扩散部工艺培训
扩散工序培训教程
• 2、硅片的装卸应该在1000级的洁净环境中进行， 注意保持室内及操作台洁净度，进出时随手关门， 非本岗位工作人员，未经允许不得进入扩散间。 • 3、操作时务必小心，不可损伤或者沾污硅片。 • 4、扩散过程中会产生有害气体，要保证良好的通 风。 • 5、更换源瓶须专人负责，严格执行源瓶操作规程， 未经过严格培训者不能更换。对源瓶及源温控制 器必须定期检查，并在交接班时填写源瓶及STC （源温控制器）使用记录。源液面高于源瓶的进 气管下口不足5毫米时（源瓶水平放置）必须更换 源瓶。
• 悬桨上,依次相邻放入剩下的石英舟, 石英舟之间 不要留有缝隙。 • 注意事项:不同规格的硅片不能同时放在同一个炉 管内。 • 3、工艺循环 • 点击开始按钮, 设备自动进舟，按照设定工艺程序 进行工艺循环，直至全过程结束。 • 注意事项:工艺过程中应循环检查设备运行情况， 气体流量、加热温度等参数。工艺运行过程中不 得跳步。 • 4、手动卸舟 • 工艺循环结束后，设备自动出舟； • 平端石英舟从悬臂上将其取下，放于不锈钢桌子 上，开始下一循：安全知识
• POCl3泄露紧急预案 • 一、健康危害 • 1、健康危害：吸入或食用。对眼睛、呼吸道粘 膜有刺激作用，可引起眼和皮肤灼伤。严重病例 有窒息感、紫绀、肺水肿、心力衰竭，亦可发生 肝肿大、蛋白尿、贫血及中性粒细胞增多。 • 2、危险特性：遇水猛烈分解，产生大量的热和 浓烟，甚至爆炸。具有较强的腐蚀性。 • 3、燃烧(分解)产物：氯化氢、氧化磷、磷烷。 • 4、环境标准:空气中有害物质的最高容许浓度 0.05mg/m3
• 7.4工装工具准备 • 备齐用于工艺生产的石英舟、取舟把手、隔热手 套、手套等。 • 7.5确认设定的扩散工艺程序。 • 三.工艺操作： • 1、手动装片 • 戴好清洁橡胶手套后双手平端硅片两侧,将合格的 硅片依次平稳插入石英舟卡槽内。 • 注意事项:操作时务必轻拿轻放，以防止硅片产生 裂纹和碎裂, 并保证手不要接触硅片的两个表面, 防止沾污。 • 2、手动装舟 • 平端石英舟将其慢慢平稳地放在距
扩散培训
4.2换源作业 4.2
2. 检查待换源瓶有无裂纹、旋钮松脱、残液等 缺陷，如有问题要标识并隔离，并通知相关人 员处理。用周转盒将源瓶运到作业区。接气路 软管，软管要插到位，接好后要轻拉软管。接 好软管后先开出气阀，再开进气阀，出气阀一 定要拧到位，保证气流畅通，开阀门时要左手 稳住阀，不可一手扶瓶身一手拧阀，以免会把 阀门拧断。
扩散（diffusion）：物质分子从高浓度 区域向低浓度区域转移，直到均匀分布的现 象。 扩散一般可发生在一种或几种物质于同一 物态或不同物态之间，由不同区域之间的浓 度差或温度差所引起．直到同一物态内各部 分各种物质的浓度达到均匀或两种物态间各 种物质的浓度达到平衡为止。
2.扩散的目的及原理
太阳能电池的心脏是一个PN结。PN结是不 能简单地用两块不同类型（p型和n型）的半导 体接触在一起就能形成的。要制造一个PN结， 必须使一块完整的半导体晶体的一部分是P型 区域，另一部分是N型区域。 扩散的目的就是在晶体内部实现P型和N型 半导体的接触。
检验仪器
主机
旋转按钮 四探针探头
名称：四探针测试仪 结构：主机、测试台 四探针探头 旋转按钮
测试台
探针属于易耗品， 使用中有需要注意 的地方。
5.3工艺卫生 5.3
一.所有工夹具必须永远保持干净的状态，包 括吸笔、石英舟、夹子，玻璃台面。 二.石英舟应放置在清洗干净的玻璃台面上， 禁止将石英舟放置在地面上。 三.上舟时将流程卡夹在流程夹旁边一一对应。 四.所有的石英器具都必须轻拿轻放。
5.1外观检测 5.1
扩散前检测： 扩散前检测： 硅片绒面有无色斑，雨点，硅片是否甩 干，有没碎片，裂纹片，对照流程卡检查有 无少片现象。 扩散后检测： 扩散后检测： 绒面不良，花斑，黑点，偏磷酸污染，裂 纹，崩边，V型缺口。
扩散工艺培训
因此限定源扩散时的杂质分布是高斯函数分布。由以上的求解公式，可以看出扩散系 数D以及表面浓度对恒定表面扩散的影响相当大。
实际扩散过程常介于上述两种分布之间，根据不同工艺或近似高斯分布或近似余 误差分布。常规太阳电池工艺中，因为扩散较浅，常采用余误差分布近似计算。
• 1.2.3 扩散系数
扩散系数是描述杂质在硅中扩散快慢的一个参数，用字母D表示。D大，扩散速率 快。D与扩散温度T、杂质浓度N、衬底浓度NB、扩散气氛、衬底晶向、缺陷等因素有 关。磷在氧化硅的扩散系数远远小于在硅中的扩散系数。
偏磷酸再进一步脱水形成P2O5 : 2HPO3 脱水 P2O5+H2O
生成的P2O5在扩散温度下与硅反应，生成二氧化硅（SiO2）和磷原子， 其反应式如下：
2P2O5 + 5Si
5SiO2 + 4P （ ↓ ）
• 1.4 磷扩散工艺主要参数 1. 结深 2. 表面浓度 3. 扩散电阻 以上这三项参数与掺杂浓度、扩散时间、扩散温度、等密切相关。
D=D0exp（-E/kT）
T：绝对温度；
K ：波尔兹曼常数；
E：扩散激活能； D0 ：频率因子
1.3 扩散方法-链式
• 太阳电池磷扩散方法大概有三种： １．三氯氧磷（POCl3）液态源扩散 ２．喷涂磷酸水溶液后链式扩散
３．丝网印刷磷浆料后链式扩散 • 目前P4-A栋采用的是第二种扩散方法，其与管式对比情况如下：
结深（Depth ）随扩散温度和扩散时间的变化趋势（具体数据仅供参考）
方块电阻
在扩散工艺中，方块电阻是反映扩散层质量是否符合设计要求的重要标志之一。 对应于一对确定数值的结深和薄层电阻，扩散层的杂质分布就是确定的。
方块电阻大小对电性能的影响 ①方块电阻偏低，扩散浓度大，则引起重掺杂效应，使电池开路电压和短路 电流均下降； ②方块电阻偏高，扩散浓度低，则横向电阻高，使Rs上升； 因此，实际电池制作中，会根据前后工序匹配性，考虑到各个因素。现在 P4工艺方块电阻控制在45～50/□上下。
5.5扩散工序培训
技术部
主要内容：
1. 2. 3. 概述 扩散的基本原理和工艺 扩散设备简述
4.
