В процессе диффузии газы (Н2, Аг, 02 и др.) адсорбируются на поверхности SiCb или растворяются в ней, а затем диффундируют сквозь пленку SiCh.
Основными промышленными (методами получения пленок двуокиси кремния является термическое окисление, осаждение путем пиролиза, вакуумное напыление и реактивное распыление.
Общим для всех методов получения пленок двуокиси кремния является предварительная обработка поверхности кремния концентрированной азотной кислотой для упрочнения присутствующих всегда на поверхности гид-ратированных пленок окислов толщиной около 0,01 мкм.
К термическим методам относятся — окисление кремния в парах воды, в сухом кислороде и во влажном кислороде.
Окисление в парах воды — высокотемпературная реакция кремния с водяными парами в таких условиях, когда количество водяного пара не ограничивает скорость реакции. Предполагается, что после образования первых слоев окисла, препятствующих дальнейшему контакту паров воды с кремнием, реакция протекает либо между атомами кремния, находящимися на границе кремний — окисел, и молекулами воды, находящимися в окиси кремния, либо между гидроксильной группой гидроокиси кремния и кремнием вблизи границы газ—
окисел и на границе окисел — кремний.
Окисление в паре проточным методом. Источником водяного пара служит сосуд с водой высокой чистоты, который нагревается до температуры 102°С, достаточной для создания потока водяных паров через трубу для окисления. Магистрали, подводящие пар от бани к печи, нагреваются до более высокой температуры во избежание конденсации.
Для предотвращения образования больших пузырьков необходимо исключить образование центров конденсации, что достигается высокой степенью очистки воды.
Через магистраль пары воды поступают в печь с уложенными кремниевыми пластинами. В печи нагревателем поддерживается температура 800—1200°С.
Зависимость толщины окисла от времени выдержки и температуры при окислении парами воды приведена на рис. 9-1.