MEIDEN使用PillarHall®测试芯片开发用于ALD应用的纯臭氧发生器 

MEIDEN NANOPROCESS创新公司位于日本千叶，在高浓度和高纯度臭氧发生器技术方面拥有重要的专业知识。臭氧具有多种用途，从消毒水和医疗设备到在半导体工业的表面改性和薄膜形成中发挥关键作用。

2023年7月，在美国贝尔维尤举行的第23届国际原子层沉积会议（ALD 2023）上，该公司展示了使用其尖端纯臭氧发生器在金属氧化物ALD薄膜形成中的有趣研究结果。

与传统臭氧发生器相比，纯臭氧发生器产生极高浓度（>90% wt %），高纯度和长寿命的臭氧气体。研究表明，这种纯臭氧气体促进了ALD过程中膜的形成。

利用PillarHall®LHAR4测试芯片及其测量方法，MEIDEN NANOPROCESS INNOVATIONS证明，与氧等离子体相比，使用纯臭氧作为氧前体可以提高膜渗透深度10倍以上。此外，还实现了超高长径比1500:1的保形沉积（图1）。

图1所示 从PillarHall®实验中提取的PO-（纯臭氧）和O2 -等离子体作为TMA在ALD Al2O3过程中的氧前驱体的膜穿透深度曲线。

研究结果表明，使用纯臭氧作为氧化气体，其寿命长，浓度高，即使在非常高宽高比的腔中也能支持保形膜的生长，而不会改变膜的基本性质，如每周期生长和介电常数。这种现象可以通过反应动力学来解释，其中氧气等离子体和纯臭氧在狭窄腔内的扩散、表面覆盖和氧自由基碰撞不同，如图2所示。

图2 与氧等离子体相比，纯臭氧（PO）气体如何在高纵横比沟槽中改善薄膜生长的建议途径。

MEIDEN NANOPROCESS INNOVATIONS INC.的Naoto Kameda博士分享说：“在3D-NAND和MEMS等高纵横比空腔上沉积高k氧化物的需求越来越大。我们的纯臭氧发生器技术是关键解决方案之一，因为它可以在低温下实现超保形膜，正如PillarHall测试的那样。”

PillarHall LHAR测试芯片是芬兰Chipmetrics有限公司的产品。Chipmetrics首席执行官Mikko Utriainen博士指出：“快速准确的PillarHall LHAR测试芯片是ALD工艺及其3D应用开发商广泛使用的薄膜表征工具。因此，看到PillarHall也被用于臭氧发生器的开发是令人着迷的。”

参考

[1]等离子体辅助SiO2、TiO2、Al2O3和HfO2原子层沉积过程中O原子的共形性和提取复合概率

K. Arts， M. Utriainen， R. L. Puurunen， W. M. Kessels， H. C. M. Knoops， J. Phys。化学。中国生物工程学报，2019,44,27030-27035；

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