Johdatus kolmen tyyppiseen hapetusprosessiin

Hapetusprosessilla tarkoitetaan prosessia, jossa piille tuotetaan hapettimia (kuten happea, vesihöyryä) ja lämpöenergiaavohveleitaaiheuttaen kemiallisen reaktion piin ja hapettimien välillä muodostaen suojaavan piidioksidikalvon (SiO₂).

Kolme tyyppistä hapetusprosessia

1. Kuiva hapetus:

Sen erottuva etu on korkea reaktiivisuus: se voi muodostaa yhtenäisiä kalvoja vaikeapääsyisille alueille (esim. pyöristetyt kulmat) ja matalareaktiivisille materiaaleille (esim. piinitridi). Tämä tekee siitä hyvin soveltuvan monimutkaisten rakenteiden, kuten 3D-puolijohteiden, valmistukseen, jotka vaativat erittäin yhtenäisiä, korkealaatuisia oksidikalvoja.

2. Märkähapetus:

Märkähapetus toimii altistamalla piikiekot korkean lämpötilan vesihöyrylle, joka laukaisee kemiallisen reaktion piin ja höyryn välillä muodostaen piidioksidia (SiO₂). Tämä prosessi tuottaa oksidikerroksia, joiden tasaisuus ja tiheys on alhainen, ja tuottaa ei-toivottuja sivutuotteita, kuten H2, joita ei tyypillisesti käytetä ydinprosessissa. Tämä johtuu siitä, että oksidikalvon kasvunopeus on nopeampi, koska vesihöyryn reaktiivisuus on korkeampi kuin puhtaan hapen. Siksi märkähapetusta ei yleensä käytetä puolijohteiden valmistuksen ydinprosesseissa.

3. Radikaalihapetus:  

Radikaalihapetusprosessissa piikiekko kuumennetaan korkeaan lämpötilaan, jolloin happiatomit ja vetymolekyylit yhdistyvät muodostaen erittäin aktiivisia vapaita radikaalikaasuja. Nämä kaasut reagoivat piikiekon kanssa muodostaen SiO2-kalvon.

Sen erottuva etu on korkea reaktiivisuus: se voi muodostaa yhtenäisiä kalvoja vaikeapääsyisille alueille (esim. pyöristetyt kulmat) ja matalareaktiivisille materiaaleille (esim. piinitridi). Tämä tekee siitä hyvin soveltuvan monimutkaisten rakenteiden, kuten 3D-puolijohteiden, valmistukseen, jotka vaativat erittäin yhtenäisiä, korkealaatuisia oksidikalvoja.