第二章：氧化

1、 鐵、銅、銀等金屬的自然氧化鐵、銅、銀等金屬的自然氧化 硅、硫、磷等非金屬的自然氧化硅、硫、磷等非金屬的自然氧化 干氧氧化：干氧氧化：SiO2 SiO2 濕氧氧化：濕氧氧化：Si H2O O2 SiO2+H2 水汽氧化：水汽氧化：Si H2O SiO2 H2 硅的氧化溫度：硅的氧化溫度：750 1100氧化劑（氧分子或水分子）通過擴(kuò)散到達(dá)氧化劑（氧分子或水分子）通過擴(kuò)散到達(dá)Si與與Si02界面同界面同Si發(fā)發(fā)生反應(yīng)，其過程如下：生反應(yīng)，其過程如下：1、氧化劑擴(kuò)散穿過滯留層達(dá)到、氧化劑擴(kuò)散穿過滯留層達(dá)到SiO2 表面，其流密度為表面，其流密度為F1 。2、氧化劑擴(kuò)散穿過、氧化劑擴(kuò)散穿過SiO2

2、層達(dá)到層達(dá)到SiO2-Si界面，流密度為界面，流密度為F2 。3、氧化劑在、氧化劑在Si 表面與表面與Si 反應(yīng)生成反應(yīng)生成SiO2 ，流密度為，流密度為F3 。4、反應(yīng)的副產(chǎn)物離開界面。、反應(yīng)的副產(chǎn)物離開界面。 2H2 O2 = 2H2O（750）流量比！流量比！n熱生長熱生長SiO2 Si 系統(tǒng)中的實(shí)際電荷情況系統(tǒng)中的實(shí)際電荷情況n在實(shí)際的在實(shí)際的SiO2 Si 系統(tǒng)中，存在四種電荷：系統(tǒng)中，存在四種電荷：1. 可動(dòng)電荷：可動(dòng)電荷： 指指Na、K離子，來源于工藝中的化離子，來源于工藝中的化學(xué)試劑、器皿和各種沾污等。學(xué)試劑、器皿和各種沾污等。2. 固定電荷：指位于固定電荷：指位于SiO2 S

3、i 界面界面2nm以內(nèi)的過剩硅以內(nèi)的過剩硅離子，可采用摻氯氧化降低。離子，可采用摻氯氧化降低。3. 界面態(tài)：指界面陷阱電荷界面態(tài)：指界面陷阱電荷(缺陷、懸掛鍵），可以采缺陷、懸掛鍵），可以采用氫氣退火降低。用氫氣退火降低。4. 陷阱電荷：由輻射產(chǎn)生。陷阱電荷：由輻射產(chǎn)生。 氧化前氧化前 氧化后氧化后 氧化消耗硅的厚度是二氧化硅厚度的氧化消耗硅的厚度是二氧化硅厚度的左右左右氧化前氧化前氧化后氧化后 通過顏色的不同可估算通過顏色的不同可估算SiO2 層厚度層厚度屬于非晶體、無定形結(jié)構(gòu)，屬于非晶體、無定形結(jié)構(gòu)，Si-O 四面體在空四面體在空間無規(guī)則排列。間無規(guī)則排列。SiO2 的化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，僅被的化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，僅被 氫氟氫氟酸（酸（HF ）腐蝕）腐蝕242426SiO +4HFSiF +