Oksidacija pri obdelavi polprevodnikov

Pri proizvodnji polprevodnikov je v različne procese vključena široka paleta visoko reaktivnih kemikalij. Medsebojno delovanje teh snovi lahko povzroči težave, kot so kratki stiki, še posebej, če pridejo v stik ena z drugo. Oksidacijski procesi igrajo ključno vlogo pri preprečevanju takšnih težav z ustvarjanjem zaščitne plasti na rezini, znane kot oksidna plast, ki deluje kot pregrada med različnimi kemikalijami.

Eden od primarnih ciljev oksidacije je nastanek plasti silicijevega dioksida (SiO2) na površini rezine. Ta plast SiO2, pogosto imenovana steklena folija, je zelo stabilna in odporna na prodiranje drugih kemikalij. Prav tako preprečuje pretok električnega toka med vezji, kar zagotavlja pravilno delovanje polprevodniške naprave. Na primer, pri MOSFET-ih (metal-oxide-semiconductor field-effect tranzistors) sta vrata in tokovni kanal izolirana s tanko plastjo oksida, znano kot oksid vrat. Ta oksidna plast je bistvena za nadzor pretoka toka brez neposrednega stika med vrati in kanalom.

zaporedje polprevodniškega procesa

Vrste oksidacijskih procesov

Mokra oksidacija

Mokra oksidacija vključuje izpostavljanje rezine visokotemperaturni pari (H2O). Za to metodo je značilna visoka stopnja oksidacije, zaradi česar je idealna za aplikacije, kjer je potrebna debelejša oksidna plast v relativno kratkem času. Prisotnost vodnih molekul omogoča hitrejšo oksidacijo, saj ima H2O manjšo molekulsko maso kot drugi plini, ki se običajno uporabljajo v oksidacijskih procesih.

Čeprav je mokra oksidacija hitra, ima svoje omejitve. Oksidna plast, proizvedena z mokro oksidacijo, ima manjšo enakomernost in gostoto v primerjavi z drugimi metodami. Poleg tega postopek ustvarja stranske produkte, kot je vodik (H2), ki lahko včasih moti nadaljnje korake v procesu izdelave polprevodnikov. Kljub tem pomanjkljivostim ostaja mokra oksidacija pogosto uporabljena metoda za izdelavo debelejših oksidnih plasti.

Suha oksidacija

Suha oksidacija uporablja visokotemperaturni kisik (O2), pogosto v kombinaciji z dušikom (N2), da tvori oksidno plast. Hitrost oksidacije v tem procesu je počasnejša v primerjavi z mokro oksidacijo zaradi večje molekulske mase O2 v primerjavi s H2O. Vendar pa je oksidna plast, ki nastane s suho oksidacijo, bolj enotna in gosta, zaradi česar je idealna za aplikacije, kjer je potrebna tanjša, a kakovostnejša oksidna plast.

Ključna prednost suhe oksidacije je odsotnost stranskih produktov, kot je vodik, kar zagotavlja čistejši postopek, za katerega je manj verjetno, da bo motil druge stopnje proizvodnje polprevodnikov. Ta metoda je še posebej primerna za tanke oksidne plasti, ki se uporabljajo v napravah, ki zahtevajo natančen nadzor nad debelino in kakovostjo oksida, kot so oksidi vrat za MOSFET.

Oksidacija prostih radikalov

Metoda oksidacije prostih radikalov uporablja visokotemperaturne molekule kisika (O2) in vodika (H2) za ustvarjanje visoko reaktivnega kemičnega okolja. Ta proces poteka pri počasnejši stopnji oksidacije, vendar ima nastala oksidna plast izjemno enakomernost in gostoto. Visoka temperatura, vključena v proces, povzroči nastanek prostih radikalov - zelo reaktivnih kemičnih vrst -, ki olajšajo oksidacijo.

Ena glavnih prednosti oksidacije s prostimi radikali je njena sposobnost oksidacije ne le silicija, temveč tudi druge materiale, kot je silicijev nitrid (Si3N4), ki se pogosto uporablja kot dodatna zaščitna plast v polprevodniških napravah. Oksidacija s prostimi radikali je zelo učinkovita tudi pri oksidaciji (100) silicijevih rezin, ki imajo gostejšo razporeditev atomov v primerjavi z drugimi vrstami silicijevih rezin.

Kombinacija visoke reaktivnosti in nadzorovanih oksidacijskih pogojev pri oksidaciji s prostimi radikali ima za posledico oksidno plast, ki je boljša v smislu enotnosti in gostote. Zaradi tega je odlična izbira za aplikacije, ki zahtevajo zelo zanesljive in trpežne oksidne plasti, zlasti v naprednih polprevodniških napravah.

---

Semicorex ponuja visoko kakovostSiC deliza difuzijske procese. Če imate kakršna koli vprašanja ali potrebujete dodatne podrobnosti, ne oklevajte in stopite v stik z nami.

Kontaktna telefonska številka +86-13567891907

E-pošta: sales@semicorex.com