Silikon gofretlardagi tabiiy oksid qatlamining qalinligi bo'yicha maxsus tahlil

1. Silikon gofretdagi tabiiy oksid qatlami nima

Kremniy gofretidagi tabiiy oksid plyonkasi (tabiiy oksid qatlami sifatida ham tanilgan) kremniy gofreti va xona haroratida havodagi kislorod o'rtasidagi o'z-o'zidan reaktsiya natijasida hosil bo'lgan juda nozik kremniy dioksidi (SiO₂) qatlamiga ishora qiladi. Bu oksid plyonkasiavtomatik ravishda o'sadikremniy gofreti havoga ta'sir qilgandan so'ng, qo'lda isitish yoki maxsus oksidlanish jarayonlarisiz.

2. Tabiiy oksid qatlamining odatdagi qalinligi

Ommaviy ma'lumotlarga ko'ra:

Xona haroratida havoga ta'sir qiladi: Tabiiy oksid qatlamining oxirgi qalinligi odatda o'rtasida barqaror1~2 nm(nanometrlar).

Yangi uzilgan kremniy yuzasi (hozirgina ochilgan): taxminan o'sadi0,6~1 nmbir necha soat ichida.

Uzoq{0}}muddatli taʼsir qilish (oylar va yillar): oxirgi qalinlik odatda oshmaydi2 ~ 3 nm.

*Sanoat konsensusi:Oddiy harorat va bosim ostida atmosfera muhitida kremniy gofretdagi tabiiy oksid qatlamining qalinligi odatda 1 ~ 2 nm oralig'ida bo'ladi..**

3. Tabiiy oksid qatlamining o'sish qonuni

Tabiiy oksid qatlamining o'sishi kuzatiladilogarifmik qonunchiziqli o'sishdan ko'ra:

• Dastlabki bosqichda tez o'sish: Kremniy gofreti faqat havoga ta'sir qilganda, oksid qatlami nisbatan tez o'sadi va bir necha soat ichida ~1 nm ga yetishi mumkin.
• Sekin-asta sekinlashadi: Oksid qatlamining qalinligi oshgani sayin, reaktsiya uchun silikon yuzasiga etib borish uchun kislorod allaqachon hosil bo'lgan oksid qatlami orqali tarqalishi kerak, shuning uchun o'sish tezligi asta-sekin kamayadi.
• Yakuniy to'yinganlik: Qalinligining o'sishi asta-sekin to'xtaydi, 1 ~ 2 nm da barqarorlashadi va cheksiz qalinlashmaydi.
• O'sish kinetik formulasining yaqinlashishi: x ∝ ln(t + 1), bu yerda x - oksid qatlami qalinligi, t - ta'sir qilish vaqti.

4. Tabiiy oksid qatlamining qalinligiga ta'sir qiluvchi asosiy omillar

5. Yarimo'tkazgichlarni qayta ishlashda tabiiy oksid qatlamining o'rni

Foydali rollar:

• Silikon yuzasini passivlash: Kremniy yuzasida osilgan aloqalarni tiklang, sirt holati zichligini kamaytiring va qurilmalarning elektr ish faoliyatini yaxshilang.
• Himoya ta'siri: Silikon sirtining ifloslanishini oldini oling va nam jarayonlar o'rtasida vaqtinchalik himoya rolini o'ynang.
• Yordamchi jarayon: Ba'zi tozalash va fotolitografiya jarayonlarida bufer qatlami sifatida harakat qiling.

E'tiborga olish kerak bo'lgan masalalar:

• Ultra{0}}sayoz ulanish jarayoniga ta'siri: Ilg'or ishlab chiqarish jarayonlarida tabiiy oksid qatlami mavjudligi aniq nazoratni talab qiladigan haqiqiy ulanish chuqurligini o'zgartiradi.
• Kontaktga qarshilik effekti: Metall{0}}kremniy bilan aloqa qilishdan oldin tabiiy oksid qatlamini olib tashlash kerak, aks holda kontaktga qarshilik kuchayadi.
• Qalinligining bir xilligi: Turli xil saqlash vaqtlari va turli muhitlar tabiiy oksid qatlamining notekis qalinligiga olib keladi va jarayonning mustahkamligiga ta'sir qiladi.