5. 6.
扩散工序标准作业
扩散工序检测 安全注意事项
1. 概述
扩散的概念 半导体物理 - 本征半导体
- 杂质半导体 - PN结 - 光生伏特效应
1.1 扩散的概念
扩散（diffusion）：物质分子从高浓度区域向低浓度区域转 移，直到均匀分布的现象。 扩散一般可发生在一种或几种物质于同一物态或不同物态 之间，由不同区域之间的浓度差或温度差所引起．直到同一 物态内各部分各种物质的浓度达到均匀或两种物态间各种物 质的浓度达到平衡为止。
扩散的用途：金属表面处理，半导体器件生产等。 什么是PN结？ 扩散在太阳能电池生产中的作用
半导体特性
1.2.1 本征半导体
半导体： 电导率介于导体和绝缘体之间。电导率随着热 度，光照和掺杂等因素而变化。 本征半导体：纯净的晶体结构的半导体。（自由电子、空穴、本 征载流子浓度）
Si Si Si Si Si Si Si Si
２．喷涂磷酸水溶液后链式扩散
３．丝网印刷磷浆料后链式扩散 目前采用的是第一种方法。为什么？
2.5 POCL3扩散原理ⅰ
POCl3在高温下（>600℃）分解生成五氯化磷（PCl5）和五 氧化二磷（P2O5），其反应式如下：
600C 5POCl 3 3PCl 5 P2O5
生成的P2O5在扩散温度下与硅反应，生成二氧化硅（SiO2） 和磷原子，其反应式如下：
1. 调整测试电流：
使“R□”、“I”、“EXCH. 1”显示灯亮，将电流档位0.1mA调至 10mA，将待测量的硅片取出放在测试台上（扩散面向上），按下降按钮， 使针头平压在硅片上（四针平齐），校准电流，调整电流值为4.530mA。 （根据硅片尺寸规格进行调整）。 2. 测量方块电阻： 将“I”的指示灯切换至R□/ρ档，读取稳定值，并记录在电池生产记录 中， 重复以上步骤（注意炉里、炉中、炉口加以区分）。 3.判断是否返工 根据规定的工艺要求判断是否要返工，并及时调节扩散的温度。将测 试完的硅片卸到承载盒中，测量过程完毕。
扩散部工艺培训
----主要设备、热氧化、扩散、合金扩散部 2002年7月前言：扩散部按车间划分主要由扩散区域及注入区域组成，其中扩散区域又分扩散老区和扩散新区。
扩散区域按工艺分，主要有热氧化、扩散、LPCVD、合金、清洗、沾污测试等六大工艺。
本文主要介绍热氧化、扩散及合金工艺。
目录第一章：扩散区域设备简介……………………………………第二章：氧化工艺第三章：扩散工艺第四章：合金工艺第一章：扩散部扩散区域工艺设备简介炉管设备外观：扩散区域的工艺、设备主要可以分为：炉管：负责高温作业，可分为以下几个部分：组成部分功能控制柜→对设备的运行进行统一控制；装舟台：→园片放置的区域，由控制柜控制运行炉体：→对园片进行高温作业的区域，由控制柜控制升降温源柜：→供应源、气的区域，由控制柜控制气体阀门的开关。
FSI：负责炉前清洗。
第二章：热氧化工艺热氧化法是在高温下（900℃-1200℃）使硅片表面形成二氧化硅膜的方法。
热氧化的目的是在硅片上制作出一定质量要求的二氧化硅膜，对硅片或器件起保护、钝化、绝缘、缓冲介质等作用。
硅片氧化前的清洗、热氧化的环境及过程是制备高质量二氧化硅膜的重要环节。
2. 1氧化层的作用2．1．1用于杂质选择扩散的掩蔽膜常用杂质(硼,磷,砷等)在氧化层中的扩散系数远小于在硅中的扩散系数，因此氧化层具有阻挡杂质向半导体中扩散的能力。
利用这一性质，在硅上的二氧化硅层上刻出选择扩散窗口，则在窗口区就可以向硅中扩散杂质，其它区域被二氧化硅屏蔽，没有杂质进入，实现对硅的选择性扩散。
1960年二氧化硅就已被用作晶体管选择扩散的掩蔽膜，从而导致了硅平面工艺的诞生，开创了半导体制造技术的新阶段。
同时二氧化硅也可在注入工艺中，作为选择注入的掩蔽膜。
作为掩蔽膜时，一定要保证足够厚的厚度，杂质在二氧化硅中的扩散或穿透深度必须要小于二氧化硅的厚度，并有一定的余量，以防止可能出现的工艺波动影响掩蔽效果。
2．1. 2缓冲介质层其一：硅与氮化硅的应力较大，因此在两层之间生长一层氧化层，以缓冲两者之间的应力，如二次氧化；其二：也可作为注入缓冲介质，以减少注入对器件表面的损伤。
扩撒工艺培训资料2011
影响扩的因素
管内气体中杂质源的浓度 扩散温度 扩散时间
太阳电池磷扩散方法
三氯氧磷（POCl3）液态源扩散 喷涂磷酸水溶液后链式扩散 丝网印刷磷浆料后链式扩散
POCl3 的特性
POCl3是目前磷扩散用得较多的一种杂质源 无色透明液体，具有刺激性气味。如果纯度不高则呈红黄色。 比重为1.67，熔点2℃，沸点107℃，在潮湿空气中发烟。 POCl3很容易发生水解，POCl3极易挥发。
装片
戴好防护口罩和干净的塑料手套，将清洗甩干的硅片从传递窗口取出，放在洁净台上。 用石英吸笔或夹子依次将硅片从硅片盒中取出，插入石英舟。
送片
用舟叉将装满硅片的石英舟放在碳化硅臂浆上，保证平稳，缓缓推入扩散炉。
回温
打开O2，等待石英管升温至设定温度。
扩散
打开小N2，以设定流量通小N2（携源）进行扩散
什么是扩散？
扩散是一种材料通过另一种材料的运动，是一种自然的化学过程 是掺杂的一种工艺方法
扩散的条件是什么？
一种材料的浓度必须高于另一种材料的浓度 系统内部有足够高 的能量可以使高浓度的材料进入或通过另一种材料 常见的扩散现象 气相扩散：充压喷雾罐（空气清新剂之类） 液相扩散：墨水与水混合 固相扩散：金链子与皮肤
4：调整电流
操作提示：确定“R□”“I”“EXCH.1各个指示灯亮。把电流档位从0.1MA调至10MA。用手轻轻旋转调节按钮使电流值为4.530MA。
5：切换指示灯
操作提示： 把”I“的指示灯切换至R□/P
6：准备硅片
操作提示：缓慢从承载盒中抽取出要进行测量的硅片.
