Powstawanie dwutlenku krzemu na powierzchni krzemu nazywa się utlenianiem, a stworzenie stabilnego i silnie przylegającego dwutlenku krzemu doprowadziło do powstania technologii planarnych układów scalonych krzemu. Chociaż istnieje wiele sposobów na hodowlę dwutlenku krzemu bezpośrednio na powierzchni krzemu, zazwyczaj odbywa się to poprzez utlenianie termiczne, czyli wystawienie krzemu na działanie wysokotemperaturowego środowiska utleniającego (tlen, woda). Metody utleniania termicznego pozwalają kontrolować grubość warstwy oraz charakterystykę granicy faz krzem/dwutlenek krzemu podczas przygotowywania warstw dwutlenku krzemu. Inne techniki hodowli dwutlenku krzemu to anodowanie plazmowe i anodowanie na mokro, ale żadna z nich nie znalazła szerokiego zastosowania w procesach VLSI.
Krzem wykazuje tendencję do tworzenia stabilnego dwutlenku krzemu. Jeśli świeżo rozszczepiony krzem zostanie wystawiony na działanie środowiska utleniającego (takiego jak tlen, woda), utworzy bardzo cienką warstwę tlenku (<20Å) nawet w temperaturze pokojowej. Gdy krzem zostanie wystawiony na działanie środowiska utleniającego w wysokiej temperaturze, grubsza warstwa tlenku będzie powstawać szybciej. Podstawowy mechanizm powstawania dwutlenku krzemu z krzemu jest dobrze poznany. Deal i Grove opracowali model matematyczny, który dokładnie opisuje dynamikę wzrostu warstw tlenkowych o grubości powyżej 300Å. Zaproponowali, że utlenianie przebiega w następujący sposób, to znaczy utleniacz (cząsteczki wody i cząsteczki tlenu) dyfunduje przez istniejącą warstwę tlenku do granicy faz Si/SiO₂, gdzie reaguje z krzemem, tworząc dwutlenek krzemu. Główna reakcja prowadząca do powstania dwutlenku krzemu jest opisana następująco:
Reakcja utleniania zachodzi na granicy faz Si/SiO₂, więc wraz ze wzrostem warstwy tlenku krzem jest stale zużywany, a granica faz stopniowo wnika w krzem. Na podstawie gęstości i masy cząsteczkowej krzemu i dwutlenku krzemu można stwierdzić, że zużycie krzemu na grubość końcowej warstwy tlenku wynosi 44%. W ten sposób, jeśli warstwa tlenku wzrośnie o 10 000 Å, zużycie krzemu wyniesie 4400 Å. Ta zależność jest istotna dla obliczenia wysokości stopni utworzonych napłytka krzemowaEtapy te są wynikiem różnych szybkości utleniania w różnych miejscach powierzchni płytki krzemowej.
Dostarczamy również produkty z grafitu o wysokiej czystości i węglika krzemu, które są szeroko stosowane w obróbce płytek półprzewodnikowych, takiej jak utlenianie, dyfuzja i wyżarzanie.
Zapraszamy klientów z całego świata do odwiedzenia nas w celu dalszej dyskusji!
https://www.vet-china.com/
Czas publikacji: 13-11-2024