Введение в три типа процессов окисления

Процесс окисления относится к процессу передачи окислителей (таких как кислород, водяной пар) и тепловой энергии на кремний.вафли, вызывая химическую реакцию между кремнием и окислителями с образованием защитной пленки диоксида кремния (SiO₂).

Три типа процессов окисления

1. Сухое окисление:

В процессе сухого окисления пластины подвергаются воздействию высокотемпературной среды, обогащенной чистым O₂ для окисления. Сухое окисление протекает медленно, поскольку молекулы кислорода тяжелее молекул воды. Однако это выгодно для производства тонких высококачественных оксидных слоев, поскольку более низкая скорость позволяет более точно контролировать толщину пленки. Этот процесс позволяет получить однородную пленку SiO₂ высокой плотности без образования нежелательных побочных продуктов, таких как водород. Он подходит для производства тонких оксидных слоев в устройствах, требующих точного контроля толщины и качества оксида, таких как оксиды затвора МОП-транзисторов.

2. Мокрое окисление:

Мокрое окисление происходит путем воздействия на кремниевые пластины высокотемпературного водяного пара, что запускает химическую реакцию между кремнием и паром с образованием диоксида кремния (SiO₂). В результате этого процесса образуются оксидные слои с низкой однородностью и плотностью, а также образуются нежелательные побочные продукты, такие как H₂, которые обычно не используются в основном процессе. Это связано с тем, что скорость роста оксидной пленки выше, поскольку реакционная способность водяного пара выше, чем у чистого кислорода. Поэтому мокрое окисление обычно не используется в основных процессах производства полупроводников.

3. Радикальное окисление:  

В процессе радикального окисления кремниевая пластина нагревается до высокой температуры, после чего атомы кислорода и молекулы водорода объединяются, образуя высокоактивные свободнорадикальные газы. Эти газы реагируют с кремниевой пластиной, образуя пленку SiO₂.

Его выдающимся преимуществом является высокая реакционная способность: он может образовывать однородные пленки в труднодоступных местах (например, закругленные углы) и на материалах с низкой реакционной способностью (например, нитрид кремния). Это делает его хорошо подходящим для производства сложных структур, таких как 3D-полупроводники, для которых требуются однородные и высококачественные оксидные пленки.