3.2.2 .Oxy hóa nhi t
3.7.2.Nh it ngh c quá trình Epitaxy pha h i
Mơ hình n gi n nh t có th s d ng miêu t quá trình VPE
(Vapour Phase Epitaxy) là mơ hình c a Deal. Mơ hình này v c b n gi ng nh mơ hình cho q trình oxy hóa. Mơ hình Deal là mơ hình bán nh l ng, tuy nhiên quá trình c y epitaxy b n gi n hóa q nhi u. Khơng gi ng nh
trình x y ra ng th i, có q trình h tr , có q trình làm c n tr vi c phát tri n c a l p epitaxy.Thí d trong h Si-H-Cl, các phân t ch a silic trên b
t phi n có th là SiCl2, SiCl4, SiH2 ho c Si. Khi áp su t trong bình th p ho c khi dịng khí vào nh , vi c có m t các ch t trên ây có th h n ch t c
c l p epitaxy. Các nguyên t silic h p ph trên b m t và c các nguyên t u có th b n mòn b i ph n ng v i Cl. Mơ hình Deal khơng tính n u này. ây chúng ta s s d ng ph ng pháp tham s hóa q trình ph c t p.
ng t ta xét mơ hình chi tiêt c a quá trình m c l p epitaxy VPE ng cách chia thành các b c tu n t , trong ó m i b c u có nh h ng n t c m c. Các ch t khí khi c i vào bình thì b phân li m t ph n t o ra nhi u ch t còn ph n ng m nh h n. Các ch t ch a silic này ph i i qua bình cho n khi chúng t i g n phi n. T i ó chúng ph i i qua l p trì tr
n b m t phi n. Trên m t phi n chúng b h p ph , khu ch tán ti p t c phân ly thành silic nguyên t và s n ph m ph n ng bay h i, các s n ph m ph này nh h p và c b m ra ngoài. Trong m c này, ta xét ph n ng pha khí c a
t s q trình epitaxy silic thơng d ng nh t.
H hóa h c n gi n nh t c y l p silic là nhi t phân silane. Ph n ng t ng th là :
SiH4(g) -> Si(s) +2H2(g)
Ph n ng này th c ch t là không thu n ngh ch và có th x y ra nhi t t ng i th p là 600oC. Ph n ng c ng th ng c s d ng k t t a silic a tinh th . Tuy có th dùng silane c y silic epitaxy nhi t th p t 600oC->800oC, nh ng vì SiH4 có xu h ng phân ly t o h t trong pha khí nên khó có th nh n l p epitaxy ch t l ng cao, tr khi áp su t th p. S t o
t ng th x y ra liên t c trong pha khí b t kì áp su t nào, tuy nhiên t c o h t t ng r t m nh khi áp su t riêng ph n silane t ng. Do ó t i m t nhi t
cho tr c áp su t SiH4 không c l n h n m t giá tr nh t nh.
u nh t t c các h epitaxy c y silic trong công ngh IC u s d ng ph n ng kh SiHxCl4-x v i x=0,1,2,3, c pha loãng trong H2. S nguyên t Cl trong phân t clorosilane càng nh , nhi t epitaxy c n thi t t t c
y cho tr c càng th p. Tr c ây ng i ta ch y u dùng SiCl4, tuy nhiên có t c c y ch p nh n c nhi t ph i l n h n 1150oC, nh v y s gây ra tái phân b t p ch t r t m nh. D n d n ng i ta thay th SiCl4 b ng SiHCl3, SiH2Cl2, SiH3Cl. Hi n nay SiH2Cl2 c dùng ch y u.