Перераспределение легирующих примесей при термическом оксидировании монокристаллического кремния Афонин, Николай Николаевич

Краткое описание

Афонин, Николай Николаевич.
Перераспределение легирующих примесей при термическом оксидировании монокристаллического кремния : диссертация ... доктора химических наук : 02.00.21. - Воронеж, 2004. - 335 с. : ил.
Оглавление диссертациидоктор химических наук Афонин, Николай Николаевич
Перечень сокращений, символов и специальных терминов
1. ВВЕДЕНИЕ
2. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР
2.1. Эффект диффузионно-сегрегационного перераспределения примесей при термическом оксидировании кремния
2.1.1. Факторы, влияющие на перераспределение примеси в системе диоксид кремния - кремний
2.1.2. Потоки примеси в системе диоксид кремния - кремний
2.1.3. Уравнение баланса потоков на межфазной границе Si02/Si
I ' Ч
2.2. Экспериментальные исследования сегрегации примесей на межфазной границе SKVSi
2.2.1. Экспериментальное определение коэффициентов сегрегации
2.2.2. Экспериментальное определение коэффициентов массо-переноса
2.3. Влияние различных факторов на перераспределение легирующих примесей и генерацию собственных точечных дефектов при термическом оксидировании кремния
2.3.1. Влияние условий окисления на диффузионно-сегрегационный процесс. Неравновесная сегрегация примесей
2.3.2. Эффект локального накопления примесей у межфазной границы Si02/Si
2.3.3. Влияние термического оксидирования на диффузию примесей в кремнии
2.3.4. Представления о физических механизмах генерации междоузельных атомов кремния на межфазной границе Si02/Si при термическом оксидировании кремния
2.3.5. Диффузия легирующих примесей в диоксиде кремния
2.4. Математическое моделирование перераспределения легирующих примесей при термооксидировании кремния
2.4.1. Аналитические модели
2.4.2. Численные модели 65 v 2.5. Выводы. Постановка цели и задач работы
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДИФФУЗИОННО-СЕГРЕГАЦИОННОГО ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИМЕСЕЙ ПРИ ТЕРМИЧЕСКОМ ОКСИДИРОВАНИИ КРЕМНИЯ
3.1. Подготовка образцов и методики исследования концентрационных распределений примесей и носителей заряда в кремнии и системе диоксид кремния — кремний
5. Л Л Способы подготовки образцов '
1 3.1.2. Определение концентрационных распределений носителей заряда в кремнии методом дифференциальной проводимости
3.1.3. Определение концентрационных распределений примеси в системе диоксид кремния — кремний методом вторично-ионной масс-спектрометрии
3.2. Математическое моделирование процессов легирования кремния и системы диоксид кремния — кремний
3.2.1. Аналитическое моделирование распределения примесей в системе диоксид кремния - кремний при легировании методом ионного внедрения
3.2.2. Численное моделирование перераспределения примесей в кремнии при отжиге в инертной среде
3.2.3. Численное моделирование перераспределения примесей в кремнии при отжиге в окислительной среде
3.3. Экспериментальное исследование диффузионно-сегрегационного перераспределения бора в системе диоксид кремния - кремний
3.3.1. Влияние окислительных сред на диффузионно-сегрегационное перераспределение бора в системе диоксид кремния — кремний
3.3.2. Влияние пограничного слоя "SiB-фазы" на диффузионно-сегрегационное перераспределение бора в кремнии на границе с боросиликатным стеклом v 3.4. Экспериментальное исследование диффузионно-сегрегационного перераспределения фосфора в системе диоксид кремния -кремний
3.5. Экспериментальное исследование диффузионно-сегрегационного перераспределения сурьмы в системе диоксид кремния — кремний
4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИФФУЗИИ И СЕГРЕГАЦИИ ЛЕГИРУЮЩИХ ПРИМЕСЕЙ ПРИ ТЕРМИЧЕСКОМ ОКСИДИРОВАНИИ КРЕМНИЯ
4.1. Определение сегрегационного потока через межфазную границу на основе статистических представлений
4.1.1. Используемая модель межфазной границы и возможные факторы, влияющие на характер процесса сегрегационного переноса примеси
4.1.2. Сегрегационный поток через МФГ для примесей замещения, диффундирующих в обеих фазах по непрямому междоузельному, с замещением, механизму
4.1.3. Сегрегационный поток через МФГ для примесей замещения, диффундирующих в одной фазе по вакансионному, а во вторЬй — по непрямому междоузельному, с замещением, механизму
4.1.4. Сегрегационный поток через МФГ для примесей замещения, диффундирующих в обеих фазах по вакансионному механизму
4.2. Неравновесная сегрегация примесей на МФГ Si02/Si
4.2.1. Математическая модель неравновесного диффузионно-сегрегационного перераспределения примесей
4.2.2. Неравновесная сегрегация фосфора при низкотемпературном оксидировании сильнолегированного кремния в водяном паре
4.2.3. Неравновесная сегрегация бора при термическом оксидировании кремния в парах воды под давлением
4.3. Модель диффузионно-сегрегационного перераспределения имплантированного фосфора при термооксидировании кремния, учитывающая эффект локального накопления фосфора вблизи поверхности кремния
4.3.1. Анализ возможных механизмов диффузии фосфора в кремнии
4.3.2. Основные положения и уравнения модели
4.3.3. Алгоритм и результаты количественного моделирования
4.4. Физико-химическая и математическая модель совместного диффузионно-сегрегационного перераспределения бора и фосфора с гер^ушием
4.4.1. Ослабление эффекта диффузии ускоренной окислением при совместном диффузионно-сегрегационном перераспределении легирующей примеси и германия
4.4.2. Основные положения и уравнения модели
4.4.3. Результаты моделирования и их обсуждение
4.5. Влияние термического окисления на диффузию бора и фосфора в сильно легированных слоях кремния. Модель диффузии, ускоренной окислением в сильно легированных слоях кремния 4.5.1. Эффект замедления диффузии ускоренной окислением в сильно легированных слоях кремния
4.5.2. Основные положения и уравнения модели
4.5.3. Параметры модели
4.5.4. Результаты моделирования
4.5.5. Обсуждение результатов моделирования
4.6. Физико-химическая и математическая модель формирования оксидной плёнки при термическом оксидировании монокристаллического кремния
4.6.1. Основные положения и уравнения модели
4.6.2. Особенности численного моделирования термического окисления кремния
4.6.3. Результаты моделирования
5. ДИФФУЗИОННО -СЕГРЕГАЦИОННОЕ ПЕРЕРАСПРЕ ДЕЛЕ -НИЕ ЛЕГИРУЮЩИХ ПРИМЕСЕЙ И ПРИБОРНЫЕ МДП СТРУКТУРЫ
5.1. Влияние перераспределения примеси фосфора при термическом окислении кремния на пороговое напряжение интегрального р-канального МДП транзистора
5.1.1. Экспериментальное исследование влияния диффузионно-окислительных отжигов на пороговое напряжение р-канального МДПТ.
5.1.2. Физико-технологическая модель порогового напряжения
МД1L транзистора
5.2. Влияние неоднородности структуры кристалла на неидентичность и рассогласование параметров однотипных короткоканальных МДП транзисторов