6. Sanoat amaliyotidagi asosiy nuqtalar

• Faqat sayqallangan silikon gofret: Cilalangandan so'ng, u darhol havoga ta'sir qiladi va tabiiy oksid qatlami bir necha soat ichida ~1 nm gacha o'sadi.
• Uzoq-muddatli saqlash: Muhrlangan azot muhitini saqlash tabiiy oksid qatlamining o'sishiga to'sqinlik qilishi va qalinligini past darajada ushlab turishi mumkin.
• Jarayondan oldingi-davolash: Asosiy jarayonlardan oldin (masalan, epitaksiya, metallizatsiya) odatda tabiiy oksid qatlamini suyultirilgan HF bilan olib tashlash kerak.
• Qalinligini o'lchash: Tabiiy oksid qatlamining qalinligi odatda ellipsometr yoki rentgen nurlarini aks ettirish (XRR) yordamida o'lchanadi.

Xulosa

Tabiiy oksid qatlami kremniy gofret yuzasida muqarrar hodisadir. Uning qalinligi bir necha nanometr bo'lsa-da, u hali ham nozik yarimo'tkazgich ishlab chiqarishda qat'iy nazorat qilinishi va boshqarilishi kerak.

7. Asl zavod muhrlangan qadoqdagi tabiiy oksidlanish

Muhrlangan qadoqdagi oksidlanish xususiyatlari

Silikon gofretlar zavoddan chiqib ketganda, ular odatda foydalanadilarazotli muhrlangan qadoqlash(ba'zi ishlab chiqaruvchilar vakuumli qadoqlash yoki quruq havo qadoqlashdan foydalanadilar). Ochilmaganda:

• Juda past kislorod konsentratsiyasi: Qadoqlash yuqori-tozalikdagi azot bilan to'ldirilgan va kislorod miqdori odatda odatdagidan past bo'ladi.10 ppm(0,001%), bu atmosferadagi 21% dan ancha past.
• Juda sekin oksidlanish tezligi: Kislorodning etishmasligi tufayli tabiiy oksidlanish reaktsiyasi jiddiy ravishda inhibe qilinadi va oksid qatlami qalinligining o'sishi juda sekin.
• Haddan tashqari past namlik: Asl zavod qadoqlash odatda qadoqdagi shudring nuqtasini -40 darajadan pastroq nazorat qilish uchun quritgichni joylashtiradi va namlik miqdori juda past, bu oksidlanishni yanada sekinlashtiradi.

Muhrlangan qadoqdagi qalinligi o'zgarishi

• Zavoddan chiqayotganda: Silikon gofret sayqallangandan va tozalangandan so'ng, odatda tekshirish va qadoqlash uchun havoga qisqa vaqt ta'sir qiladi. Bu vaqtda, taxminan, tabiiy oksidi qatlami0,5 ~ 1 nmo'sgan.
• 1 yil saqlanadi: Muhrlangan azotli qadoqlashda oksid qatlami qalinligi faqat oshadi0,1 ~ 0,3 nm, va umumiy qalinligi odatda 1,5 nm dan oshmaydi.
• 2-3 yil saqlanadi: Umumiy qalinligi odatda ichida qoladi2 nm.
• Yaroqlilik muddati: Xona haroratida asl muhrlangan kremniy gofretlarning saqlash muddati odatda6-12 oy, va ba'zi yuqori darajadagi mahsulotlar-3-6 oy deb belgilangan. Yaroqlilik muddati tugagandan so'ng, tabiiy oksid qatlami unchalik ko'paymasa ham, sirt ifloslanishi va adsorbsiyalangan aralashmalar kabi muammolar bo'lishi mumkin.

Saqlash bo'yicha tavsiyalar

Asosiy xulosa

Asl zavoddan ochilmagan muhrlangan azotli qadoqlashda tabiiy oksidlanish samarali ravishda inhibe qilinadi va qalinligi o'sishi juda sekin. Odatda, oksid qatlamining umumiy qalinligi saqlash muddati davomida hali ham 2 nm ichida qoladi va foydalanishga sezilarli ta'sir ko'rsatmaydi.