臭氧发生器厂家 同林臭氧 · 专业、精准、高端

韬定律V2推动先进封装升级，ALD臭氧需求正在快速增长？

近年来，随着摩尔定律逐渐逼近物理极限，全球半导体产业正在寻找新的性能提升路径。从晶体管尺寸不断缩小，转向芯片架构、先进封装和三维集成的协同创新，已经成为行业共识。

近期提出的韬定律（More than Moore V2），进一步强调了3D集成（3D IC）、先进封装、混合键合（Hybrid Bonding）和多层逻辑堆叠等技术的重要性。这一趋势不仅推动了先进封装设备的发展，也正在带动ALD（Atomic Layer Deposition，原子层沉积）设备及高浓度臭氧氧化工艺需求持续增长。

对于臭氧设备企业而言，这意味着新的市场机会正在形成。

M1000高精度臭氧发生器

后摩尔时代：先进封装成为性能提升的重要方向

过去几十年，芯片性能主要依赖晶体管不断微缩。

但随着2 nm及以下制程面临越来越大的技术挑战，继续依靠线宽缩小来提升性能的成本不断增加。因此，越来越多芯片制造商开始采用另一条技术路线——先进封装。

目前，高性能计算（HPC）、人工智能（AI）、数据中心以及高端存储器，都在广泛采用：

2.5D封装

3D IC

Chiplet（芯粒）

Hybrid Bonding（混合键合）

TSV（硅通孔）

这些技术能够在不继续缩小晶体管尺寸的情况下，通过提高芯片集成密度和互连效率，实现更高的系统性能。

而韬定律V2正是基于这一产业趋势，强调未来半导体创新将更多依赖三维集成与系统级封装，而不仅仅是制程节点的演进。

为什么先进封装越来越依赖ALD工艺？

先进封装虽然属于封装工艺，但其中越来越多关键步骤已经离不开ALD。

原因在于，先进封装内部存在大量高深宽比（High Aspect Ratio）微结构，例如：

TSV绝缘层

TSV阻挡层（Barrier）

Via介质层

Hybrid Bonding介电层

微凸点（Micro Bump）

高密度互连结构

这些结构孔径越来越小，而深度越来越大。

传统PVD或CVD工艺在高深宽比结构中容易出现覆盖不足、膜厚不均甚至阴影效应。

相比之下，ALD具有明显优势：

原子级厚度控制

优异的膜厚均匀性

高深宽比结构的共形覆盖能力

致密、低缺陷薄膜

良好的重复性

因此，随着先进封装不断向更高集成度发展，ALD工艺在封装领域的重要性持续提升。

ALD的发展，也推动了臭氧需求增长

ALD是一种循环反应工艺，需要前驱体和氧化剂交替完成表面反应。

传统热ALD常采用水（H₂O）作为氧化剂，但随着先进封装的发展，高浓度臭氧（O₃）在越来越多工艺中得到应用。

主要原因包括以下几个方面。

1. 更低温沉积

先进封装涉及大量聚合物材料、低介电常数材料以及铜互连结构，对工艺温度十分敏感。

臭氧具有更强的氧化能力，可在较低温度下完成充分反应，有助于降低热预算，减少对材料的影响。

 2. 提高薄膜质量

对于HfO₂、Al₂O₃、SiO₂等氧化物薄膜，臭氧通常能够促进更充分的氧化反应。

相比部分水氧化工艺，可有效降低：

碳残留

有机杂质

羟基（–OH）残留

从而获得更加致密、稳定的介质膜。

 3. 提高工艺效率

由于臭氧氧化反应速率较快，在部分ALD工艺中可以缩短氧化反应时间，减少循环时间，提高设备产能。

对于批量生产而言，这意味着更高的生产效率。

 4. 更适合高深宽比结构

TSV、深孔互连及Hybrid Bonding等先进封装结构，对薄膜覆盖一致性要求极高。

臭氧能够与ALD工艺配合，实现复杂三维结构内均匀沉积，为先进封装提供可靠的介质层质量。

高浓度臭氧系统，对ALD设备提出更高要求

随着ALD氧化工艺不断升级，臭氧发生系统已不仅仅是提供臭氧气体，而是需要满足半导体工艺对稳定性和洁净度的严格要求。

典型要求包括：

高臭氧浓度输出

浓度长期稳定

快速响应，满足Pulse供气

超低颗粒污染

超低金属污染

高纯氧兼容

与ALD设备联机控制

在线臭氧浓度实时监测

此外，臭氧输送管路、阀门、流量控制以及尾气分解系统，也需要按照半导体工艺要求进行整体设计，以保证工艺稳定运行。

臭氧不会取代所有氧化剂，但应用范围正在扩大

需要说明的是，臭氧并不是ALD工艺中唯一的氧化剂。

目前，根据不同材料体系和工艺要求，ALD仍广泛使用：

水（H₂O）

臭氧（O₃）

氧等离子体（O₂ Plasma）

远程等离子体（Remote Plasma）

其他活性氧源

但在低温沉积、高质量氧化物薄膜以及先进封装相关工艺中，臭氧的重要性正不断提升，并成为许多工艺的优选氧化剂之一。北京同林科技有限公司提供高纯度和高浓度臭氧发生器。

 结语

韬定律V2所代表的发展方向，并不是取代摩尔定律，而是在后摩尔时代，通过三维集成、Chiplet和先进封装等技术继续推动芯片性能提升。

这一趋势正在增加ALD工艺在先进封装中的应用比例，也进一步带动高品质臭氧氧化工艺的发展。

对于臭氧设备企业而言，未来竞争重点将不仅是臭氧发生能力，更包括臭氧浓度稳定性、系统洁净度、在线监测能力以及与ALD设备的工艺匹配能力。随着先进封装持续向更高集成度迈进，高浓度、高稳定性半导体级臭氧系统有望迎来更广阔的应用空间。