完结小说,完美世界前传下载,《完美世界》txt全集

氧化工藝的應(yīng)用

氧化反應(yīng)是半導(dǎo)體芯片制程中基本工藝之一，是一種添加工藝，將氧氣加入到硅晶圓后在晶圓表面形成二氧化硅薄膜。薄膜是在高溫下形成，故也稱之為“熱氧化”。
硅很容易和氧發(fā)生反應(yīng)，因此自然界中的硅大多以二氧化硅形態(tài)存在，如石英砂。硅很快和氧氣（水蒸氣）發(fā)生反應(yīng)在硅表面形成二氧化硅，反應(yīng)式可以表示為：

Si + 02 —> SiO2
Si +H2O —> SiO2+H2

二氧化硅是一種致密物質(zhì)且能覆蓋整個(gè)硅表面。如果要繼續(xù)硅的氧化過程，氧分子就必須擴(kuò)散穿過氧化層才能和底下的硅原子產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。生長厚的二氧化硅層會(huì)使氧氣的擴(kuò)散遇到阻礙而使氧化過程變得緩慢。當(dāng)裸露的硅晶圓接觸到大氣時(shí)，幾乎立刻就和空氣中的氧或濕氣產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)生成一層大約10?20A的二氧化硅，這就是所謂的原生氧化層，室溫時(shí)這層很薄的二氧化硅可以阻止硅的繼續(xù)氧化。下圖說明了氧化過程。

氧化過程中的氧是氣體，硅來自固態(tài)襯底，因此當(dāng)生長二氧化硅時(shí)，就會(huì)消耗襯底上的硅，這層薄膜將朝向硅襯底內(nèi)生長。高溫時(shí)的熱能使氧分子移動(dòng)得更快，且使氧分子擴(kuò)散穿過已經(jīng)形成的氧化層與硅產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)生成更厚的二氧化硅。溫度越高，氧分子移動(dòng)得就越快，氧化薄膜生長的速度也就越快。高溫生長的氧化薄膜質(zhì)量比低溫生長的薄膜高，所以為了獲得高質(zhì)量的氧化薄膜及較快的生長速率，氧化過程必須在石英爐中高溫環(huán)境下進(jìn)行。氧化是一種很慢的過程，甚至在溫度超過1000攝氏度的高溫爐中都要花費(fèi)數(shù)小時(shí)才能生長出厚度約為5000A的氧化層。因此氧化工藝通常是批量過程，可同時(shí)處理50 - 200片的晶圓以獲得合理的產(chǎn)量。

晶圓尺寸：4、6英寸
工藝類型：干氧氧化、濕氧氧化（選配）
適用材料：碳化硅
應(yīng)用領(lǐng)域：功率半導(dǎo)體、科研

晶圓尺寸：8英寸
工藝類型：干氧氧化、濕氧氧化、自由基氧化、高溫退火
適用材料：硅
應(yīng)用領(lǐng)域：功率半導(dǎo)體、集成電路、襯底材料、科研

晶圓尺寸：8英寸及以下
工藝類型：氧化、退火、合金、LPCVD
適用材料：硅、碳化硅
應(yīng)用領(lǐng)域：功率半導(dǎo)體、光電器件、科研

硅的氧化工藝是整個(gè)IC過程的基本工藝之一。二氧化硅有許多應(yīng)用：
屏蔽氧化層，阻擋光刻膠以避免硅片受污染，也可以在離子進(jìn)入單晶硅之前先將離子散射以減小通道效應(yīng)。

襯墊氧化層，用于減小氮化硅與硅之間的應(yīng)力，如果沒有二氧化硅墊層作為應(yīng)力緩沖，LPCVD氮化硅層高達(dá)10l0dyn/cm2 （達(dá)因/平方厘米）的張力將導(dǎo)致硅晶圓產(chǎn)生裂縫甚至破裂。

柵極氧化層，MOS結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)層，用于實(shí)現(xiàn)電流通路，進(jìn)行場控的介質(zhì)。

返回上一頁