Вступ до трьох типів процесів окислення

Процес окислення означає процес виділення окислювачів (таких як кисень, водяна пара) і теплової енергії на кремній.вафлі, викликаючи хімічну реакцію між кремнієм і окислювачами з утворенням захисної плівки діоксиду кремнію (SiO₂).

Три типи процесів окислення

1. Сухе окислення:

У процесі сухого окислення пластини піддаються впливу високотемпературного середовища, збагаченого чистим O₂ для окислення. Сухе окислення відбувається повільно, тому що молекули кисню важчі за молекули води. Однак це вигідно для виробництва тонких високоякісних шарів оксиду, оскільки ця менша швидкість дозволяє точніше контролювати товщину плівки. Цей процес може створити однорідну плівку SiO₂ високої щільності без утворення небажаних побічних продуктів, таких як водень. Він підходить для виробництва тонких оксидних шарів у пристроях, які вимагають точного контролю товщини та якості оксиду, таких як оксиди затвора MOSFET.

2.Вологе окислення:

Вологе окислення відбувається шляхом впливу на кремнієві пластини високотемпературної водяної пари, яка запускає хімічну реакцію між кремнієм і парою з утворенням діоксиду кремнію (SiO₂). Цей процес створює оксидні шари з низькою рівномірністю та щільністю та виробляє небажані побічні продукти, такі як H₂, які зазвичай не використовуються в основному процесі. Це тому, що швидкість росту оксидної плівки є швидшою, оскільки реакційна здатність водяної пари вища, ніж реакційна здатність чистого кисню. Тому мокре окислення зазвичай не використовується в основних процесах виробництва напівпровідників.

3. Радикальне окислення:  

У процесі радикального окислення кремнієва пластина нагрівається до високої температури, у цей момент атоми кисню та молекули водню об’єднуються, утворюючи високоактивні вільні радикальні гази. Ці гази реагують із кремнієвою пластиною, утворюючи плівку SiO₂.

Його перевагою є висока реакційна здатність: він може утворювати однорідні плівки у важкодоступних місцях (наприклад, закруглені кути) і на матеріалах з низькою реакційною здатністю (наприклад, нітрид кремнію). Це робить його добре придатним для виготовлення складних структур, таких як 3D-напівпровідники, які вимагають однорідних високоякісних оксидних плівок.