酸化膜の形成

半導体製造技術の障壁の一つとして、シリコン(ケイ素)からのシリコン酸化膜(二酸化ケイ素膜)の形成があげられます。二酸化ケイ素(SiO2)はケイ素原子と酸素原子1対2から組成され、市販の窓ガラスの原材料にも用いられますが、半導体製造にはより高純度のものが必要となります。シリコン酸化膜はシリコン表面上で成長し、このプロセスは熱酸化と呼ばれます。

シリコンウェハーは拡散炉内で熱処理され、この工程に酸素原子がケイ素原子に結合されます。酸素ガスは既に形成されたシリコン酸化膜を経てシリコン表面に達し、新たな膜を形成します。シリコン酸化膜の厚さが500Åに達すると、これ以上の成長は起こりません。

ウェハー上でのシリコン酸化膜形成にはドライ酸化・ウェット酸化と大きく2種類の方法があり、厚さ1000Å以下の酸化膜形成にはドライ酸化が用いられます。

熱酸化膜は半導体の複雑さに関わらず「柱」となる製造技術であり、良質のウェハー上で処理されることで良質の絶縁体として形成されます。