L'introduzione ai tre tipi di processi di ossidazione

Il processo di ossidazione si riferisce al processo di fornitura di ossidanti (come ossigeno, vapore acqueo) ed energia termica sul siliciowafer, provocando una reazione chimica tra il silicio e gli ossidanti per formare una pellicola protettiva di biossido di silicio (SiO₂).

Tre tipi di processi di ossidazione

1.Ossidazione a secco:

Nel processo di ossidazione a secco, i wafer vengono sottoposti a un ambiente ad alta temperatura arricchito con O₂ puro per l'ossidazione. L'ossidazione a secco procede lentamente perché le molecole di ossigeno sono più pesanti delle molecole di acqua. Tuttavia, è vantaggioso per la produzione di strati di ossido sottili e di alta qualità perché questa velocità più lenta consente un controllo più preciso sullo spessore del film. Questo processo può produrre un film omogeneo di SiO₂ ad alta densità senza produrre sottoprodotti indesiderati come l'idrogeno. È adatto per la produzione di strati sottili di ossido in dispositivi che richiedono un controllo preciso sullo spessore e sulla qualità dell'ossido, come gli ossidi di gate MOSFET.

2.Ossidazione umida:

L'ossidazione a umido funziona esponendo i wafer di silicio a vapore acqueo ad alta temperatura, che innesca una reazione chimica tra il silicio e il vapore per formare biossido di silicio (SiO₂). Questo processo produce strati di ossido con bassa uniformità e densità e produce sottoprodotti indesiderati come H₂, che tipicamente non vengono utilizzati nel processo di nucleo. Questo perché la velocità di crescita del film di ossido è più rapida poiché la reattività del vapore acqueo è superiore a quella dell'ossigeno puro. Pertanto, l'ossidazione a umido solitamente non viene utilizzata nei processi principali della produzione di semiconduttori.

3.Ossidazione radicale:  

Il processo di ossidazione si riferisce al processo di fornitura di ossidanti (come ossigeno, vapore acqueo) ed energia termica sul silicio

Il suo vantaggio principale è l'elevata reattività: può formare pellicole uniformi in aree difficili da raggiungere (ad esempio, angoli arrotondati) e su materiali a bassa reattività (ad esempio, nitruro di silicio). Ciò lo rende adatto alla produzione di strutture complesse come i semiconduttori 3D che richiedono pellicole di ossido altamente uniformi e di alta qualità.