A termikus oxidáció főbb típusai

A csúcsminőségű félvezető eszközök gyártása során a SiO₂ filmeket jellemzően oxidációs folyamatok útján alakítják ki a szubsztrátum felületkezelésére, és általános felhasználási területeik közé tartoznak az adalékanyag-zárórétegek, a felületi szigetelőrétegek, a kapu-oxid rétegek, a terepi oxidok és az áldozati oxidok. Az ostyagyártás alapvető folyamataiként az oxidációs atmoszféra alapján a termikus oxidációt száraz oxidációra, nedves oxigénoxidációra és gőzoxidációra osztják.

Száraz oxidáció

A száraz oxidációt tiszta és száraz oxigén bevezetésével végezzük a reakciókamrába. Magas hőmérsékleten az oxigénmolekulák reakcióba lépnek az ostya felületén lévő szilícium atomokkal, és egy kezdeti SiO₂ réteget képeznek, megakadályozva az oxigénmolekulák és a szilícium felülete közötti közvetlen érintkezést. A következő oxidációs folyamatban az oxigénmolekuláknak át kell diffundálniuk a meglévő SiO₂ rétegen, hogy elérjék a Si/SiO₂ határfelületet a további reakcióhoz. Emiatt a Si/SiO₂ határfelület folyamatosan változik, ami hiányos SiOₓ-t eredményez a végső oxidréteg és a szubsztrát között, ami tovább vezet határfelületi állapotok kialakulásához. A száraz oxidációval kialakított SiO₂ réteg sűrű szerkezettel, kiváló egyenletességgel és kiváló folyamatismételhetőséggel rendelkezik. Szilárdan kötődnek a nem poláris fotoreziszthez, megakadályozzák a fotoreziszt leválását és nagy litográfiai felbontást biztosítanak, így a legjobb választás a fotoreziszttel érintkező oxidrétegekhez.

A klórral adalékolt oxidáció a száraz oxidáció egyik változata. Az eljárás során kis mennyiségű klórtartalmú gáznemű vegyületet, például klórgázt, hidrogén-kloridot, triklór-etilént vagy triklór-etánt adnak a száraz oxigénhez. A klór beépül az oxidrétegbe, és a SiO₂/Si határfelület közelében halmozódik fel. Megfogja a mozgékony ionokat (pl. nátriumionokat), és deaktiválja azokat. Eközben a klór a határfelületen Cl-Si-O komplexeket képez, amelyek semlegesítik a határfelület töltéseit és kitöltik az oxigén üresedéseit. Ez csökkenti az interfész állapotsűrűségét és minimalizálja a SiO₂ filmen belüli hibákat. Magas hőmérsékleten a klór reakcióba lép a hosszú ideig használt oxidációs kemencékben felhalmozódott szennyeződésekkel, így illékony vegyületek képződnek, amelyek kiürülnek a kamrából. A klórral adalékolt oxidáció így csökkenti a szennyeződéseket a szilíciumban, csökkenti a rekombinációs központokat és megnöveli a kisebbségi hordozó élettartamát.

Gőz oxidáció

A gőzoxidáció a reakciókamrában vízgőzt hasznosít. A vízgőz nagy tisztaságú ionmentesített vízből vagy hidrogén és oxigén gáz égési reakciójából keletkezik. Magas hőmérsékleten a vízgőz reakcióba lép az ostya felületén lévő szilíciummal, és létrehozza a kezdeti SiO₂ réteget. A vízmolekulák először reagálnak a felületi SiO2-vel, és szilanolcsoportokat (Si-OH) képeznek. Ezek a csoportok az oxidrétegen keresztül a SiO₂/Si határfelületre diffundálnak, és tovább reagálnak a szilícium atomokkal. A keletkező hidrogén nagy része kiszökik a határfelületről, míg egy része oxigénnel egyesül hidroxilcsoportokat (-OH) hozva létre.

A gőzoxidációval előállított SiO₂ film szilanol szerkezetű, nem áthidaló oxigénatomokkal, ahol minden oxigénatom csak egy szilíciumatomhoz kötődik. Az ilyen oxidfilmek kevésbé sűrűek és rossz az eljárás megismételhetősége. A hidroxilcsoportok könnyen felszívják a nedvességet, és polárissá teszik a filmet, ami rossz tapadáshoz vezet a nem poláris fotoreziszten és a fotoreziszt gyakori emeléséhez. Laza szerkezete miatt a gőzoxidáció sokkal gyorsabban megy végbe, mint a száraz oxidáció.

Nedves oxigén oxidáció

Nedves oxigénoxidációhoz az oxigéngáz a felmelegített, nagy tisztaságú ionmentesített vízen halad át, mielőtt belép a reakciókamrába, így az oxigén bizonyos koncentrációjú vízgőzt hordoz. A vízgőz tartalmát a hőmérséklet és a gáz áramlási sebessége határozza meg. Ez a folyamat egyesíti a száraz oxidáció és a gőzoxidáció jellemzőit. Oxidációs sebessége nagyobb, mint a száraz oxidációé, de alacsonyabb, mint a gőzoxidációé. A film minőségét tekintve a nedves oxigénoxidáció gyengébb a száraz oxidációnál, de jobb, mint a gőzoxidáció.

A Semicorex kiváló minőséget kínálkvarc csónakokéskvarc csövektermikus oxidációs folyamatokhoz. Ha kérdése van, vagy további részletekre van szüksége, kérjük, ne habozzon kapcsolatba lépni velünk.

Telefonszám: +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com