Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Моделирование многостадийного термического окисления кремния и образования фиксированного заряда

Диссертация: Моделирование многостадийного термического окисления кремния и образования фиксированного заряда
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Результаты исследований, изложенные в диссертации, докладывались на Международных, Всероссийских и Вузовских конференциях, в том числе, на 3-й, 4-й и 5-ой Всероссийских конференциях «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границ» (2006, 2008, 2010, Воронеж) — 8-ой Всероссийской молодежной конференции по физике полупроводников и полупроводниковой оптои… Читать ещё >

Моделирование многостадийного термического окисления кремния и образования фиксированного заряда (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • Основные аббревиатуры и обозначения
  • 1. Введение
  • 2. Обзор литературы
    • 2. 1. Диэлектрические пленки в технологии СБИС
    • 2. 2. Способы получения диэлектрических пленок
    • 2. 3. Модели термического окисления кремния
      • 2. 3. 1. Модель термического окисления Дила-Гроува
      • 2. 3. 2. Модель Хана и Хелмса
      • 2. 3. 3. Модель Массоуда
      • 2. 3. 4. Модель Мотта-Кабреры
      • 2. 3. 5. Модель Лиона-Шафера
      • 2. 3. 6. Модель Хамасаки
      • 2. 3. 7. Модель Вонга и Ченга
      • 2. 3. 8. Модель Ревеша
      • 2. 3. 9. Модель Арсламбекова
      • 2. 3. 10. Модель Уематсу
      • 2. 3. 11. Модели Гадияка, Альмейды и Крземински
    • 2. 4. Быстрое термическое окисление
    • 2. 5. Влияние механических напряжений на кинетику термического окисления кремния
      • 2. 5. 1. Модель Ирэна
      • 2. 5. 2. Модель Фарже-Гибаудо
      • 2. 5. 3. Модель Тиллера
    • 2. 6. Влияние ориентации кремниевой подложки на кинетику термического окисления кремния
    • 2. 7. Фиксированный заряд в системе кремний-диоксид кремния
    • 2. 8. Выводы
  • 3. Методы решения систем диффузионно-кинетических уравнений
    • 3. 1. Метод конечных разностей
    • 3. 2. Метод прогонки для решения тридиагональной системы линейных алгебраических уравнений
  • 4. Модель термического окисления кремния
    • 4. 1. Разработка «объемной» модели
    • 4. 2. Моделирование одностадийного термического окисления кремния
    • 4. 3. Моделирование быстрого термического окисления кремния
    • 4. 4. Моделирование многостадийного термического окисления кремния
    • 4. 5. Эффект ориентации поверхности кремния
    • 4. 6. Выводы
  • 5. Модель образования фиксированного заряда
    • 5. 1. Разработка «инжекционной» модели образования фиксированного заряда
    • 5. 2. Моделирование образования фиксированного заряда при термическом окислении и отжигах
    • 5. 3. Выводы

Актуальность темы

.

Диоксид кремния остается основным диэлектриком в современных кремниевых больших и ультрабольших биполярных и МОП интегральных схемах (БИС и УБИС). В технологии БИС и УБИС оксидная пленка может выполнять разнообразные функции: для изоляции активных элементов друг от друга и от металлоразводки, как маска при локальной диффузии и ионной имплантации, а также как подзатворный оксид. С увеличением степени интеграции толщина используемых пленок подзатворного диоксида кремния уменьшается до единиц нанометров и от совершенства их и межфазной границы (МФГ) кремний-диоксид кремния (81—8Ю2) в значительной степени зависит качество, стабильность и надежность полупроводниковых приборов и интегральных схем.

Для получения структур кремний-диоксид кремния (81—8102) с наилучшими электрофизическими параметрами — малой величиной фиксированного заряда и низкой плотностью поверхностных состояний — используют термическое окисление кремния.

Процесс термического окисления кремния играет важнейшую роль в области фундаментальных исследований и практического применения полупроводниковых приборов. Знание механизма рассматриваемого процесса позволяет оптимизировать формирование структуры 81−8Ю2.

На сегодняшний день не существует единого взгляда на механизм и основные этапы образования тонких пленок диоксида кремния на кремнии. Это связано с множеством противоречивых экспериментальных и теоретических данных в этой области [1,2].

В процессе термического окисления кремния проявляется ряд физических эффектов, связанных со свойствами диоксида кремния, которые оказывают существенное влияние на электрофизические и технологические параметры структуры 8Ь-8Ю2. Один из таких эффектов проявляется в аномально высокой по сравнению с рассчитанной по классической' линейно-параболической модели Дила-Гроува [3, 4] скорости окисления на начальной стадии, когда толщина растущего слоя диоксида кремния не превышает 3040 нм. Для описания ускоренного роста диоксида кремния на начальном этапе термического окисления в сухом кислороде был предложен целый ряд моделей, представляющих собой различные модификации линейно-параболической модели Дила-Гроува с дополнительными механизмами ускорения. Необходимо однако отметить, что привлекаемые дополнительные механизмы ускорения окисления, такие как, например, перенос окислителя по микропорам и микроканалам, образование пространственного заряда и внутреннего электрического поля в оксиде, тунелирование электронов из кремния на поверхность диоксида, генерация точечных дефектов на границе оксида с кремнием не нашли точного экспериментального подтверждения [1, 2].

Моделирование начального этапа термического окисления кремния представляет большое значение для получения ультратонких слоев диоксида кремния толщиной в единицы десятки нанометров с помощью, так называемого быстрого термического окисления (БТО). В этом методе разогрев пластин осуществляется с помощью мощных графитовых нагревателей или ламп накаливания, которые позволяют осуществлять равномерный нагрев кремниевых пластин до высоких температур с высокой скоростью до 1000 °С/с. Делались попытки распространить классическую линейно-параболическую модель Дила-Гроува на процесс БТО. Однако и в этом случае для описания ускоренного роста приходилось в модели Дила-Гроува изменять константы линейного или параболического окисления, или разрабатывать новые модели.

