Jenis Utama Oksidasi Termal

Dalam fabrikasi perangkat semikonduktor kelas atas, film SiO₂ biasanya dibentuk melalui proses oksidasi untuk perlakuan permukaan substrat, dan aplikasi umumnya mencakup lapisan penghalang dopan, lapisan insulasi permukaan, lapisan oksida gerbang, oksida lapangan, dan oksida pengorbanan. Sebagai proses inti dalam fabrikasi wafer, berdasarkan atmosfer oksidasi, oksidasi termal diklasifikasikan menjadi oksidasi kering, oksidasi oksigen basah, dan oksidasi uap.

Oksidasi Kering

Oksidasi kering dilakukan dengan memasukkan oksigen murni dan kering ke dalam ruang reaksi. Pada suhu tinggi, molekul oksigen bereaksi dengan atom silikon pada permukaan wafer untuk membentuk lapisan awal SiO₂, menghalangi kontak langsung antara molekul oksigen dan permukaan silikon. Pada proses oksidasi selanjutnya, molekul oksigen harus berdifusi melalui lapisan SiO₂ yang ada untuk mencapai antarmuka Si/SiO₂ untuk reaksi lebih lanjut. Karena alasan ini, antarmuka Si/SiO₂ terus berubah, yang mengakibatkan SiOₓ tidak lengkap antara lapisan oksida akhir dan substrat, yang selanjutnya mengarah pada pembentukan keadaan antarmuka. Lapisan SiO₂ yang dibentuk oleh oksidasi kering memiliki struktur padat, keseragaman unggul, dan kemampuan pengulangan proses yang sangat baik. Mereka terikat kuat dengan photoresist non-polar, mencegah pengelupasan photoresist dan memastikan resolusi litografi yang bagus, menjadikannya pilihan terbaik untuk lapisan oksida yang bersentuhan dengan photoresist.

Oksidasi yang didoping klorin adalah varian dari oksidasi kering. Selama proses tersebut, sejumlah kecil senyawa gas yang mengandung klor seperti gas klor, hidrogen klorida, trikloretilen atau trikloroetana ditambahkan ke oksigen kering. Klorin menyatu ke dalam lapisan oksida dan terakumulasi di dekat antarmuka SiO₂/Si. Ini menjebak ion bergerak (misalnya ion natrium) dan menonaktifkannya. Sementara itu, klorin membentuk kompleks Cl-Si-O pada antarmuka, yang menetralkan muatan antarmuka dan mengisi kekosongan oksigen. Hal ini mengurangi kepadatan keadaan antarmuka dan meminimalkan cacat dalam film SiO₂. Pada suhu tinggi, klorin bereaksi dengan kotoran yang terakumulasi dalam tungku oksidasi yang digunakan dalam jangka panjang untuk membentuk senyawa volatil yang keluar dari ruangan. Oksidasi yang didoping klorin mengurangi pengotor dalam silikon, menurunkan pusat rekombinasi dan meningkatkan masa pakai pembawa minoritas.

Oksidasi Uap

Oksidasi uap menggunakan uap air di dalam ruang reaksi. Uap air dihasilkan dari air deionisasi dengan kemurnian tinggi atau reaksi pembakaran gas hidrogen dan oksigen. Pada suhu tinggi, uap air bereaksi dengan silikon pada permukaan wafer membentuk lapisan awal SiO₂. Molekul air pertama-tama bereaksi dengan permukaan SiO₂ membentuk gugus silanol (Si-OH). Gugus-gugus ini berdifusi melalui lapisan oksida ke antarmuka SiO₂/Si dan terus bereaksi dengan atom silikon. Sebagian besar hidrogen yang dihasilkan keluar dari antarmuka, sementara sebagian bergabung dengan oksigen membentuk gugus hidroksil (-OH).

Film SiO₂ yang dihasilkan melalui oksidasi uap memiliki struktur silanol dengan atom oksigen non-jembatan, dimana setiap atom oksigen hanya berikatan dengan satu atom silikon. Film oksida seperti itu kurang padat dan mempunyai kemampuan pengulangan proses yang buruk. Gugus hidroksil dengan mudah menyerap kelembapan dan menjadikan film bersifat polar, menyebabkan daya rekat yang buruk dengan fotoresist non-polar dan seringnya pengangkatan fotoresist. Karena strukturnya yang longgar, oksidasi uap berlangsung lebih cepat daripada oksidasi kering.

Oksidasi Oksigen Basah

Untuk oksidasi oksigen basah, gas oksigen melewati air deionisasi dengan kemurnian tinggi yang dipanaskan sebelum memasuki ruang reaksi, sehingga oksigen membawa uap air dengan konsentrasi tertentu. Kandungan uap air ditentukan oleh suhu dan laju aliran gas. Proses ini menggabungkan karakteristik oksidasi kering dan oksidasi uap. Laju oksidasinya lebih tinggi dari oksidasi kering tetapi lebih rendah dari oksidasi uap. Dalam hal kualitas film, oksidasi oksigen basah lebih rendah dibandingkan oksidasi kering namun lebih unggul dibandingkan oksidasi uap.

Semicorex menawarkan kualitas tinggiperahu kuarsaDantabung kuarsauntuk proses oksidasi termal. Jika Anda memiliki pertanyaan atau memerlukan detail tambahan, jangan ragu untuk menghubungi kami.

Hubungi telepon #+86-13567891907

Email: penjualan@semicorex.com