لایه اکسید حرارتی یک ویفر سیلیکونی یک لایه اکسید یا لایه سیلیسی است که بر روی سطح خالی یک ویفر سیلیکونی در شرایط دمای بالا با یک عامل اکسید کننده تشکیل می شود.لایه اکسید حرارتی ویفر سیلیکونی معمولاً در یک کوره لوله افقی رشد می کند و دامنه دمای رشد به طور کلی 900 درجه سانتیگراد تا 1200 درجه سانتیگراد است و دو حالت رشد "اکسیداسیون مرطوب" و "اکسیداسیون خشک" وجود دارد. لایه اکسید حرارتی یک لایه اکسیدی "رشد یافته" است که همگنی و استحکام دی الکتریک بالاتری نسبت به لایه اکسید رسوب شده CVD دارد. لایه اکسید حرارتی یک لایه دی الکتریک عالی به عنوان یک عایق است. در بسیاری از دستگاه های مبتنی بر سیلیکون، لایه اکسید حرارتی نقش مهمی به عنوان یک لایه مسدود کننده دوپینگ و دی الکتریک سطح ایفا می کند.
نکات: نوع اکسیداسیون
1. اکسیداسیون خشک
سیلیکون با اکسیژن واکنش می دهد و لایه اکسید به سمت لایه پایه حرکت می کند. اکسیداسیون خشک باید در دمای 850 تا 1200 درجه سانتیگراد انجام شود و سرعت رشد پایین است که می توان از آن برای رشد دروازه عایق MOS استفاده کرد. هنگامی که یک لایه اکسید سیلیکون با کیفیت بالا و فوق نازک مورد نیاز است، اکسیداسیون خشک بر اکسیداسیون مرطوب ترجیح داده می شود.
ظرفیت اکسیداسیون خشک: 15 نانومتر تا 300 نانومتر (150 آمپر تا 3000 آمپر)
2. اکسیداسیون مرطوب
در این روش از مخلوطی از هیدروژن و اکسیژن با خلوص بالا برای سوزاندن در دمای 1000 درجه سانتیگراد استفاده می شود و در نتیجه بخار آب تولید می شود تا یک لایه اکسید تشکیل شود. اگرچه اکسیداسیون مرطوب نمی تواند لایه اکسیداسیون با کیفیت بالایی را مانند اکسیداسیون خشک ایجاد کند، اما به اندازه کافی برای استفاده به عنوان یک منطقه ایزوله، در مقایسه با اکسیداسیون خشک دارای یک مزیت واضح این است که سرعت رشد بالاتری دارد.
ظرفیت اکسیداسیون مرطوب: 50 نانومتر تا 15 میکرومتر (500 آمپر تا 15 میکرومتر)
3. روش خشک - روش مرطوب - روش خشک
در این روش، اکسیژن خشک خالص در مرحله اولیه در کوره اکسیداسیون آزاد می شود، هیدروژن در وسط اکسیداسیون اضافه می شود و هیدروژن در انتها ذخیره می شود تا اکسیداسیون با اکسیژن خشک خالص ادامه یابد تا ساختار اکسیداسیون متراکمتری تشکیل شود. فرآیند متداول اکسیداسیون مرطوب به شکل بخار آب.
4. اکسیداسیون TEOS
تکنیک اکسیداسیون | اکسیداسیون مرطوب یا اکسیداسیون خشک |
قطر | 2 اینچ / 3 اینچ / 4 اینچ / 6 اینچ / 8 اینچ / 12 اینچ |
ضخامت اکسید | 100 ~ 15 میکرومتر |
تحمل | +/- 5٪ |
سطح | اکسیداسیون یک طرفه (SSO) / اکسیداسیون دو طرفه (DSO) |
کوره | کوره لوله افقی |
گاز | گاز هیدروژن و اکسیژن |
دما | 900 ~ 1200 ℃ |
ضریب شکست | 1.456 |