Pangunahing Uri ng Thermal Oxidation

Sa high-end na semiconductor device fabrication, ang mga SiO₂ film ay karaniwang nabubuo sa pamamagitan ng mga proseso ng oksihenasyon para sa substrate surface treatment, at ang kanilang mga karaniwang aplikasyon ay kinabibilangan ng dopant barrier layer, surface insulation layer, gate oxide layer, field oxides at sacrificial oxides. Bilang mga pangunahing proseso sa paggawa ng wafer, batay sa kapaligiran ng oksihenasyon, ang thermal oxidation ay inuri sa dry oxidation, wet oxygen oxidation at steam oxidation.

Dry Oxidation

Ang dry oxidation ay ginagawa sa pamamagitan ng pagpasok ng dalisay at tuyo na oxygen sa reaction chamber. Sa mataas na temperatura, ang mga molekula ng oxygen ay tumutugon sa mga atomo ng silikon sa ibabaw ng wafer upang bumuo ng isang paunang layer ng SiO₂, na humaharang sa direktang kontak sa pagitan ng mga molekula ng oxygen at ibabaw ng silikon. Sa kasunod na proseso ng oksihenasyon, ang mga molekula ng oxygen ay dapat magkalat sa umiiral na layer ng SiO₂ upang maabot ang interface ng Si/SiO₂ para sa karagdagang reaksyon. Para sa kadahilanang ito, ang interface ng Si/SiO₂ ay patuloy na nagbabago, na nagreresulta sa hindi kumpletong SiOₓ sa pagitan ng panghuling layer ng oxide at substrate, na humahantong sa pagbuo ng mga estado ng interface. Ang SiO₂ layer na nabuo sa pamamagitan ng dry oxidation ay nagtatampok ng siksik na istraktura, superior uniformity at mahusay na process repeatability. Ang mga ito ay matatag na nagbubuklod sa non-polar photoresist, pinipigilan ang photoresist na pagbabalat at tinitiyak ang mahusay na resolusyon ng lithography, na ginagawa silang pinakamahusay na pagpipilian para sa mga layer ng oxide na nakikipag-ugnay sa photoresist.

Ang chlorine-doped oxidation ay isang variant ng dry oxidation. Sa panahon ng proseso, ang isang maliit na halaga ng chlorine-containing gaseous compounds tulad ng chlorine gas, hydrogen chloride, trichlorethylene o trichloroethane ay idinagdag sa dry oxygen. Ang klorin ay isinasama sa layer ng oxide at naipon malapit sa interface ng SiO₂/Si. Kinulong nito ang mga mobile ions (hal. sodium ions) at dini-deactivate ang mga ito. Samantala, ang chlorine ay bumubuo ng mga Cl-Si-O complex sa interface, na nagne-neutralize sa mga singil sa interface at pinupuno ang mga bakanteng oxygen. Binabawasan nito ang density ng estado ng interface at pinapaliit ang mga depekto sa loob ng SiO₂ film. Sa mataas na temperatura, ang chlorine ay tumutugon sa mga impurities na naipon sa mga pangmatagalang ginagamit na oxidation furnace upang bumuo ng mga pabagu-bagong compound na naubos na sa labas ng silid. Kaya naman binabawasan ng chlorine-doped oxidation ang mga impurities sa silicon, pinapababa ang mga recombination center at pinapataas ang buhay ng minority carrier.

Oksihenasyon ng singaw

Ang steam oxidation ay gumagamit ng singaw ng tubig sa loob ng reaction chamber. Ang singaw ng tubig ay nabuo mula sa high-purity deionized na tubig o ang combustion reaction ng hydrogen at oxygen gas. Sa mataas na temperatura, ang singaw ng tubig ay tumutugon sa silikon sa ibabaw ng wafer upang mabuo ang paunang SiO₂ layer. Ang mga molekula ng tubig ay unang tumutugon sa ibabaw ng SiO₂ upang bumuo ng mga grupong silanol (Si-OH). Ang mga pangkat na ito ay nagkakalat sa pamamagitan ng oxide layer sa SiO₂/Si interface at patuloy na tumutugon sa mga atomo ng silikon. Karamihan sa nabuong hydrogen ay lumalabas mula sa interface, habang ang isang bahagi ay pinagsama sa oxygen upang bumuo ng mga hydroxyl group (-OH).

Ang SiO₂ film na ginawa ng steam oxidation ay may silanol structure na may non-bridging oxygen atoms, kung saan ang bawat oxygen atom ay nagbubuklod sa isang silicon atom lamang. Ang ganitong mga oxide film ay hindi gaanong siksik at may mahinang proseso ng repeatability. Ang mga hydroxyl group ay madaling sumipsip ng moisture at ginagawang polar ang film, na humahantong sa mahinang pagdirikit na may non-polar photoresist at madalas na photoresist lifting. Dahil sa maluwag na istraktura nito, ang steam oxidation ay nagpapatuloy nang mas mabilis kaysa sa dry oxidation.

Wet Oxygen Oxidation

Para sa wet oxygen oxidation, ang oxygen gas ay dumadaan sa pinainit na high-purity deionized na tubig bago pumasok sa reaction chamber, upang ang oxygen ay nagdadala ng isang tiyak na konsentrasyon ng water vapor. Ang nilalaman ng singaw ng tubig ay tinutukoy ng temperatura at rate ng daloy ng gas. Pinagsasama ng prosesong ito ang mga katangian ng dry oxidation at steam oxidation. Ang rate ng oksihenasyon nito ay mas mataas kaysa sa dry oxidation ngunit mas mababa kaysa sa steam oxidation. Sa mga tuntunin ng kalidad ng pelikula, ang wet oxygen oxidation ay mas mababa sa dry oxidation ngunit mas mataas kaysa sa steam oxidation.

Nag-aalok ang Semicorex ng mataas na kalidadmga bangkang kuwartsatmga tubong kuwartspara sa mga proseso ng thermal oxidation. Kung mayroon kang anumang mga katanungan o kailangan ng karagdagang mga detalye, mangyaring huwag mag-atubiling makipag-ugnayan sa amin.

Makipag-ugnayan sa telepono # +86-13567891907

Email: sales@semicorex.com