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 al silicio. Sebbene esistano molti modi per coltivare il biossido di silicio direttamente sulla superficie del silicio, ciò avviene solitamente tramite 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 coltivazione 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 tende a formare biossido di silicio stabile. Se il silicio appena scisso viene esposto a un ambiente ossidante (come ossigeno o acqua), formerà uno strato di ossido molto sottile (<20 Å) anche a temperatura ambiente. Quando il silicio viene esposto a un ambiente ossidante ad alta temperatura, si genererà uno strato di ossido più spesso a una velocità maggiore. Il meccanismo di base della formazione del biossido di silicio a partire dal silicio è ben compreso. Deal e Grove hanno sviluppato un modello matematico che descrive accuratamente la dinamica di crescita di film di ossido più spessi di 300 Å. Hanno proposto che l'ossidazione avvenga nel modo seguente, ovvero che l'ossidante (molecole d'acqua e molecole di ossigeno) 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 all'interfaccia Si/SiO₂, quindi quando lo strato di ossido cresce, il silicio viene consumato continuamente e l'interfaccia invade gradualmente il silicio. In base alla densità e al peso molecolare corrispondenti di silicio e biossido di silicio, si può calcolare 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 10.000 Å, verranno consumati 4400 Å di silicio. Questa relazione è importante per calcolare l'altezza dei gradini formati sullo strato di ossido.wafer di silicioI passaggi sono il risultato di diverse velocità di ossidazione in diversi punti della superficie del wafer di silicio.
Forniamo anche prodotti in grafite e carburo di silicio ad alta purezza, ampiamente utilizzati nella lavorazione dei wafer, come l'ossidazione, la diffusione e la ricottura.
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Data di pubblicazione: 13-11-2024