Термично окисление

Шаблон:Без източници Термичното окисление е основен процес на термична обработка в планарната технология на микроелектронното производство, чийто резултат е получаване на тънък слой оксид (най-често силициев диоксид) върху повърхността на подложка. Процесът се извършва като окисляващият агент взаимодейства с подложката при висока температура и дифундира в нея. Термичното окисление може да бъде приложено за различни материали, но в тази статия ще бъде разгледано само окислението на силициев субстрат за израстване на силициев диоксид.

Химична реакция

Термичното окисление на силиций се извършва обикновено при температури от 800 до 1200 °C, което води до така наречения високотемпературен оксиден слой. При окисляването може да се използва водна пара или молекулярен кислород. Поради тази причина окисляването се нарича мокро или сухо. Химичната реакция е една от следните:

$\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{\to }\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}\mathrm{(}\mathrm{g}\mathrm{)}}$

$\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\to }\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$

Окисляващият агент може да съдържа няколко процента солна киселина (HCI). Хлорът премахва металните йони, които може да се срещнат в оксида.

Термичното окисление включва взаимодействието на атоми силиций от подложката с молекули кислород от околната среда. Слоят израства върху пластината и над нея. За всеки един консумиран слой силиций се появяват 2.17 оксидни слоя. Ако открита повърхнина на силициев кристал се окисли, 44% от оксидния слой ще лежи върху повърхнината, а 56% над нея.