Procesul de oxidare

Etapa cea mai de bază a tuturor proceselor este procesul de oxidare. Procesul de oxidare este plasarea plachetei de siliciu într-o atmosferă de oxidanți, cum ar fi oxigenul sau vaporii de apă, pentru tratament termic la temperatură înaltă (800 ~ 1200 ℃), iar pe suprafața plachetei de siliciu are loc o reacție chimică pentru a forma o peliculă de oxid. (film de SiO2).

Filmul de SiO2 este utilizat pe scară largă în procesele de fabricație a semiconductoarelor datorită durității sale ridicate, punctului de topire ridicat, stabilității chimice bune, izolației bune, coeficientului mic de dilatare termică și fezabilității procesului.

Rolul oxidului de siliciu:

1. Protecția și izolarea dispozitivului, pasivarea suprafeței. SiO2 are caracteristicile de duritate și densitate bună, care pot proteja placa de siliciu de zgârieturi și deteriorare în timpul procesului de fabricație.

2. Dielectric de oxid de poartă. SiO2 are rezistență dielectrică ridicată și rezistivitate ridicată, stabilitate bună și poate fi utilizat ca material dielectric pentru structura de oxid de poartă a tehnologiei MOS.

3. Bariera antidoping. SiO2 poate fi utilizat ca strat de barieră de mască în procesele de difuzie, implantare ionică și gravare.

4. Pad strat de oxid. Reduceți stresul dintre nitrura de siliciu și siliciu.

5. Strat tampon de injecție. Reduceți daunele de implantare ionică și efectul de canalizare.

6. Dielectric interstrat. Folosit pentru izolarea între straturile metalice conductoare (generat prin metoda CVD)

Clasificarea și principiul oxidării termice:

În funcție de gazul utilizat în reacția de oxidare, oxidarea termică poate fi împărțită în oxidare uscată și oxidare umedă.

Oxidarea oxigenului uscat: Si+O2-->SiO2

Oxidarea umedă a oxigenului: Si+ H2O + O2-->SiO2 + H2

Oxidarea vaporilor de apă (oxigen umed): Si + H2O -->SiO2 + H2

Oxidarea uscată folosește doar oxigen pur (O2), astfel încât rata de creștere a filmului de oxid este lentă. Este folosit în principal pentru a forma pelicule subțiri și poate forma oxizi cu o conductivitate bună. Oxidarea umedă folosește atât oxigen (O2), cât și vapori de apă foarte solubili (H2O). Prin urmare, pelicula de oxid crește rapid și formează o peliculă mai groasă. Cu toate acestea, în comparație cu oxidarea uscată, densitatea stratului de oxid format prin oxidarea umedă este scăzută. În general, la aceeași temperatură și timp, pelicula de oxid obținută prin oxidare umedă este de aproximativ 5 până la 10 ori mai groasă decât pelicula de oxid obținută prin oxidare uscată.