Yarı İletken İşlemede Oksidasyon

Yarı iletken üretiminde, çeşitli işlemlerde geniş bir yelpazede yüksek derecede reaktif kimyasallar yer alır. Bu maddelerin etkileşimi, özellikle birbirleriyle temasa geçtiklerinde kısa devre gibi sorunlara yol açabilir. Oksidasyon işlemleri, levha üzerinde farklı kimyasallar arasında bariyer görevi gören, oksit tabakası olarak bilinen koruyucu bir tabaka oluşturarak bu tür sorunların önlenmesinde kritik bir rol oynar.

Oksidasyonun birincil hedeflerinden biri, levhanın yüzeyinde bir silikon dioksit (SiO2) tabakası oluşturmaktır. Genellikle cam filmi olarak adlandırılan bu SiO2 katmanı oldukça stabildir ve diğer kimyasalların nüfuz etmesine karşı dayanıklıdır. Ayrıca devreler arasında elektrik akımı akışını da engelleyerek yarı iletken cihazın düzgün çalışmasını sağlar. Örneğin MOSFET'lerde (metal oksit yarı iletken alan etkili transistörler), geçit ve akım kanalı, geçit oksidi olarak bilinen ince bir oksit tabakasıyla izole edilir. Bu oksit tabakası, kapı ile kanal arasında doğrudan temas olmadan akım akışını kontrol etmek için gereklidir.

yarı iletken işlem sırası

Oksidasyon Proses Türleri

Islak Oksidasyon

Islak oksidasyon, levhanın yüksek sıcaklıktaki buhara (H2O) maruz bırakılmasını içerir. Bu yöntem hızlı oksidasyon hızıyla karakterize edilir ve bu da onu nispeten kısa sürede daha kalın bir oksit tabakasının gerekli olduğu uygulamalar için ideal kılar. Su moleküllerinin varlığı, H2O'nun oksidasyon işlemlerinde yaygın olarak kullanılan diğer gazlardan daha küçük bir moleküler kütleye sahip olması nedeniyle daha hızlı oksidasyona olanak tanır.

Ancak ıslak oksidasyon hızlı olmasına rağmen sınırlamaları vardır. Islak oksidasyonla üretilen oksit tabakası, diğer yöntemlere kıyasla daha düşük tekdüzelik ve yoğunluğa sahip olma eğilimindedir. Ek olarak süreç, bazen yarı iletken üretim sürecindeki sonraki adımlara müdahale edebilen hidrojen (H2) gibi yan ürünler üretir. Bu dezavantajlara rağmen ıslak oksidasyon, daha kalın oksit katmanları üretmek için yaygın olarak kullanılan bir yöntem olmaya devam etmektedir.

Kuru Oksidasyon

Kuru oksidasyon, oksit tabakasını oluşturmak için genellikle nitrojen (N2) ile birleştirilen yüksek sıcaklıktaki oksijeni (O2) kullanır. Bu işlemdeki oksidasyon hızı, O2'nin H2O'ya kıyasla daha yüksek moleküler kütlesi nedeniyle ıslak oksidasyona kıyasla daha yavaştır. Bununla birlikte, kuru oksidasyonla oluşturulan oksit tabakası daha tekdüze ve daha yoğundur, bu da onu daha ince fakat daha kaliteli bir oksit tabakasının gerekli olduğu uygulamalar için ideal kılar.

Kuru oksidasyonun önemli bir avantajı, hidrojen gibi yan ürünlerin bulunmaması, yarı iletken imalatının diğer aşamalarına müdahale etme olasılığı daha düşük olan daha temiz bir proses sağlanmasıdır. Bu yöntem özellikle MOSFET'lerin geçit oksitleri gibi oksidin kalınlığı ve kalitesi üzerinde hassas kontrol gerektiren cihazlarda kullanılan ince oksit katmanları için uygundur.

Serbest Radikal Oksidasyon

Serbest radikal oksidasyon yöntemi, oldukça reaktif bir kimyasal ortam oluşturmak için yüksek sıcaklıktaki oksijen (O2) ve hidrojen (H2) moleküllerini kullanır. Bu işlem daha yavaş bir oksidasyon hızında çalışır, ancak ortaya çıkan oksit tabakası olağanüstü bir homojenliğe ve yoğunluğa sahiptir. Süreçte yer alan yüksek sıcaklık, oksidasyonu kolaylaştıran serbest radikallerin (son derece reaktif kimyasal türler) oluşumuna yol açar.

Serbest radikal oksidasyonunun en büyük faydalarından biri, yalnızca silikonu değil aynı zamanda yarı iletken cihazlarda ek bir koruyucu katman olarak kullanılan silikon nitrür (Si3N4) gibi diğer malzemeleri de oksitleyebilme yeteneğidir. Serbest radikal oksidasyonu, diğer silikon levha türlerine kıyasla daha yoğun bir atomik düzenlemeye sahip olan (100) silikon levhaların oksitlenmesinde de oldukça etkilidir.

Serbest radikal oksidasyonunda yüksek reaktivite ve kontrollü oksidasyon koşullarının kombinasyonu, hem tekdüzelik hem de yoğunluk açısından üstün bir oksit tabakasıyla sonuçlanır. Bu, özellikle gelişmiş yarı iletken cihazlarda son derece güvenilir ve dayanıklı oksit katmanları gerektiren uygulamalar için mükemmel bir seçimdir.

---

Semicorex yüksek kalite sunuyorSiC parçalarıdifüzyon süreçleri için. Herhangi bir sorunuz varsa veya ek ayrıntılara ihtiyacınız varsa, lütfen bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin.

İletişim telefonu numarası +86-13567891907

E-posta: sales@semicorex.com