水汽氧化是以高纯水蒸气或直接通人氢气与氧气为氧化气氛,生长机理是在高温下,由硅片表KIA7035AF-RTF面的硅原子和水分子反应生成sO?层,其反应式水汽氧化的特点:氧化速率快,在]200℃下,水分子的扩散速率比干氧氧化时氧分子的扩散速率快几十倍,故水汽氧化的生长速率较快;但氧化层质量较差,结构疏松,薄膜致密性最差,针孔密最大;氧化层表面是硅烷醇(Si―OI1),易吸附水,所生成氧化层表面与光刻胶黏附性差,易浮胶,使光刻困难。所以在光刻胶涂覆前要经过吹千O2(或干N2)热处理,将~Sl―OH分解成~Sl―O烷结构,并排除水分。

   湿氧氧化法

   湿氧氧化是让氧气在通入反应室之前先通过加热的高纯去离子水,使氧气中携带一定量的水汽(水汽的含量一般由水浴温度和气流决定,饱和的情况下只与水浴温度有关)。所以湿氧氧化兼有干氧氧化和水汽氧化两种氧化作用,氧化速率和氧化层质量介于两者之间。在集成电路工艺中,热氧化只需通入反应气体,反应气体不用稀释。干氧氧化时,只通入高纯氧气;湿氧氧化时,将氧气先通过高纯水,高纯水温一般较高,在90℃以上,这样氧携带大量水汽;水汽氧化时,直接通人水汽或分别通入H2、O2气体。用高纯氢气和氧气在石英反应管进口处直接合成水蒸气的方法进行水汽氧化时,通过改变氢气和氧气的比例,可以调节水蒸气压,减少沾污,有助于提高热生长二氧化硅的质量。

   实际热氧化工艺多是采用干、湿氧交替的方法进行,如3DK4的一氧工艺:干氧15min,再湿氧40rnin,最后干氧15min。干、湿氧交替进行的目的就是为了获得表面致密、针孔密度小、表面干燥、适合光刻的氧化膜,同时叉能提高氧化速率,缩短氧化时间。