7：显示数值
操作提示：待R□数值稳定时读取数值。
淀积工艺的影响因素？
扩散课工艺培训培训内容
高；电容极板之间的介质，对电容的大小有较大影响氧化工艺-4氧化膜的作用隔离介质：工艺中常用的场氧化就是生长较厚的二氧化硅膜,达到器件氧化工艺-5氧化方法2 == SIO 2扩散课工艺培训 培训内容扩散部设备介绍氧化工艺介绍 扩散工艺介绍 合金工艺介绍 氧化层电荷介绍LP CVD 工艺介绍扩散部设备介绍卧式炉管立式炉管炉管工艺和应用氧化工艺-1氧化膜的作用选择扩散和选择注入。
阻挡住不需扩散或注入的区域，使离子不能进入。
氧化工艺-2氧化膜的作用缓冲介质层二次氧化等，缓冲氮化硅应力或减少注入损伤氧化工艺-3氧化膜的作用器件结构的一部分：如栅（Gate ）氧化层，非常关键的项目，质量要求非常隔离的目的。
干氧氧化 SI+O结构致密，均匀性、重复性好，掩蔽能力强，对光刻胶的粘附性较好， 但生长速率较慢,一般用于高质量的氧化，如栅氧化等；厚层氧化时用作起始和终止氧化；薄层缓冲氧化也 使用此法。
水汽氧化 2H 2O+SI == SIO 2+2H 2 生长速率快，但结构疏松，掩蔽能力差，氧化层有较 多缺陷。
对光刻胶的粘附性较差。
氧化工艺-6氧化方法湿氧氧化（反应气体：Q +H20H 2O+SI == SIO 2+2H2 SI+O2 == SIO 2N度不同，a值会略-9氯化物的影响加入氯化物后，氧化速率明显加快，这可能是质量有了很大提高压力影响压力增大，氧化速率增大；温度温度升高，氧化速率增大；排风&气体HCL和02生成水汽的原因；但同时氧化排风和气体很重要，会影响到厚度和均匀性；氧生长速率介于干氧氧化和水汽氧化之间；H2O的由H2 和02的反应得到；并通过H2和02的流量比例来调节氧化速率，但比例不可超过以保安全；对杂质掩蔽能力以及均匀性均能满足工艺要求；多使用在厚层氧化中。
HCL氧化（氧化气体中掺入HCL加入HCL后，氧化速率有了提高，并且氧化层的质量也大有改善。
目前栅氧化基本采用02+HCL方法。
扩散生产培训
产品监控
1、扩散后方块电阻 检测仪器：方块电阻测试仪 方块电阻值一般在40-60 Ω /sq范围内,每片测量五 个点。批次间扩散方块电阻不均匀度≤3Ω /sq，片 内扩散方块电阻不均匀度≤3.5Ω /sq，不同设备所 生产的硅片均匀性有所差异。 2、扩散后外观检测(目测部分) 1）表面手印和沾污（不能下传） 2）蓝斑片（一般可下传但效率低点） 3）黑斑片（一般可下传但效率低点）
扩散车间操作培训
编 写 人：王子连
目的及意义
培训的目的 了解扩散原理 介绍扩散车间操作流程 熟悉人员、生产、设备安全的要求和危险预防措 施 培训的意义 简单介绍扩散车间的生产流程，强调生产安全 问题
内容提纲
一．
二．
三．
扩散原理 扩散车间的基本生产流程 人员、生产、设备的安全培训
单晶硅太阳能电池
开机准备 器件清洁 物料准备
开机 返工流程 上料 不 合 格
自动生产
下料
检验 合格
扩散后清洗
关机
清洗
扩散原理
主要操作要求
插片：戴好手套，手套的戴 法为：内层汗布手套外层PVC 手套。调节插片台风量，然 后用石英吸笔吸取硅片后轻 轻插入石英舟的槽中，每槽 一片插入石英舟（做单面扩 散时每槽插两片）。
扩散车间产品安全
按照车间要求正确穿戴工作服和劳保用品。 操作人员根据岗位操作要求正确操作。 坚守自己的岗位，不能随意串岗。 从事危险工作时，应按照规定，正确作业，包括 不单独作业、正确穿戴防护服等等。 正确操作设备。按照设备维护要求定期检查和维 护设备。 所有的工作，除了日常维护外，都要有负责人员 执行监管。 保证车间的干净整洁。 保证产出产品的合格检验。
扩散工艺培训课件
2024/6/27
• 反响式：3Sb2O3+3Si=4Sb+SiO2 • 优点： • 1〕可使用纯Sb2O3粉状源，防止了箱法扩散
中烘源的麻烦； • 2)两步扩散，不象箱法扩散那样始终是高浓度
恒定外表源扩散，扩散层缺陷密度小； • 3〕外表质量好，有利于提高外表浓度。
其扩散后杂质浓度分布为高斯函数 分布
2024/6/27
2024/6/27
3. 两步扩散
2024/6/27
• 预淀积〔或预扩散〕：温度低、时间短 • 主淀积〔或推进〕：温度高、时间长 • 预淀积〔或预扩散〕现已普遍被离子注
入代替
2024/6/27
§3.4 影响杂质分布的其他因素〔实际杂 质分布(偏离理论值)〕 1、二维扩散 一般横向扩散(0.75~0.85)*Xj(Xj纵向结深)
2024/6/27
6
7
3
1
5
4
2
间隙杂质运动
2024/6/27
• 3、间隙杂质要从一个间隙位置运动到 相邻的间隙位置上，必须要越过一个势 垒，势垒高度Wi一般为0.6~1.2ev。
• 4、间隙杂质只能依靠热涨落才能获得 大于Wi的能量，越过势垒跳到近邻的间 隙位置上。
• 5、跳跃率：Pi=v0e-wi/kT • 温度升高时Pi指数 地增加。
Di2(n/ni) 2分别表示中性 、正一价、负一 价、负二价的高浓度杂质－－空穴对的
非本征条件下的有效扩散系数。 以上是考虑多重电荷空位的杂质扩散模型时，
扩散衬底杂质浓度将严重影响扩散系数
2024/6/27
3、电场效应
2024/6/27
扩散工艺培训
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磷扩散注意事项（二）——安全操作
三氯氧磷发生泄露时的应急处理方法 第一时间疏散人群，退出扩散等相关工 艺，及时通知工艺和设备人员处理，如 果发生爆燃现象，应在戴好防毒面具以 及遮盖好身体各部位的前提下用干粉或 黄沙灭火，绝对不能用水。
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磷扩散注意事项（三）——工艺控制
方块电阻调整规则 在正常情况下，每升高一度，方块电阻 下降一个，每下降一度，方块电阻上升 一个。如果方块电阻值与要求值相差十 个以上及时通知工艺员调整，切勿自行 调整。
2P O 5Si 5SiO 4P
