臭氧 ALD 工艺技术原理与特点

臭氧 ALD 工艺技术原理与特点

一、原子层沉积(ALD)基础概念

• 定义:基于表面自限制反应的薄膜沉积技术,可实现单原子层精度的薄膜制备。
• 与 CVD 的区别:将前驱体供给和反应分为独立步骤,通过精确控制各步骤条件实现原子级生长控制。

二、臭氧 ALD 工艺原理

• 核心定义:在传统 ALD 基础上,使用臭氧(O₃)作为氧化剂,与金属有机前驱体反应形成高质量氧化物薄膜。
• 反应核心步骤(循环进行):
  1. 前驱体吸附:金属有机前驱体引入反应腔室,在基底表面化学吸附。
  2. 臭氧氧化反应:臭氧引入腔室,与吸附的前驱体反应生成金属氧化物薄膜,释放副产物。
• 辅助步骤:惰性气体吹扫,防止前驱体与氧化剂在气相中提前反应,保证自限制特性和薄膜均匀性。

三、臭氧 ALD 技术特点

四、关键图示说明

1. 臭氧 ALD 反应循环流程图

   • 前驱体通入→吸附→惰性气体吹扫→臭氧通入→氧化反应→惰性气体吹扫→循环开始

     
     

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2. 薄膜生长示意图

   • 展示单原子层逐次沉积的过程,体现厚度可控性。

     
     

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五、延伸应用场景

• 半导体器件(如高 k 栅介质层)、纳米电子器件、光电器件、催化材料等领域的薄膜制备。