Huvudtyper av termisk oxidation

Vid tillverkning av avancerade halvledaranordningar bildas SiO2-filmer vanligtvis via oxidationsprocesser för ytbehandling av substrat, och deras vanliga tillämpningar inkluderar dopningsbarriärskikt, ytisoleringsskikt, grindoxidskikt, fältoxider och offeroxider. Som kärnprocesser i wafertillverkning, baserad på oxidationsatmosfären, klassificeras termisk oxidation i torr oxidation, våt syreoxidation och ångoxidation.

Torr oxidation

Torr oxidation utförs genom att införa rent och torrt syre i reaktionskammaren. Vid höga temperaturer reagerar syremolekyler med kiselatomer på skivans yta för att bilda ett initialt SiO2-skikt, vilket blockerar direktkontakt mellan syremolekyler och kiselytan. I den efterföljande oxidationsprocessen måste syremolekyler diffundera genom det befintliga SiO2-skiktet för att nå Si/SiO2-gränsytan för vidare reaktion. Av denna anledning förändras Si/SiO2-gränssnittet konstant, vilket resulterar i ofullständig SiO^ mellan det slutliga oxidskiktet och substratet, vilket ytterligare leder till bildandet av gränssnittstillstånd. SiO2-skiktet som bildas genom torr oxidation har en tät struktur, överlägsen enhetlighet och utmärkt processupprepbarhet. De binder fast med opolär fotoresist, förhindrar fotoresistflossning och säkerställer stor litografisk upplösning, vilket gör dem till det bästa valet för fotoresist-kontaktande oxidskikt.

Klordopad oxidation är en variant av torroxidation. Under processen tillsätts en liten mängd klorhaltiga gasformiga föreningar såsom klorgas, väteklorid, trikloretylen eller trikloretan till torrt syre. Klor införlivas i oxidskiktet och ackumuleras nära SiO2/Si-gränsytan. Den fångar mobila joner (t.ex. natriumjoner) och inaktiverar dem. Samtidigt bildar klor Cl-Si-O-komplex vid gränsytan, som neutraliserar gränssnittsladdningar och fyller syrevakanser. Detta minskar gränssnittstillståndstätheten och minimerar defekter i SiO2-filmen. Vid höga temperaturer reagerar klor med föroreningar som samlats i långtidsanvända oxidationsugnar för att bilda flyktiga föreningar som släpps ut ur kammaren. Klordopad oxidation minskar således föroreningar i kisel, sänker rekombinationscentra och ökar minoritetsbärarens livslängd.

Ångoxidation

Ångoxidation använder vattenånga inuti reaktionskammaren. Vattenångan genereras från högrent avjoniserat vatten eller förbränningsreaktionen av väte och syrgas. Vid höga temperaturer reagerar vattenånga med kisel på skivans yta för att bilda det initiala SiO2-skiktet. Vattenmolekyler reagerar först med ytan SiO2 för att bilda silanolgrupper (Si-OH). Dessa grupper diffunderar genom oxidskiktet till SiO2/Si-gränsytan och fortsätter att reagera med kiselatomer. Det mesta av det genererade vätet försvinner från gränsytan, medan en del kombineras med syre för att bilda hydroxylgrupper (-OH).

SiO2-filmen som produceras genom ångoxidation har en silanolstruktur med icke-överbryggande syreatomer, där varje syreatom binder till endast en kiselatom. Sådana oxidfilmer är mindre täta och har dålig processupprepningsbarhet. Hydroxylgrupperna absorberar lätt fukt och gör filmen polär, vilket leder till dålig vidhäftning med opolär fotoresist och frekvent lyft av fotoresist. På grund av sin lösa struktur, fortskrider ångoxidation mycket snabbare än torr oxidation.

Våt syreoxidation

För våt syreoxidation passerar syrgas genom uppvärmt högrent avjoniserat vatten innan det kommer in i reaktionskammaren, så att syret bär en viss koncentration av vattenånga. Vattenånghalten bestäms av temperatur och gasflöde. Denna process kombinerar egenskaperna hos torr oxidation och ångoxidation. Dess oxidationshastighet är högre än torr oxidation men lägre än ångoxidation. När det gäller filmkvalitet är våt syreoxidation sämre än torroxidation men överlägsen ångoxidation.

Semicorex erbjuder hög kvalitetkvartsbåtarochkvartsrörför termiska oxidationsprocesser. Om du har några frågor eller behöver ytterligare information, tveka inte att kontakta oss.

Kontakta telefonnummer +86-13567891907

E-post: sales@semicorex.com