在芯片制造中,氧化作为第一步(如PAD Oxide Growth)具有多重关键作用,以下是其核心原因:
清洁后的表面保护:在氧化前的清洗步骤(如Piranha、HF、SC1/SC2)已去除了有机物、颗粒、金属污染物等,但硅表面仍可能残留活性原子或缺陷。氧化层能立即钝化硅表面,防止后续工艺中的污染或氧化不均匀。减少悬挂键(Dangling Bonds):硅表面未结合的原子键可能引入界面态缺陷,氧化层通过形成稳定的Si-O键,降低表面缺陷密度。
减少晶格损伤:离子注入时,高能离子会轰击硅晶格。氧化层作为缓冲,吸收部分能量,减少硅衬底的损伤。控制掺杂分布:某些掺杂剂(如硼、磷)在SiO₂中的扩散速率远低于硅中。薄氧化层可精确控制掺杂区域,防止注入离子过早扩散。后续去除损伤层:注入后通过蚀刻去除氧化层,可连带去除表面因离子轰击产生的非晶化硅层,恢复晶格完整性。
高温稳定性:SiO₂在高温工艺(如退火、外延生长)中稳定,不会与硅发生副反应,适合作为后续高温步骤的临时保护层。