Bevezetés a három típusú oxidációs folyamatba

A gyökös oxidációs folyamat során a szilícium ostyát magas hőmérsékletre hevítik, amelyen az oxigénatomok és a hidrogénmolekulák egyesülnek, és nagy aktivitású szabad gyökös gázokat képeznek. Ezek a gázok reakcióba lépnek a szilícium lapkával, és SiO₂ filmet képeznek.ostyákkémiai reakciót váltva ki a szilícium és az oxidálószerek között, így védő szilícium-dioxid (SiO₂) film képződik.

Az oxidációs folyamat három típusa

1. Száraz oxidáció:

A száraz oxidációs folyamat során az ostyákat magas hőmérsékletű környezetnek vetik alá, amely tiszta O₂-val dúsított az oxidáció érdekében. A száraz oxidáció lassan megy végbe, mivel az oxigénmolekulák nehezebbek, mint a vízmolekulák. Előnyös azonban vékony, jó minőségű oxidrétegek előállításához, mert ez a lassabb sebesség lehetővé teszi a fólia vastagságának pontosabb szabályozását. Ezzel az eljárással homogén, nagy sűrűségű SiO₂ filmet lehet előállítani anélkül, hogy nemkívánatos melléktermékek, például hidrogén keletkezne. Alkalmas vékony oxidrétegek előállítására olyan eszközökben, amelyek az oxid vastagságának és minőségének pontos szabályozását igénylik, mint például a MOSFET kapuoxidok.

2. Nedves oxidáció:

A nedves oxidáció úgy működik, hogy a szilícium lapkákat magas hőmérsékletű vízgőznek teszik ki, amely kémiai reakciót vált ki a szilícium és a gőz között, és szilícium-dioxidot (SiO₂) hoz létre. Ez az eljárás alacsony egyenletességű és sűrűségű oxidrétegeket hoz létre, és nemkívánatos melléktermékeket, például H2-t termel, amelyeket általában nem használnak fel a magfolyamatban. Ennek az az oka, hogy az oxidfilm növekedési sebessége gyorsabb, mivel a vízgőz reakcióképessége nagyobb, mint a tiszta oxigéné. Ezért a nedves oxidációt általában nem használják a félvezetőgyártás magfolyamataiban.

3. Radikális oxidáció:  

Kiemelkedő előnye a nagy reaktivitás: nehezen hozzáférhető helyeken (pl. lekerekített sarkok) és alacsony reakcióképességű anyagokon (pl. szilícium-nitrid) is képes egységes filmeket képezni. Emiatt kiválóan alkalmas összetett szerkezetek, például 3D-s félvezetők gyártására, amelyek rendkívül egyenletes, jó minőségű oxidfilmeket igényelnek.

Kiemelkedő előnye a nagy reaktivitás: nehezen hozzáférhető helyeken (pl. lekerekített sarkok) és alacsony reakcióképességű anyagokon (pl. szilícium-nitrid) is képes egységes filmeket képezni. Emiatt kiválóan alkalmas összetett szerkezetek, például 3D-s félvezetők gyártására, amelyek rendkívül egyenletes, jó minőségű oxidfilmeket igényelnek.