2 5 2
5
由上面反应式可以看出，POCl3热分解时，如果没有外 来的氧（O2）参与其分解是不充分的，生成的PCl5是 不易分解的，并且对硅有腐蚀作用，破坏硅片的表面 状态。但在有外来O2存在的情况下，PCl5会进一步分 解成P2O5并放出氯气（Cl2）其反应式如下：
POCl O 2P O 6Cl
3 2 2 5 2
POCl3分解产生的P2O5淀积在硅片表面， P2O5与硅反应生成SiO2和磷原子，并在硅 片表面形成一层磷-硅玻璃，然后磷原子再 向硅中进行扩散 。
磷扩散工艺过程
清洗
扩散
饱和 片
方块电阻测量
8
磷扩散注意事项（一）——工艺卫生
4
POCl3磷扩散原理
POCl3在高温下（>600℃）分解生成五氯 化磷（PCl5）和五氧化二磷（P2O5），其 反应式如下：
5POCl 3PCl P O 生成的P2O5在扩散温度下与硅反应，生成 二氧化硅（SiO2）和磷原子，其反应式如 下：
3 5 2 5
600 C
扩散工艺培训资料
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4.3 光生伏特效应---太阳能电池
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4.4 光生伏特效应---太阳能电池
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4.3 同质结---（表面死层）
异质结的“窗口效应”：光子能量小于宽带隙的N型层，即hv<(Eg)N，可以 透过N型层，在带隙较窄的P型层被吸收。
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5、R□测试原理介绍
5.1 R□的定义
扩散层的薄层电阻也称方块电阻，即表面为正方形的半导体薄层在电流方向（电 流方向平行于正方形的边）所呈现的电阻。用Rs和R口表示，sheet resistance。 一般用四探针法测量。
8.4等离子体刻蚀反应
首先，母体分子CF4在高能量的电子 的碰撞作用下分解成多种中性基团或 离子。 CF4---CF3、CF2、CF、F 其次，这些活性粒子由于扩散或者 在电场作用下到达SiO2表面，并在表 面上发生化学反应。 生产过程中，CF4中掺入O2，这样 有利于提高Si和SiO2的刻蚀速率。
1.6 硅料纯度：
重金属铜、金、铁等和非金属碳都是极有害的杂质。 半导体硅中的杂质含量应该降到10-9（摩尔分数）的水平，太阳级硅中的杂质含 量应降到10-6（摩尔分数）的水平 太阳能级硅料纯度：纯度为6N （99.9999%）以上 半导体级硅料纯度：纯度为12N（99.9999999999%）
1.7 太阳能电池制造多采用P型硅片
主要是由于杂质之间的分凝系数（分凝系数,是杂质在固液两相中浓度之比）的差 异，因为硼容易掺杂得比较均匀，而用磷来掺杂时，往往一根单晶榜的头尾的浓 度相差很大，是因为所掺的杂质磷从单晶的头部向尾部富集的缘故。
3
1.8不同的材料与电阻率曲线，p-Si在0.5-3Ω.cm的杂质浓度为1016-1017
4
N2+O2 小N2
扩散工艺培训
PN结
于是，扩散的结果是在交界面的两边形成 一边带正电荷而另一边带负电荷的一层很 薄的区域，称为空间电荷区。这就是 p-n 结。 在 p-n 结内，由于两边分别积聚了负电荷和 正电荷，会产生一个由正电荷指向负电荷 的电场，因此在 p-n 结内，存在一个由n区 指向p区的电场，称为内建电场（或称势垒 电场)。
光生载流子
在n区，光生电子-空穴产生后，光生空 穴便向 p-n 结边界扩散，一旦到达 p-n 结边界，便立即受到内建电场的作用， 在电场力作用下作漂移运动，越过空 间电荷区进入p区，而光生电子（多数 载流子）则被留在n区。
光生载流子
p区中的光生电子也会向 p-n 结边界扩 散，并在到达 p-n 结边界后，同样由 于受到内建电场的作用而在电场力作 用下作漂移运动，进入n区，而光生空 穴（多数载流子）则被留在p区。
本生产工序质量关注点
操作人员的卫生规范
确保正确的戴手套方式 工作过程保证手套清洁干净 工作台面、工作场所何扩散炉台面干净整洁 石英等工装夹具的清洁 不准快速走动，非必要时尽量原理扩散炉区域
本生产工序质量关注点
定时检查扩散工作状态
扩散炉尾管是否发烫 源温是否稳定 进气管是否正对 扩散过程中的实际温度流量是否和设定值一致
载流子的复合
辐射复合
辐射复合就是光吸收过程的逆过程 。
俄歇复合
俄歇（Auger）效应中，电子与空穴复合时，将多余的能量传给 第二个电子而不是发射光
通过陷阱的复合
半导体中的杂质和缺陷会在禁带中产生允许能级。这些缺陷能级 引起一种很有效的两级复合过程
表面复合
表面可以说是晶体结构中有相当严重缺陷的地方表面处存在许多 能量位于禁带中的允许能态
本生产工序质量关注点
半导体制造工艺基础之扩散工艺培训
半导体制造工艺基础之扩散工艺培训简介半导体制造是现代电子行业中非常重要的一环，扩散工艺作为其中的一种关键工艺，其作用是在半导体晶片表面或表面以下扩散掺杂特定的杂质，以改变材料的电子性质。
本文将介绍扩散工艺的基本概念、原理、设备和步骤等内容，为对半导体制造工艺感兴趣或从事相关工作的读者提供基础性培训。
扩散工艺的基本概念扩散是指通过高温下大气中有害杂质向半导体晶体中扩散迁移，并将半导体晶体杂质浓度均匀化的过程。
扩散工艺的关键步骤是通过高温加热使杂质分子迅速扩散到晶片内部，然后通过快速冷却固化杂质。
扩散工艺的原理扩散工艺的实现基于以下几个原理：•Fick’s 第一定律：物质在浓度梯度的驱动下，会自发地从高浓度区域向低浓度区域扩散。
•自扩散：同种原子在晶体内扩散迁移的现象。
扩散工艺需要精确控制温度、时间和扩散源的浓度，以确保扩散过程的效果和均匀性。
扩散工艺的步骤扩散工艺一般包括以下几个步骤：1.涂胶：将液态的胶原料均匀地涂在半导体晶片表面。
2.预热：将涂胶的晶片放入预热炉中，在一定温度下进行烘烤，使胶原料固化。
