因?yàn)閟02與s的熱膨脹系數(shù)不同(Si是2.6×106Kl,SiO2是5×107Kl),因此在結(jié)束氧化退出高溫過程后,會產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力,對⒊O2膜來說是來自s的壓應(yīng)力。 MAX17141ETG+這會造成硅片發(fā)生彎曲并產(chǎn)生缺陷。嚴(yán)重時(shí),氧化層會產(chǎn)生皸裂,從而使硅片報(bào)廢。所以在加熱或冷卻過程中要使硅片受熱均勻,同時(shí),升溫和降溫速率不能太大。

   其他氧化方法

   隨著集成電路特別是超大規(guī)模集成電路的發(fā)展,橫向和縱向加工尺寸的等比例縮小,要求降低加工溫度和進(jìn)一步提高熱氧化生長的s02層質(zhì)量。由此,熱氧化工藝技術(shù)也不斷發(fā)展,出現(xiàn)了摻氯氧化、高壓氧化等工藝方法。

    摻氯氧化

   摻氯氧化是當(dāng)前集成電路生產(chǎn)中用來制造高質(zhì)量潔凈⒊O2膜的常用技術(shù)。通過在氧化氣氛中加入一定量的含氯氣體(如Hα、0HC1等),使二氧化硅質(zhì)量和s―SiC)2系統(tǒng)性能有很大提高。

   摻氯氧化對氧化膜起主要作用的是氯,氯的來源可以是氯源本身或含氯化合物反應(yīng)產(chǎn)生。所用的氯源有HCl、三氯乙烯(C2Hα3,TCE)、三氯乙烷、二氯甲烷、C1、NH4Cl、CCh等多種,目前國內(nèi)用得較多的是HCl和TCE。

   HCl的氧化過程,實(shí)質(zhì)上就是在熱生長s02膜的同時(shí),在⒏O2中摻人一定數(shù)量的氯離子的過程。實(shí)驗(yàn)表明,所摻入的氯離子主要分布在⒏/SK、界面附近100A左右處。這些氯離子較多地填補(bǔ)了界面附近的氧空位,形成⒏―Cl負(fù)電中心,因此降低了固定正電荷密度和界面態(tài)密度(可使同定正電荷密度降低約一個(gè)數(shù)量級)。