4. Влияние ориентации на скорость окисления

Эксперименты показали, что на кинетику окисления оказы­вает влияние кристаллографическая ориентация поверхности кремния. Такая взаимосвязь определяется ориентационной зависимостью k_s и проявляется :в ориентационной зависимости линейной константы скорости роста. Линейная константа скорости роста связана с ки­нетикой протекания реакции на границе раздела фаз и зависит от скорости, с которой атомы кремния переходят в окисную фазу. Этот процесс определяется поверхност­ной концентрацией атомов кремния, которая зависит от ориен­тации. Как и следовало ожидать, на параболическую константу скорости В не влияет ориентация, поскольку В определяет­ся диффузионной стадией реакции. На рис. 4.5 показана зави­симость толщины окисла от времени окисления во влажном кис­лороде при давлении водяных паров 85-Ю³ Па для кремния с ориентацией поверхности по плоскостям (100) и (111).

В табл. 1 содержатся константы скорости окисления, полученные на основе этих экспериментальных данных. Упомянутые данные совместно с аналогичными данными для окисления в сухом кислороде приводят к заключению, что константы ско­рости реакции для кремния с ориентацией поверхности по плос­кости (111) в 1,68 раз выше, чем для кремния с ориентацией поверхности по плоскости (100) при соответствующих темпера­турах.

Рис.3. Зависимость толщины окисла от времени окисления во влажном кислороде при парциальном давлении паров воды 8510³ Па.

Таблица 1. Константы скорости реакции окисления кремния во влажном кислороде (парциальное давление паров воды 8510³ Па)

Темпера-тура окисле-ния, ^С	Ориентация	d, мкм	Параболиче­ская кон­станта ско­рости окис­ления В, мкм^2/ч	Линейная константа ско­рости окис­ления В/А, мкм/ч	Отношение значений В/А для (111)/(100)
900	(100) (111)	0,95 0,60	0,143 0,151	0,150 0,252	1,68 1,68
950	(100) (111)	0,74 0,44	0,231 0,231	0,311 0,524	1,68 1,68
1000	(100) (111)	0,48 0,27	0,314 0,314	0,664 1,163	1,75 1,75
1050	(100) (111)	0,295 0,18	0,413 0,415	1,400 2,307	1,65 1,65
1100	(100) (111)	0,175 0,105	0,521 0,517	2,977 4,926	1,65 1,65
					Среднее 1.68.