Оксидирование кремния

На поверхности кремниевых подложек сравнительно легко создаются пленки SiO₂. Они имеют тот же химический состав, что и кварцевое стекло, обладают хорошими диэлектрическими свойствами и стойкостью к физическим и химическим активным средам. Пленки SiO₂ (толщиной от десяых долей мкм до 1 мкм) после соответствующей конфигурации (например, фотолитографией) используются в качестве изолирующих и защитных слоев, подзатворного диэлектрика в МДП- структурах, а также в качестве КМ при локальном изменении типа проводимости (рис. 4.48).

Рис. 4.48. Локальное изменение типа проводимости кремния:

а – окисление поверхности; б – фотолитография; в – внедрение примеси; г – стравливание окисла

Пленки SiO₂ на поверхности кремниевой подложки могут быть получены путем окисления последней (термическим или анодным), а также осаждением из газовой или жидкой фазы. Наибольшее распространение получил метод термического окисления в потоке сухого кислорода и увлажненных газов (рис. 4.49, а).

Термическое оксидирование проводится при температуре

1100 ⁰С обычно с чередованием окисления в сухом и во влажном кислороде (парах воды). В первом случае получаются пленки SiO₂ высокого качества, но скорость роста пленок не высока. Скорость роста пленок во влажном кислороде более высокая, но их качество несколько ниже.

Тонкие пленки подзатворных диэлектриков выращиваются в сухом кислороде или в газовой среде кислорода с хлорсодержащими добавками. Эти добавки способствуют нейтрализации примесных ионов калия и натрия, в результате чего, повышается электрическая прочность окисных пленок.