Yarimo'tkazgichli mikrosxemalarni ishlab chiqarish texnologiyasi

10. Oksidlanish. Oksidlanish anodik oksidlanish, oksid qatlamining katodli püskürtülmesi yoki kremniyning termik oksidlanishi kabi bir necha usul bilan amalga oshirilishi mumkin. Termal oksidlanish, boshqa yuqori haroratli jarayonlar singari, dastlabki kremniy quymalariga (ulardagi kislorod va uglerod tarkibi kiruvchi), plastinkalarni tayyorlash va tozalash jarayonlarining sifatiga qattiq talablar qo'yadi. Silikon oksidlanishiga quyidagilar hamroh bo'ladi: silikon dioksid qatlami ostida kislorod tarqalishi; silikon panjaraning stress holatidan kelib chiqqan holda, qalinligi 1 ... 2 mkm bo'lgan sirt qatlamini eruvchanlik chegarasidan yuqori kislorod bilan boyitish; kislorodning dastlabki plastinkadagi nuqsonlar bilan o'zaro ta'siri va qo'shimcha dislokatsiyalar va biriktiruvchi nosozliklar paydo bo'lishi. Natriy, mis, temir va boshqalarni tarqatuvchi metallarning aralashmalari nuqsonlar ustida tezda to'planib qoladi, aynan shu ingichka qatlamda IC elementlari hosil bo'ladi, bularning hammasi ularning tanazzuliga olib keladi. elektr parametrlari... Kremniyning sirt qatlamidagi kislorod kontsentratsiyasi azotli atmosferada silikon gofretlarini 1000 ... 1100 ° S da tavlash orqali kamayadi. Issiqlik oksidlanish jarayonini takomillashtirish usullarini izlash silikonning termik oksidlanish usuli modifikatsiyasining paydo bo'lishiga olib keldi.
SiO plyonkalarini kremniy gofretlariga yotqizish atmosfera bosimi gorizontal silindrli kvarts reaktorlarida - eng keng tarqalgan usul. Oksidlanish harorati 800 ... 1200 ° S oralig'ida va plyonka qalinligining bir xilligini ta'minlash uchun ± 1 ° S aniqlikda saqlanadi. Biz birlashgan oksidlanishni quruq kisloroddagi kabi o'tkazamiz, chunki bu holda, SiO 2 plyonkalari yuqori sifatli olinadi, garchi bu sharoitda oksidlanish darajasi past bo'lsa va nam kislorodda (hamma narsa aksincha bo'ladi).
Asosiy reaktsiyalar:
1. Sof kislorodli atmosferada quruq oksidlanish:
Si (televizor)> SiO2 (televizor)
2. kislorod va suv bug'lari aralashmasida nam oksidlanish:
Si (tv) + 2H 2 O> SiO2 (tv) + H 2
Oksidlanish tezligi o'suvchi plyonka orqali SiO2> Si interfeysiga oksidantning diffuzion kirib borishining eng sekin bosqichi bilan aniqlanadi. Diffuziya koeffitsientlari haroratga juda bog'liq. Past haroratlarda diffuziya koeffitsientlari va shuning uchun plyonkaning o'sish tezligi past bo'ladi. O'sish tezligini o'rnatishning reaktsiya kamerasidagi bosimni oshirish yoki jarayonning haroratini oshirish orqali oshirish mumkin.