半導體已經成為我們生活中不可或缺的一部分。今天，我們回到「八種基本半導體製程」系列，繼續探索半導體製造流程。在上篇文章中我們了解了晶圓的製造流程。在本文中，我們將介紹氧化過程。

晶圓氧化層（二氧化矽，SiO2）：提供保護和絕緣。

從沙子中提取的矽在作為積體電路的原料之前，要經過一系列的淨化過程，形成矽錠。然後將矽錠切成均勻的厚度，拋光，最終形成半導體晶片的基礎。

透過這些步驟生產出來的晶圓不導電。因此，需要進一步加工使其成為“半導體”，既具有導電性又具有非導電性。為了實現這一點，需要將各種物質轉移到晶圓上，並在表面蝕刻電路圖案。這些過程可能需要重複多次。

氧化是上述所有過程的基礎。氧化過程會產生一層SiO2，其作為絕緣層，防止電路之間的漏電流。氧化層還可以在隨後的離子注入和蝕刻過程中保護矽晶片。

換句話說，二氧化矽層在整個半導體製造過程中充當可靠的屏蔽層。積體電路要求的精度很高，即使是微小的污染物也會對積體電路的電氣性能產生不利影響，因此氧化層的作用至關重要。

這層保護氧化層是如何形成的呢？

當晶圓暴露在空氣中的氧氣或其他化學物質中時，它會形成一層氧化層，類似於鐵（Fe）暴露在空氣中生鏽的情況。

氧化方法有幾種，例如熱氧化、等離子增強化學氣相沉積 (PECVD) 和電化學陽極氧化。其中應用最廣泛的是在800～1200℃高溫下進行的熱氧化工藝，形成一層薄而均勻的二氧化矽層。

根據氧化反應所用氣體的不同，熱氧化可分為乾氧化和濕氧化。乾氧化使用純氧（O2），氧化層生長較慢，是形成薄層的理想選擇。乾式氧化產生的氧化物表現出優異的電氣特性。濕式氧化同時使用氧氣（O2）和水蒸氣（H2O）。因此，氧化層生長較快，厚度也較大。然而，濕法產生的氧化物不如乾法形成的氧化物緻密。在相同的時間和溫度條件下，濕式形成的氧化物厚度約為乾式形成的氧化物的5到10倍。

本文主要介紹氧化層的作用以及其形成的原因。請繼續關注本系列的下一部分，我們將解釋如何在覆蓋有氧化層的晶圓上印刷電路圖案。