Значительное влияние на кинетику термического окисления оказывает кристаллографическая ориентация поверхности кремниевой подложки. При небольших толщинах оксида соотношение между скоростями окисления в сухом кислороде или водяном паре пластин кремния простых ориентаций имеет вид: у (110) > у (111) > у (100). С ростом толщины диоксида кремния при увеличении давления кислорода или времени окисления наблюдается явление пересечения кинетик ориентационных зависимостей. Указанные зависимости имеют в литературе лишь качественное объяснение [6, 7].

Другим эффектом, возникающим при термическом окислении, является эффект памяти, заключающийся в зависимости скорости окисления на последующей стадии от температуры окисления или отжига на предыдущей стадии [8]. Из всех многочисленных моделей термического окисления кремния этот эффект может быть объяснен только на основе влияния внутренних механических напряжений в системе 81—8102 на скорость окисления и их вяз-коупругой релаксации в аморфном диоксиде кремния.

В настоящее время для описания вышеперечисленных эффектов, включая процесс БТО, используются различные приближенные полуэмпирические модели, опирающееся на линейно-параболическую модель Дила-Гроува [3, 4], в которой коэффициент диффузии кислорода полагается постоянным. Существенным недостатком линейно-параболических моделей является также и то, что реакция взаимодействия кислорода с кремнием полагается происходящей на плоской межфазной границе кремний-диоксид кремния («плоские» модели). Это не соответствует многочисленным экспериментальным данным, указывающим на существования переходного слоя между кремнием и стехиометрическим диоксидом [9].

Также остается открытым вопрос о природе и механизме формирования фиксированного заряда в термическом диоксиде кремния, определяющего электрофизические характеристики МФГ Б^ЭЮ?, пороговое напряжение и передаточные характеристики МОП транзисторов и ИМС на их основе. Ранние качественные модели связывали появление фиксированного? заряда с наличием в приграничном слое 8Ю2 примесей металлов, заряженных атомов, недоокисленного кремния или кремний-кислородных комплексов. Однако эти представления находят лишь частичное экспериментальное подтверждение. Дальнейшие исследования показали, что появление фиксированного заряда связано непосредственно с процессом окисления [1, 2]. Установлена связь фиксированного заряда с парциальным давлением кислорода и скоростью окисления. Это позволило предположить, что механизм образования фиксированного заряда такой же, как и рост окислительных дефектов упаковки, а также ускоренная окислением диффузия легирующих примесей. Таким механизмом является генерация междоузельных атомов (МА) кремния на межфазной границе (МФГ) 81—8102, причиной которой является несоответствие молекулярных объемов 81 и 8Ю2.

Цель работы.

1. Разработка адекватной физической модели термического окисления кремния и количественное описание на ее основе особенностей процесса термического окисления кремния.

2. Разработка количественной модели образования фиксированного заряда в термическом диоксиде кремния.

Задачи диссертационной работы.

1. Моделирование роста термического диоксида кремния на начальном и последующих этапах в рамках «объемной» модели, учитывающей существование переходного слоя и внутренних механических напряжений.

2. На основе разработанной «объемной» модели: а) анализ особенностей процесса обычного и быстрого термического окисления кремния в сухом кислородеб) количественное описание эффекта памяти при многостадийном^ термическом окислениив) анализ влияния ориентации кремниевой подложки на кинетику термического окисления.

3. Моделирование кинетики формирования фиксированного заряда в термическом диоксиде кремния на основе генерации на границе раздела 81— 8102 собственных междоузельных атомов кремния.

Научная новизна работы.

1. Разработана новая модель термического окисления кремния на фронте объемной реакции, учитывающая влияние внутренних механических напряжений в диоксиде. Модель позволяет описать экспериментальные данные по кинетике термического окисления кремния в сухом кислороде в широком диапазоне температур и толщин, включая начальный этап, без привлечения дополнительных механизмов, ускоряющих окисление.

2. Показано, что кинетика быстрого термического окисления определяется коэффициентом диффузии окислителя в напряженном диоксиде кремния на границе реакционной зоны, который за время БТО не успевает срелакси-ровать до значения коэффициента диффузии в плавленом кварце.

3. Показано, что эффект памяти, заключающийся в зависимости скорости окисления на последующей стадии от температуры окисления или отжига на предыдущейстадии, определяется продолжающейся релаксацией коэффициента диффузии окислителя в ранее сформированном диоксиде.

4. Показано, что ориентационная зависимость скорости окисления определяется влиянием кристаллографической ориентации монокристаллической подложки на свойства диоксида кремния. При малых временах окисления или толщинах оксида — влиянием ориентации на коэффициент диффузии окислителя на границе с реакционной зоной, а при больших временах окисления или толщинах оксида — влиянием ориентации на время релаксации.

5. Разработана новая «инжекционная» модель образования фиксированного заряда в термическом диоксиде кремния, учитывающая генерацию и диффузию собственных междоузельных атомов кремния в диоксиде. Модель позволяет объяснить уменьшение фиксированного заряда в диоксиде кремния при увеличении температуры окисления и при отжигах (треугольник Ди-ла).

Практическая значимость работы.

Результаты данной работы могут быть использованы при разработке программ физико-технологического моделирования, а также при расчете и проведении технологических процессов изготовления ИМС в полупроводниковом производстве:

• для расчета кинетики термического окисления кремния в широком диапазоне температур и толщин;

• для расчета кинетики роста диоксида кремния при быстром термическом окислении;

• для расчета кинетики роста диоксида кремния при многостадийном термическом окислении;

• для расчета кинетики роста пленок диоксида кремния на кремниевых подложках различных ориентаций;

• для расчета фиксированного заряда в термическом диоксиде кремния при различных режимах окисления и отжига.

Достоверность результатов.

Достоверность и обоснованность научных положений и выводов, содержащихся в диссертационной работе, подтверждается соответствием результатов численного анализа литературным экспериментальным данным, физической обоснованностью используемых параметров, а также апробацией разработанных моделей на международных, всероссийских и вузовских научных конференциях.

Научные положения, выносимые на защиту.

1. Экспериментальные данные по термическому окислению кремния в сухом кислороде могут быть описаны в рамках предложенной «объемной» модели, учитывающей влияние внутренних механических напряжений в диоксиде кремния, в широком диапазоне температур и толщин.

