水汽氧化是以高純水蒸氣或直接通人氫氣與氧氣為氧化氣氛,生長機(jī)理是在高溫下,由硅片表KIA7035AF-RTF面的硅原子和水分子反應(yīng)生成sO?層,其反應(yīng)式水汽氧化的特點(diǎn):氧化速率快,在]200℃下,水分子的擴(kuò)散速率比干氧氧化時(shí)氧分子的擴(kuò)散速率快幾十倍,故水汽氧化的生長速率較快;但氧化層質(zhì)量較差,結(jié)構(gòu)疏松,薄膜致密性最差,針孔密最大;氧化層表面是硅烷醇(Si―OI1),易吸附水,所生成氧化層表面與光刻膠黏附性差,易浮膠,使光刻困難。所以在光刻膠涂覆前要經(jīng)過吹千O2(或干N2)熱處理,將~Sl―OH分解成~Sl―O烷結(jié)構(gòu),并排除水分。

   濕氧氧化法

   濕氧氧化是讓氧氣在通入反應(yīng)室之前先通過加熱的高純?nèi)ルx子水,使氧氣中攜帶一定量的水汽(水汽的含量一般由水浴溫度和氣流決定,飽和的情況下只與水浴溫度有關(guān))。所以濕氧氧化兼有干氧氧化和水汽氧化兩種氧化作用,氧化速率和氧化層質(zhì)量介于兩者之間。在集成電路工藝中,熱氧化只需通入反應(yīng)氣體,反應(yīng)氣體不用稀釋。干氧氧化時(shí),只通入高純氧氣;濕氧氧化時(shí),將氧氣先通過高純水,高純水溫一般較高,在90℃以上,這樣氧攜帶大量水汽;水汽氧化時(shí),直接通人水汽或分別通入H2、O2氣體。用高純氫氣和氧氣在石英反應(yīng)管進(jìn)口處直接合成水蒸氣的方法進(jìn)行水汽氧化時(shí),通過改變氫氣和氧氣的比例,可以調(diào)節(jié)水蒸氣壓,減少沾污,有助于提高熱生長二氧化硅的質(zhì)量。

   實(shí)際熱氧化工藝多是采用干、濕氧交替的方法進(jìn)行,如3DK4的一氧工藝:干氧15min,再濕氧40rnin,最后干氧15min。干、濕氧交替進(jìn)行的目的就是為了獲得表面致密、針孔密度小、表面干燥、適合光刻的氧化膜,同時(shí)叉能提高氧化速率,縮短氧化時(shí)間。