シリコンウェーハの熱酸化層とは、酸化剤を使用した高温条件下でシリコンウェーハのベア表面に形成される酸化層またはシリカ層です。シリコンウェーハの熱酸化層は通常横型管状炉で成長し、成長温度範囲は一般的に900℃～1200℃で、「ウェット酸化」と「ドライ酸化」の2つの成長モードがあります。熱酸化物層は「成長した」酸化物層であり、CVD 堆積酸化物層よりも高い均質性と高い絶縁耐力を備えています。熱酸化層は絶縁体として優れた誘電体層です。多くのシリコンベースのデバイスでは、熱酸化層はドーピング阻止層および表面誘電体として重要な役割を果たします。
ヒント: 酸化タイプ
1. ドライ酸化
シリコンは酸素と反応し、酸化物層が基底層に向かって移動します。ドライ酸化は850～1200℃の温度で行う必要があり、成長速度が遅いため、MOS絶縁ゲートの成長に使用できます。高品質の極薄酸化シリコン層が必要な場合は、ウェット酸化よりもドライ酸化の方が適しています。
ドライ酸化能力: 15nm~300nm(150A~3000A)
2. ウェット酸化
この方法では、水素と高純度酸素の混合物を約 1000 °C で燃焼させ、水蒸気を生成して酸化物層を形成します。ウェット酸化はドライ酸化ほど高品質の酸化層を生成できませんが、分離ゾーンとして使用するには十分ですが、ドライ酸化と比較して成長速度が高いという明らかな利点があります。
ウェット酸化能力: 50nm~15μm (500A ~15μm)
3. 乾式法 - 湿式法 - 乾式法
この方法では、初期段階で純粋な乾燥酸素を酸化炉内に放出し、酸化の途中で水素を添加し、最後に水素を貯蔵して純粋な乾燥酸素で酸化を継続し、より緻密な酸化構造を形成します。水蒸気の形で行われる一般的な湿式酸化プロセス。
4.TEOS酸化
| 酸化技術 | ウェット酸化またはドライ酸化 |
| 直径 | 2インチ / 3インチ / 4インチ / 6インチ / 8インチ / 12インチ |
| 酸化物の厚さ | 100Å～15μm |
| 許容範囲 | +/- 5% |
| 表面 | 片面酸化(SSO) / 両面酸化(DSO) |
| 炉 | 横型管状炉 |
| ガス | 水素ガスと酸素ガス |
| 温度 | 900℃～1200℃ |
| 屈折率 | 1.456 |
