Oxidación térmica
La versión actual de la página aún no ha sido revisada por colaboradores experimentados y puede diferir significativamente de la versión revisada el 26 de junio de 2016; la verificación requiere 1 edición .La oxidación del silicio (Si) es el proceso de creación de una película de óxido ( dióxido de silicio SiO 2 ) sobre la superficie de un sustrato de silicio.
La tarea de la oxidación es hacer crecer una capa de óxido de alta calidad sobre un sustrato de silicio. El óxido de silicio se produce por una reacción química entre el oxígeno y el silicio. El oxígeno está contenido en el medio oxidante, que está en contacto con la superficie del sustrato calentado en el horno. Normalmente se utiliza oxígeno seco o húmedo (con vapor) como medio oxidante.
Reacción química
La oxidación térmica del silicio se suele realizar a temperaturas entre 800 y 1200°C. El resultado es una capa de óxido de alta temperatura . Esto se puede hacer tanto en vapor de agua como cuando el oxígeno molecular actúa como agente oxidante, lo que, respectivamente, se denomina oxidación húmeda (húmeda) o seca (seca). Cuando esto ocurre, se produce una de las siguientes reacciones:
El entorno oxidante también puede contener varios porcentajes de ácido clorhídrico. El cloro elimina los iones metálicos que pueden estar presentes en el óxido.
Aplicación de capas de SiO 2
Las capas de sílice se utilizan en electrónica :
- como máscara para la difusión de dopantes
- para la pasivación superficial de semiconductores
- para aislar elementos VLSI individuales entre sí
- como puerta dieléctrica
- como uno de los dieléctricos multicapa en la producción de elementos de memoria MNOS
- como aislamiento en circuitos multicapa
- como parte de una plantilla de litografía de rayos X
Ventajas del SiO 2
- SiO 2 es un material "nativo" para el silicio, por lo que se obtiene fácilmente a partir de él.
- El SiO 2 se puede grabar fácilmente del sustrato con ácido fluorhídrico (HF) sin dañar el silicio
- SiO 2 es una barrera a la difusión de boro , fósforo , arsénico
- SiO 2 es un buen aislante (tiene un alto voltaje de ruptura)
- SiO 2 es estable hasta 10 −9 Torr (10 −7 Pa) y T > 900 °C
- SiO 2 no se disuelve en agua
Regímenes de oxidación térmica
- T = 700 - 1300 °C
- p = 0,2 - 1,0 atm
- Espesor de capa de SiO 2 : 0,03 - 2 µm
- duración del proceso: 3 – 6 horas
Tipos de oxidación térmica
- oxidación seca
- oxidación húmeda
- Oxidación al vapor