为什么80 %wt以上高纯臭氧，正在成为先进ALD的新趋势？

近年来，随着半导体器件不断向更小制程、更高集成度发展，原子层沉积（ALD）技术的重要性日益凸显。无论是高介电常数（High-k）栅极介质、DRAM电容介质，还是3D NAND、先进封装等领域，ALD都承担着沉积超薄、高均匀性、高致密性薄膜的重要任务。

在ALD工艺中，除了前驱体的选择外，氧化剂同样决定着薄膜质量。过去二十年，氧化剂经历了从水蒸气（H₂O）、臭氧（O₃）到氧等离子体（O₂ Plasma）的不断发展。而近年来，一种新的方向逐渐受到关注——80 %wt以上高纯臭氧（Pure Ozone）。

2026年，日本明電舎公布了利用高纯臭氧与水蒸气生成OH自由基的新技术，并成功应用于HfO₂薄膜沉积，使碳、氮杂质降低约100倍。这一成果再次引发业内对于高纯臭氧技术的关注，也意味着高纯臭氧的价值已经不仅仅停留在“提高臭氧浓度”，而是成为先进氧化工艺的重要基础。

为什么传统臭氧开始遇到瓶颈？

臭氧作为ALD氧化剂已有二十多年的应用历史。

相比水蒸气，臭氧具有更强的氧化能力，可以更充分地去除有机前驱体残留，因此广泛应用于：

HfO₂

ZrO₂

Al₂O₃

TiO₂

IGZO等氧化物薄膜

目前，大多数实验室和工业ALD系统采用的都是臭氧/氧气混合气体，臭氧体积分数通常为5%～15%。

对于传统工艺而言，这样的浓度已经能够满足多数氧化需求。但随着先进器件不断发展，对薄膜纯度、界面质量和缺陷密度提出了更高要求，普通臭氧逐渐暴露出一些局限性。

例如，在沉积高介电常数材料时，如果有机配体不能完全去除，就容易在薄膜中形成碳、氮等杂质。这些杂质会影响介电性能、漏电流及长期可靠性。

因此，提高氧化反应效率，成为ALD工艺持续优化的重要方向。