ऑक्सिडेशन प्रक्रिया

सर्व प्रक्रियांचा सर्वात मूलभूत टप्पा म्हणजे ऑक्सिडेशन प्रक्रिया. ऑक्सिडेशन प्रक्रिया म्हणजे उच्च-तापमान उष्णता उपचार (800~1200℃) साठी ऑक्सिजन किंवा पाण्याची वाफ सारख्या ऑक्सिडंट्सच्या वातावरणात सिलिकॉन वेफर ठेवणे आणि सिलिकॉन वेफरच्या पृष्ठभागावर रासायनिक अभिक्रिया होऊन ऑक्साइड फिल्म तयार होते. (SiO2 चित्रपट).

उच्च कडकपणा, उच्च वितळण्याचा बिंदू, चांगली रासायनिक स्थिरता, चांगली इन्सुलेशन, लहान थर्मल विस्तार गुणांक आणि प्रक्रियेची व्यवहार्यता यामुळे SiO2 फिल्मचा सेमीकंडक्टर उत्पादन प्रक्रियेत मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो.

सिलिकॉन ऑक्साईडची भूमिका:

1. डिव्हाइस संरक्षण आणि अलगाव, पृष्ठभाग निष्क्रिय करणे. SiO2 मध्ये कडकपणा आणि चांगल्या घनतेची वैशिष्ट्ये आहेत, जे सिलिकॉन वेफरला उत्पादन प्रक्रियेदरम्यान ओरखडे आणि नुकसानापासून संरक्षण करू शकतात.

2. गेट ऑक्साइड डायलेक्ट्रिक. SiO2 मध्ये उच्च डायलेक्ट्रिक सामर्थ्य आणि उच्च प्रतिरोधकता, चांगली स्थिरता आहे आणि MOS तंत्रज्ञानाच्या गेट ऑक्साईड संरचनेसाठी डायलेक्ट्रिक सामग्री म्हणून वापरली जाऊ शकते.

3. डोपिंग अडथळा. SiO2 चा प्रसार, आयन इम्प्लांटेशन आणि एचिंग प्रक्रियेमध्ये मुखवटा अडथळा स्तर म्हणून वापरला जाऊ शकतो.

4. पॅड ऑक्साईड थर. सिलिकॉन नायट्राइड आणि सिलिकॉनमधील ताण कमी करा.

5. इंजेक्शन बफर स्तर. आयन रोपण नुकसान आणि चॅनेलिंग प्रभाव कमी करा.

6. इंटरलेयर डायलेक्ट्रिक. प्रवाहकीय धातूच्या थरांमधील इन्सुलेशनसाठी वापरला जातो (सीव्हीडी पद्धतीने व्युत्पन्न केलेले)

थर्मल ऑक्सिडेशनचे वर्गीकरण आणि तत्त्व:

ऑक्सिडेशन प्रतिक्रियेमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या वायूनुसार, थर्मल ऑक्सिडेशन कोरड्या ऑक्सिडेशन आणि ओले ऑक्सिडेशनमध्ये विभागले जाऊ शकते.

कोरडे ऑक्सिजन ऑक्सिडेशन: Si+O2-->SiO2

ओले ऑक्सिजन ऑक्सिडेशन: Si+ H2O + O2-->SiO2 + H2

पाण्याची वाफ ऑक्सिडेशन (ओला ऑक्सिजन): Si + H2O --> SiO2 + H2

कोरड्या ऑक्सिडेशनमध्ये फक्त शुद्ध ऑक्सिजन (O2) वापरला जातो, म्हणून ऑक्साईड फिल्मचा वाढीचा दर मंद असतो. हे प्रामुख्याने पातळ चित्रपट तयार करण्यासाठी वापरले जाते आणि चांगल्या चालकतेसह ऑक्साइड तयार करू शकते. ओले ऑक्सिडेशन ऑक्सिजन (O2) आणि अत्यंत विद्रव्य पाण्याची वाफ (H2O) दोन्ही वापरते. म्हणून, ऑक्साईड फिल्म वेगाने वाढते आणि जाड फिल्म बनवते. तथापि, कोरड्या ऑक्सिडेशनच्या तुलनेत, ओल्या ऑक्सिडेशनमुळे तयार झालेल्या ऑक्साईड थरची घनता कमी आहे. सामान्यतः, त्याच तापमानात आणि वेळी, ओल्या ऑक्सिडेशनद्वारे प्राप्त होणारी ऑक्साईड फिल्म कोरड्या ऑक्सिडेशनद्वारे प्राप्त झालेल्या ऑक्साइड फिल्मपेक्षा सुमारे 5 ते 10 पट जाड असते.