Pengantar Tiga Jenis Proses Oksidasi

Proses oksidasi mengacu pada proses penyediaan oksidan (seperti oksigen, uap air) dan energi panas pada silikonwafer, menyebabkan reaksi kimia antara silikon dan oksidan membentuk lapisan pelindung silikon dioksida (SiO₂).

Tiga jenis proses oksidasi

1. Oksidasi kering:

Dalam proses oksidasi kering, wafer dimasukkan ke dalam lingkungan bersuhu tinggi yang diperkaya dengan O₂ murni untuk oksidasi. Oksidasi kering berlangsung lambat karena molekul oksigen lebih berat daripada molekul air. Namun, hal ini menguntungkan untuk produksi lapisan oksida yang tipis dan berkualitas tinggi karena laju yang lebih lambat ini memungkinkan kontrol yang lebih tepat terhadap ketebalan film. Proses ini dapat menghasilkan film SiO₂ yang homogen dan berdensitas tinggi tanpa menghasilkan produk sampingan yang tidak diinginkan seperti hidrogen. Sangat cocok untuk produksi lapisan oksida tipis pada perangkat yang memerlukan kontrol presisi atas ketebalan dan kualitas oksida, seperti oksida gerbang MOSFET.

2. Oksidasi Basah:

Oksidasi basah beroperasi dengan memaparkan wafer silikon ke uap air bersuhu tinggi, yang memicu reaksi kimia antara silikon dan uap tersebut untuk membentuk silikon dioksida (SiO₂). Proses ini menghasilkan lapisan oksida dengan keseragaman dan kepadatan rendah serta menghasilkan produk sampingan yang tidak diinginkan seperti H₂, yang biasanya tidak digunakan dalam proses inti. Hal ini disebabkan laju pertumbuhan lapisan oksida lebih cepat karena reaktivitas uap air lebih tinggi dibandingkan oksigen murni. Oleh karena itu, oksidasi basah biasanya tidak digunakan dalam proses inti pembuatan semikonduktor.

3. Oksidasi Radikal:  

Dalam proses oksidasi radikal, wafer silikon dipanaskan hingga suhu tinggi, di mana atom oksigen dan molekul hidrogen bergabung membentuk gas radikal bebas yang sangat aktif. Gas-gas ini bereaksi dengan wafer silikon membentuk film SiO₂.

Keunggulannya yang menonjol adalah reaktivitasnya yang tinggi: ia dapat membentuk lapisan seragam di area yang sulit dijangkau (misalnya sudut membulat) dan pada bahan dengan reaktivitas rendah (misalnya silikon nitrida). Hal ini membuatnya sangat cocok untuk pembuatan struktur kompleks seperti semikonduktor 3D yang memerlukan film oksida berkualitas tinggi dan seragam.