O processo de oxidação do carboneto de silício é simples. Osubstrato de carboneto de silíciopode ser diretamente oxidado termicamente para obter SiO2 no substrato. O carboneto de silício é o único semicondutor composto que pode obter SiO2 de alta qualidade por meio da oxidação térmica do carboneto de silício. A fórmula teórica é a seguinte:
SiC + 1,5O2 → SiO2 + CO
Ou seja, para cultivar 100 nm de SiO2, é consumido 46 nm de carboneto de silício. O processo de oxidação do carboneto de silício é dividido em método seco e método úmido.
A taxa de oxidação da superfície do carboneto de silício está relacionada ao polar do carboneto de silício:
Entre todos os planos de cristal, a taxa de oxidação do plano de carbono (000-1) é a mais rápida e a do plano de silício (0001) é a mais lenta. A taxa de oxidação da superfície de carbono (000-1) é 8-15 vezes maior que a da superfície de silício (0001). Quando oxidado a 1000 ° C por 5 horas, a superfície de silício (000-1) é de 80 nm e a superfície de carbono (0001) é de 10 nm. A oxidação do carboneto de silício em alta temperatura também é um método destrutivo para identificar a polaridade.
Além disso, a taxa de oxidação do carboneto de silício está perto de uma parábola:
d ^ 2 + Ad = Bt
d é a espessura do filme de oxidação do carboneto de silício, t é o tempo e A e B são os parâmetros medidos.
Na verdade, existem outras formas de oxidação:
SiC + O2 → SiO2 + C
Como resultado, pode haver defeitos de carbono. Existem várias maneiras de reduzir os defeitos na interface entre SiO2 e SiC:
1. Recozimento após o estado de oxidação do carboneto de silício: Recozimento em gás inerte (Ar / N2) após a oxidação térmica.
2. Oxidação e nitretação: Após a oxidação térmica, passar o gás contendo N (NO / N2O / NH3) para o recozimento; ou oxidar diretamente em gás N (NO / N2O / NH3).
3. Oxidação ou recozimento em outras atmosferas / soluções: incluindo solução de POCl3 / Na, etc.
4. Deposite outras camadas:
- O defeito de oxidação térmica direta do carboneto de silício é 1,3 × 10 ^ 11cm-2. Voltando ao método original, depositando Si e, em seguida, oxidando termicamente em SiO2, o número de defeitos é 1,2 × 10 ^ 10cm-2. É importante notar que é muito difícil caracterizar a interface. TEM, XPS, AES, EELS são todos difíceis de obter bons resultados, por isso o número é duvidoso.
- Deposite outros isolantes, como Al2O3, AlN, AlON, etc.
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