Üç Tip Oksidasyon Sürecine Giriş

Oksidasyon işlemi, silikon üzerine oksidanların (oksijen, su buharı gibi) ve termal enerjinin sağlanması işlemini ifade eder.gofretsilikon ve oksidanlar arasında kimyasal bir reaksiyona neden olarak koruyucu bir silikon dioksit (SiO₂) filmi oluşturur.

Üç tip oksidasyon süreci

1.Kuru oksidasyon:

Kuru oksidasyon işleminde levhalar, oksidasyon için saf O₂ ile zenginleştirilmiş yüksek sıcaklıktaki bir ortama tabi tutulur. Kuru oksidasyon yavaş ilerler çünkü oksijen molekülleri su moleküllerinden daha ağırdır. Ancak ince, yüksek kaliteli oksit katmanlarının üretimi açısından avantajlıdır çünkü bu daha yavaş hız, filmin kalınlığı üzerinde daha hassas kontrol sağlar. Bu işlem, hidrojen gibi istenmeyen yan ürünler üretmeden homojen, yüksek yoğunluklu bir SiO₂ filmi üretebilir. MOSFET kapı oksitleri gibi oksit kalınlığı ve kalitesi üzerinde hassas kontrol gerektiren cihazlarda ince oksit katmanlarının üretimi için uygundur.

2.Islak Oksidasyon:

Islak oksidasyon, silikon levhaların yüksek sıcaklıktaki su buharına maruz bırakılmasıyla çalışır; bu, silikon ve buhar arasında silikon dioksit (SiO₂) oluşturmak üzere kimyasal bir reaksiyonu tetikler. Bu işlem, düşük homojenliğe ve yoğunluğa sahip oksit katmanları üretir ve genellikle çekirdek işleminde kullanılmayan H₂ gibi istenmeyen yan ürünler üretir. Bunun nedeni, su buharının reaktivitesinin saf oksijenden daha yüksek olması nedeniyle oksit filmin büyüme oranının daha hızlı olmasıdır. Bu nedenle, yarı iletken imalatının temel süreçlerinde ıslak oksidasyon genellikle kullanılmaz.

3.Radikal Oksidasyon:  

Radikal oksidasyon işleminde, silikon levha yüksek bir sıcaklığa ısıtılır; bu noktada oksijen atomları ve hidrojen molekülleri yüksek derecede aktif serbest radikal gazlar oluşturmak üzere birleşir. Bu gazlar silikon tabaka ile reaksiyona girerek bir SiO₂ filmi oluşturur.

Öne çıkan avantajı yüksek reaktivitedir: ulaşılması zor alanlarda (örn. yuvarlatılmış köşeler) ve düşük reaktiviteye sahip malzemeler (örn. silikon nitrür) üzerinde tekdüze filmler oluşturabilir. Bu, onu son derece düzgün, yüksek kaliteli oksit filmler gerektiren 3 boyutlu yarı iletkenler gibi karmaşık yapıların üretimi için çok uygun hale getirir.