3.扩散：将预热后的晶片放入扩散炉中，通过控制温度和时间，将所需杂质扩散到晶片内部。
4.冷却：在扩散完成后，将晶片快速冷却以固化扩散的杂质。
5.清洗：将冷却后的晶片进行清洗，去除多余杂质和胶原料。
6.检测：对扩散后的晶片进行测试和检测，以确保质量符合要求。
扩散工艺的设备扩散工艺通常需要以下设备：•扩散炉：用于控制温度和时间进行扩散过程。
•预热炉：用于将涂胶的晶片进行烘烤，以固化胶原料。
•清洗设备：用于清洗扩散后的晶片，去除多余的杂质。
•检测设备：对扩散后的晶片进行测试和检测，以确保质量符合要求。
扩散工艺的应用扩散工艺在半导体制造中有广泛的应用，主要用于掺杂制造PN结、MOS结构以及形成超浅和深层掺杂等。
常见的扩散工艺包括硼扩散、砷扩散、硅扩散等。
结束语扩散工艺是半导体制造过程中不可或缺的一环，它的实施对于半导体器件的性能和质量具有重要影响。
扩散工艺培训
2020/6/8
SRPV
10
扩散原理扩散机制磷在 Nhomakorabea中的扩散机制分为空位式扩散和替位填
b
隙式扩散。
a
在高温情况下，硅原子在其平衡位置附近振动。 当某一原子偶然地获得足够的能量而离开晶格 位置，成为一个填隙原子，同时产生一个空位。
e
c
d
当邻近的原子向空位迁移时，这种机理称为空 位扩散。 假如填隙原子从一处移向另一处而并不占据晶
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扩散原理
扩散
扩散是一种高温制程，是常规硅太阳电池工艺中，形成PN结的主要方法。 扩散是一种由热运动所引起的杂质原子和基体原子的输运过程，将掺杂杂
质沉积到硅片表面，由于热运动，原子从一个位置运动到另一个位置，基 体原子与杂质原子不断地相互混合，从而改变基片表面层杂质掺杂。 在以硅为底材的半导体制程中,主要有两种不同形态的Dopant：P-type,Ntype。 扩散的目的在于控制PN结的性能，半导体中特定区域内杂质的类型、浓度、 深度。
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扩散原理
PN结的特性
PN结的反向截止性 当P-N结反向连接时，P-N结呈现很大的电阻， 通过P-N结中的电流很小。这是由于外加电池 在P-N结中所产生的电场方向用P-N结自建电 场方向相同。电场变强，空间电荷区变厚， 阻止电子和空穴流通，从而电流很难流过。 这就是反方向连接的电流很小的原因。
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扩散原理
PN结的特性
PN结的正向导通性 当P-N结正向连接时，PN结正向电阻很小，通过 PN结的正向电流很大，这是由于外加电场在PN 结中所产生的电场方向相反，空间电荷区变窄。 P区的空穴和N区的电子再这个外加的电场的作用 下不断地流过PN结，使它的电阻大大降低,电流 很容易通过。若外加电压继续上升，则自建电场被减弱和抵消，所以正向 电流随着外加正向电压的增加而逐渐上升。
扩散培训资料
CT扩散工艺培训一、工艺介绍：1.1扩散炉气流平面图图一为CT扩散炉简易平面图图二为通过扩散炉气体流动方向1.2扩散原理：1.2.1化学反应方程式：POCl 3在高温下（>600℃）分解生成五氯化磷（PCl 5）和五氧化二磷（P 2O 5），其反应式如下：5253O P 3PCl C6005POCl +−−−→−︒>；生成的P2O5在扩散温度下与硅反应，生成二氧化硅（SiO2）和磷原子，其反应式如下：↓+→+4P 5S iO 5S i O 2P 252；PCl 5是不易分解的，并且对硅有腐蚀作用，破坏硅片的表面状态。
因此通入过量O 2 ，使PCl 5进一步分解为我们所需要的物质，其反应式如下：↑+−−−−→−+2522510Cl O 2P 2O 过量5O 4PCl 。
1.2.2 磷扩散过程：首先在硅片表面形成一层磷硅玻璃，如下图所示：然后经过一系列的高温推进后，杂质再重新分布，形成一层薄的N 型硅，如下图所示：1.3 扩散工艺控制：温度影响扩散方块电阻的温度有Deposition温度；Drive-in 的温度；时间影响扩散方块电阻的时间有Deposition时间；Drive-in 的时间；浓度影响扩散方块电阻的浓度有小氮流量，影响方阻的均匀性有小氮流量和大氮流量；源温主要是指三氯氧磷的温度，三氯氧磷的饱和蒸汽压随源温的变化而变化，最终决定通往扩散炉的磷源流量；小氮流量小氮流量的决定了所携带磷源的大小，最终直接影响方块电阻的大小；扩散炉内的压力扩散炉内的气压会影响扩散均匀性；1.4 典型工艺1.5 不同方阻磷浓度曲线分布图：1.6 工艺结果表面有一层磷硅玻璃；磷掺杂形成发射极；方块电阻大小由馆内温度和气体浓度决定；二、作业步骤：2.1 正常生产：2.1.1 激活石英舟，验证舟的ID，类型，状态和承载位置，如下图所示：2.1.2 选择炉管，石英舟的位置，承载模式和舟的状态，如下图所示：2.1.3 检验工艺选择及信息概要，如下图所示：2.2 特定生产：2.2.1 激活舟并定义硅片承载模式，如下图所示：2.2.2 检验舟的ID，类型，承载位置及状态：2.2.3 工艺选择及信息概要：2.3 结束特定作业：2.3.1 勾选’set boat to inactive after unloading ‘2.3.2 点击卸片按钮2.4 删除作业信息：勾选’delete load information of this boat ‘2.5 重新开始项目解决好J&R操作错误后的步骤：2.5.1 确认J&R与CMI上的错误信息；2.5.2 删除失败的作业项目；2.5.3 手动把舟移动到存储架2-7上；2.5.4 重新加载作业信息，设置舟当前的位置；2.5.5 重新开始自动运行；2.5.6 如果有其它作业项目即将结束，CMI会先完成，然后再重新开始原来重新加载的项目；三、记录分析及工艺编辑：3.1 记录分析：3.1.1 打开Protgraf 软件，如下图标所示：3.1.2 