Известны четыре основных способа выращивания окисных плёнок на кремниевых пластинах и кристаллах для стабилизации их поверхностных свойств:

1. термическое выращивание;

2. пиролитическое окосление;

3. химическое окисление;

4. анодное окисление;

Термическое выращивание. Выращивают окиную плёнку на поверхности кремния чаще всего методом открытой трубы. Тщательно очищенный азот, увлажнённый водяными парами, прорускают через деионизиванную воду, откуда он попадает в трубу, где в высокотемпературной зоне печи (1100–1300 С) находятся пластины кремния. Для создания совершённой плёнки двуокиси пластины перед окислением механически или химически полируют.

В другом случае окисление ведут в атмосфере ( чаще также в потоке) чистого кислорода, специально очищенного атмосферного воздуха или водяного пара. На рис показана зависимость толщины плёнки от h скорости роста плёнки SiO2 от температуры. Как видно, она имеет экспоненциальный характер.

Рост плёнки двуокиси кремния в различных условиях описывается выражением:

hm=kt,

где h – толщина плёнки; t – время; k– константа, определяемая давлением и температурой; m– показатель степени;

Если окисление ведут в чистом кислороде или парах воды, m=2. Плёнка, выращенная в кислороде, имеет более совершенную структуру.

Часто используют окисление в три стадии: в осушенном, в увлажненном ( для ускорения процесса) и вновь в осушенном кислороде. Однако предельная толщина термически выращенной окисной плёнки не превышает 1,5 мкм. Более толстые плёнки имеют трещины. Для практических целей используют плёнки двуокиси кремния толщиной 0,2–1,2 мкм.

При использовании водяного пара под давлением, скорость выращивания окисной плёнки возрастает. После травления и промывки кристаллы с р-п-переходами обрабатывают в течение 15 минут в азотной кислоте при температуре 100 С и сушат на воздухе. Затем кристаллы окисляют при температуре 650 С и давлении водяных паров 50 ат в течение 2 часов. В результате на поверхности пластины образуется защитная окисная плёнка толщиной 3000 А.

Получать окисную плёнку в среде водяного пара можно при температуре 1200 С в течение 5 часов при атмосферном давлении . После оксидирования водяной пар заменяют инертным газом, который пропускают через пластины в течении 1 часа при той же температуре. Плёнку получают толщиной 20 000А.

Пиролитическое окисление. Описанная технология создания защитных окисных плёнок непригодна для германия, так как плёнка двуокиси германия нестабильна и не может служить надёжной защитой против диффузии. Уже при 700 С двуокись германия в инертной или восстановительной среде реагирует с объёмом , образуя летучую моноокись.

Нагрев в окислительной среде при температуре 700 С вызывает разрушение пленки Ge2O. Для защиты р-п-переходов на германиевых пластинах выращивают плёнки окиси кремния. Широкое распространение получили защитные плёнки окиси кремния, выращиваемые на германии методом термораспада кремнийогранических соединений. Покрытие, образующееся при пиролитическом разложении органооксисиланов, наносится очень просто, обладает хорошей механической стойкостью и легко удаляется при травлении в плавиковой кислоте.

Поток очищенного аргона 1 проходит через печь. Когда температура поднимается до 700 С аргон пропускают через органооксисилан 2, пары которого разлагаются в рабочей камере 3, и на пластинах 5 германия осаждается слой двуокиси кремния. Когда требуемая толщина плёнки достигнута, вновь пускают чистый аргон и отключают печи. При 200 С пластины вынимают.