臭氧前驅體用法：原理、用法與應用環節

臭氧前驅體則作為活性氧源參與薄膜生長，核心用于原子層沉積（ALD）等薄膜沉積環節

一、原理與用法

作為高活性氧源，在沉積過程中替代 H?O、O?等，提供無氫污染的氧原子，與金屬前驅體發生自限性反應，確保薄膜均勻、致密、低缺陷。

典型場景為 ALD：與 TMA（三甲基鋁）反應沉積 Al?O?，或與金屬有機源生長高 k 介質（如 HfO?）、氧化鎵等。

二、應用環節

ALD 介電薄膜沉積：用于邏輯芯片 / 存儲器件的柵極氧化物、高 k 介質層（如 Al?O?、ZrO?），低溫下實現高擊穿電壓、低漏電流與熱穩定性。

光伏鈍化膜制備：在 PECVD 氮化硅前，以臭氧前驅體輔助沉積超薄 SiOx，提升界面鈍化與減反射效果。

MBE 外延生長：用于 β-Ga?O?等寬禁帶半導體外延，在 600-850℃下調控生長速率與表面形貌。

薄膜改性活化：臭氧前驅體分解惰性膜表面基團，增加活性位點，加速 ALD 改性，提升親水性與機械強度。

三、臭氧前驅體工藝的核心設備

1.原子層沉積（ALD）系統

結構：真空腔體、前驅體脈沖 /purge 系統、臭氧精確配送模塊（含濃度 / 流量控制）、溫度可控樣品臺、尾氣處理。

適配工藝：前驅體與臭氧交替脈沖的自限性反應（如 TMA + 臭氧沉積 Al?O?），沉積溫度 100-400℃，適合超薄、均勻的高 k 介質層 / 鈍化膜。

典型應用：邏輯芯片柵極高 k 介質（HfO?）、光伏 Al?O?鈍化膜、功率器件柵氧化層沉積。

2.分子束外延（MBE）/ 脈沖激光沉積（PLD）外延設備

結構：超高真空腔體、臭氧源（可加熱 / 脈沖控制）、分子束 / 激光源、襯底加熱臺。

適配工藝：寬禁帶半導體（如 β-Ga?O?）外延生長，臭氧作為氧源調控薄膜化學計量比與表面形貌。

典型應用：電力電子器件用氧化鎵外延層制備，透明導電氧化物薄膜生長。

3.等離子體增強原子層沉積（PEALD）設備

結構：ALD 基礎上增加等離子體源，臭氧可與等離子體協同提供活性氧，降低沉積溫度并提升薄膜質量。

適配工藝：低溫沉積高致密性氧化物薄膜（如 Al?O?、ZrO?），適合低熱預算的先進制程。

典型應用：3D NAND 存儲器件的阻擋層與隧穿層沉積。

四、北京同林臭氧源設備

3S-T10臭氧發生器，臭氧濃度10-120mg/L，10圈旋鈕操作，臭氧產量10g/h

Atlas P30高濃度臭氧發生器，臭氧濃度10-220mg/L，觸屏操作，臭氧產量30g/h

803N 高濃度臭氧發生器，臭氧濃度10-220mg/L，旋鈕操作，臭氧產量8g/h

M1000高純度臭氧發生器，臭氧濃度1-100mg/L，10圈旋鈕操作，臭氧產量1g/h