Тотығу процесі

Барлық процестердің ең негізгі кезеңі тотығу процесі болып табылады. Тотығу процесі кремний пластинасын жоғары температурада термиялық өңдеу (800~1200℃) үшін оттегі немесе су буы сияқты тотықтырғыштар атмосферасына орналастыру және кремний пластинкасының бетінде оксидті қабықшаны қалыптастыру үшін химиялық реакция жүреді. (SiO2 пленкасы).

SiO2 пленкасы жоғары қаттылық, жоғары балқу температурасы, жақсы химиялық тұрақтылық, жақсы оқшаулау, кішігірім термиялық кеңею коэффициенті және процестің орындылығына байланысты жартылай өткізгіштерді өндіру процестерінде кеңінен қолданылады.

Кремний оксидінің рөлі:

1. Құрылғыны қорғау және оқшаулау, бетті пассивациялау. SiO2 қаттылық пен жақсы тығыздық сипаттамаларына ие, ол кремний пластинасын сызаттардан және өндіріс процесінде зақымданудан қорғай алады.

2. Қақпа оксидінің диэлектригі. SiO2 жоғары диэлектрлік беріктікке және жоғары кедергіге, жақсы тұрақтылыққа ие және MOS технологиясының қақпа оксидінің құрылымы үшін диэлектрлік материал ретінде пайдаланылуы мүмкін.

3. Допингке қарсы тосқауыл. SiO2 диффузияда, иондарды имплантациялауда және қию процестерінде маска тосқауыл қабаты ретінде пайдаланылуы мүмкін.

4. Тотықтырғыш қабаты. Кремний нитриді мен кремний арасындағы кернеуді азайтыңыз.

5. Инъекциялық буфер қабаты. Иондық имплантацияның зақымдалуын және арналық әсерді азайтыңыз.

6. Қабатаралық диэлектрик. Өткізгіш металл қабаттары арасындағы оқшаулау үшін қолданылады (CVD әдісімен жасалған)

Термиялық тотығудың жіктелуі және принципі:

Тотығу реакциясында қолданылатын газға сәйкес термиялық тотығуды құрғақ тотығу және ылғалды тотығу деп бөлуге болады.

Құрғақ оттегінің тотығуы: Si+O2-->SiO2

Ылғалды оттегі тотығуы: Si+ H2O + O2-->SiO2 + H2

Су буының тотығуы (дымқыл оттегі): Si + H2O -->SiO2 + H2

Құрғақ тотығу кезінде тек таза оттегі (O2) пайдаланылады, сондықтан оксидті қабықшаның өсу жылдамдығы баяу. Ол негізінен жұқа қабықшаларды қалыптастыру үшін қолданылады және жақсы өткізгіштігі бар оксидтер түзе алады. Ылғалды тотығу оттегін де (O2) де, жақсы еритін су буын да (H2O) пайдаланады. Сондықтан оксидті қабықша тез өсіп, қалың қабықша түзеді. Бірақ құрғақ тотығумен салыстырғанда ылғалды тотығу нәтижесінде түзілетін оксидті қабаттың тығыздығы төмен. Әдетте, бірдей температура мен уақытта ылғалды тотығу нәтижесінде алынған оксидті қабық құрғақ тотығу нәтижесінде алынған оксидті қабықшаға қарағанда шамамен 5-10 есе қалың болады.