臭氧發生器在ALP中的應用

圖1顯示了ALD技術的總體應用空間，圈出了基于臭氧的ALP/O3工藝的應用空間。這些圈出的類別突出了ALP/O3在半導體和光伏器件制造中的廣泛應用空間。

開展臭氧應用的ALD應用空間

圖2顯示了ALD/O3技術的一些特定微電子應用。臭氧輸送系統與ALD設備一起用于生產微電子制造中的各種關鍵介電膜。ALD/O3用于在DRAM電容器中沉積ZrO2和Al2O3膜；該方法用于深孔中的SiO2沉積和VNAND器件中的Al2O3沉積。

ALP/O3薄膜沉積工藝的一些應用領域。

圖3顯示了3D NAND結構的橫截面以及在其制造中采用的不同工藝。

32L 3D NAND閃存

ALD廣泛用于該器件的制造，ALD/O3工藝用于關鍵氧化物層。64L 3D NAND結構具有100:1的深孔縱橫比（a/R）；計劃的3D NAND結構將具有甚至更嚴重的縱橫比。對未來3D NAND設計的期望要求越來越多的層具有越來越大的深孔縱橫比。能夠處理具有這種縱橫比的拓撲的沉積技術是ALD，其中ALD/O3是孔內電介質沉積的選擇。雖然在困難的拓撲方面不那么引人注目，但當前的邏輯器件設計要求在其制造中增加ALP的使用。邏輯器件采用ALD/O3工藝來形成高k電介質，例如在柵極氧化物應用中的ZrO2、HfO2、Al2O3、La2O3和LaxAlyO。雖然這些柵極介電膜可以使用不同的氧化劑來制備，但研究表明，使用O3進行氧化可以通過改善界面性能和消除污染，特別是通過羥基（OH）部分來改善電性能。

用于DRAM、VNAND和邏輯器件的ALD/O3工藝需要臭氧產生系統，該系統能夠以支持生產吞吐量需求的流速輸送足夠濃度的臭氧。對于DRAM應用，例如ZrO/Al2O3/ZrO雙層高k電介質，這意味著ALD系統需要輸送高達20slm的臭氧濃度為175至320g/Nm3的氣體。邏輯器件中的高k柵極電介質（如La2O3）的生產工藝，每個腔室只需要2至3 slm的臭氧前體氣體，臭氧的精確劑量在每slm 5%重量的范圍內。典型的3D NAND工藝需要類似于DRAM生產中的前驅體流；然而，前體氣體中的臭氧濃度可以高于高k門工藝中使用的臭氧濃度，范圍在150至300g/Nm3之間。任何臭氧發生器和/或輸送系統的持續挑戰是由應用和OEM的系統（即腔室）設計驅動的同時濃度和流量要求。