Lämpöoksidointitekniikoita

Lämpöoksidointitekniikoita ovat prosesseja, joissa lämpöä hyödynnetään hapettamaan materiaaleja. Tämä voi tapahtua useista syistä, kuten materiaalien pintojen muokkaamiseksi, suojaavien kerrosten muodostamiseksi tai epäpuhtauksien poistamiseksi. Yleisin sovellusalue on puolijohdeteollisuus, jossa lämpöoksidointia käytetään piidioksidikerrosten kasvattamiseksi piikiekoille. Nämä kerrokset toimivat eristeinä ja maskeina myöhemmissä valmistusvaiheissa.

Lämpöoksidointiprosessit voidaan jakaa kahteen päätyyppiin: kuivaoksidointi ja märkäoksidointi. Kuivaoksidointi tapahtuu korkeassa lämpötilassa (yleensä 800–1200 °C) vedettömässä hapessa (O2). Tämä menetelmä tuottaa erittäin korkealaatuista piidioksidia, mutta se on hitaampi kuin märkäoksidointi. Märkäoksidointi puolestaan suoritetaan vedyn ja hapen seoksessa tai vesihöyryssä korkeissa lämpötiloissa. Se on nopeampi tapa kasvattaa paksumpia piidioksidikerroksia, mutta kerroksen laatu ei välttämättä ole yhtä hyvä kuin kuivaoksidoinnilla.

Lämpöoksidointia voidaan käyttää myös muiden materiaalien kuin piin käsittelyyn. Esimerkiksi metalleja voidaan lämpöoksidoida niiden pinnan korroosionkestävyyden parantamiseksi tai katalyyttisten ominaisuuksien muokkaamiseksi. Lämpöoksidointitekniikoiden tehokkuus ja lopputulos riippuvat monista tekijöistä, kuten lämpötilasta, kaasuvirtauksesta, paineesta ja käsiteltävästä materiaalista.