Въведение в три вида окислителни процеси

Процесът на окисляване се отнася до процеса на осигуряване на окислители (като кислород, водна пара) и топлинна енергия върху силициявафли, причинявайки химическа реакция между силиция и окислителите, за да се образува защитен филм от силициев диоксид (SiO₂).

Три типа окислителни процеси

1. Сухо окисление:

При процеса на сухо окисляване, вафлите се подлагат на високотемпературна среда, обогатена с чист O₂ за окисление. Сухото окисление протича бавно, тъй като кислородните молекули са по-тежки от водните молекули. Въпреки това, това е предимство за производството на тънки, висококачествени оксидни слоеве, тъй като тази по-бавна скорост позволява по-прецизен контрол върху дебелината на филма. Този процес може да произведе хомогенен SiO₂ филм с висока плътност, без да произвежда нежелани странични продукти като водород. Подходящ е за производството на тънки оксидни слоеве в устройства, които изискват прецизен контрол върху дебелината и качеството на оксида, като оксиди на MOSFET gate.

2.Мокро окисление:

Мокрото окисление работи чрез излагане на силициеви пластини на високотемпературна водна пара, която задейства химическа реакция между силиций и пара за образуване на силициев диоксид (SiO₂). Този процес произвежда оксидни слоеве с ниска еднородност и плътност и произвежда нежелани странични продукти като H₂, които обикновено не се използват в основния процес. Това е така, защото скоростта на растеж на оксидния филм е по-бърза, тъй като реактивността на водните пари е по-висока от тази на чистия кислород. Следователно мокрото окисление обикновено не се използва в основните процеси на производството на полупроводници.

3.Радикално окисление:  

В процеса на радикално окисляване, силициевата пластина се нагрява до висока температура, при която кислородните атоми и водородните молекули се комбинират, за да образуват силно активни свободни радикални газове. Тези газове реагират със силиконовата пластина, за да образуват SiO₂ филм.

Неговото изключително предимство е високата реактивност: може да образува равномерни филми в труднодостъпни зони (напр. заоблени ъгли) и върху материали с ниска реактивност (напр. силициев нитрид). Това го прави много подходящ за производство на сложни структури като 3D полупроводници, които изискват силно еднородни, висококачествени оксидни филми.