2. Скорость быстрого термического окисления кремния объясняется пониженным коэффициентом диффузии окислителя в напряженном диоксиде кремния на границе реакционной зоны.

3. Кинетика окисления кремния и эффект памяти при многостадийном процессе определяются продолжающейся релаксацией коэффициента диффузии окислителя в объеме диоксида кремния.

4. Ориентационная зависимость скорости окисления кремния определяется свойствами диоксида. При малых временах окисления или толщинах диоксида — коэффициентом диффузии окислителя на границе с реакционной зоной, при больших временах или толщинах диоксида — характеристическим временем релаксации коэффициента диффузии окислителя.

5. «Инжекционная» модель, учитывающая генерацию и диффузию собственных междоузельных атомов кремния, позволяет объяснить поведение фиксированного заряда в диоксиде кремния при окислении и отжигах (треугольник Дила).

Публикации и апробация работы.

Результаты исследований, изложенные в диссертации, докладывались на Международных, Всероссийских и Вузовских конференциях, в том числе, на 3-й, 4-й и 5-ой Всероссийских конференциях «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границ» (2006, 2008, 2010, Воронеж) — 8-ой Всероссийской молодежной конференции по физике полупроводников и полупроводниковой оптои наноэлектронике (2006, Санкт-Петербург) — 11-ой Международной конференции «Физика диэлектриков (Диэлектрики — 2008)» (2008, Санкт-Петербург) — 5-ой Международной конференции по актуальным проблемам физики, материаловедения, технологии и диагностики кремния, нанометровых структур и приборов на его основе «Кремний-2008» (2008, Черноголовка) — 7-ой Всероссийской конференции «Нелинейные процессы и проблемы самоорганизации в современном материаловедении (индустрия наносистем и материалы)» (2009, Воронеж), 63-й научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава СПбГЭТУ (2010, Санкт-Петербург).

По теме диссертации опубликовано 12 работ, из них — 4 статьи в научных журналах из перечня ВАК, 2 статьи — в других изданиях, 6 работ — в материалах и трудах Всероссийских и Международных научно-технических конференций, 1 статья принята к печати.

Статьи. входящие в перечень изданий, рекомендованных ВАК:

1. Дусь, А. И. Модель термического окисления кремния на фронте объемной реакции / А. И. Дусь, О. В. Александров // Физика и техника полупроводников. — 2008. — Т.42. № 11. — С. 1400 — 1406.

2. Дусь, А. И. Объемная модель быстрого термического окисления кремния / А. И. Дусь, О. В. Александров // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. — 2009. № 8. С. 57 — 64.

3. Дусь, А. И. Эффект ориентации поверхности кремния в модели объемного термического окисления / А. И. Дусь, О. В. Александров // Физика и техника полупроводников. — 2009. — Т.43. № 10. — С. 1413 -1418.

4. Дусь, А. И Модель термического окисления кремния с релаксацией коэффициента диффузии / А. И. Дусь, О. В. Александров // Известия высших учебных заведений. Электроника. — 2009. — № 4(78). — С. 9 — 18.

Другие статьи и публикации в материалах и трудах конференций:

5. Дусь, А. И. Моделирование начального этапа термического окисления кремния / А. И. Дусь, О. В. Александров // Конденсированные среды и межфазные границы. — 2006. — Т.8. № 4. С. 259 — 263.

6. Дусь, А. И. Моделирование многостадийного термического окисления кремния / А. И. Дусь, О. В. Александров // Конденсированные среды и межфазные границы.-2008. — Т. 10. № 4. С. 217−222.

7. Дусь, А. И. Моделирование начального этапа термического окисления кремния / А. И. Дусь, О. В. Александров // Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах «ФАГРАН-2006»: Материалы III Всерос. конф., г. Воронеж, окт. 2006 г. — Воронеж, 2006. — Т.1. — С. 283 — 286.

8. Дусь, А. И. Моделирование многостадийного термического окисления кремния / А. И. Дусь, О. В. Александров // Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах «ФАГРАН-2008»: Материалы IV Всерос. конф., г. Воронеж, окт. 2008 г. — Воронеж, 2008. — Т.1. — С. 298−301.

9. Дусь, А. И. Вязкоупругая модель термического окисления кремния на фронте объемной реакции / А. И. Дусь, О. В. Александров // Физика диэлектриков «ДИЭ ЛЕКТРИКИ-2008»: Материалы XI междунар. конф., г. Санкт-Петербург, июнь 2008 г. — Санкт-Петербург, 2008. — Т.2. — С. 294 — 297.

10. Дусь, А. И. Ориентирующее влияние кремниевой подложки на скорость термического окисления кремния / А. И. Дусь, О. В. Александров // Нелинейные процессы и проблемы самоорганизации в современном материаловедении (индустрия наносистем и материалы): Материалы VII Всерос. конф., г. Воронеж, окт. 2009 г. — Воронеж, 2009. — С. 5 — 8.

11. Дусь, А. И. Модель образования фиксированного заряда в системе Si-SiC>2 / А. И. Дусь, О. В. Александров // Материалы 63-й конф. профессорско-преподавательского состава СПбГЭТУ, г. Санкт-Петербург, фев. 2010 г. — Санкт-Петербург, 2010. — С.1 — 5.

12. Дусь, А. И. Модель образования фиксированного заряда в термическом диоксиде кремния / А. И. Дусь, О. В. Александров // Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах «ФАГРАН-2010»: Материалы V Всерос. конф., г. Воронеж, окт. 2010 г. — Воронеж, 2010. -Т.1.-С. 298−301.

Статья принятая к печати:

13. Дусь, А. И. Модель образования фиксированного заряда в термическом диоксиде кремния / А. И. Дусь, О. В. Александров // Физика и техника полупроводников. — 2011. — Т.45. № 4.

Структура и объем диссертации

.

Диссертация состоит из 6 глав, введения, заключения, списка литературы, включающего 132 наименований. Работа изложена на 116 страницах машинописного текста и содержит 26 рисунков.

2. Обзор литературы.

5.3. Выводы.

