Oxidationsprocess

Det mest grundläggande steget i alla processer är oxidationsprocessen. Oxidationsprocessen är att placera kiselskivan i en atmosfär av oxidanter som syre eller vattenånga för värmebehandling vid hög temperatur (800~1200 ℃), och en kemisk reaktion sker på kiselskivans yta för att bilda en oxidfilm (SiO2-film).

SiO2-film används ofta i halvledartillverkningsprocesser på grund av dess höga hårdhet, höga smältpunkt, goda kemiska stabilitet, bra isolering, liten värmeutvidgningskoefficient och processgenomförbarhet.

Silikonoxidens roll:

1. Enhetsskydd och isolering, ytpassivering. SiO2 har egenskaperna hårdhet och god densitet, vilket kan skydda kiselskivan från repor och skador under tillverkningsprocessen.

2. Gate oxid dielektrikum. SiO2 har hög dielektrisk hållfasthet och hög resistivitet, god stabilitet och kan användas som ett dielektriskt material för MOS-teknologins gateoxidstruktur.

3. Dopingspärr. SiO2 kan användas som ett maskbarriärskikt i diffusions-, jonimplantations- och etsningsprocesser.

4. Vaddoxidskikt. Minska spänningen mellan kiselnitrid och kisel.

5. Injektionsbuffertskikt. Minska skador på jonimplantation och kanaleffekt.

6. Dielektrikum mellan skikt. Används för isolering mellan ledande metallskikt (genererad med CVD-metoden)

Klassificering och princip för termisk oxidation:

Beroende på vilken gas som används i oxidationsreaktionen kan termisk oxidation delas in i torr oxidation och våt oxidation.

Torr syreoxidation: Si+O2-->SiO2

Våt syreoxidation: Si+ H2O + O2-->SiO2 + H2

Vattenångaoxidation (vått syre): Si + H2O -->SiO2 + H2

Torr oxidation använder endast rent syre (O2), så tillväxthastigheten för oxidfilmen är långsam. Det används främst för att bilda tunna filmer och kan bilda oxider med god ledningsförmåga. Våtoxidation använder både syre (O2) och mycket löslig vattenånga (H2O). Därför växer oxidfilmen snabbt och bildar en tjockare film. Jämfört med torr oxidation är dock densiteten hos oxidskiktet som bildas av våtoxidation låg. I allmänhet, vid samma temperatur och tid, är oxidfilmen som erhålls genom våtoxidation cirka 5 till 10 gånger tjockare än oxidfilmen som erhålls genom torroxidation.