Oksidasjonsprosess

Det mest grunnleggende stadiet i alle prosesser er oksidasjonsprosessen. Oksydasjonsprosessen er å plassere silisiumplaten i en atmosfære av oksidanter som oksygen eller vanndamp for høytemperatur varmebehandling (800~1200 ℃), og en kjemisk reaksjon skjer på overflaten av silisiumplaten for å danne en oksidfilm (SiO2-film).

SiO2-film er mye brukt i halvlederproduksjonsprosesser på grunn av sin høye hardhet, høye smeltepunkt, gode kjemiske stabilitet, god isolasjon, liten termisk ekspansjonskoeffisient og prosessgjennomførbarhet.

Rollen til silisiumoksid:

1. Enhetsbeskyttelse og isolasjon, overflatepassivering. SiO2 har egenskapene til hardhet og god tetthet, som kan beskytte silisiumplaten mot riper og skader under produksjonsprosessen.

2. Gate oksid dielektrisk. SiO2 har høy dielektrisk styrke og høy resistivitet, god stabilitet, og kan brukes som et dielektrisk materiale for gate-oksidstrukturen til MOS-teknologi.

3. Dopingsperre. SiO2 kan brukes som et maskebarrierelag i diffusjons-, ioneimplantasjons- og etseprosesser.

4. Pute oksidlag. Reduser spenningen mellom silisiumnitrid og silisium.

5. Injeksjonsbufferlag. Reduser ioneimplantasjonsskade og kanaliseringseffekt.

6. Mellomlags dielektrisk. Brukes til isolasjon mellom ledende metalllag (generert ved CVD-metoden)

Klassifisering og prinsipp for termisk oksidasjon:

I henhold til gassen som brukes i oksidasjonsreaksjonen, kan termisk oksidasjon deles inn i tørr oksidasjon og våt oksidasjon.

Tørr oksygenoksidasjon: Si+O2-->SiO2

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

Vanndampoksidasjon (våt oksygen): Si + H2O -->SiO2 + H2

Tørr oksidasjon bruker bare rent oksygen (O2), så veksthastigheten til oksidfilmen er langsom. Den brukes hovedsakelig til å danne tynne filmer og kan danne oksider med god ledningsevne. Våtoksidasjon bruker både oksygen (O2) og svært løselig vanndamp (H2O). Derfor vokser oksidfilmen raskt og danner en tykkere film. Sammenlignet med tørroksidasjon er imidlertid tettheten til oksidlaget dannet ved våtoksidasjon lav. Generelt, ved samme temperatur og tid, er oksidfilmen oppnådd ved våtoksidasjon omtrent 5 til 10 ganger tykkere enn oksidfilmen oppnådd ved tørroksidasjon.