На основе количественного анализа экспериментальных данных по кинетике формирования фиксированного заряда в термическом диоксиде кремния можно сделать следующие выводы:

1. Разработана количественная «инжекционная» модель, связывающая образование фиксированного заряда в диоксиде кремния с генерацией междоузельных атомов кремния при термическом окислении. Согласно предложенной модели, величина фиксированного заряда связывается с количеством неравновесных МА кремния в БЮг вблизи МФГ и определяется диффузией последних вглубь оксида и их поверхностной рекомбинацией на МФГ.

2. Модель позволяет описать возрастание фиксированного заряда при снижении температуры окисления и его уменьшение при отжиге в нейтральных средах (треугольник Дила) для диоксида кремния на кремнии ориентаций (100) и (111) в широком диапазоне температур (от 650 °C до 1200°С). Существование остаточного фиксированного заряда после отжига объясняется присутствием в диоксиде кремния собственных положительно заряженных дефектов диоксида кремния, по-видимому, ^'-центров.

6.

Заключение

.

1. Разработана новая модель термического *< окисления кремния на основе объемной реакции с учетом внутренних механических напряжений? в диоксиде. Хорошее совпадение рассчитанных и экспериментальных данных достигается в широком диапазоне температур и толщин без привлечения дополнительных механизмов, ускоряющих окисление на начальном этапе.

2. На основе «объемной» модели, проведен анализ экспериментальных данных по быстрому термическому окислению. Показано, что расчет по модели позволяет адекватно описать кинетические зависимости БТО. Коэффициент диффузии кислорода в диоксиде в этом случае не успевает срелаксировать до значения коэффициента диффузии в плавленом кварце и определяется значением коэффициента диффузии в напряженном диоксиде на границе реакционной зоны.

3. Проведено количественное описание многостадийного термического окисления кремния. Показано, что «объемная» модель позволяет описать эффект памяти — зависимость скорости окисления на последующей стадии от температуры окисления или отжига на предыдущей стадии. В рамках «объемной» модели этот эффект объясняется продолжающейся при окислении или отжиге релаксацией коэффициента диффузии окислителя в ранее сформированном диоксиде кремния.

4. Проведен количественный анализ влияния кристаллографической ориентации кремниевой подложки на кинетику термического окисления. Показаночто ориентационная зависимость скорости окисления определяется влиянием кристаллографической ориентации монокристаллической подложки на объемные свойства диоксида. При малых временах окисления или толщинах диоксида — влиянием на коэффициент диффузии окислителя на границе с реакционной зоной, а при больших временах окисления или толщинах оксида — влиянием на характеристическое время релаксации.

5. Разработана новая «инжекционная» модель образования фиксированного заряда, в которой он связывается с генерацией междоузельных атомов кремния в диоксиде вблизи межфазной границы, их диффузией вглубь диоксида и поверхностной рекомбинацией на границе раздела. Модель позволяет количественно описать возрастание фиксированного заряда при снижении температуры окисления и его уменьшение при отжиге в нейтральных средах (треугольник Дила).

