Oxidarea în procesarea semiconductoarelor

În fabricarea semiconductorilor, o gamă largă de substanțe chimice foarte reactive sunt implicate în diferite procese. Interacțiunea acestor substanțe poate duce la probleme precum scurtcircuite, mai ales atunci când intră în contact unele cu altele. Procesele de oxidare joacă un rol critic în prevenirea unor astfel de probleme prin crearea unui strat protector pe napolitană, cunoscut sub numele de strat de oxid, care acționează ca o barieră între diferite substanțe chimice.

Unul dintre obiectivele principale ale oxidării este formarea unui strat de dioxid de siliciu (SiO2) pe suprafața plachetei. Acest strat de SiO2, denumit adesea peliculă de sticlă, este foarte stabil și rezistent la pătrunderea altor substanțe chimice. De asemenea, previne fluxul de curent electric între circuite, asigurându-se că dispozitivul semiconductor funcționează corect. De exemplu, în MOSFET-uri (tranzistoare cu efect de câmp cu oxid de metal și semiconductor), poarta și canalul de curent sunt izolate de un strat subțire de oxid cunoscut sub numele de oxid de poartă. Acest strat de oxid este esențial pentru controlul fluxului de curent fără contact direct între poartă și canal.

secvența procesului semiconductor

Tipuri de procese de oxidare

Oxidare umedă

Oxidarea umedă implică expunerea plachetei la abur la temperatură înaltă (H2O). Această metodă se caracterizează prin viteza sa de oxidare rapidă, făcând-o ideală pentru aplicațiile în care este necesar un strat de oxid mai gros într-un timp relativ scurt. Prezența moleculelor de apă permite o oxidare mai rapidă, deoarece H2O are o masă moleculară mai mică decât alte gaze utilizate în mod obișnuit în procesele de oxidare.

Cu toate acestea, în timp ce oxidarea umedă este rapidă, are limitările sale. Stratul de oxid produs prin oxidarea umedă tinde să aibă uniformitate și densitate mai scăzute în comparație cu alte metode. În plus, procesul generează produse secundare, cum ar fi hidrogenul (H2), care uneori pot interfera cu etapele ulterioare ale procesului de fabricare a semiconductorilor. În ciuda acestor dezavantaje, oxidarea umedă rămâne o metodă utilizată pe scară largă pentru producerea de straturi de oxid mai groase.

Oxidare uscată

Oxidarea uscată utilizează oxigen la temperatură înaltă (O2), adesea combinat cu azot (N2), pentru a forma stratul de oxid. Viteza de oxidare în acest proces este mai lentă în comparație cu oxidarea umedă datorită masei moleculare mai mari de O2 în comparație cu H2O. Cu toate acestea, stratul de oxid format prin oxidare uscată este mai uniform și mai dens, ceea ce îl face ideal pentru aplicațiile în care este necesar un strat de oxid mai subțire, dar de calitate superioară.

Un avantaj cheie al oxidării uscate este absența subproduselor precum hidrogenul, asigurând un proces mai curat, care este mai puțin probabil să interfereze cu alte etape ale producției de semiconductori. Această metodă este potrivită în special pentru straturile subțiri de oxid utilizate în dispozitivele care necesită un control precis asupra grosimii și calității oxidului, cum ar fi oxizii de poartă pentru MOSFET.

Oxidarea radicalilor liberi

Metoda de oxidare a radicalilor liberi utilizează molecule de oxigen (O2) și hidrogen (H2) la temperatură înaltă pentru a crea un mediu chimic foarte reactiv. Acest proces funcționează la o viteză de oxidare mai lentă, dar stratul de oxid rezultat are o uniformitate și densitate excepționale. Temperatura ridicată implicată în proces duce la formarea de radicali liberi - specii chimice foarte reactive - care facilitează oxidarea.

Unul dintre avantajele majore ale oxidării radicalilor liberi este capacitatea sa de a oxida nu numai siliciul, ci și alte materiale, cum ar fi nitrura de siliciu (Si3N4), care este adesea folosită ca strat protector suplimentar în dispozitivele semiconductoare. Oxidarea radicalilor liberi este, de asemenea, foarte eficientă în oxidarea (100) plachete de siliciu, care au un aranjament atomic mai dens în comparație cu alte tipuri de plachete de siliciu.

Combinația dintre reactivitate ridicată și condiții de oxidare controlată în oxidarea radicalilor liberi are ca rezultat un strat de oxid care este superior atât în ​​ceea ce privește uniformitatea, cât și densitatea. Acest lucru îl face o alegere excelentă pentru aplicațiile care necesită straturi de oxid foarte fiabile și durabile, în special în dispozitivele semiconductoare avansate.

---

Semicorex oferă calitate înaltăPiese SiCpentru procesele de difuzie. Dacă aveți întrebări sau aveți nevoie de detalii suplimentare, vă rugăm să nu ezitați să ne contactați.

Numărul de telefon de contact +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com