Окисление

Сравнение различных методов осаждения пленок

В следующей таблице представлен сравнительный анализ методов осаждения из парогазовой смеси и плазмохимического осаждения.

	Методы осаждения из парогазовой смеси	Плазмохимическ. осаждение
Атмосферное давление	Пониженное давление
Низкие температуры	Высокие температуры
Температура, °C	300-500	300-500	500-900	100-350
Материалы	SiO2	SiO2	поликремний, SiO2, Si3N4	SiNx, SiO2
Назначение	Пассивиров., изоляция	Пассивиров., изоляция	Пассивиров., изоляция, электроды	Пассивирование, изоляция
Производительн.	Высокая	Высокая	Высокая	Низкая
Воспроизводим. рельефа	Плохое	Плохое	Конформное	Плохое
Наличие пылевидных частиц	Много	Мало	Мало	Много
Качество пленок	Удовл.	Удовл.	Высокое	Низкое

• Использование SiO₂ в производстве СБИС
• Механизм роста и кинетика окисления
• Модель окисления кремния Дила-Гроува
• Сопоставление теоретических и экспериментальных данных
• Рост тонких окислов
• Оборудование для термического окисления
• Особенности роста окислов и влияние различных факторов
• Свойства термических пленок SiO₂
• Плазмохимическое окисление кремния

Использование SiO₂ в производстве СБИС

Благодаря своим уникальным электрофизическим свойствам двуокись кремния находит широкое применение на различных стадиях изготовления СБИС.

Слои SiO₂ используются как:

• маска для диффузии легирующих примесей;
• для пассивации поверхности полупроводников;
• для изоляции отдельных элементов СБИС друг от друга;
• в качестве подзатворного диэлектрика;
• в качестве одного из многослойных диэлектриков в производстве МНОП элементов памяти;
• в качестве изоляции в схемах с многослойной металлизацией;
• как составная часть шаблона для рентгеновской литографии.

Среди преимуществ, обуславливающих использование этого диэлектрика, следует выделить то, что SiO₂ является "родным" материалом для кремния, легко из него получается и удаляется, не растворяется в воде, легко контролируется.

Пленки SiO₂ в микроэлектронной промышленности получают путем окисления кремния различными способами:

• термическое окисление (сухое, влажное, хлорное, пирогенное);
• анодное окисление;
• пиролитическое окисление;
• плазмохимическое окисление.

Под окислением полупроводников понимают процесс их взаимодействия с окисляющими агентами: кислородом, водой, озоном и т.д. При определенных условиях скорость процесса окисления по мере роста концентрации окислителя уменьшается. Это явление часто называют пассивностью и связывают с образованием тонкой диэлектрической пленки, препятствующей переносу окислителя к реакционной поверхности раздела.

В 1958 г. Вагнер ввел понятие об активном и пассивном окислении, имея в виду в первом случае процессы, не связанные с образованием оксидных пленок на поверхности исходного материала. Пассивное окисление отсутствует, когда выделяющиеся продукты реакции удаляются со скоростями, большими скорости их образования.

В настоящее время процессы активного и пассивного окисления полупроводников широко используются в технологии производства современных полупроводниковых приборов при проведении операций химического или газового травления, эпитаксии, термического окисления и диффузии. При этом основное внимание технологов и разработчиков сосредоточено на процессах пассивного окисления, что объясняется первостепенной ролью пленок термически выращенной двуокиси кремния в планарной технологии.

Дата добавления: 2014-12-27