Oxidációs folyamat

Minden folyamat legalapvetőbb szakasza az oxidációs folyamat. Az oxidációs folyamat során a szilícium ostyát oxidálószerek, például oxigén vagy vízgőz atmoszférájába helyezik magas hőmérsékletű hőkezeléshez (800-1200 ℃), és a szilícium lapka felületén kémiai reakció megy végbe, oxidfilmet képezve. (SiO2 film).

A SiO2 fóliát széles körben használják félvezető gyártási folyamatokban nagy keménysége, magas olvadáspontja, jó kémiai stabilitása, jó szigetelése, kis hőtágulási együtthatója és az eljárás megvalósíthatósága miatt.

A szilícium-oxid szerepe:

1. Eszközvédelem és leválasztás, felület passziválás. A SiO2 keménysége és jó sűrűsége jellemzi, ami megvédheti a szilícium lapkát a karcolásoktól és a gyártási folyamat során bekövetkező sérülésektől.

2. Gate oxid dielektrikum. A SiO2 nagy dielektromos szilárdsággal és nagy ellenállással, jó stabilitással rendelkezik, és dielektromos anyagként használható a MOS technológia kapu-oxid szerkezetéhez.

3. Doppinggát. A SiO2 maszk gátrétegként használható diffúziós, ionimplantációs és maratási folyamatokban.

4. Párna oxid réteg. Csökkentse a szilícium-nitrid és a szilícium közötti feszültséget.

5. Injekciós pufferréteg. Csökkentse az ionimplantációs károsodást és a csatornázási hatást.

6. Rétegközi dielektrikum. Használható vezetőképes fémrétegek közötti szigetelésre (CVD módszerrel előállítva)

A termikus oxidáció osztályozása és elve:

Az oxidációs reakcióban használt gáz szerint a termikus oxidáció száraz oxidációra és nedves oxidációra osztható.

Száraz oxigénoxidáció: Si+O2-->SiO2

Nedves oxigén oxidáció: Si+ H2O + O2-->SiO2 + H2

Vízgőz oxidáció (nedves oxigén): Si + H2O -->SiO2 + H2

A száraz oxidáció csak tiszta oxigént (O2) használ, így az oxidfilm növekedési sebessége lassú. Főleg vékony filmek készítésére használják, és jó vezetőképességű oxidokat képezhet. A nedves oxidációhoz oxigént (O2) és jól oldódó vízgőzt (H2O) egyaránt használnak. Ezért az oxidfilm gyorsan növekszik, és vastagabb filmet képez. A száraz oxidációhoz képest azonban a nedves oxidációval képződött oxidréteg sűrűsége kicsi. Általában ugyanazon a hőmérsékleten és időben a nedves oxidációval kapott oxidfilm körülbelül 5-10-szer vastagabb, mint a száraz oxidációval kapott oxidfilm.