Introduktionen till tre typer av oxidationsprocesser

Våtoxidation fungerar genom att kiselskivor exponeras för en högtemperaturvattenånga, vilket utlöser en kemisk reaktion mellan kisel och ångan för att bilda kiseldioxid (SiO₂). Denna process producerar oxidskikt med låg enhetlighet och densitet och producerar oönskade biprodukter såsom H2, som vanligtvis inte används i kärnprocessen. Detta beror på att tillväxthastigheten för oxidfilmen är snabbare eftersom vattenångans reaktivitet är högre än för rent syre. Därför används våtoxidation vanligtvis inte i kärnprocesserna för halvledartillverkning.oblat, vilket orsakar en kemisk reaktion mellan kisel och oxidanterna för att bilda en skyddande kiseldioxidfilm (SiO2).

Tre typer av oxidationsprocesser

1. Torr oxidation:

I torr oxidationsprocessen utsätts wafers för en högtemperaturmiljö berikad med ren O₂ för oxidation. Torr oxidation fortskrider långsamt eftersom syremolekyler är tyngre än vattenmolekyler. Det är dock fördelaktigt för framställning av tunna, högkvalitativa oxidskikt eftersom denna långsammare hastighet möjliggör en mer exakt kontroll över filmens tjocklek. Denna process kan producera en homogen SiO2-film med hög densitet utan att producera oönskade biprodukter som väte. Den är lämplig för produktion av tunna oxidskikt i enheter som kräver exakt kontroll över oxidtjocklek och kvalitet, såsom MOSFET-gateoxider.

2. Våtoxidation:

Våtoxidation fungerar genom att kiselskivor exponeras för en högtemperaturvattenånga, vilket utlöser en kemisk reaktion mellan kisel och ångan för att bilda kiseldioxid (SiO₂). Denna process producerar oxidskikt med låg enhetlighet och densitet och producerar oönskade biprodukter såsom H2, som vanligtvis inte används i kärnprocessen. Detta beror på att tillväxthastigheten för oxidfilmen är snabbare eftersom vattenångans reaktivitet är högre än för rent syre. Därför används våtoxidation vanligtvis inte i kärnprocesserna för halvledartillverkning.

3. Radikal oxidation:  

I radikaloxidationsprocessen värms kiselskivan till en hög temperatur, vid vilken punkt syreatomer och vätemolekyler kombineras för att bilda högaktiva fria radikaler. Dessa gaser reagerar med kiselskivan för att bilda en SiO2-film.

Dess framstående fördel är hög reaktivitet: den kan bilda enhetliga filmer i svåråtkomliga områden (t.ex. rundade hörn) och på material med låg reaktivitet (t.ex. kiselnitrid). Detta gör den väl lämpad för tillverkning av komplexa strukturer som 3D-halvledare som kräver mycket enhetliga, högkvalitativa oxidfilmer.