La formazione di biossido di silicio sulla superficie del silicio è chiamata ossidazione e la creazione di biossido di silicio stabile e fortemente aderente ha portato alla nascita della tecnologia planare dei circuiti integrati in silicio. Sebbene esistano molti modi per far crescere il biossido di silicio direttamente sulla superficie del silicio, di solito viene effettuato mediante ossidazione termica, che consiste nell'esporre il silicio a un ambiente ossidante ad alta temperatura (ossigeno, acqua). I metodi di ossidazione termica possono controllare lo spessore del film e le caratteristiche dell'interfaccia silicio/biossido di silicio durante la preparazione dei film di biossido di silicio. Altre tecniche per la crescita del biossido di silicio sono l'anodizzazione al plasma e l'anodizzazione a umido, ma nessuna di queste tecniche è stata ampiamente utilizzata nei processi VLSI.
Il silicio mostra una tendenza a formare biossido di silicio stabile. Se il silicio appena scisso viene esposto a un ambiente ossidante (come ossigeno, acqua), formerà uno strato di ossido molto sottile (<20Å) anche a temperatura ambiente. Quando il silicio viene esposto ad un ambiente ossidante ad alta temperatura, uno strato di ossido più spesso verrà generato a una velocità maggiore. Il meccanismo di base della formazione del biossido di silicio dal silicio è ben compreso. Deal e Grove hanno sviluppato un modello matematico che descrive accuratamente le dinamiche di crescita dei film di ossido più spessi di 300Å. Hanno proposto che l'ossidazione venga effettuata nel modo seguente, ovvero che l'ossidante (molecole di acqua e molecole di ossigeno) si diffonda attraverso lo strato di ossido esistente fino all'interfaccia Si/SiO2, dove l'ossidante reagisce con il silicio per formare biossido di silicio. La reazione principale per formare biossido di silicio è descritta come segue:
La reazione di ossidazione avviene nell'interfaccia Si/SiO2, quindi quando lo strato di ossido cresce, il silicio viene continuamente consumato e l'interfaccia invade gradualmente il silicio. In base alla densità e al peso molecolare corrispondenti del silicio e del biossido di silicio, si può constatare che il silicio consumato per lo spessore dello strato di ossido finale è del 44%. In questo modo, se lo strato di ossido cresce di 10.000Å, verranno consumati 4400Å di silicio. Questo rapporto è importante per calcolare l'altezza dei gradini formati sulwafer di silicio. I passaggi sono il risultato di diversi tassi di ossidazione in diversi punti della superficie del wafer di silicio.
Forniamo anche prodotti in grafite e carburo di silicio di elevata purezza, ampiamente utilizzati nella lavorazione dei wafer come ossidazione, diffusione e ricottura.
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Orario di pubblicazione: 13 novembre 2024