钠是半导体芯片生产中应特别提防但又经常遇到的一种杂质,进入⒊O2中的Na|、H+具有在与⒏(或电极)的界面处堆积的性质。实验发现,氧化层中如含有高浓度的钠,则线性和抛物型氧化速率常数明显变大。钠多以氧化物形式存在于s02网络中,致使网络中的氧数量增加,一些s一O―Sl键受到破坏,OMAPL137BZKBA3非桥联氧数目增多,网络结构强度减弱,孔洞增多,增加了氧化剂通过氧化层的扩散速率。而且氧化膜中氧化剂分子的浓度也增加,促使氧化速率增加。这样,氧化剂不但容易进人s(`中,而且其浓度和扩散能力都增大。

   钠的来源是多方面的,所以为防止钠沾污,采用无钠材料、超净I作环境、双层石英管、用电子束蒸发代替常用的钨丝蒸发等,也可采用含氯氧化、复合介质膜等工艺来降低钠沾污。

   卤族元素

   在氧化气氛中加人适量的卤族元素会改善氧化膜及其下面硅的特性。氧化膜特性的改善包括钠离子浓度减少、介质击穿强度增加、界面态密度降低。实践中应用较多的卤族元素是氯,在⒊/Si()2

界面上或界面附近,氯能使杂质转变成容易挥发的氯化物从而起到吸杂的效果,另外也能看到氧化诱生旋涡缺陷减少。

   在氧化剂的气氛中加入一定数量的Cl,氧化速率常数明显变大。对于含有HCl的干氧氧化,n型硅(100)和(111)晶面氧化速率常数与HCl浓度之间关系如图⒋20所示。其中图⒋20(a)为(100)、(111)晶面在900℃、1000℃、110O℃抛物型速率常数与Hα浓度的关系;图4⒛(b)为(100)、(1Ⅱ)晶面在900℃、10∞℃、11∞℃线性速率常数与H¤浓度的关系。

    抛物型速率常数B随Hα浓度线性增大,在10O0℃和1100℃的温度,Hα浓度小于1%(体积比)日寸,B随浓度的增加而增长得很快;当HCl浓度小于1%时,线性速率常数B/A随氯化氢浓度增加而增大;当HCl浓度大于1%时,线性速率常数却不随氯化氢浓度的改变而变化。对于干氧氧化,Hα浓度一般为1%~5%,因为在高温下,如果HCl浓度过高会腐蚀硅表面。图421所示为n型硅(100)和(111)晶面氧化时间与厚度之间的关系。由图⒋21(a)可以看到,含有H¤的氧化速率较快,(111)晶面氧化速率快于(100)晶面;图⒋21(b)给出的是在1000℃,浓度为3%时氧化层厚度与凵Ι之问的关系。