Oksidasi dalam Pemrosesan Semikonduktor

Dalam manufaktur semikonduktor, berbagai macam bahan kimia yang sangat reaktif terlibat dalam berbagai proses. Interaksi zat-zat tersebut dapat menimbulkan masalah seperti korsleting, terutama jika keduanya bersentuhan satu sama lain. Proses oksidasi memainkan peran penting dalam mencegah masalah tersebut dengan menciptakan lapisan pelindung pada wafer, yang dikenal sebagai lapisan oksida, yang bertindak sebagai penghalang antara bahan kimia yang berbeda.

Salah satu tujuan utama oksidasi adalah membentuk lapisan silikon dioksida (SiO2) pada permukaan wafer. Lapisan SiO2 ini, sering disebut sebagai kaca film, sangat stabil dan tahan terhadap penetrasi bahan kimia lainnya. Ini juga mencegah aliran arus listrik antar sirkuit, memastikan perangkat semikonduktor berfungsi dengan baik. Misalnya, dalam MOSFET (transistor efek medan semikonduktor oksida logam), gerbang dan saluran arus diisolasi oleh lapisan oksida tipis yang dikenal sebagai gerbang oksida. Lapisan oksida ini penting untuk mengendalikan aliran arus tanpa kontak langsung antara gerbang dan saluran.

urutan proses semikonduktor

Jenis Proses Oksidasi

Oksidasi Basah

Oksidasi basah melibatkan pemaparan wafer ke uap suhu tinggi (H2O). Metode ini dicirikan oleh laju oksidasi yang cepat, sehingga ideal untuk aplikasi yang memerlukan lapisan oksida yang lebih tebal dalam waktu yang relatif singkat. Kehadiran molekul air memungkinkan oksidasi lebih cepat karena H2O memiliki massa molekul lebih kecil dibandingkan gas lain yang biasa digunakan dalam proses oksidasi.

Namun, meskipun oksidasi basah berlangsung cepat, ia memiliki keterbatasan. Lapisan oksida yang dihasilkan melalui oksidasi basah cenderung memiliki keseragaman dan kepadatan yang lebih rendah dibandingkan metode lainnya. Selain itu, proses tersebut menghasilkan produk sampingan seperti hidrogen (H2), yang terkadang dapat mengganggu langkah selanjutnya dalam proses fabrikasi semikonduktor. Meskipun terdapat kelemahan-kelemahan ini, oksidasi basah tetap merupakan metode yang banyak digunakan untuk menghasilkan lapisan oksida yang lebih tebal.

Oksidasi Kering

Oksidasi kering menggunakan oksigen suhu tinggi (O2), sering dikombinasikan dengan nitrogen (N2), untuk membentuk lapisan oksida. Laju oksidasi pada proses ini lebih lambat dibandingkan oksidasi basah karena massa molekul O2 lebih tinggi dibandingkan H2O. Namun, lapisan oksida yang dibentuk oleh oksidasi kering lebih seragam dan padat, sehingga ideal untuk aplikasi yang memerlukan lapisan oksida yang lebih tipis namun berkualitas lebih tinggi.

Keuntungan utama dari oksidasi kering adalah tidak adanya produk sampingan seperti hidrogen, sehingga memastikan proses yang lebih bersih dan kecil kemungkinannya mengganggu tahapan produksi semikonduktor lainnya. Metode ini sangat cocok untuk lapisan oksida tipis yang digunakan pada perangkat yang memerlukan kontrol presisi atas ketebalan dan kualitas oksida, seperti oksida gerbang untuk MOSFET.

Oksidasi Radikal Bebas

Metode oksidasi radikal bebas menggunakan molekul oksigen (O2) dan hidrogen (H2) bersuhu tinggi untuk menciptakan lingkungan kimia yang sangat reaktif. Proses ini beroperasi pada laju oksidasi yang lebih lambat, namun lapisan oksida yang dihasilkan memiliki keseragaman dan kepadatan yang luar biasa. Suhu tinggi yang terlibat dalam proses tersebut mengarah pada pembentukan radikal bebas—spesies kimia yang sangat reaktif—yang memfasilitasi oksidasi.

Salah satu manfaat utama oksidasi radikal bebas adalah kemampuannya untuk mengoksidasi tidak hanya silikon tetapi juga bahan lain seperti silikon nitrida (Si3N4), yang sering digunakan sebagai lapisan pelindung tambahan pada perangkat semikonduktor. Oksidasi radikal bebas juga sangat efektif dalam mengoksidasi (100) wafer silikon, yang memiliki susunan atom lebih padat dibandingkan jenis wafer silikon lainnya.

Kombinasi reaktivitas tinggi dan kondisi oksidasi terkontrol dalam oksidasi radikal bebas menghasilkan lapisan oksida yang unggul baik dari segi keseragaman dan kepadatan. Hal ini menjadikannya pilihan yang sangat baik untuk aplikasi yang memerlukan lapisan oksida yang sangat andal dan tahan lama, khususnya pada perangkat semikonduktor canggih.

---

Semicorex menawarkan kualitas tinggibagian SiCuntuk proses difusi. Jika Anda memiliki pertanyaan atau memerlukan detail tambahan, jangan ragu untuk menghubungi kami.

Hubungi telepon #+86-13567891907

Email: penjualan@semicorex.com