การออกซิเดชันทางความร้อนของซิลิกอนผลึกเดี่ยว

การก่อตัวของซิลิกอนไดออกไซด์บนพื้นผิวของซิลิกอนเรียกว่าออกซิเดชัน และการสร้างซิลิกอนไดออกไซด์ที่เสถียรและยึดเกาะแน่นหนาทำให้เกิดเทคโนโลยีวงจรรวมซิลิคอนแบบระนาบ แม้ว่าจะมีหลายวิธีในการปลูกซิลิกอนไดออกไซด์โดยตรงบนพื้นผิวของซิลิกอน แต่โดยปกติแล้วจะทำโดยการออกซิเดชันด้วยความร้อน ซึ่งก็คือการทำให้ซิลิกอนสัมผัสกับสภาพแวดล้อมออกซิไดซ์ที่มีอุณหภูมิสูง (ออกซิเจน น้ำ) วิธีการออกซิเดชันด้วยความร้อนสามารถควบคุมความหนาของฟิล์มและลักษณะอินเทอร์เฟซของซิลิกอน/ซิลิกอนไดออกไซด์ระหว่างการเตรียมฟิล์มซิลิกอนไดออกไซด์ เทคนิคอื่นๆ สำหรับการปลูกซิลิกอนไดออกไซด์ ได้แก่ การชุบอโนไดซ์ด้วยพลาสมาและการชุบอโนไดซ์แบบเปียก แต่เทคนิคทั้งสองนี้ไม่ได้ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในกระบวนการ VLSI

ซิลิกอนมีแนวโน้มที่จะสร้างซิลิกอนไดออกไซด์ที่เสถียร หากซิลิกอนที่เพิ่งแตกใหม่สัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่เกิดออกซิเดชัน (เช่น ออกซิเจน น้ำ) ก็จะสร้างชั้นออกไซด์ที่บางมาก (<20Å) แม้จะอยู่ที่อุณหภูมิห้องก็ตาม เมื่อซิลิกอนสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่เกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง ชั้นออกไซด์ที่หนากว่าจะถูกสร้างขึ้นในอัตราที่เร็วขึ้น กลไกพื้นฐานของการสร้างซิลิกอนไดออกไซด์จากซิลิกอนเป็นที่เข้าใจกันดีแล้ว Deal และ Grove ได้พัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่อธิบายพลวัตการเติบโตของฟิล์มออกไซด์ที่มีความหนามากกว่า 300Å ได้อย่างแม่นยำ พวกเขาเสนอว่าการเกิดออกซิเดชันจะดำเนินการในลักษณะต่อไปนี้ นั่นคือ สารออกซิไดเซอร์ (โมเลกุลของน้ำและโมเลกุลออกซิเจน) จะแพร่กระจายผ่านชั้นออกไซด์ที่มีอยู่ไปยังอินเทอร์เฟซ Si/SiO2 ซึ่งสารออกซิไดเซอร์จะทำปฏิกิริยากับซิลิกอนเพื่อสร้างซิลิกอนไดออกไซด์ ปฏิกิริยาหลักในการสร้างซิลิกอนไดออกไซด์จะอธิบายได้ดังนี้:

ปฏิกิริยาออกซิเดชันเกิดขึ้นที่อินเทอร์เฟซ Si/SiO2 ดังนั้นเมื่อชั้นออกไซด์เติบโต ซิลิกอนจะถูกใช้ไปอย่างต่อเนื่องและอินเทอร์เฟซจะแทรกซึมซิลิกอนเข้าไปทีละน้อย จากความหนาแน่นและน้ำหนักโมเลกุลที่สอดคล้องกันของซิลิกอนและซิลิกอนไดออกไซด์ พบว่าซิลิกอนที่ถูกบริโภคสำหรับความหนาของชั้นออกไซด์สุดท้ายคือ 44% ด้วยวิธีนี้ หากชั้นออกไซด์เติบโต 10,000Å ซิลิกอนจะถูกบริโภคไป 4,400Å ความสัมพันธ์นี้มีความสำคัญต่อการคำนวณความสูงของขั้นที่เกิดขึ้นบนเวเฟอร์ซิลิคอนขั้นตอนเหล่านี้เป็นผลมาจากอัตราการออกซิเดชันที่แตกต่างกันในตำแหน่งต่างๆ บนพื้นผิวเวเฟอร์ซิลิกอน

นอกจากนี้ เรายังจัดหาผลิตภัณฑ์กราไฟท์และซิลิกอนคาร์ไบด์ที่มีความบริสุทธิ์สูง ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการประมวลผลเวเฟอร์ เช่น ออกซิเดชัน การแพร่กระจาย และการอบอ่อน

ยินดีต้อนรับลูกค้าทุกท่านจากทั่วทุกมุมโลกที่จะมาเยี่ยมชมเราเพื่อพูดคุยเพิ่มเติม!

https://www.vet-china.com/