Показать весь текст

Список литературы

  1. Г. Я., Зайцев Н. А. Система кремний-диоксид кремния субмикронных СБИС. М.: Техносфера, 2003. — 382 с.
  2. А.П., Булавинов В. В., Коноров П. П. Электроника слоев SiC>2 на кремнии. — Л.: Издательство Ленинградского университета. 1988. 304 с.
  3. Deal В.Е., Grove A.S. General relationship for the thermal oxidation of silicon // J. Appl. Phys. 1965. — V. 36. — № 12. — P. 3770−3778.
  4. Deal B.E. Thermal oxidation kinetics of silicon in pyrogenic H20 and 5% HC1/H20 mixtures // J. Electrochem. Soc. 1978. — V. 125. — № 4. — P. 576 579.
  5. Beck R.B. Formation of ultrathin silicon oxides modeling and technological constraints // Mater. Sci. Semicond. Processing. — 2003. — № 6. — P. 4957.
  6. Lewis E.A., Irene E.A. The effect of surface orientation on silicon oxidation kinetics // J. Electrochem. Soc. 1987. — V. 134. — № 9. — P. 2332−2339.
  7. Ngau J.L., Griffin P.B., Plummer J.D. Silicon orientation effects in the initial regime of wet oxidation // J. Electrochem. Soc. 2002. — V. 149. — № 8. — P. 98−101.
  8. K., Yamabe K. 1802 isotope labeling studies of stress effect on oxidation kinetics // J. Appl. Phys. 1998. — V. 83. — № 7. — P. 3849−3855.
  9. Kriegler R.J., Cheng Y.C., Colton D.R. The effect of HC1 and Cl2 on the thermal oxidation of silicon // J. Electrochem. Soc. 1972. — V. 119. — № 3. -P. 388−392.
  10. Jorgensen P. J. Effect of an electric field on silicon oxidation // J. Chem. Phys. 1962. — V. 37. — № 4. — P. 874−880.
  11. Ligenza J.R., Spitzer W.G. The mechanisms for silicon oxidation in steam and oxygen//J. Chem. Phys. 1960.-V. 14.-P. 131−136.
  12. Queeney K.T., Weldon M.K., Chang J.P., Chabal Y.J., Gurevich A.B., Sap-jeta J., Opila R.L. Infrared spectroscopic analysis of the Si/SiC>2 interface structure of thermally oxidized silicon // J. Appl. Phys. 2000. — V. 87. -№ 3. — P. 1322−1330.
  13. Kimura K., Nakajima K. Compositional transition layer in Si02/Si interface observed by high-resolution RBS //Appl. Surf. Sci. 2003. — № 216. — P. 283−286.
  14. Chowdhuri A.R., D.-U. Jin, Takoudis C.G. Si02/Si (100) interface characterization using infrared 2 spectroscopy: estimation of substoichiometry and strain // Thin Solid Films. 2004. — № 457. — P. 402−405.
  15. В.А. Влияние точечных дефектов на кинетику и механизм роста окисных пленок. Проблемы физической химии поверхности полупроводников / Под ред. А. В. Ржанова. Новосибирск. Наука. 1978. С.107−154.
  16. Hamano К. Breakdown characteristics in thin SiC>2 films // Japanese J. Appl. Phys. 1974. — V. 13. — P. 1085−1092.
  17. Harari E. Dielectric breakdown in electrically stressed thin films of thermal Si02 // J. Appl. Phys. 1978. — V. 49. — № 4. — P. 2478−2481.
  18. Taft E.A. Diffusion of oxygen in silicon thermal oxides // J. Electrochem. Soc. 1985. — V. 132. — № 10. — P. 2486−2489.
  19. Mott N.F., Rigo S., Rochet F., Stoneham A. M: Oxidation of silicon // Phil. Mag. 1978. — V. B60. — P. 189−212.
  20. Soiled C.J. Stoneham A.M. Topical review. Oxidation of silicon: the, VLSI gate dielectric? // Semicond. Sci. Technol. 1995. — № 10. — P. 215−244.
  21. H.A. Математическое моделирование процессов тепло- мас-сопереноса. -М.: Наука, 1987. с. 280−344.
  22. Han C.G., Helms C.R. Parallel oxidation mechanism for Si oxidation in dry 02//J- Electrochem. Soc. 1987.- V. 134.-№ 5.-P. 1297−1304.
  23. Han C.G., Helms C.R. Physical model for Si oxidation kinetics in thickness from 30A to 1 mm // Semiconductor Silicon /ed. Huff et al. 1986. — P. 408 415.
  24. Massoud H.Z., Plummer J.D., Irene E.A. Thermal oxidation of silicon in dry oxygen growth-rate enhancement in the thin regime // J. Electrochem. Soc. 1985.-V. 132.-№ 11.-P. 2685−2693.
  25. Massoud H.Z., Plummer J.D. Analytical relationship for the oxidation of silicon in dry oxygen in the thin-film regime // J. Appl. Phys. 1987. — V. 62.-№ 8.-P. 3416−3423.
  26. К.Г., Зайцев H.A., Суровиков M.B. Модели термического окисления кремния. Ч. II. Моделирование процесса окисления с учетом изменений в структуре Si-Si02 // Электронная техника. Сер. Материалы. 1991. — Вып. 1. (255). — С. 3−10.
  27. Schafer S.A., Lyon S.A. Reply to «Comment on 'A new model of the rapid initial oxidation of silicon' «// J. Appl. Phys. 1988. — V. 64. — № 3. — P. 1609−1611.
  28. Hamasaki M. Generation kinetics of oxide charges and surface states during oxidation of silicon // Solid-State Electronics. 1982. — V. 25. -№ 3. — P. 205−211.
  29. Wong H., Cheng. Y.C. A new growth model of thin silicon oxide in dry oxygen // J. Appl. Phys. 1988. — V. 64. — № 2. — P. 893−897.
  30. Leray B. Stresses and silicon interstitials during the oxidation of a silicon substrate // Phil. Mag. 1987. — V. B.55 —P. 159−201.
  31. Horiguchi S., Yoshino H. Evaluation of interface potential barrier heights between ultrathin silicon oxides and silicon // J. Appl. Phys. 1985. — V. 58. -№.4.-P. 1597−1600.
  32. H.B., Хатько B.B. Диэлектрические пленки в твердотельной микроэлектронике / Под ред. В. Е. Борисенко. Минск: Наука и техника, 1990.- 191 с.
  33. Atrinson A. Growth of NiO and Si02 thin films // Phil. Mag. 1987. — V. B55. -№ 6. — P. 637−650.
  34. Revesz A.G., Mrstik В .J., Hughes H.L. et al. Structure of Si02 films on silicon as revealed by oxygen transport // J. Electrochem. Soc. 1986. — V. 133. № 3. -P. 586−592.
