การออกซิเดชันด้วยความร้อนของซิลิคอนผลึกเดี่ยว

การก่อตัวของซิลิคอนไดออกไซด์บนพื้นผิวของซิลิคอนเรียกว่าการออกซิเดชัน และการสร้างซิลิคอนไดออกไซด์ที่เสถียรและยึดเกาะได้ดีนำไปสู่การกำเนิดของเทคโนโลยีวงจรรวมซิลิคอนแบบระนาบ แม้ว่าจะมีหลายวิธีในการปลูกซิลิคอนไดออกไซด์โดยตรงบนพื้นผิวของซิลิคอน แต่โดยทั่วไปแล้วจะทำโดยการออกซิเดชันด้วยความร้อน ซึ่งก็คือการให้ซิลิคอนสัมผัสกับสภาพแวดล้อมออกซิไดซ์ที่มีอุณหภูมิสูง (ออกซิเจน น้ำ) วิธีการออกซิเดชันด้วยความร้อนสามารถควบคุมความหนาของฟิล์มและลักษณะของส่วนต่อประสานระหว่างซิลิคอน/ซิลิคอนไดออกไซด์ในระหว่างการเตรียมฟิล์มซิลิคอนไดออกไซด์ เทคนิคอื่นๆ สำหรับการปลูกซิลิคอนไดออกไซด์ ได้แก่ การอะโนไดซ์ด้วยพลาสมาและการอะโนไดซ์แบบเปียก แต่เทคนิคเหล่านี้ยังไม่ได้รับการใช้งานอย่างแพร่หลายในกระบวนการ VLSI

ซิลิคอนมีแนวโน้มที่จะเกิดเป็นซิลิคอนไดออกไซด์ที่เสถียร หากซิลิคอนที่เพิ่งถูกตัดใหม่สัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่เป็นออกซิไดซ์ (เช่น ออกซิเจน น้ำ) มันจะสร้างชั้นออกไซด์ที่บางมาก (<20 Å) แม้ในอุณหภูมิห้อง เมื่อซิลิคอนสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่เป็นออกซิไดซ์ที่อุณหภูมิสูง ชั้นออกไซด์ที่หนากว่าจะถูกสร้างขึ้นในอัตราที่เร็วขึ้น กลไกพื้นฐานของการเกิดซิลิคอนไดออกไซด์จากซิลิคอนนั้นเป็นที่เข้าใจกันดี ดีลและโกรฟได้พัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่อธิบายพลวัตการเติบโตของฟิล์มออกไซด์ที่หนากว่า 300 Å ได้อย่างแม่นยำ พวกเขาเสนอว่าการออกซิเดชันเกิดขึ้นในลักษณะดังต่อไปนี้ กล่าวคือ สารออกซิไดซ์ (โมเลกุลของน้ำและโมเลกุลของออกซิเจน) แพร่ผ่านชั้นออกไซด์ที่มีอยู่ไปยังส่วนต่อประสาน Si/SiO2 ซึ่งสารออกซิไดซ์จะทำปฏิกิริยากับซิลิคอนเพื่อสร้างซิลิคอนไดออกไซด์ ปฏิกิริยาหลักในการสร้างซิลิคอนไดออกไซด์อธิบายได้ดังนี้:

ปฏิกิริยาออกซิเดชันเกิดขึ้นที่ส่วนต่อประสาน Si/SiO2 ดังนั้นเมื่อชั้นออกไซด์เติบโตขึ้น ซิลิคอนจะถูกใช้ไปอย่างต่อเนื่องและส่วนต่อประสานจะค่อยๆ แทรกซึมเข้าไปในซิลิคอน จากความหนาแน่นและน้ำหนักโมเลกุลของซิลิคอนและซิลิคอนไดออกไซด์ที่สอดคล้องกัน พบว่าซิลิคอนที่ถูกใช้ไปสำหรับความหนาของชั้นออกไซด์สุดท้ายคือ 44% ด้วยวิธีนี้ หากชั้นออกไซด์เติบโต 10,000 Å ซิลิคอนจะถูกใช้ไป 4400 Å ความสัมพันธ์นี้มีความสำคัญสำหรับการคำนวณความสูงของขั้นบันไดที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนขั้นบันไดเหล่านี้เป็นผลมาจากอัตราการเกิดออกซิเดชันที่แตกต่างกันในแต่ละจุดบนพื้นผิวของแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอน

นอกจากนี้ เรายังจัดจำหน่ายผลิตภัณฑ์กราไฟต์และซิลิคอนคาร์ไบด์ที่มีความบริสุทธิ์สูง ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในกระบวนการผลิตเวเฟอร์ เช่น การออกซิเดชัน การแพร่ และการอบอ่อน

ยินดีต้อนรับลูกค้าจากทั่วทุกมุมโลกเข้าเยี่ยมชมและพูดคุยเพิ่มเติม!

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