用Protgraf分析，点击如下图标：3.1.3 选择要分析的管号和时间段：3.1.4 选择需要列表输出或者图形显示的项目：3.1.5 记录分析3.1.6 重要事件记录：3.1.7 列表显示：3.1.8 事件显示：3.1.9 图形显示：3.2 工艺编辑：3.2.1 工艺调整：3.2.1.1打开程序，点击桌面CCC-RM图标3.2.1.2第二步：选择左上角第二个菜单栏，输入密码，60653.2.1.3打开工艺控制菜单后，在右边菜单栏内选定，需要调整的工艺号：3.2.1.4选定后，点击右边菜单栏下的“check out ”键，将工艺导出：3.2.1.5点击中间菜单栏下的“”，待更改工艺即出现以下界面的左栏，点击向右箭头，将工艺导导至修改栏，点击“Edit”，开始工艺修改：3.2.1.6工艺更改好后，点击“save”保存：3.2.1.7点击向右箭头，放回：3.2.1.8回到工艺界面，选定工艺，点击中间栏下部的“check in”，将工艺放回至程序库：3.2.2 复制工艺：在生产过程中，有可能出现工艺出错，无法修改，甚至无法调出的情况，可以将其他炉管同一系列工艺进行复制，然后修改，再将新复制的工艺倒回程序库即可。
扩散工艺培训
扩散⼯艺培训扩散⼯艺培训⼀、扩散⽬的。
在P型衬底上扩散N型杂质形成PN结。
达到合适的掺杂浓度ρ/⽅块电阻R□即获得适合太阳能电池PN结需要的结深和扩散层⽅块电阻。
R□的定义：⼀个均匀导体的⽴⽅体电阻,长L，宽W，厚d R= ρ L / d W =(ρ/d) (L/W)此薄层的电阻与（L / W）成正⽐，⽐例系数为（ρ /d）。
这个⽐例系数表⽰：叫做⽅块电阻，⽤R□R□= ρ / dR = R□（L / W）L= W时R= R□，这时R□表⽰⼀个正⽅形薄层的电阻，与正⽅形边长⼤⼩⽆关。
单位Ω/□，⽅块电阻也称为薄层电阻Rs在太阳电池扩散⼯艺中，扩散层薄层电阻是反映扩散层质量是否符合设计要求的重要⼯艺指标之⼀。
制造⼀个PN结并不是把两块不同类型（P型和N型）的半导体接触在⼀起就能形成的。
必须使⼀块完整的半导体晶体的⼀部分是P型区域，另⼀部分是N 型区域。
也就是晶体内部形成P型和N型半导体接触。
⽬前绝⼤部分的电池⽚的基本成分是硅，在拉棒铸锭时均匀的掺⼊了B(硼)，B原⼦最外层有三个电⼦，掺B的硅含有⼤量空⽳，所以太阳能电池基⽚中的多数载流⼦是空⽳，少数载流⼦是电⼦，是P型半导体.在扩散时扩⼊⼤量的P(磷)，P原⼦最外层有五个电⼦，掺⼊⼤量P的基⽚由P型半导体变为N型导电体，多数载流⼦为电⼦,少数载流⼦为空⽳。
在P型区域和N型区域的交接区域，多数载流⼦相互吸引，漂移中和，最终在交接区域形成⼀个空间电荷区，内建电场区。
在内建电场区电场⽅向是由N 区指向P区。
当⼊射光照射到电池⽚时，能量⼤于硅禁带宽度的光⼦穿过减反射膜进⼊硅中，在N 区、耗尽区、P区激发出光⽣电⼦空⽳对。
光⽣电⼦空⽳对在耗尽区中产⽣后，⽴即被内建电场分离，光⽣电⼦被进⼊N区，光⽣空⽳则被推进P区。
光⽣电⼦空⽳对在N区产⽣以后,光⽣空⽳便向PN结边界扩散，⼀旦到达PN结边界，便⽴即受到内建电场作⽤，被电场⼒牵引做漂移运动,越过耗尽区进⼊P区，光⽣电⼦(多⼦)则被留在N区。
扩散课工艺培训培训内容-8页word资料
扩散课工艺培训培训内容⏹扩散部设备介绍⏹氧化工艺介绍⏹扩散工艺介绍⏹合金工艺介绍⏹氧化层电荷介绍⏹LPCVD工艺介绍扩散部设备介绍卧式炉管立式炉管炉管工艺和应用(加)氧化工艺-1⏹氧化膜的作用⏹选择扩散和选择注入。
阻挡住不需扩散或注入的区域，使离子不能进入。
氧化工艺-2⏹氧化膜的作用⏹缓冲介质层二次氧化等，缓冲氮化硅应力或减少注入损伤氧化工艺-3⏹氧化膜的作用器件结构的一部分：如栅（Gate）氧化层，非常关键的项目，质量要求非常高；电容极板之间的介质，对电容的大小有较大影响氧化工艺-4氧化膜的作用⏹隔离介质：工艺中常用的场氧化就是生长较厚的二氧化硅膜，达到器件隔离的目的。
氧化工艺-5⏹氧化方法⏹干氧氧化SI+O2 == SIO2结构致密，均匀性、重复性好，掩蔽能力强，对光刻胶的粘附性较好，但生长速率较慢，一般用于高质量的氧化，如栅氧化等；厚层氧化时用作起始和终止氧化；薄层缓冲氧化也使用此法。
⏹水汽氧化2H2O+SI == SIO2+2H2生长速率快，但结构疏松，掩蔽能力差，氧化层有较多缺陷。
对光刻胶的粘附性较差。
氧化工艺-6⏹氧化方法⏹湿氧氧化（反应气体：O2 +H2O）H2O+SI == SIO2+2H2 SI+O2 == SIO2生长速率介于干氧氧化和水汽氧化之间；H2O的由H2和O2的反应得到；并通过H2和O2的流量比例来调节氧化速率，但比例不可超过1.88以保安全；对杂质掩蔽能力以及均匀性均能满足工艺要求；多使用在厚层氧化中。
⏹HCL 氧化（氧化气体中掺入HCL）加入HCL后，氧化速率有了提高，并且氧化层的质量也大有改善。
目前栅氧化基本采用O2+HCL方法。
氧化工艺-7⏹影响氧化速率的因素⏹硅片晶向氧化速率(110)>POLY>(111)>(100)⏹掺杂杂质浓度杂质增强氧化，氧化速率发生较大变化如N+退火氧化（N+DRIVE1）：衬底氧化厚度：750AN+掺杂区氧化厚度：1450A氧化工艺-8热氧化过程中的硅片表面位置的变化生长1um的SiO2，要消耗掉0.46um的Si。
半导体制造工艺基础之扩散工艺培训课件 28页
氧化层会影响推进过程中杂质的扩散，这种由硅表
面氧化引起的杂质浓度改变成为再分布。 目的是为了控制表面浓度和扩散深度。
? 激活： 使温度稍微升高，此过程激活了杂质 原子。
第十八页，共27页。
杂质(zázhì)移动
? 杂质只有在成为(chéngwéi)硅晶格结构的一部分（ 激活(）jī后h，uó才)可以作为施主和受主。如果杂 质占据间隙位置，它就没有被激活，不会起
C (0, t) ? Cs C (? , t) ? 0
起始条件： Cs 是x＝0处的表面浓度，与时间无关。 边界条件： X＝∞，距离表面很远处无杂质原子。 符合起始与边界条件的扩散方程式的解是：
x
C (x,t)
?
