В программном комплексе Microsoft Visual Studio 2015 была смоделирована программа построения графиков зависимостей толщины оксида от времени при температурах 900, 1000 и 1100 С. Текст программы на языке программирования C# указан в Приложении А.
На рисунках 7 и 8 представлены построенные зависимости толщины слоя SiO2 от времени окисления в сухом кислороде при разных температурах. Видно, что повышение температуры значительно увеличивает скорость роста оксидного слоя. Повышение скорости роста SiO2 с температурой объясняется увеличением коэффициента диффузии молекул окислителя в слое оксида и увеличением константы скорости химической реакции окисления на границе раздела SiO2 — Si.
Представленные на рисунке зависимости качественно описывают реальный процесс термического окисления кремния.
Что касается конкретных значений роста слоя SiO2, то, например при сухом окислении и температуре порядка 1300 °C для получения слоя толщиной 1 мкм требуется примерно 15 часов.
Если термическое окисление проводить в атмосфере водяного пара, то аналогичный слой при той же температуре можно получить примерно за 1 час.
Качество слоев, полученных тем и другим способом, будет разным. При влажном окислении полуучёные слои SiO2 обладают худшими электрическими и защитными свойствами, чем слои, полученные сухим окислением. Поэтому эти два способа комбинируют, тем самым удается получить слои SiO2 приемлемого качества с достаточно высокой скоростью.
В левой части окна имеются вкладки для переключения между режимами линейной и параболической зависимостей.
