Hovedtyper af termisk oxidation

Ved fremstilling af high-end halvlederenheder dannes SiO₂-film typisk via oxidationsprocesser til substratoverfladebehandling, og deres almindelige anvendelser omfatter doteringsbarrierelag, overfladeisoleringslag, gateoxidlag, feltoxider og offeroxider. Som kerneprocesserne i waferfremstilling, baseret på oxidationsatmosfæren, klassificeres termisk oxidation i tør oxidation, våd oxygenoxidation og dampoxidation.

Tør oxidation

Tøroxidation udføres ved at indføre rent og tørt oxygen i reaktionskammeret. Ved høje temperaturer reagerer oxygenmolekyler med siliciumatomer på waferoverfladen for at danne et initialt SiO2-lag, der blokerer for direkte kontakt mellem oxygenmolekyler og siliciumoverfladen. I den efterfølgende oxidationsproces skal oxygenmolekyler diffundere gennem det eksisterende SiO₂-lag for at nå Si/SiO₂-grænsefladen for yderligere reaktion. Af denne grund ændrer Si/SiO2-grænsefladen sig konstant, hvilket resulterer i ufuldstændig SiO1 mellem det endelige oxidlag og substrat, hvilket yderligere fører til dannelsen af ​​grænsefladetilstande. SiO2-laget dannet ved tør oxidation har en tæt struktur, overlegen ensartethed og fremragende gentagelighed. De binder sig fast med ikke-polær fotoresist, forhindrer fotoresistafskalning og sikrer stor litografiopløsning, hvilket gør dem til det bedste valg til fotoresist-kontaktende oxidlag.

Klor-doteret oxidation er en variant af tør oxidation. Under processen tilsættes en lille mængde klorholdige gasformige forbindelser såsom klorgas, hydrogenchlorid, trichlorethylen eller trichlorethan til tør oxygen. Klor inkorporeres i oxidlaget og akkumuleres nær SiO2/Si-grænsefladen. Det fanger mobile ioner (f.eks. natriumioner) og deaktiverer dem. I mellemtiden danner klor Cl-Si-O-komplekser ved grænsefladen, som neutraliserer grænsefladeladninger og udfylder ilttomheder. Dette reducerer grænsefladetilstandens tæthed og minimerer defekter i SiO₂-filmen. Ved høje temperaturer reagerer klor med urenheder akkumuleret i langtidsbrugte oxidationsovne for at danne flygtige forbindelser, der udtømmes af kammeret. Klor-doteret oxidation reducerer således urenheder i silicium, sænker rekombinationscentre og forlænger minoritetsbærerens levetid.

Dampoxidation

Dampoxidation udnytter vanddamp inde i reaktionskammeret. Vanddampen genereres fra højrent deioniseret vand eller forbrændingsreaktionen af ​​brint og oxygengas. Ved høje temperaturer reagerer vanddamp med silicium på waferoverfladen for at danne det indledende SiO2-lag. Vandmolekyler reagerer først med overfladen SiO2 for at danne silanolgrupper (Si-OH). Disse grupper diffunderer gennem oxidlaget til SiO2/Si-grænsefladen og fortsætter med at reagere med siliciumatomer. Det meste af det genererede hydrogen undslipper fra grænsefladen, mens en del kombineres med oxygen for at danne hydroxylgrupper (-OH).

SiO₂-filmen fremstillet ved dampoxidation har en silanolstruktur med ikke-brodannende oxygenatomer, hvor hvert oxygenatom binder sig til kun ét siliciumatom. Sådanne oxidfilm er mindre tætte og har dårlig procesgentagelighed. Hydroxylgrupperne absorberer let fugt og gør filmen polær, hvilket fører til dårlig vedhæftning med ikke-polær fotoresist og hyppig fotoresistløftning. På grund af dens løse struktur forløber dampoxidation meget hurtigere end tøroxidation.

Oxidation af våd ilt

Til våd iltoxidation passerer ilt gennem opvarmet højrent deioniseret vand, før det kommer ind i reaktionskammeret, således at ilten bærer en vis koncentration af vanddamp. Vanddampindholdet bestemmes af temperatur og gasstrømningshastighed. Denne proces kombinerer egenskaberne ved tør oxidation og dampoxidation. Dens oxidationshastighed er højere end tør oxidation, men lavere end dampoxidation. Med hensyn til filmkvalitet er våd iltoxidation ringere end tør oxidation, men overlegen i forhold til dampoxidation.

Semicorex tilbyder høj kvalitetkvartsbådeogkvartsrørtil termiske oxidationsprocesser. Hvis du har spørgsmål eller brug for yderligere detaljer, så tøv ikke med at kontakte os.

Kontakt telefon # +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com