Pengoksidaan dalam Pemprosesan Semikonduktor

Dalam pembuatan semikonduktor, pelbagai jenis bahan kimia yang sangat reaktif terlibat dalam pelbagai proses. Interaksi bahan ini boleh membawa kepada isu seperti litar pintas, terutamanya apabila ia bersentuhan antara satu sama lain. Proses pengoksidaan memainkan peranan penting dalam mencegah masalah sedemikian dengan mencipta lapisan pelindung pada wafer, yang dikenali sebagai lapisan oksida, yang bertindak sebagai penghalang antara bahan kimia yang berbeza.

Salah satu matlamat utama pengoksidaan adalah untuk membentuk lapisan silikon dioksida (SiO2) pada permukaan wafer. Lapisan SiO2 ini, sering dirujuk sebagai filem kaca, sangat stabil dan tahan terhadap penembusan oleh bahan kimia lain. Ia juga menghalang pengaliran arus elektrik antara litar, memastikan peranti semikonduktor berfungsi dengan baik. Sebagai contoh, dalam MOSFET (transistor kesan medan logam-oksida-semikonduktor), get dan saluran semasa diasingkan oleh lapisan oksida nipis yang dikenali sebagai oksida get. Lapisan oksida ini penting untuk mengawal aliran arus tanpa sentuhan terus antara pintu dan saluran.

urutan proses semikonduktor

Jenis Proses Pengoksidaan

Pengoksidaan Basah

Pengoksidaan basah melibatkan pendedahan wafer kepada wap suhu tinggi (H2O). Kaedah ini dicirikan oleh kadar pengoksidaan yang cepat, menjadikannya sesuai untuk aplikasi di mana lapisan oksida yang lebih tebal diperlukan dalam masa yang agak singkat. Kehadiran molekul air membolehkan pengoksidaan yang lebih cepat kerana H2O mempunyai jisim molekul yang lebih kecil daripada gas lain yang biasa digunakan dalam proses pengoksidaan.

Walau bagaimanapun, walaupun pengoksidaan basah adalah pantas, ia mempunyai hadnya. Lapisan oksida yang dihasilkan oleh pengoksidaan basah cenderung mempunyai keseragaman dan ketumpatan yang lebih rendah berbanding kaedah lain. Selain itu, proses tersebut menghasilkan produk sampingan seperti hidrogen (H2), yang kadangkala boleh mengganggu langkah seterusnya dalam proses fabrikasi semikonduktor. Walaupun terdapat kelemahan ini, pengoksidaan basah kekal sebagai kaedah yang digunakan secara meluas untuk menghasilkan lapisan oksida yang lebih tebal.

Pengoksidaan Kering

Pengoksidaan kering menggunakan oksigen suhu tinggi (O2), selalunya digabungkan dengan nitrogen (N2), untuk membentuk lapisan oksida. Kadar pengoksidaan dalam proses ini adalah lebih perlahan berbanding dengan pengoksidaan basah kerana jisim molekul O2 yang lebih tinggi berbanding dengan H2O. Walau bagaimanapun, lapisan oksida yang dibentuk oleh pengoksidaan kering adalah lebih seragam dan lebih padat, yang menjadikannya sesuai untuk aplikasi di mana lapisan oksida yang lebih nipis tetapi berkualiti tinggi diperlukan.

Kelebihan utama pengoksidaan kering ialah ketiadaan produk sampingan seperti hidrogen, memastikan proses yang lebih bersih yang kurang berkemungkinan mengganggu peringkat lain pembuatan semikonduktor. Kaedah ini amat sesuai untuk lapisan oksida nipis yang digunakan dalam peranti yang memerlukan kawalan tepat ke atas ketebalan dan kualiti oksida, seperti dalam oksida gerbang untuk MOSFET.

Pengoksidaan Radikal Bebas

Kaedah pengoksidaan radikal bebas menggunakan molekul oksigen (O2) dan hidrogen (H2) suhu tinggi untuk mewujudkan persekitaran kimia yang sangat reaktif. Proses ini beroperasi pada kadar pengoksidaan yang lebih perlahan, tetapi lapisan oksida yang terhasil mempunyai keseragaman dan ketumpatan yang luar biasa. Suhu tinggi yang terlibat dalam proses membawa kepada pembentukan radikal bebas—spesies kimia yang sangat reaktif—yang memudahkan pengoksidaan.

Salah satu faedah utama pengoksidaan radikal bebas ialah keupayaannya untuk mengoksidakan bukan sahaja silikon tetapi juga bahan lain seperti silikon nitrida (Si3N4), yang sering digunakan sebagai lapisan pelindung tambahan dalam peranti semikonduktor. Pengoksidaan radikal bebas juga sangat berkesan dalam mengoksidakan (100) wafer silikon, yang mempunyai susunan atom yang lebih tumpat berbanding dengan jenis wafer silikon yang lain.

Gabungan kereaktifan tinggi dan keadaan pengoksidaan terkawal dalam pengoksidaan radikal bebas menghasilkan lapisan oksida yang lebih unggul dari segi keseragaman dan ketumpatan. Ini menjadikannya pilihan yang sangat baik untuk aplikasi yang memerlukan lapisan oksida yang sangat boleh dipercayai dan tahan lama, terutamanya dalam peranti semikonduktor termaju.

---

Semicorex menawarkan kualiti tinggibahagian SiCuntuk proses difusi. Jika anda mempunyai sebarang pertanyaan atau memerlukan butiran tambahan, sila jangan teragak-agak untuk menghubungi kami.

Hubungi # telefon +86-13567891907

E-mel: sales@semicorex.com