A introdução a três tipos de processos de oxidação

O processo de oxidação refere-se ao processo de fornecimento de oxidantes (como oxigênio, vapor de água) e energia térmica ao silíciobolachas, causando uma reação química entre o silício e os oxidantes para formar uma película protetora de dióxido de silício (SiO₂).

Três tipos de processos de oxidação

1. Oxidação a seco:

No processo de oxidação a seco, os wafers são submetidos a um ambiente de alta temperatura enriquecido com O₂ puro para oxidação. A oxidação seca ocorre lentamente porque as moléculas de oxigênio são mais pesadas que as moléculas de água. No entanto, é vantajoso para a produção de camadas finas de óxido de alta qualidade porque esta taxa mais lenta permite um controle mais preciso sobre a espessura do filme. Este processo pode produzir um filme de SiO₂ homogêneo e de alta densidade sem produzir subprodutos indesejáveis ​​como o hidrogênio. É adequado para a produção de finas camadas de óxido em dispositivos que exigem controle preciso sobre a espessura e qualidade do óxido, como óxidos de porta MOSFET.

2. Oxidação úmida:

A oxidação úmida opera expondo as pastilhas de silício a um vapor de água em alta temperatura, o que desencadeia uma reação química entre o silício e o vapor para formar dióxido de silício (SiO₂). Este processo produz camadas de óxido com baixa uniformidade e densidade e produz subprodutos indesejáveis, como H₂, que normalmente não são usados ​​no processo de núcleo. Isso ocorre porque a taxa de crescimento do filme de óxido é mais rápida porque a reatividade do vapor d'água é maior que a do oxigênio puro. Portanto, a oxidação úmida geralmente não é usada nos principais processos de fabricação de semicondutores.

3. Oxidação Radical:  

No processo de oxidação radical, a pastilha de silício é aquecida a uma alta temperatura, ponto em que os átomos de oxigênio e as moléculas de hidrogênio se combinam para formar gases radicais livres altamente ativos. Esses gases reagem com a pastilha de silício para formar um filme de SiO₂.

Sua principal vantagem é a alta reatividade: pode formar filmes uniformes em áreas de difícil acesso (por exemplo, cantos arredondados) e em materiais de baixa reatividade (por exemplo, nitreto de silício). Isso o torna adequado para a fabricação de estruturas complexas, como semicondutores 3D, que exigem filmes de óxido altamente uniformes e de alta qualidade.