  35. Kageshima H., Uematsu M., Shiraishi K. Theory of thermal Si oxide growth rate taking into account interfacial Si emission effects // Microelectronic Engineering. 2001. — №. 59.-P. 301−309.
  36. Hijikata Y., Yamamoto Т., Yaguchi H. and Yoshida S. Model calculation of SiC oxidation rates in the thin oxide regime // Materials Science Forum. — 2009. V. 600−603. P. 663−666.
  37. Lin A.M., Dutton R.W., Antoniadis D.A., Tiller W.A. The growth of oxidation stacking faults and the point defect generation at the Si-Si02' interface during thermal oxidation of silicon //J. Electrochem. Soc. 1981. — V. 128. -№ 5. P. 1121−1130.
  38. Antoniadis D.A., Gonzales A.G., and Dutton R.W. Boron in near intrisnic (100) and (111) silicon under inert and oxidizing ambient — diffusion and segregation//J. Electrochem. Soc. 1978. — V. 125. -№ 5. -P. 813−819.
  39. В.А., Оафаров А. Корреляция между электрофизическими свойствами системы Si—Si02 и кинетикой роста1 окисной пленки на кремнии // Микроэлектроника. 1980. — Т. 9. — № 1 — С. 54−60.
  40. Rochet F., Agius В., Rigo S. The thermal oxidation of silicon the special case of the growth of very thin films // Advances in physics. 1986. — V. 35. — № 3. — P. 237−274.
  41. Г. В. Развитие теории термического окисления кремния // Микроэлектроника. 1998. — Т. 27. — № 4. — С. 288−293.
  42. R.M.C. de Almeida, Goncalves S., Baumvol I.J.R., Stedile F.C. Dynamics of thermal growth of silicon oxide films on Si // Phys. Rev. 2000. — V. B61. — № 19.-P. 12 992−12 998.
  43. Krzeminski C., Larrieu G., Penaud J., Lampin E., Dubois E. Silicon dry oxidation kinetics at low temperature in the nanometric range: Modeling and experiment // J. Appl. Phys. 2007. — V. 101. — № 6. — P. 1−8.
  44. Norton F.J. Permeation of Gaseous Oxygen through Vitreous Silica // J. Nature 1961. — V. 191. — P. 701.
  45. Kajihara K., Hirano M., Uramoto M. et al. Interstitial oxygen molecules in amorphous Si02 // J. Appl. Phys. 2005. -V. 98. — № 1. — P. 13 527.
  46. Moslehi M.M., Shatos S.C., Saraswaf K.C. Thin Si02 insulators grown by rapid thermal oxidation of silicon // Appl. Phys. Lett. 1985. — V. 47. — № 12.-P. 1353.
  47. Sato Y., Kiuchi K. Oxidation of silicon using lamp light radiation // J. Elec-trochem. Soc. 1986. -V. 133. -№ 3. P. 652−654.
  48. Tung N.C., Caratini Y., d’Anterroches C., and Buevoz J.L. Characteristics of the thin gate dielectric in a rapid thermal processing machine and temperature uniformity studies // Appl. Phys. 1988. — A 47. — P. 237.
  49. Lassig S.E., Debolske T.J., and Crowley J.L. Rapid thermal processing of electronic // Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 1989. — V. 146. P. 307.
  50. Chiou Y.L., Sow C.H., Li G. and Ports K.A. Growth characteristics of silicon dioxide produced by rapid thermal oxidation processes // Appl. Phys. Lett. 1990.-V. 57.-№ 57.-P. 881.
  51. Paz De Araujo C.A., Gallegos R.W. and Huang Y.P. Kinetics of rapid thermal oxidation // J. Electrochem. Soc. -1989. V. 136. — P. 2673−2676.
  52. В.И., Федорович H.A., Шеленшкевич В.A. // ФТТ. 1976. — Т. 18.-№ 6.-С. 1794−1795.
  53. Eernisse Е.Р. Stress in thermal Si02 during growth // Appl. Phys. Lett. -1979. V. 35. — № l.-P. 8−10.
  54. H.A., Красников г. я., Огурцов О. Ф. Зарядовые состояния МОП-структур /Электроника: Наука, технология, бизнес. — № 1, 2002. -С. 64−65.
  55. С.А., Соколов В. И., Федорович Н. А. Влияние температуры окисления на механизм напряжения в пленках двуокиси кремния на кремнии // ФТТ. 1985. — Т. 27. — № 11. — С. 3504−3506.
  56. Н. А. Шурчков И.О. Структурно-примесные и электрофизические свойства системы Si—Si02. М.: Радио и связь. — 1993. С. 192.
  57. Kobeda Е., Irene Е.А. Si02 film stress distribution during thermal oxidation of Si // J. Vac. Sci. Technol. 1988. — V. B6. — № 2. — P. 574−578.
  58. Irene E.A., Massoud H.Z., Tierney E. Silicon Oxidation Studies: Silicon Orientation Effects on Thermal Oxidation // J. Electrochem. Soc. 1986. -V. 133.-№ 6. -P. 1253−1256.
  59. Fargeix A., Ghibaudo G. Dry oxidation of silicon: A new model of growth including relaxation of stress // J. Appl. Phys. 1983. — V. 54. — № 12. — P. 7153−7158.
  60. Ghibaudo G. Analysis of two-step thermal oxidation of silicon // J. Appl. Phys. -1987. V. 62. — № 8. — P. 3485−3488.
  61. Tiller W.A. On the kinetics of the thermal oxidation of silicon // J. Electro-chem. Soc. 1983. — V. 130. — № 2. — P. 501−506.
  62. Kobeda E., Irene E.A. A measurement of intrinsic Si02 film stress resulting from low temperature thermal oxidation of Si // J. Vac. Sci. Technol. — 1986. V. B4. — № 3. — P. 720−722.
  63. Ligenza J.R. Effects of Crystal Orientation on Oxidation Rates of Silicon in High Pressure Steam // J. Phys. Chem. 1961. — V. 65. — P. 2011.
  64. Deal B.E. The Oxidation of Silicon in Dry Oxygen, Wet Oxygen, and Steam // J. Electrochem. Soc. 1963. — V. 110. — № 6. — P. 527−533.
  65. Pliskin W.A. Separation of the Linear and Parabolic Terms in the Steam Oxidation of Silicon // IBM J. Res. Dev. 1966. — V. 10. — № 3. — P. 198.
  66. Raider S.I., Forget L.E. Reversal of Relative Oxidation Rates of <111> and <100> Oriented Silicon Substrates at Low Oxygen Partial Pressures // J. Electrochem. Soc. 1980. — V. 127. — № 8. — P. 1783−1787.
  67. Hess D.W., Deal B.E. Kinetics of the Thermal Oxidation of Silicon in 02/HCl Mixtures // J. Electrochem. Soc. 1977. — V. 124. — № 5. — P. 735 739.
  68. Deal B.E., Hess D.W., Plummer J.D., Ho C.P. Kinetics of the Thermal Oxidation of Silicon in 02/H20 and 02/Cl2 Mixtures // J. Electrochem. Soc. -1978.-V. 125.-№ 2.-P. 339−346.
