CVD（化学气相沉积）工艺中臭氧的用途

CVD（化学气相沉积）工艺中臭氧的用途

CVD（化学气相沉积）臭氧工艺是一种利用臭氧（O₃）作为反应气体的薄膜沉积技术，广泛应用于半导体、光学涂层等领域。CVD（化学气相沉积）工艺中臭氧有以下用途

- 氧化反应

- 形成高质量氧化硅薄膜：在二氧化硅薄膜沉积中，常以四乙氧基硅烷（TEOS）和臭氧为反应物。例如在亚大气压化学气相沉积（SACVD）中，利用臭氧/TEOS热化学气相沉积来在硅片上沉积SiO₂。臭氧与TEOS发生反应，能在相对较低的温度下形成高质量的二氧化硅薄膜，具有良好的台阶覆盖、低薄膜应力和非常低的颗粒形成率。

- 促进金属氧化物生长：对于一些金属材料的CVD工艺，臭氧可作为强氧化剂，与金属有机前驱体发生反应，促进金属氧化物的生长。比如在制备氧化锌（ZnO）、氧化铟锡（ITO）等金属氧化物薄膜时，臭氧能使金属有机化合物中的金属原子更易与氧结合，形成均匀、高质量的金属氧化物薄膜，这些薄膜在电子器件、光学器件等领域有广泛应用。

- 提高薄膜质量

- 降低杂质含量：臭氧具有强氧化性，能与一些杂质气体或杂质原子发生反应，将其氧化为更易挥发的物质，从而在CVD过程中被气体流带出反应腔室，降低薄膜中的杂质含量。例如在氮化硅薄膜沉积过程中，可能存在少量的碳、氢等杂质，臭氧可以与这些杂质反应，提高氮化硅薄膜的纯度。

- 改善薄膜的致密性和均匀性：在CVD工艺中，臭氧的加入可以使反应更加充分和均匀，有助于提高薄膜的致密性和均匀性。如在有机硅材料的CVD沉积中，加入臭氧能使有机硅前驱体更好地分解和反应，使沉积的薄膜更加致密、均匀，提高薄膜的性能和稳定性。

- 表面处理与活化

- 去除表面污染物：在CVD工艺进行前，需要对基底表面进行清洁处理，臭氧可以有效地去除基底表面的有机物、油污等污染物。臭氧与这些污染物发生氧化反应，将其分解为二氧化碳和水等小分子物质，从而达到清洁表面的目的，有利于后续薄膜的沉积，提高薄膜与基底的附着力。

- 活化基底表面：臭氧可以与基底表面的原子发生反应，形成一些活性位点，从而提高基底表面的活性，有利于前驱体气体在基底表面的吸附和反应，促进薄膜的成核和生长。比如在硅片表面进行CVD沉积前，利用臭氧进行预处理，能使硅片表面形成一些羟基等活性基团，增强硅片表面对前驱体的吸附能力，提高薄膜的沉积速率和质量。