Der Prozess der Siliciumcarbidoxidation ist einfach. DasSiliciumcarbidsubstratkann direkt thermisch oxidiert werden, um SiO2 auf dem Substrat zu erhalten. Siliziumkarbid ist der einzige Verbindungshalbleiter, der durch thermische Oxidation von Siliziumkarbid hochwertiges SiO2 erhalten kann. Die theoretische Formel lautet wie folgt:
SiC + 1,5O2 → SiO2 + CO
Das heißt, um 100 nm SiO 2 zu züchten, werden 46 nm Siliciumcarbid verbraucht. Das Siliciumcarbid-Oxidationsverfahren wird in ein Trockenverfahren und ein Nassverfahren unterteilt.
Die Geschwindigkeit der Oxidation der Siliciumcarbidoberfläche hängt mit der Polarität des Siliciumcarbids zusammen:
Unter allen Kristallebenen ist die Oxidationsrate der (000-1) -Kohlenstoffebene am schnellsten und die der (0001) -Siliciumebene am langsamsten. Die Oxidationsrate der (000-1) -Kohlenstoffoberfläche beträgt das 8-15-fache der (0001) -Siliciumoberfläche. Bei 5-stündiger Oxidation bei 1000 ° C beträgt die (000-1) -Siliciumoberfläche 80 nm und die (0001) -Kohlenstoffoberfläche 10 nm. Die Oxidation von Siliciumcarbid bei hoher Temperatur ist auch eine zerstörerische Methode zur Identifizierung der Polarität.
Darüber hinaus liegt die Oxidationsrate von Siliciumcarbid nahe an einer Parabel:
d ^ 2 + Ad = Bt
d ist die Dicke des Siliciumcarbidoxidationsfilms, t ist die Zeit und A und B sind die gemessenen Parameter.
In der Tat gibt es andere Oxidationsformen:
SiC + O2 → SiO2 + C.
Infolgedessen kann es zu Kohlenstoffdefekten kommen. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Defekte an der Grenzfläche zwischen SiO2 und SiC zu reduzieren:
1. Tempern nach der Oxidationsstufe von Siliciumcarbid: Tempern in Inertgas (Ar / N2) nach thermischer Oxidation.
2. Oxidation und Nitridierung: Nach der thermischen Oxidation N-haltiges Gas (NO / N2O / NH3) zum Tempern durchlassen; oder direkt in N-Gas (NO / N2O / NH3) oxidieren.
3. Oxidation oder Tempern in anderen Atmosphären / Lösungen: einschließlich POCl3 / Na-Lösung usw.
4. Legen Sie andere Schichten ab:
- Der Defekt der direkten thermischen Oxidation von Siliciumcarbid beträgt 1,3 × 10 ^ 11 cm –2. Zurück zum ursprünglichen Verfahren, Abscheiden von Si und anschließendes thermisches Oxidieren zu SiO 2 beträgt die Anzahl der Defekte 1,2 × 10 ^ 10 cm –2. Es ist erwähnenswert, dass es sehr schwierig ist, die Schnittstelle zu charakterisieren. TEM, XPS, AES, EELS sind alle schwierig, gute Ergebnisse zu erzielen, daher ist die Anzahl zweifelhaft.
- Legen Sie andere Isolatoren wie Al2O3, AlN, AlON usw. ab.
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