熱氧化制備⒊02工藝就是在高溫和氧化物質(zhì)(氧氣或者水汽)存在條件下,在清潔KAQV212的硅片表面上生長出所需厚度的二氧化硅。熱氧化法制備的二氧化硅(Sio)質(zhì)量好,具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性及工藝重復(fù)性,且其物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)受工藝條件波動的影響小,本節(jié)主要介紹熱氧化工藝。

   熱氧化工藝

   熱氧化工藝的設(shè)備主要有水平式和直立式兩種,6英寸以下的硅片都采用水平式氧化爐,8英寸以上的硅片都采用直立式氧化爐。常用的熱氧化裝置――高溫氧化爐,其結(jié)構(gòu)如圖⒋6所示(水平式),主要包括爐體、加熱控溫系統(tǒng)、石英爐管和氣體控制系統(tǒng)。開槽的石英舟放在石英爐管中,硅片垂直插在石英舟的槽內(nèi)。氣源用高純干燥氧氣或高純水蒸氣。爐管的裝片端置于垂直層流罩下,罩下保持著經(jīng)過濾的空氣流,氣流的方向如圖⒋6中箭頭所示。在氧化過程中,要防止雜質(zhì)沾污和金屬污染,為了減小人為因素的影響,現(xiàn)代IC制程中熱氧化過程都采用自動化控制。

   將硅片置于用石英玻璃制成的反應(yīng)管中,反應(yīng)管用電阻加熱器加熱到一定溫度(常用的溫度為900~1200℃,在特殊條件下可降到600℃以下),氧氣或水汽通過反應(yīng)管(典型的氣流速率為1cm/s)時(shí),在硅片表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成sO~層,其厚度一般在幾十到上萬埃之間。與水平式氧化爐系統(tǒng)相比,直立式氧化爐的優(yōu)點(diǎn)是利用了氣體的向上熱流性,使得氧化的均勻性比水平式的要好,同時(shí)它體積小、占地面積小,可以節(jié)省凈化室的空間。