鈉是半導體芯片生產中應特別提防但又經常遇到的一種雜質,進入⒊O2中的Na|、H+具有在與⒏(或電極)的界面處堆積的性質。實驗發現,氧化層中如含有高濃度的鈉,則線性和拋物型氧化速率常數明顯變大。鈉多以氧化物形式存在于s02網絡中,致使網絡中的氧數量增加,一些s一O―Sl鍵受到破壞,OMAPL137BZKBA3非橋聯氧數目增多,網絡結構強度減弱,孔洞增多,增加了氧化劑通過氧化層的擴散速率。而且氧化膜中氧化劑分子的濃度也增加,促使氧化速率增加。這樣,氧化劑不但容易進人s(`中,而且其濃度和擴散能力都增大。

   鈉的來源是多方面的,所以為防止鈉沾污,采用無鈉材料、超凈I作環境、雙層石英管、用電子束蒸發代替常用的鎢絲蒸發等,也可采用含氯氧化、復合介質膜等工藝來降低鈉沾污。

   鹵族元素

   在氧化氣氛中加人適量的鹵族元素會改善氧化膜及其下面硅的特性。氧化膜特性的改善包括鈉離子濃度減少、介質擊穿強度增加、界面態密度降低。實踐中應用較多的鹵族元素是氯,在⒊/Si()2

界面上或界面附近,氯能使雜質轉變成容易揮發的氯化物從而起到吸雜的效果,另外也能看到氧化誘生旋渦缺陷減少。

   在氧化劑的氣氛中加入一定數量的Cl,氧化速率常數明顯變大。對于含有HCl的干氧氧化,n型硅(100)和(111)晶面氧化速率常數與HCl濃度之間關系如圖⒋20所示。其中圖⒋20(a)為(100)、(111)晶面在900℃、1000℃、110O℃拋物型速率常數與Hα濃度的關系;圖4⒛(b)為(100)、(1Ⅱ)晶面在900℃、10∞℃、11∞℃線性速率常數與H¤濃度的關系。

    拋物型速率常數B隨Hα濃度線性增大,在10O0℃和1100℃的溫度,Hα濃度小于1%(體積比)日寸,B隨濃度的增加而增長得很快;當HCl濃度小于1%時,線性速率常數B/A隨氯化氫濃度增加而增大;當HCl濃度大于1%時,線性速率常數卻不隨氯化氫濃度的改變而變化。對于干氧氧化,Hα濃度一般為1%~5%,因為在高溫下,如果HCl濃度過高會腐蝕硅表面。圖421所示為n型硅(100)和(111)晶面氧化時間與厚度之間的關系。由圖⒋21(a)可以看到,含有H¤的氧化速率較快,(111)晶面氧化速率快于(100)晶面;圖⒋21(b)給出的是在1000℃,濃度為3%時氧化層厚度與凵Ι之問的關系。