Oksüdatsioon pooljuhtide töötlemisel

Pooljuhtide tootmises on erinevates protsessides kaasatud suur hulk väga reaktsioonivõimelisi kemikaale. Nende ainete koostoime võib põhjustada selliseid probleeme nagu lühised, eriti kui need puutuvad kokku. Oksüdatsiooniprotsessid mängivad selliste probleemide ärahoidmisel olulist rolli, luues vahvlile kaitsekihi, mida tuntakse oksiidikihina ja mis toimib barjäärina erinevate kemikaalide vahel.

Oksüdatsiooni üks peamisi eesmärke on moodustada vahvli pinnale ränidioksiidi (SiO2) kiht. See SiO2 kiht, mida sageli nimetatakse klaaskileks, on väga stabiilne ja vastupidav muude kemikaalide läbitungimisele. Samuti takistab see elektrivoolu liikumist ahelate vahel, tagades pooljuhtseadme nõuetekohase toimimise. Näiteks MOSFET-ides (metall-oksiid-pooljuht-väljatransistorid) on pais ja voolukanal isoleeritud õhukese oksiidikihiga, mida nimetatakse paisuoksiidiks. See oksiidikiht on oluline voolu juhtimiseks ilma värava ja kanali vahelise otsese kokkupuuteta.

pooljuhtprotsesside jada

Oksüdatsiooniprotsesside tüübid

Märg oksüdatsioon

Märgoksüdatsioon hõlmab vahvli kokkupuudet kõrge temperatuuriga auruga (H2O). Seda meetodit iseloomustab selle kiire oksüdatsioonikiirus, mis muudab selle ideaalseks rakendustes, kus on vaja suhteliselt lühikese aja jooksul paksemat oksiidikihti. Veemolekulide olemasolu võimaldab kiiremat oksüdatsiooni, kuna H2O molekulmass on väiksem kui teistel oksüdatsiooniprotsessides tavaliselt kasutatavatel gaasidel.

Kuigi märgoksüdatsioon on kiire, on sellel oma piirangud. Märgoksüdatsiooni teel toodetud oksiidikihi ühtlus ja tihedus kipub olema teiste meetoditega võrreldes madalam. Lisaks tekitab protsess kõrvalsaadusi, nagu vesinik (H2), mis võib mõnikord segada pooljuhtide valmistamise protsessi järgnevaid etappe. Nendele puudustele vaatamata jääb märgoksüdatsioon laialdaselt kasutatavaks meetodiks paksemate oksiidikihtide valmistamiseks.

Kuiv oksüdatsioon

Kuivoksüdeerimisel kasutatakse oksiidikihi moodustamiseks kõrgtemperatuurset hapnikku (O2), mida sageli kombineeritakse lämmastikuga (N2). Oksüdatsioonikiirus selles protsessis on märja oksüdatsiooniga võrreldes aeglasem, kuna O2 molekulmass on suurem kui H2O. Kuivoksüdatsioonil tekkiv oksiidikiht on aga ühtlasem ja tihedam, mistõttu on see ideaalne rakendusteks, kus on vaja õhemat, kuid kvaliteetsemat oksiidikihti.

Kuivoksüdatsiooni peamine eelis on kõrvalsaaduste, nagu vesinik, puudumine, mis tagab puhtama protsessi, mis vähem tõenäoliselt häirib pooljuhtide valmistamise teisi etappe. See meetod sobib eriti hästi õhukeste oksiidikihtide jaoks, mida kasutatakse seadmetes, mis nõuavad täpset kontrolli oksiidi paksuse ja kvaliteedi üle, näiteks MOSFETide paisoksiidides.

Vabade radikaalide oksüdatsioon

Vabade radikaalide oksüdatsiooni meetod kasutab kõrgel temperatuuril hapniku (O2) ja vesiniku (H2) molekule, et luua väga reaktsioonivõimeline keemiline keskkond. See protsess töötab aeglasema oksüdatsioonikiirusega, kuid saadud oksiidikihil on erakordne ühtlus ja tihedus. Protsessis osalev kõrge temperatuur põhjustab vabade radikaalide – väga reaktiivsete keemiliste ühendite – moodustumist, mis hõlbustavad oksüdatsiooni.

Vabade radikaalide oksüdatsiooni üks suuremaid eeliseid on selle võime oksüdeerida lisaks ränile ka muid materjale, nagu ränitriid (Si3N4), mida sageli kasutatakse pooljuhtseadmetes täiendava kaitsekihina. Vabade radikaalide oksüdatsioon on väga tõhus ka räniplaatide (100) oksüdeerimisel, millel on teist tüüpi räniplaatidega võrreldes tihedam aatomipaigutus.

Kõrge reaktsioonivõime ja kontrollitud oksüdatsioonitingimuste kombinatsioon vabade radikaalide oksüdatsioonis annab tulemuseks oksiidikihi, mis on parem nii ühtluse kui ka tiheduse poolest. See muudab selle suurepäraseks valikuks rakenduste jaoks, mis nõuavad väga töökindlaid ja vastupidavaid oksiidikihte, eriti täiustatud pooljuhtseadmetes.

---

Semicorex pakub kõrget kvaliteetiSiC osaddifusiooniprotsesside jaoks. Kui teil on küsimusi või vajate lisateavet, võtke meiega ühendust.

Kontakttelefon # +86-13567891907

E-post: sales@semicorex.com