C s erfc
[ 2
]
Dt
erfc --余误差函数
Dt -- 扩散长度
第十四页，共27页。
第二十二页，共27页。
方块(fānɡ（薄kuà膜i电)电阻阻(d）iànzǔ)
在扩散薄层上取一任意(rènyì)边长的正方
形，该正方形沿电流方向所呈现的
电阻，叫方块电阻。
方块电阻的检测
利用图中所示电路，将电流表所示电流控制在 3毫安以内，
读出电压表所示电压，利用下式计算：
V
RS
?
C
? I
式中常数 C是由被测样品的长度 L、宽度 a、厚度 d，以及
（3）与氧化、光刻等技术相组合形成的硅平面工艺有利于改
善晶体管和集成电路的性能。
（4）重复性好，均匀性好，适合与大批量生产。
第五页，共27页。
离子注入：掺杂离子以离子束的形式(xíngshì)注入半导体
内，杂质浓度在半导体内有个峰值(fēnɡ zhí)分布，杂质分 布主要由离子质量(zhìliàng)和注入能量决定。
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----主要设备、热氧化、扩散、合金扩散部 2002年7月前言：扩散部按车间划分主要由扩散区域及注入区域组成，其中扩散区域又分扩散老区和扩散新区。
扩散区域按工艺分，主要有热氧化、扩散、LPCVD、合金、清洗、沾污测试等六大工艺。
本文主要介绍热氧化、扩散及合金工艺。
目录第一章：扩散区域设备简介……………………………………第二章：氧化工艺第三章：扩散工艺第四章：合金工艺第一章：扩散部扩散区域工艺设备简介炉管设备外观：扩散区域的工艺、设备主要可以分为：炉管：负责高温作业，可分为以下几个部分：组成部分功能控制柜→对设备的运行进行统一控制；装舟台：→园片放置的区域，由控制柜控制运行炉体：→对园片进行高温作业的区域，由控制柜控制升降温源柜：→供应源、气的区域，由控制柜控制气体阀门的开关。
FSI：负责炉前清洗。
第二章：热氧化工艺热氧化法是在高温下（900℃-1200℃）使硅片表面形成二氧化硅膜的方法。
热氧化的目的是在硅片上制作出一定质量要求的二氧化硅膜，对硅片或器件起保护、钝化、绝缘、缓冲介质等作用。
硅片氧化前的清洗、热氧化的环境及过程是制备高质量二氧化硅膜的重要环节。
2. 1氧化层的作用2．1．1用于杂质选择扩散的掩蔽膜常用杂质(硼,磷,砷等)在氧化层中的扩散系数远小于在硅中的扩散系数，因此氧化层具有阻挡杂质向半导体中扩散的能力。
利用这一性质，在硅上的二氧化硅层上刻出选择扩散窗口，则在窗口区就可以向硅中扩散杂质，其它区域被二氧化硅屏蔽，没有杂质进入，实现对硅的选择性扩散。
1960年二氧化硅就已被用作晶体管选择扩散的掩蔽膜，从而导致了硅平面工艺的诞生，开创了半导体制造技术的新阶段。
同时二氧化硅也可在注入工艺中，作为选择注入的掩蔽膜。
作为掩蔽膜时，一定要保证足够厚的厚度，杂质在二氧化硅中的扩散或穿透深度必须要小于二氧化硅的厚度，并有一定的余量，以防止可能出现的工艺波动影响掩蔽效果。
2．1. 2缓冲介质层其一：硅与氮化硅的应力较大，因此在两层之间生长一层氧化层，以缓冲两者之间的应力，如二次氧化；其二：也可作为注入缓冲介质，以减少注入对器件表面的损伤。
2．1．3电容的介质材料电容的计算公式：C=ε0*εr *S/dε0：真空介质常数 εr ：相对介电常数S ：电容区面积 D ：介质层厚度P-Well SiO 2 Si 3N 4用材料。
在电容的制作过程中，电容的面积和光刻、腐蚀有较大的关系，而厚度则由二氧化硅的厚度决定。
2．1．4 集成电路的隔离介质二氧化硅的隔离效果比PN结的隔离效果好，漏电流小，耐击穿能力强，隔离区和衬底之间的寄生电容小，不受外界偏压的影响，使器件有较高的开关速度。
如工艺中常用的场氧化就是生长较厚的二氧化硅膜，达到器件隔离的目的。
2．1．5 MOS场效应晶体管的绝缘栅材料二氧化硅的厚度和质量直接决定着MOS场效应晶体管的多个电参数，因此在栅氧化的工艺控制中，要求特别严格。
2．2 热氧化方法介绍2．2．1 干氧氧化干氧氧化化学反应式：Si+O2 == SiO2氧分子以扩散的方式通过氧化层到达二氧化硅-硅表面，与硅发生反应，生成一定厚度的二氧化硅层。
干氧化制作的SiO2结构致密，均匀性、重复性好，掩蔽能力强，对光刻胶的粘附性较好，但生长速率较慢；一般用于高质量的氧化，如栅氧等；厚层氧化时用作起始和终止氧化；薄层缓冲氧化也使用此法。
2．2．2 水汽氧化水汽氧化化学反应式：2H2O+Si == SiO2+2H2-WellSiO22司不采用此方法。
2．2．3 湿氧氧化湿氧氧化反应气体中包括O2 和H2O ，实际上是两种氧化的结合使用。
湿氧氧化化学反应式：H2+O2==H2OH2O+Si == SiO2+2H2Si+O2 == SiO2湿氧氧化的生长速率介于干氧氧化和水汽氧化之间；在今天的工艺中H2O的形成通常是由H2和O2的反应得到；因此通过H2和O2的流量比例来调节O2和H2O的分压比例，从而调节氧化速率，但为了安全，H 2/O2比例不可超过1.88。
湿氧氧化的氧化层对杂质掩蔽能力以及均匀性均能满足工艺要求，并且氧化速率比干氧氧化有明显提高，因此在厚层氧化中得到了较为广泛的应用，如场氧化等。
2．2．4 掺氯氧化氧化气体中掺入HCL或DCE（C2H2Cl2）后，氧化速率及氧化层质量都有提高。
人们从两个方面来解释速率变化的原因，其一：掺氯氧化时反应产物有H2O，加速氧化；其二：氯积累在Si-SiO2界面附近，氯与硅反应生成氯硅化物，氯硅化物稳定性差，在有氧的情况下易转变成SiO2，因此，氯起了氧与硅反应的催化剂的作用。
并且氧化层的质量也大有改善，同时能消除钠离子的沾污，提高器件的电性能和可靠性。
热氧化过程中掺入氯会使氧化层中含有一定量的氯原子，从而可以减少钠离子沾污，钝化SiO2中钠离子的活性，抑制或消除热氧化缺陷，改善击穿特性，提高半导体器件的可靠性和稳定性。
我们公司大多数干氧氧化都含有掺氯氧化。
