝第2章氧化習題參考答案共20頁，您現在瀏覽的是第1頁!主要公式(2.5)E為雜質在SiO2中的擴散激活能；D0為表觀擴散系數。(2.8)

xmin對應用作掩蔽的SiO2層的最小厚度；t為雜質在硅中達到擴散深度所需時間.x=0.44x0氧化層厚度x0與消耗掉的硅厚度x的關系(2.11a)2硅工藝第2章氧化習題參考答案共20頁，您現在瀏覽的是第2頁!x02+Ax0=B（t+）(2.28)SiO2的生長厚度與時間的關系式(2.29)(2.30)(2.31)(2.32)線性氧化規律(2.33)(2.34)拋物型氧化規律x02=B(t+)(2.35)3硅工藝第2章氧化習題參考答案共20頁，您現在瀏覽的是第3頁!按照表中數據，在920℃下，A=0.5um，B=0.203um2/h，將值代入式（2.31）得由式（2.32）得4硅工藝第2章氧化習題參考答案共20頁，您現在瀏覽的是第4頁!表中列出了（111）硅在總壓強為1大氣壓下氧化動力學的速率常數的參量，對于（100）硅，相應值中所有C2值除以1.68氣氛BB/A干氧C1=7.72*102um2h-1C2=6.23*106um2h-1E1=1.23eVE2=2.0eV濕氧C1=2.14*102um2h-1C2=8.95*107um2h-1E1=0.71eVE2=2.05eV水汽C1=3.86*102um2h-1C2=1.63*108um2h-1E1=0.78eVE2=2.05eV5硅工藝第2章氧化習題參考答案共20頁，您現在瀏覽的是第5頁!3.局部氧化是一種廣泛用來提供IC芯片中器件之間橫向隔離的工藝。在某些情況下，希望得到隔離具有比標準LOCOS提供的更為平坦的表面，所以在氧化工序前使用了硅刻蝕工藝，如圖所示。對左邊所示的結構，在氧化前刻去0.5um厚的硅，在1000℃H2O氣氛中硅片必須氧化多長時間以便提供右圖所示的等平面氧化硅？0.5umSi3N4SiO2(100)SiLOCOS氧化層Si3N4SiO2(100)Si6硅工藝第2章氧化習題參考答案共20頁，您現在瀏覽的是第6頁!4.將一硅片氧化（x0=200nm），然后使用標準的光刻和刻蝕工藝技術去掉中心部位的SiO2，接著使用N+摻雜工序形成如下圖所示的結構。下一步將此結構放在氧化爐中在900℃下H2O中氧化。氧化硅在N+區上生長要比在輕摻雜的襯底中快得多。假設B/A在N+區增加到4X。在N+區上生長著的氧化硅厚度會不會趕上其他氧化硅厚度呢？如果會，何時趕上，趕上時的厚度是多少？請使用D-G氧化動力學模型。PN+

0.2um7硅工藝第2章氧化習題參考答案共20頁，您現在瀏覽的是第7頁!PN+

0.2um原襯底面？？x1x2根據上圖有8硅工藝第2章氧化習題參考答案共20頁，您現在瀏覽的是第8頁!5.在硅片中刻蝕出1um寬的槽，槽的側面都是（110）平面。進行斜角注入，對側墻摻雜N+，所以線性速率增加到4倍。然后將結構在1100℃下的水汽中氧化。在氧化過程中什么時候槽被SiO2填滿？假設氧化系數比近似為[(111:110:100)=(1.68:1.2:1.0)].1um（110）側墻（100）襯底N+9硅工藝第2章氧化習題參考答案共20頁，您現在瀏覽的是第9頁!

