Оксидирование кремния (Si) — процесс создания оксидной плёнки (диоксида кремния SiO2) на поверхности кремниевой подложки.
Задача оксидирования — вырастить высококачественный слой оксида на подложке из кремния. Оксид кремния получается в процессе химической реакции между кислородом и кремнием. Кислород содержится в окислительной среде, с которой контактирует поверхность подложки, нагретой в печи. В качестве окислительной среды обычно используется сухой или влажный (с паром) кислород.
Химическая реакция Термическое оксидирование кремния обычно производят при температурах между 800 и 1200 °C. В результате получается слой высокотемпературного оксида (High Temperature Oxide layer). Это может производиться как в парах воды, так и когда в роли окислителя выступает молекулярный кислород, что, соответственно, называется влажным (wet) или сухим (dry) окислением. При этом происходит одна из следующих реакций:
Окислительная среда может также содержать несколько процентов соляной кислоты. Хлор удаляет ионы металла, что могут присутствовать в оксиде.
Применение слоёв SiO2
Слои диоксида кремния используются в электронике: как маска для диффузии легирующих примесей для пассивации поверхности полупроводников для изоляции отдельных элементов СБИС друг от друга в качестве подзатворного диэлектрика в качестве одного из многослойных диэлектриков в производстве МНОП элементов памяти в качестве изоляции в схемах с многослойной металлизацией как составная часть шаблона для рентгеновской литографии
Достоинства SiO2 SiO2 — «родной» для кремния материал, поэтому легко из него получается SiO2 можно легко стравить с подложки с помощью плавиковой кислоты (HF), не повредив кремний SiO2 является барьером для диффузии бора, фосфора, мышьяка SiO2 является хорошим изолятором (имеет высокую напряжённость пробоя) SiO2 стабилен до 10−9 Тор (10−7 Па) и T > 900 °C SiO2 не растворяется в воде
Режимы термического оксидирования T = 700—1300 °C p = 0,2 — 1,0 атм толщина слоя SiO2 : 0,03 — 2 мкм длительность процесса: 3 — 6 часов
Виды термического оксидирования Сухое оксидирование Влажное оксидирование Паровое оксидирование
Категория:Технологии электроники