Термическое окисление. Окисленне кремния – одни из самых характерных процессов в технологии современных ИС

Окисленне кремния – одни из самых характерных процессов в технологии современных ИС. Получаемая при этом пленка двуокиси кремния (Si0₂) выполняет несколько функций в том числе:

· защиты, в частности, пассивации участков рп –переходов, выходящих на поверхность (рис. 4.1, а);

· маски, через окна которой вводятся необходимые примеси при локальном легировании (диффузионном или ионном) (рис. 4.1, 6);

· тонкого диэлектрика вод затвором МОП-транзистора (рис. 4.1, в);

· в качестве диэлектрика межуровневой изоляции систем металлизации.

а б в

Рис. 4.1.. Функции пленки двуокиси кремния а – пассивация поверхности; б – маска для локального легирования; в – тонкий подзатворный окисел

В технологии ИС различают «толстые» и «тонкие» окислы Si0₂. Толстые окислы (d = 0,7–0,8 мкм) выполняют функции защиты и маскировки, а тонкие (d = 0,1–0,2 мкм) – функции подзатворного диэлектрика в МОП-транзисторах.

Одной из важных проблем при выращивании пленки Si0₂ является обеспечение ее однородности. В зависимости от качества поверхности пластины, от чистоты реагентов и режима выращивания в пленке возникают те или иные дефекты. Распространенным типом дефектов являются микро- и макропоры, вплоть до сквозных отверстий (особенно в тонком окисле).

Поверхность кремния всегда покрыта «собственной» окисной пленкой, получающейся в результате «естественного» окисления при комнатной температуре. Эта пленка имеет малую толщину (около 5 нм), чтобы выполнять какую-либо из перечисленных функций. Поэтому в технологии ИС пленки Si0₂ получают искусственным путем.