1um（110）側墻（100）襯底N+x2x110硅工藝第2章氧化習題參考答案共20頁，您現在瀏覽的是第10頁!7.二氧化硅介質薄膜對三價和五價化學元素絕對具有“阻擋”作用的說法是否正確？為什么？答：客觀上，給人們的印象是氧化硅介質膜可阻擋三、五價化學元素等雜質。準確地講，并不是這些雜質進不來，而是在一定溫度條件下和一定時間條件內，進來的雜質遷移速度由于處在網絡形成的狀態下，十分緩慢或幾乎停頓下來。

因雜質在SiO2中的擴散速度遠小于在硅中的擴散速度，那么，在一定厚度的SiO2膜的保護下就能對雜質起到掩蔽作用，該掩蔽作用是相對的、有條件的。這也是硅晶體管和硅集成電路得以實現選擇擴散的重要因素之一。11硅工藝第2章氧化習題參考答案共20頁，您現在瀏覽的是第11頁!習題參考答案1.計算在120分鐘內，920℃水汽氧化過程中生長的二氧化硅層的厚度。假定硅片在初始狀態時已有1000?的氧化層，參數從下表中查找。硅的氧化系數12硅工藝第2章氧化習題參考答案共20頁，您現在瀏覽的是第12頁!2.在某個雙極工藝中，為了隔離晶體管，需要生長1μm厚度的場氧化層。由于考慮到雜質擴散和堆垛層錯的形成，氧化必須在1050℃下進行。如果工藝是在一個大氣壓下的濕氧氣氛中進行，計算所需的氧化時間。假定拋物型氧化速率系數與氧化氣壓成正比，分別計算在5個和20個大氣壓下，氧化所需的時間。拋物速率常數表示為線性速率常數表示為13硅工藝第2章氧化習題參考答案共20頁，您現在瀏覽的是第13頁!一個大氣壓，T=（1050+273）K，k=1.38*10-23,kT=0.114eV因x02+Ax0=B（t+）14硅工藝第2章氧化習題參考答案共20頁，您現在瀏覽的是第14頁!在熱氧化期間生長1um的SiO2消耗0.44um的硅。因此，填滿刻蝕槽中的生長氧化硅將消耗一額外厚度的硅，我們需要生長SiO2的總厚度由下式給出：Si3N4SiO2(100)Si0.5umy所以，我們需要生長總厚度為0.89um的SiO2。在1000℃H2O氣氛中，kT=0.1098eV，有：15硅工藝第2章氧化習題參考答案共20頁，您現在瀏覽的是第15頁!T=（900+273）K，k=1.38*10-23,kT=0.1012eV在非N+區在N+區16硅工藝第2章氧化習題參考答案共20頁，您現在瀏覽的是第16頁!17硅工藝第2章氧化習題參考答案共20頁，您現在瀏覽的是第17頁!T=（1100+273）K，k=1.38*10-23,kT=0.1184eV在非N+區(111)在N+區(110)在非N+區(110)18硅工藝第2章氧化習題參考答案共20頁，您現在瀏覽的是第18頁!6.簡述常規熱氧化法制備二氧化硅介質薄膜的動力學過程。答：硅片在含有氧化劑的高溫熱氧化過程中，氧化劑穿透初始氧化層向二氧化硅-硅的界面運動并與硅發生反應，其介質薄膜生長的動力學過程如下：1)氧化劑擴散穿過附面層達到SiO2表面，流密度為F1

。2)氧化劑擴散穿過SiO2層達到SiO2-Si界面，流密度為F2

。3)氧化劑在Si表面與Si反應生成SiO2，流密度為F3

。4)反應的副產物離開界面。19硅工藝第2章氧化習題參考答案共20頁，您現在瀏覽的是第19頁!8.硅平面工藝中常規高溫熱氧化工序通常是怎樣設置的？科學的氧化工序都考慮了哪些因素？答：不同熱氧化方法的SiO2生長速度、質量不同。干氧氧化制備SiO2膜的速度極慢，但膜的結構致密；水汽氧化制備SiO2膜的速度很快，但膜的結構疏松，不可??；濕氧氧