臭氧氧化退火工藝：原理、應(yīng)用環(huán)節(jié)與核心設(shè)備

一、原理與用法

先利用臭氧強(qiáng)氧化性在低溫下（200-400℃）氧化襯底 / 薄膜表面，形成均勻氧化層或消除懸掛鍵；再通過退火（300-800℃，氧氣 / 真空氛圍）修復(fù)晶格缺陷、提升氧化層致密性、優(yōu)化界面態(tài)。

可 “原位臭氧氛圍退火”：在臭氧環(huán)境中直接退火，同步實(shí)現(xiàn)氧化與缺陷修復(fù)，適用于低熱預(yù)算場景。

二、應(yīng)用環(huán)節(jié)

半導(dǎo)體器件鈍化：多晶硅太陽電池邊緣刻蝕后，臭氧氧化形成 SiOx 預(yù)氧化層，再經(jīng)退火配合 SiNx 疊層膜提升鈍化質(zhì)量，降低表面復(fù)合，提高效率。

超導(dǎo)體摻雜調(diào)控：銅氧化物單晶表面經(jīng)臭氧 / 真空退火，實(shí)現(xiàn)表面摻雜濃度連續(xù)調(diào)控，覆蓋超導(dǎo)相區(qū)。

鐵電薄膜后處理：HZO 鐵電薄膜與 TiN 電極界面經(jīng)臭氧氧化，再低溫退火形成 TiO?界面層，增強(qiáng)鐵電性與熱穩(wěn)定性。

光刻后表面凈化：氧化去除底部膜層殘留胺基，防止光刻膠毒化，保障圖形精度。

三、臭氧氧化退火工藝的核心設(shè)備

專用臭氧退火爐（管式 / 箱式）

結(jié)構(gòu)：臭氧發(fā)生與進(jìn)氣系統(tǒng)、控溫加熱腔（多區(qū)控溫）、真空 / 氣氛控制模塊、尾氣處理單元。

適配工藝：原位臭氧氛圍退火（200-800℃），同步氧化與缺陷修復(fù)，適合半導(dǎo)體晶圓、光伏硅片的鈍化與界面優(yōu)化。

典型應(yīng)用：多晶硅太陽電池邊緣臭氧氧化 + 退火鈍化，HZO 鐵電薄膜界面改性。

氧化爐 / 快速熱退火（RTA）設(shè)備

結(jié)構(gòu)：立式 / 臥式爐管、快速升降溫模塊、臭氧 / 氧氣混合進(jìn)氣、石英舟 / 晶圓載具。

適配工藝：先臭氧低溫氧化（200-400℃），再切換氧氣 / 真空氛圍高溫退火（600-1100℃），適合需要高溫致密化的氧化層制備。

典型應(yīng)用：功率半導(dǎo)體襯底氧化層生長與缺陷修復(fù)，先進(jìn)邏輯芯片柵極氧化層后處理。

集成式臭氧處理線（光伏專用）

結(jié)構(gòu)：水蒸氣清洗箱→干燥箱→臭氧氧化箱→退火箱→輸送帶，配合在線臭氧濃度監(jiān)控與尾氣破壞器。

適配工藝：硅片清洗后連續(xù)式臭氧氧化 + 退火，適配 PERC/TOPCon 電池量產(chǎn)線。

典型應(yīng)用：抗 PID 太陽能電池的背面預(yù)氧化與退火鈍化。

四、北京同林臭氧源設(shè)備

3S-T10臭氧發(fā)生器，臭氧濃度10-120mg/L，10圈旋鈕操作，臭氧產(chǎn)量10g/h

Atlas P30高濃度臭氧發(fā)生器，臭氧濃度10-220mg/L，觸屏操作，臭氧產(chǎn)量30g/h

803N 高濃度臭氧發(fā)生器，臭氧濃度10-220mg/L，旋鈕操作，臭氧產(chǎn)量8g/h

M1000高純度臭氧發(fā)生器，臭氧濃度1-100mg/L，10圈旋鈕操作，臭氧產(chǎn)量1g/h