シリコンの表面に二酸化ケイ素が形成されることを酸化といい、安定で密着性の高い二酸化ケイ素の生成により、シリコン集積回路プレーナ技術が誕生しました。シリコンの表面に二酸化シリコンを直接成長させる方法はたくさんありますが、通常は熱酸化によって行われます。これは、シリコンを高温の酸化環境 (酸素、水) にさらすことです。熱酸化法は、二酸化シリコン膜の調製中に膜厚とシリコン/二酸化シリコンの界面特性を制御できます。二酸化シリコンを成長させる他の技術としては、プラズマ陽極酸化や湿式陽極酸化がありますが、これらの技術はいずれも VLSI プロセスでは広く使用されていません。
シリコンは安定した二酸化シリコンを形成する傾向があります。新たに劈開されたシリコンが酸化環境（酸素、水など）にさらされると、室温でも非常に薄い酸化層（<20Å）が形成されます。シリコンが高温の酸化環境にさらされると、より厚い酸化層がより速い速度で生成されます。シリコンから二酸化ケイ素が形成される基本的なメカニズムはよく理解されています。 Deal と Grove は、300 Å を超える厚さの酸化膜の成長ダイナミクスを正確に記述する数学的モデルを開発しました。彼らは、酸化が次の方法で実行されることを提案しました。つまり、酸化剤（水分子と酸素分子）が既存の酸化層を通ってSi/SiO2界面に拡散し、そこで酸化剤がシリコンと反応して二酸化シリコンを形成するということです。二酸化ケイ素を形成する主な反応は次のように説明されます。
酸化反応はSi/SiO2界面で起こるため、酸化層が成長するとシリコンは消費され続け、界面は徐々にシリコンに侵入していきます。シリコンと二酸化シリコンの対応する密度と分子量によると、最終的な酸化物層の厚さに対して消費されたシリコンは 44% であることがわかります。このようにして、酸化物層が 10,000 Å 成長すると、4400 Å のシリコンが消費されます。この関係は、表面に形成される段差の高さを計算する際に重要です。シリコンウェーハ。この段差は、シリコン ウェーハ表面のさまざまな場所での酸化速度の違いの結果です。
また、酸化、拡散、アニールなどのウェーハ処理に広く使用される高純度グラファイトや炭化ケイ素製品も供給しています。
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投稿日時: 2024 年 11 月 13 日