Uvod v tri vrste oksidacijskih procesov

Oksidacijski proces se nanaša na proces zagotavljanja oksidantov (kot so kisik, vodna para) in toplotne energije na silicijunapolitanke, kar povzroči kemično reakcijo med silicijem in oksidanti, da nastane zaščitni film silicijevega dioksida (SiO₂).

Tri vrste oksidacijskih procesov

1. Suha oksidacija:

V postopku suhe oksidacije so rezine za oksidacijo izpostavljene visokotemperaturnemu okolju, obogatenemu s čistim O₂. Suha oksidacija poteka počasi, ker so molekule kisika težje od molekul vode. Vendar pa je ugoden za proizvodnjo tankih, visokokakovostnih oksidnih plasti, ker ta počasnejša hitrost omogoča natančnejši nadzor nad debelino filma. Ta postopek lahko proizvede homogen SiO₂ film z visoko gostoto, ne da bi proizvedel nezaželene stranske produkte, kot je vodik. Primeren je za izdelavo tankih oksidnih plasti v napravah, ki zahtevajo natančen nadzor nad debelino in kakovostjo oksida, kot so oksidi MOSFET vrat.

2. Mokra oksidacija:

Mokra oksidacija deluje tako, da silicijeve rezine izpostavimo visokotemperaturni vodni pari, ki sproži kemično reakcijo med silicijem in paro, da nastane silicijev dioksid (SiO₂). Ta postopek proizvaja oksidne plasti z nizko enakomernostjo in gostoto ter proizvaja neželene stranske produkte, kot je H₂, ki se običajno ne uporabljajo v procesu jedra. To je zato, ker je stopnja rasti oksidnega filma hitrejša, ker je reaktivnost vodne pare večja kot reaktivnost čistega kisika. Zato se mokra oksidacija običajno ne uporablja v osnovnih procesih proizvodnje polprevodnikov.

3.Radikalna oksidacija:  

V procesu radikalne oksidacije se silicijeva rezina segreje na visoko temperaturo, pri kateri se atomi kisika in vodikove molekule združijo v visoko aktivne pline prostih radikalov. Ti plini reagirajo s silicijevo rezino in tvorijo film SiO₂.

Njegova izjemna prednost je visoka reaktivnost: lahko tvori enotne filme na težko dostopnih mestih (npr. zaobljeni vogali) in na materialih z nizko reaktivnostjo (npr. silicijev nitrid). Zaradi tega je zelo primeren za izdelavo kompleksnih struktur, kot so 3D-polprevodniki, ki zahtevajo zelo enotne, visokokakovostne oksidne filme.