2. 3热氧化过程中的硅片表面位置的变化如果热生长的二氧化硅厚度是X0（um），所消耗的硅厚度为X1，则：a=X1/X=0.46即生长1um的SiO2，要消耗掉0.46um的Si。
但不同热氧化生长的SiO2的密度不同，a值会略有差异。
2．4 影响氧化速率的因素2．4．1 热氧化模型简介硅片的热氧化过程是氧化剂穿透二氧化硅层向二氧化硅和硅界面运动并与硅进行反应。
Deal-Grove方程具体描述了这种热氧化过程。
Deal-Grove膜厚方程式：X2+AX=B（t+τ）式中：A=2D0*（1/KS+1/h）B=2D*N*/nτ=（XI 2+A*XI）/BD：氧化剂在二氧化硅中的有效扩散系数； h：气相输运常数KS：界面反应速率常数；N*：氧化剂在氧化层中的平衡浓度XI：初始氧化层厚度； n：形成单位体积二氧化硅所需的氧分子数极限情况1：短时间氧化时X=（B/A）*t B/A：线性氧化速率常数极限情况2：长时间氧化时X2=Bt B：抛物线速率常数这两个速率常数都与工艺方法、氧化温度、氧化剂的分压、晶向有关系。
2．4．2 氧化温度的影响温度越高，氧化速率越快。
2．4．4 硅片晶向的影响线性速率常数与晶向有较大的关系，各种晶向的园片其氧化速率为：(110)>POLY>(111)>(100)2．4．5 掺杂杂质浓度的影响当掺杂杂质的浓度相当高时，会产生增强氧化，使氧化速率发生较大变化。
如 LVMG 产品N+退火氧化：在未掺杂区的氧化厚度：670A在N+掺杂区氧化厚度：1700A2．4．7 氧化剂分压的影响在前面介绍的湿氧氧化中，如果改变H2或O2的流量，就会使水汽和氧气的分压比降低，使氧化速率变化。
2．4 CSMC-HJ扩散课的工艺状况2．4．1 氧化质量控制2．4．1．1 拉恒温区控制温度定期拉恒温区以得到好的温度控制2．4．1．2 DCE（C2H2Cl2）吹扫炉管2．4．1．3 BT 测量BT项目可以检测到可动离子数目，使我们及时掌握炉管的沾污情况，防止炉管受到可动电荷粘污,使大批园片受损。
2．4．1．4 片内均匀性保证硅片中每个芯片的重复性良好2．4．1．5 片间均匀性保证每个硅片的重复性良好2．4．1．6定期清洗炉管清洗炉管，可以减少重金属离子、碱金属离子的沾污同时也能减少颗粒，保证氧化层质量。
2．4．1．7 定期检测系统颗粒2．5．常见问题及处理I 膜厚异常，但均匀性良好对策：首先，检查测量结果是否准确、仪器工作状态是否正常，然后1 检查气体流量、工艺温度是否正常；2 检查炉管的气体接口是否正常；3 如使用控制片，检查控制片是否用对；4 和动力部门确认，工艺时气体供应有无出现异常；5 对于外点火的炉管，请检查点火装置的各处连接正常，然后进行TORCH点火实验。
Ⅱ部分园片或部分测试点膜厚正常，但整体均匀性差对策：1 如使用控制片，检查控制片；2 检查排风正常第三章 扩散工艺扩散技术目的在于控制半导体中特定区域内杂质的类型、浓度、深度和PN 结。
在集成电路发展初期是半导体器件生产的主要技术之一。
但随着离子注入的出现，扩散工艺在制备浅结、低浓度掺杂和控制精度等方面的巨大劣势日益突出，在制造技术中的使用已大大降低。
3．1 扩散机构3．1．1 替位式扩散机构这种杂质原子或离子大小与Si 原子大小差别不大，它沿着硅晶体内晶格空位跳跃前进扩散，杂质原子扩散时占据晶格格点的正常位置，不改变原来硅材料的晶体结构。
硼、磷、砷等是此种方式。
3．1．2 填隙式扩散机构这种杂质原子大小与Si 原子大小差别较大，杂质原子进入硅晶体后，不占据晶格格点的正常位置，而是从一个硅原子间隙到另一个硅原子间隙逐次跳跃前进。
镍、铁等重金属元素等是此种方式。
3．2 扩散方程∂N / ∂t = D*2N / ∂x2N=N （x ，t ）杂质的浓度分布函数，单位是cm -3 D ：扩散系数，单位是cm 2/s加入边界条件和初始条件，对上述方程进行求解，结果如下面两小节所诉。
3．2．1 恒定表面浓度扩散整个扩散过程中，硅片表面浓度N S保持不变N （x ，t ）=N S erfc （x/（2*（Dt ）1/2））式中erfc 称作余误差函数，因此恒定表面浓度扩散分布符合余误差分布。
N（x，t）=（Q/（ Dt）1/2）*exp（-X2/4Dt）exp（-X2/4Dt）是高斯函数，因此限定源扩散时的杂质分布是高斯函数分布。
由以上的求解公式，可以看出扩散系数D以及表面浓度对恒定表面扩散的影响相当大3．2．3 扩散系数扩散系数是描述杂质在硅中扩散快慢的一个参数，用字母D表示。
D大，扩散速率快。
D与扩散、扩散气氛、衬底晶向、缺陷等因素有关。
温度T、杂质浓度N、衬底浓度NBD=Dexp（-E/kT）T：绝对温度；K：波尔兹曼常数；E：扩散激活能：频率因子D3．2．4 杂质在硅中的固溶度杂质扩散进入硅中后，与硅形成固溶体。
在一定的温度下，杂质在硅中有一个最大的溶解度，其对应的杂质浓度，称该温度下杂质在硅中的固溶度。
固溶度在一定程度上决定了硅片的表面浓度。
3．3 CSMC-HJ扩散课的扩散工艺状况扩散工艺按照作用可以分为推阱、退火、磷掺杂，不同工艺的作业炉管在配置上稍有不同。
3．3．1推阱由于CMOS是由PMOS和NMOS组成，因此需要在一种衬底上制造出另一种型号的衬底,才可以在一种型号的硅片上同时制造出N管、P管，在选择注入后的推阱工艺就可以在硅片上制出P阱、N阱；由于推阱一般需要有一定的结深，而杂质在高温下的扩散速率较大，因此推阱工艺往往需要在较高的温度（1150C）下进行，以缩短工艺时间，提高硅片的产出率。
3．3．1．1推阱工艺主要参数3．3．1．1．1结深比较关键，必须保证正确的温度和时间；3．3．1．1．2膜厚主要为光刻对位提供方便,同时会改变园片表面的杂质浓度，过厚或过薄均会影响N管或P管的开启电压；3．3．1．1．3表面浓度注入能量和剂量一定后,表面浓度主要受制于推阱程序的工艺过程,如高温的温度、工艺的时间、3．3．1．2影响推阱的工艺参数3．3．1．2．1 温度易变因素，决定了扩散系数的大小，对工艺的影响最大。