Oksidacijos procesas

Svarbiausias visų procesų etapas yra oksidacijos procesas. Oksidacijos procesas yra tas, kad silicio plokštelė patalpinta į oksidantų, tokių kaip deguonis arba vandens garai, atmosferą, kad būtų galima termiškai apdoroti aukštoje temperatūroje (800–1200 ℃), o silicio plokštelės paviršiuje vyksta cheminė reakcija, kad susidarytų oksido plėvelė. (SiO2 plėvelė).

SiO2 plėvelė plačiai naudojama puslaidininkių gamybos procesuose dėl didelio kietumo, aukštos lydymosi temperatūros, gero cheminio stabilumo, geros izoliacijos, mažo šiluminio plėtimosi koeficiento ir proceso galimybių.

Silicio oksido vaidmuo:

1. Prietaiso apsauga ir izoliacija, paviršiaus pasyvavimas. SiO2 pasižymi kietumo ir gero tankio savybėmis, kurios gali apsaugoti silicio plokštelę nuo įbrėžimų ir pažeidimų gamybos proceso metu.

2. Vartų oksido dielektrikas. SiO2 turi didelį dielektrinį stiprumą ir didelę varžą, gerą stabilumą ir gali būti naudojama kaip dielektrinė medžiaga MOS technologijos vartų oksido struktūrai.

3. Dopingo barjeras. SiO2 gali būti naudojamas kaip kaukės barjerinis sluoksnis difuzijos, jonų implantavimo ir ėsdinimo procesuose.

4. Pagalvėlės oksido sluoksnis. Sumažinkite įtampą tarp silicio nitrido ir silicio.

5. Įpurškimo buferinis sluoksnis. Sumažinkite jonų implantacijos žalą ir kanalizacijos efektą.

6. Tarpsluoksnis dielektrikas. Naudojamas izoliacijai tarp laidžių metalo sluoksnių (sukurtas CVD metodu)

Terminės oksidacijos klasifikacija ir principas:

Pagal oksidacijos reakcijoje naudojamas dujas terminis oksidavimas gali būti skirstomas į sausą oksidaciją ir šlapią oksidaciją.

Sausoji deguonies oksidacija: Si+O2-->SiO2

Šlapioji deguonies oksidacija: Si+ H2O + O2-->SiO2 + H2

Vandens garų oksidacija (šlapias deguonis): Si + H2O -->SiO2 + H2

Sausai oksiduojant naudojamas tik grynas deguonis (O2), todėl oksido plėvelės augimo greitis yra lėtas. Jis daugiausia naudojamas plonoms plėvelėms formuoti ir gali sudaryti gero laidumo oksidus. Šlapioje oksidacijoje naudojamas ir deguonis (O2), ir labai tirpūs vandens garai (H2O). Todėl oksido plėvelė greitai auga ir suformuoja storesnę plėvelę. Tačiau, palyginti su sausąja oksidacija, drėgnos oksidacijos metu susidarančio oksido sluoksnio tankis yra mažas. Paprastai, esant tokiai pačiai temperatūrai ir laikui, oksido plėvelė, gauta drėgno oksidavimo būdu, yra maždaug 5–10 kartų storesnė nei oksido plėvelė, gauta sausuoju oksidavimu.