  69. Irene E.A. The Effects of Trace Amounts of Water on the Thermal Oxidation of Silicon in Oxygen // J. Electrochem. Soc. 1974. — V. 121. — № 12. — P. 1613−1616.
  70. Massoud H.Z., Plummer J.D., Irene E.A. Thermal Oxidation of Silicon in Dry Oxygen // J. Electrochem. Soc. 1985. — V. 132. — № 7. — P. 1745−1753.
  71. Van der Meulen J. Kinetics of Thermal Growth of Ultra-Thin Layers of Si02 on Silicon // J. Electrochem. Soc. 1972. — V. 119. — № 4. — P. 530−534.
  72. Kobeda E., Irene E.A. Intrinsic Si02 film stress measurements on thermally oxidized Si // J. Vac. Sci. Technol. 1987. — V. B5. — № 1. — P. 15−19.
  73. Deal B.E., Sclar M., Grove A. S., Snow E.H. Characteristics of the surface-state charge of thermal oxidized silicon // J. Electrochem. Soc. 1967. — V. 114. -№ 3.-P. 266−274.
  74. Poindexter E., Caplan P., Deal B. Interface states and electron spin resonance centers in thermally oxidized (111) and (100) silicon wafers // J. Appl. Phys. 1981. -V. 52.-№ 2.-P. 879.
  75. Stesmans A., Afanas’ev V.V. Electron spin resonance features of interface defects in thermal (100) Si/Si02// J. Appl. Phys. 1998. — V. 83. — № 5. — P. 2449.
  76. A.B., Егоркин B.B. О структуре переходного слоя на границе раздела Si/Si02 // Поверхность. 1987. — № 11. — С. 44−50.
  77. Somers P., Stesmans A., Afanas’ev V.V., Clayes С., Simoen Е. Paramagnetic point defects at interfacial layers in biaxial tensile strained (100) Si/Si02 Si02//J. Appl. Phys.-2008.-V. 103.-№ 3.-P. 33 703.
  78. JI.K., Ребров B.H., Федорович Ю. В. Изучение электрофизических свойств окисленной поверхности кремния. // Электрон, техника. Сер.2, 1967, вып.2, с.25−39
  79. Powell R.J., Berglund C.N. Photoinjection studies of charge distributions in oxide of MOS structures // J. Appl. Phys. 1971. — V. 42. — № 10. — P. 43 904 397.
  80. Deal B.E. The current understanding of charges in the thermally oxidized silicon structure // J. Electrochem. Soc. 1974. — V. 121. — № 6. — P. 198C-205C.
  81. Goronkin H. Origin of the fixed charge in thermally oxidized silicon // J. Electrochem. Soc. 1977. -V. 124. -№ 2. — P. 314−317.
  82. Raider S.I., Berman A. On the nature of fixed oxide charge // J. Electro-chem. Soc.- 1978.-V. 125. -№ 4.-P. 629−633.
  83. Grunthaner P.J., Hecht M.H., Grunthaner F.J. The localization and crystallo-graphic dependence of Si suboxide species at the Si02/Si interface // J. Appl. Phys. 1987. — V. 61. — P. 629−638.
  84. Murarka S.P. Oxygen partial pressure dependence of the fixed surface-state charge Qss due to thermal oxidation of n-(100) silicon // Appl. Phys. Lett. — 1979.-V. 34-№ 9.-P. 587.
  85. Tiller W.A. On the kinetics of the thermal oxidation of silicon // J. Electro-chem. Soc. 1981.-V. 128.-№ 3.-P. 689−696.
  86. Hu S.M. Formation of stacking faults and enhanced diffusion in the oxidation of silicon // J. Appl. Phys. 1974. — V. 45. — P. 1567−1573.
  87. Akinwande A.I., Plummer J.D. Quantitative modeling of Si/Si02 interface fixed charge // J. Electrochem. Soc. 1987. — V. 134. — № 10. — P. 25 732 580.
  88. МОП-СБИС. Моделирование элементов и технологических процессов / Под ред. Антонетти П., Антониадиса Д., Даттона Р., Оулдхема У.: Пер с англ. М.: Радио и связь, 1988. — 496 с.
  89. А.А. Теория разностных схем. / А. А. Самарский М.: Наука, 1989.-616 с.
  90. Uematsu М., Kageshima Н., Shiraishi К. Simulation of wet oxidation of silicon based on the interfacial silicon emission model and comparison with dry oxidation // J. Appl. Phys. -2001. V. 89. — P. 1948−1953.
  91. Kamigaki Y., Itoh Y. Thermal oxidation of silicon in various oxygen partial pressures diluted by nitrogen // J. Appl. Phys. 1977. — V.48. — № 7. — P. 2891−2896.
  92. Aijuria S.A., Prashant U., Kenkare, Anh Nghiem, Mele T.C. Kinetic analysis of silicon oxidations in the thin regime by incremental growth // J. Appl. Phys. 1994. — V. 76. — № 8. — P. 4618−4624.
  93. Landsberger L.M., Tiller W.A. Two-Step Oxidation Experiments to Determine Structural and Thermal History Effects in Thermally-Grown Si02 Films on Si //J. Electrochem. Soc. 1990. — V. 137.-№ 9.-P. 2825−2836.
  94. C.M. Процессы окисления полупроводников и строение границ раздела // ФТП. 2001. — Т. З 5. — № 9. — С. 1050−1062.
  95. Stavola М., Patel J.R., Kimerling L.C., Freeland Р.Е. Diffusivity of oxygen in silicon at the donor formation temperature //Appl. Phys. Lett. 1983. — V. 42.-P. 73.
  96. Marcus R.B., Cheng T.T. The Oxidation of Shaped Silicon Surfaces // J. Electrochem. Soc. 1982. -V. 129. -№ 6. — P. 1278−1282.
  97. Deaton R., Massoud H.Z. Effect of thermally induced stresses on the rapid-thermal oxidation of silicon // J. Appl. Phys. 1991. — V. 70. — № 7. — P. 3588.
  98. Waite T.R. Theoretical treatment of the kinetics of diffusion-limited reactions // Phys. Rev. 1957. — V. 107. — № 2. — P. 463−470.
  99. Nakamura K., Ohmi K., Yamamoto K., Makihara K., Ohmi T. Silicon Wafer Orientation Dependence of Metal Oxide Semiconductor Device Reliability //Jpn. J. Appl. Phys. 1994. -V. 33. — P. 500−504.
  100. Nishino Y., Imura T. Viscoelastic Behaviour of Oxide Films on Silicon Crystals // Phys. Status Solidi (a). 1982. — V. 74. — P. 193.
  101. Hartmann W., Franz G. Real-time x-ray topography studies of the behavior of Si02 in the system Si/Si02 // Appl. Phys. Lett. 1980. — V. 37. — № 11. -P. 1004−1005.
