氧化硅片(silicon oxide wafer) - 先进电子材料与器件校级平台

氧化硅片/silicon oxide wafer

AEMD的氧化硅片是运用热氧化工艺，通过常压炉管设备在高温（800℃~1150℃）条件下，通过氧气或者水蒸气的方式在硅片的表面生长而成的二氧化硅薄膜。加工的厚度范围从50纳米到2微米，工艺温度高达1100摄氏度，生长方式分为“湿氧”和“干氧”两种。热氧化层是一种“生长”而成的氧化物层，相较于CVD沉积的氧化层，它具有更高的均匀性，更好的致密性以及更高的介电强度，其质量更加优异。

干氧氧化

硅与氧发生反应，氧化层不断朝向基底层的移动。干法氧化需在850至1200℃的温度下进行，生长速率较低，可用于MOS绝缘栅极生长。在需要高质量、超薄硅氧化层的情况下，干法氧化相较于湿法氧化是优选方案。干法氧化能力：15nm~300nm。

2.湿氧氧化

该方法通过高温条件下，使用水蒸气进入炉管来形成氧化层。湿氧氧化的致密性比干氧氧化略差，但相比较于干氧氧化其优势是其有更高的生长速率，适用于500nm以上的薄膜生长。湿法氧化能力：500nm~2µm。

AEMD的常压氧化炉管采用的是捷克卧式炉管，具备工艺稳定性高，薄膜均匀性好以及颗粒控制度优越等特点。氧化硅炉管每管可以加工50片，具备极好的片内和片间均匀性。

图1.AEMD氧化炉照片（SVCS卧室氧化扩散炉管）

主要应用

热氧化层是作为绝缘体的优异的介电层。在众多硅基器件中，热氧化物层在作为掺杂阻止层和表面电介质方面起着重要作用。

1、离子注入阻挡层。二氧化硅对杂质的扩散起到掩蔽作用。在集成电路制造中，几种常用的杂质如硼、磷、砷等在二氧化硅膜中的扩散要比它们在硅中的扩散慢很多。因此，在制作半导体器件的各个区（如晶体管的源漏区）时，最常采用的方法是首先在硅晶圆片表面生长一层氧化膜，经过光刻、显影后，再刻蚀掉需掺杂区域表面的氧化膜，从而形成掺杂窗口，最终通过窗口选择性地将杂质注入相应的区域中。

2、栅氧化层。在MOS/CMOS集成电路的制造工艺中，通常用siO2作为MOS晶体管的绝缘栅介质，即栅氧层。

3、介质隔离。集成电路制作中的隔离方法有PN结隔离和介质隔离，其中介质隔离通常选择的就是siO2氧化膜。例如CMOS工艺中的场氧（用来隔离PMOS和NMOS晶体管）就是siO2膜，用来隔离PMOS管和NMOS管的有源区。

4、绝缘介质。二氧化硅是良好的绝缘体，因此对于多层金属布线结构，它用作上下两层金属之间的绝缘介质，可防止金属之间发生短路。

5、金属打线测试。