熱酸化
シリコンの熱酸化は、通常800~1200°Cの温度で行われ、いわゆる高温酸化膜(High Temperature Oxide layer、HTO)が形成される。酸化剤には水蒸気(通常UHP蒸気)または分子状酸素を使用し、それぞれ湿式酸化または乾式酸化と呼ばれる。 反応は以下のいずれかである。
S i + 2 H 2 O → S i O 2 + 2 H 2 ( g ) {\displaystyle {\rm {Si+2H_{2}O\rightarrow SiO_{2}+2H_{2\ (g)}}}} (湿式酸化)
S i + O 2 → S i O 2 {\displaystyle {\rm {Si+O_{2}\rightarrow SiO_{2}\,}}} (乾式酸化)
また、酸化雰囲気には数%の塩酸(HCl)が含まれていることがある。 この塩素によって、酸化物中に含まれる可能性のある金属イオンが除去される。
熱酸化膜は、基板から消費されるシリコンと、周囲から供給される酸素を取り込む。そのため、酸化膜はウェーハの内部で成長し、外部で成長する。単位厚さのシリコンが消費されるごとに、2.17単位厚さの酸化物が発生する。シリコンの表面を酸化させると、酸化物の厚さの46%が元の表面より下に、54%が元の表面より上に存在することになる。