  102. Landsberger L.M., Tiller W.A. Refractive index, relaxation times and the viscoelastic model in dry-grown Si02 films on Si // Appl. Phys. Lett. — 1987. -V. 51. -№ 18. — P. 1416−1418.
  103. Mrstik B.J., Revesz G., Ancona M., Hughes H.L. Structural and' Strain-Related Effects during Growth of Si02 Films on Silicon // J. Electrochem. Soc.- 1987.-V. 134.-№ 8.-P. 2020−2027.
  104. Revesz A.G., Hughes H.L. Effects of heat treatments in inert ambients on Si/Si02 structures // J. Non-Cryst. Solids. 1999. — V. 254. — P. 47−56.
  105. Revesz A.G., Hughes H.L. The structural aspects of non-crystalline Si02 films on silicon // J. Non-Cryst. Solids. 2003. — V. 328. — P. 48−63.
  106. Г. Я., Зайцев H.A., Матюшкин И. В. Математическое моделирование кинетики высокотемпературного окисления кремния и структуры пограничного слоя в системе Si-Si02 // ФТП. 2003. — Т. 37. -№ 1.-С. 44−49.
  107. Mrstik В.J., McMarr P.J. Evidence of a long-range density gradient in Si02 films on Si from H2-permeability measurements // Phys. Rev. — 1993. — V. B48. -P. 17 972−17 985.
  108. Sugita Y., Wananabe S., Awaji N., Komiya S. Structural fluctuation of Si02 network at the interface with Si // Appl. Surf. Sci. 1996. — V. 100−101.-P. 268−271.
  109. Revesz A.G., Anwand W., Brauer G., Hughes H.L., Scorupa W. Density gradient in Si02 films on silicon as revealed by positron annihilation spectroscopy // Appl. Surf. Sci.-2002.-V. 194.-P. 101−105.
  110. .М., Девятова С. Ф., Ерков В. Г., Семёнова JI.А. Профили показателей преломления некоторых термических и CVD оксидных пленок на кремнии // Микроэлектроника. — 2008. — Т. 37. — № 4. — С. 163−168.
  111. Ourmazd A., Taylor D.W., Rentschler J.A. Si—>Si02 transformation: Interfacial structure and mechanism // Phys. Rev. Lett. -1987. V. 59. — P. 213.
  112. Fuoss P.H., Norton L.J., Brennan S., Fischer-Colbrie A. X-ray scattering studies of the Si-Si02 interface // Phys. Rev. Lett. 1988. — V. 60. — P. 600.
  113. Tatsumura K., Watanabe T., Yamasaki D. Large-Scale Atomistic Modeling of Thermally Grown Si02 on Si (l 11) Substrate // Jpn. J. Appl. Phys. 2004. -V. 43.-P. 492.
  114. Watanabe T., Tatsumura K., Ohdomari I. New Linear-Parabolic Rate Equation for Thermal Oxidation of Silicon // Phys. Rev. Lett. 2006. — V. 96. -P. 196 102.
  115. Taniguchi K., Tanaka M., Hamaguchi C. Density relaxation of silicon dioxide on (100) silicon during thermal annealing // J. Appl. Phys. 1990. — V. 67. -№ 5. -P. 2195−2198.
  116. Kamohara S., Kamigaki Y. Activation energy enhancement during initial silicon-oxide growth in dry oxigen // J. Appl. Phys. — 1991. V. 69. — P. 7871−7875.
  117. Fukada H., Yasuda M., Iwabuchi T. Kinetics of rapid thermal oxidation of silicon // Japan J. Appl. Phys. 1992. — V. 31. — P. 3436−3439.
  118. Crowder S.W., Hsieh C.J., Griffin P. B., and Plummer J. D. Effect of buried Si-S02 interfaces on oxidation and implant-enhanced dopant diffusion in thin silicon-on-insulator films // J. Appl. Phys. 1994. — V.76. — № 5. — P.2756−2764.
  119. Agarwal A.M., Dunham S.T. Consistent quantitative model for the spatial extent of point defect interactions in silicon // J. Appl. Phys. -1995. V.78. — № 9. — P. 5313−5319.
  120. Montillo F., Balk P. High-temperature annealing of oxidized silicon surfaces // J. Electrochem. Soc. 1971. — V. 118. — № 9. P. 1463.
  121. Mathiot D., Schunck J.P. Perego M., Fanciuli M., Normand P., Tsamis C., Tsoukalas D. Silicon self diffiisivity measurement in thermal Si02 by 30Si28/Si isotopic exchange// J. Appl. Phys. 2003. — V.94. — № 3. -P.2136−2138.
  122. Tsoukalas D., Tsamis C., and Normand P. Diffusivity measurements of silicon in silicon dioxide layers using isotopically pure material // J. Appl. Phys. 2001. — V. 89. — P. 7809.
  123. Takahashi T. Self-diffusion of Si in thermally grown Si02 under equilibrium conditions // J. Appl. Phys. 2003. — V. 93. — P. 3674.
  124. Taniguchi, K., Antoniadis, D. A., Matsushita Y. Kinetics of self-^ interstitials generated at the Si/Si02 interface // J. Appl. Phys. 1983. — V.42.P. 961−963.
  125. Collard D., Taniguchi K. IMPACT A point defect based two dimensional process simulator: Modeling the lateral oxidation enhanced diffusion of dopants in silicon // IEEE Tans. Elec. Dev. — 1986. — V. ED-33.- P. 14 541 462.
  126. Fahey P.M., Griffin P.B., Plummer J.D. Point defects and dopant diffusion in silicon // Rew. Modern Phys. 1989. — V.61. — № 2. — P.289−384.
  127. Tang M.-T., Evans-Lutterodt K.W., Green M.L. and others Growth temperature dependence of the Si (001)/Si02 interface width // Appl. Phys. Lett. 1994. — V.64. — № 6. — P.748−750.
  128. Helms C.R., Poindexter E.H. The silicon-silicon dioxide system: Its microstructure and imperfections // Rep. Progr. Phys. 1994. — V.57. — № 8. -P.791−852.
  129. Akinwande A.I., Ho C.P., Plummer J.D. Experimental determination of the temperature dependence of argon annealed fixed oxide charge at the Si/Si02 interface // Appl. Phys. Lett. 1984. — V. 45. — № 3. P. 263−265.
  130. Ming Z., Nakajima K., Suzuki M., Kimura K. Si emission from the Si02/Si interface during the growth of Si02 in the Hf02/Si02/Si structure // Appl. Phys. Lett. -2006. -V. 88. P. 15 3516(3).
  131. Razouk R.R., Deal B.E. Dependence of Interface State Density on Silicon Thermal Oxidation Process Variables // J. Electrochem. Soc. 1979. — V. 126. — № 9. P. 1573−1581.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!