Τι είναι η ξηρή οξείδωση;

Η ξηρή οξείδωση είναι μια διαδικασία που χρησιμοποιείται στην κατασκευή ημιαγωγών για την ανάπτυξη ενός στρώματος διοξειδίου του πυριτίου (SiO2) σε ένα δίσκο πυριτίου. Σε αντίθεση με την υγρή οξείδωση, η οποία χρησιμοποιεί υδρατμούς, η ξηρή οξείδωση χρησιμοποιεί αέριο οξυγόνου (O2) σε υψηλές θερμοκρασίες.

Ακολουθεί μια κατανομή βασικών πτυχών:

Πώς λειτουργεί:

1. Υψηλή θερμοκρασία: Το δίσκο πυριτίου τοποθετείται σε φούρνο σε υψηλή θερμοκρασία, συνήθως μεταξύ 900 ° C και 1200 ° C.

2. ροή οξυγόνου: Το ξηρό αέριο οξυγόνου εισάγεται στον κλίβανο, δημιουργώντας ένα πλούσιο σε οξυγόνο περιβάλλον.

3. Αντίδραση οξείδωσης: Σε αυτές τις υψηλές θερμοκρασίες, τα μόρια οξυγόνου αντιδρούν με τα άτομα πυριτίου στην επιφάνεια του δισκίου, σχηματίζοντας διοξείδιο του πυριτίου.

4. Ανάπτυξη: Αυτή η αντίδραση συνεχίζεται μέχρι να επιτευχθεί το επιθυμητό πάχος του SiO2.

Πλεονεκτήματα ξηράς οξείδωσης:

* Βελτιωμένος έλεγχος: Η ξηρή οξείδωση παρέχει καλύτερο έλεγχο στο πάχος και την ομοιομορφία του στρώματος οξειδίου σε σύγκριση με την υγρή οξείδωση.

* υψηλότερη ποιότητα: Η ξηρή οξείδωση παράγει στρώμα οξειδίου υψηλότερης ποιότητας με λιγότερα ελαττώματα και ομαλότερη επιφάνεια.

* Μειωμένη τάση: Το στρώμα οξειδίου που παράγεται από ξηρή οξείδωση έχει χαμηλότερο στρες, καθιστώντας λιγότερο πιθανό να βλάψει το υποκείμενο πυρίτιο.

Μειονεκτήματα ξηράς οξείδωσης:

* βραδύτερος ρυθμός ανάπτυξης: Η ξηρή οξείδωση είναι μια βραδύτερη διαδικασία από την υγρή οξείδωση.

* Υψηλότερη θερμοκρασία: Οι υψηλές θερμοκρασίες που απαιτούνται για ξηρή οξείδωση μπορεί να οδηγήσουν σε αυξημένη θερμική τάση στο δίσκο.

* υψηλότερο κόστος: Ο εξοπλισμός ξηρού οξείδωσης είναι συνήθως πιο ακριβός από τον υγρό εξοπλισμό οξείδωσης.

Εφαρμογές:

Η ξηρή οξείδωση χρησιμοποιείται σε ένα ευρύ φάσμα διεργασιών κατασκευής ημιαγωγών, όπως:

* Πύλη διηλεκτρική: Σχηματίζοντας το μονωτικό στρώμα σε τρανζίστορ MOSFET.

* Οξείδιο πεδίου: Δημιουργία απομόνωσης μεταξύ διαφορετικών συσκευών σε δίσκο.

* Παθητικοποίηση: Προστασία της επιφάνειας του πυριτίου από μολυσματικές ουσίες και διάβρωση.

Βασικές διαφορές από την υγρή οξείδωση:

* Πηγή οξυγόνου: Η ξηρή οξείδωση χρησιμοποιεί καθαρό αέριο οξυγόνου, ενώ η υγρή οξείδωση χρησιμοποιεί υδρατμούς (H2O).

* ρυθμός ανάπτυξης: Η ξηρή οξείδωση είναι πιο αργή από την υγρή οξείδωση.

* Ποιότητα οξειδίου: Η ξηρή οξείδωση παράγει στρώμα οξειδίου υψηλότερης ποιότητας με λιγότερα ελαττώματα και λιγότερο στρες.

Συνολικά, η ξηρή οξείδωση είναι μια κρίσιμη διαδικασία στην κατασκευή ημιαγωγών που προσφέρει ακριβή ανάπτυξη ελέγχου και υψηλής ποιότητας οξειδίου για διάφορες εφαρμογές.