Proses Pengoksidaan

Peringkat paling asas dari semua proses ialah proses pengoksidaan. Proses pengoksidaan adalah untuk meletakkan wafer silikon dalam suasana pengoksidaan seperti oksigen atau wap air untuk rawatan haba suhu tinggi (800~1200 ℃), dan tindak balas kimia berlaku pada permukaan wafer silikon untuk membentuk filem oksida. (filem SiO2).

Filem SiO2 digunakan secara meluas dalam proses pembuatan semikonduktor kerana kekerasannya yang tinggi, takat lebur yang tinggi, kestabilan kimia yang baik, penebat yang baik, pekali pengembangan haba yang kecil, dan kebolehlaksanaan proses.

Peranan silikon oksida:

1. Perlindungan peranti dan pengasingan, pempasifan permukaan. SiO2 mempunyai ciri-ciri kekerasan dan ketumpatan yang baik, yang boleh melindungi wafer silikon daripada calar dan kerosakan semasa proses pembuatan.

2. Gerbang oksida dielektrik. SiO2 mempunyai kekuatan dielektrik yang tinggi dan kerintangan yang tinggi, kestabilan yang baik, dan boleh digunakan sebagai bahan dielektrik untuk struktur gerbang oksida teknologi MOS.

3. Penghalang doping. SiO2 boleh digunakan sebagai lapisan penghalang topeng dalam proses penyebaran, implantasi ion, dan etsa.

4. Lapisan pad oksida. Kurangkan tegasan antara silikon nitrida dan silikon.

5. Lapisan penimbal suntikan. Mengurangkan kerosakan implantasi ion dan kesan penyaluran.

6. Dielektrik interlayer. Digunakan untuk penebat antara lapisan logam konduktif (dihasilkan oleh kaedah CVD)

Klasifikasi dan prinsip pengoksidaan haba:

Menurut gas yang digunakan dalam tindak balas pengoksidaan, pengoksidaan terma boleh dibahagikan kepada pengoksidaan kering dan pengoksidaan basah.

Pengoksidaan oksigen kering: Si+O2-->SiO2

Pengoksidaan oksigen basah: Si+ H2O + O2-->SiO2 + H2

Pengoksidaan wap air (oksigen basah): Si + H2O -->SiO2 + H2

Pengoksidaan kering hanya menggunakan oksigen tulen (O2), jadi kadar pertumbuhan filem oksida adalah perlahan. Ia digunakan terutamanya untuk membentuk filem nipis dan boleh membentuk oksida dengan kekonduksian yang baik. Pengoksidaan basah menggunakan kedua-dua oksigen (O2) dan wap air yang sangat larut (H2O). Oleh itu, filem oksida tumbuh dengan cepat dan membentuk filem yang lebih tebal. Walau bagaimanapun, berbanding dengan pengoksidaan kering, ketumpatan lapisan oksida yang terbentuk oleh pengoksidaan basah adalah rendah. Secara amnya, pada suhu dan masa yang sama, filem oksida yang diperoleh melalui pengoksidaan basah adalah kira-kira 5 hingga 10 kali lebih tebal daripada filem oksida yang diperoleh melalui pengoksidaan kering.