Процес оксидације

Најосновнија фаза свих процеса је процес оксидације. Процес оксидације је да се силицијумска плочица стави у атмосферу оксиданата као што су кисеоник или водена пара за топлотну обраду на високим температурама (800~1200℃), а хемијска реакција се дешава на површини силицијумске плочице да би се формирао оксидни филм. (СиО2 филм).

СиО2 филм се широко користи у процесима производње полупроводника због своје високе тврдоће, високе тачке топљења, добре хемијске стабилности, добре изолације, малог коефицијента топлотног ширења и изводљивости процеса.

Улога силицијум оксида:

1. Заштита и изолација уређаја, пасивизација површине. СиО2 има карактеристике тврдоће и добре густине, што може заштитити силицијумску плочицу од огреботина и оштећења током процеса производње.

2. Диелектрик оксида капије. СиО2 има високу диелектричну чврстоћу и високу отпорност, добру стабилност и може се користити као диелектрични материјал за структуру оксида капије МОС технологије.

3. Допинг баријера. СиО2 се може користити као заштитни слој маске у процесима дифузије, имплантације јона и јеткања.

4. Слој оксида подлоге. Смањите стрес између силицијум нитрида и силицијума.

5. Пуферски слој за убризгавање. Смањите оштећење имплантације јона и ефекат каналисања.

6. Међуслојни диелектрик. Користи се за изолацију између проводних металних слојева (генерисано ЦВД методом)

Класификација и принцип термичке оксидације:

Према гасу који се користи у реакцији оксидације, термичка оксидација се може поделити на суву оксидацију и влажну оксидацију.

Оксидација сувог кисеоника: Си+О2-->СиО2

Влажна оксидација кисеоника: Си+ Х2О + О2-->СиО2 + Х2

Оксидација воденом паром (влажни кисеоник): Си + Х2О -->СиО2 + Х2

Сува оксидација користи само чисти кисеоник (О2), тако да је брзина раста оксидног филма спора. Углавном се користи за формирање танких филмова и може формирати оксиде са добром проводљивошћу. Влажна оксидација користи и кисеоник (О2) и високо растворљиву водену пару (Х2О). Због тога оксидни филм брзо расте и формира дебљи филм. Међутим, у поређењу са сувом оксидацијом, густина оксидног слоја формираног влажном оксидацијом је ниска. Генерално, при истој температури и времену, оксидни филм добијен влажном оксидацијом је око 5 до 10 пута дебљи од оксидног филма добијеног сувом оксидацијом.