Oxidation

Question 1

Ved hvilken overflate (interface) foregår oksidering av Si, og hvorfor?

Answer 1

Si-SiO₂ interface,

fordi diffusiviteten til O₂ i SiO₂ er mye høyere enn for Si.

Question 2

Hvorfor utføres oksidering ved høy temperatur?

Answer 2

Oksidering skjer også ved romtemperatur, men diffusiviteten er for lav til å drive reaksjonen lenge, og det dannes kun et tynt oksydlag.

Question 3

Hvordan er stagnant gas layer/boundary layer definert?

Answer 3

Området ved waferoverflaten hvor hastigheten til gasstrømmen reduseres fra hastigheten i gass-bulken ned mot null ved overflaten.

Question 4

Hva er uttrykkene for flow fra gass via stangnant layer til reaksjon ved oksidering av Si?

Answer 4

J₁ = h_g(C_g-C_surf)

J₂= D_O2/t_ox(C_ox - C_surf)

J₃ = k_sC_int

h_g = mass transport coefficient

D_O2 = diffusivity of O₂ in SiO₂

t_ox = thickness of oxide

C_g, C_surf, C_ox, C_int = O₂ concentration in gas, at surface, in oxide and at interface

Question 5

Hva sier Henrys lov?

Answer 5

Konsentrasjonen av et adsorbert stoff på overflaten av et fast stoff er proporsjonalt med det partielle trykket av gassen like over overflaten.

C_O = HP_s = kTC_s

H = Henrys konstant

P_s= partielltrykk av gassen

k = Boltzmanns konstant

(Ideell gasslov: PV = NkT ⇒ P = kTC_s)

Question 6

Hva er løsningen på differensialligningen for tykkelsen på oksidet, t_ox?

Answer 6

t_ox² + At_ox= B(t + tau)

B/A = linear rate constant

B = parabolic rate constant

A = 2D(1/k_s + 1/h_g)

B = 2DHP/N₁

*tau *= (t₀² + At₀)/B

t₀​ = oxide thickness when rate is equal to zero