扩散工艺
半导体不同扩散工艺的特点
半导体不同扩散工艺的特点半导体扩散工艺是一种用于改变半导体材料中杂质浓度分布的方法。
通过控制杂质的浓度分布，可以改变半导体材料的电学特性，从而实现半导体器件的制备和调控。
根据不同的扩散工艺，可以分为几种常见的类型，包括固相扩散、液相扩散和气相扩散，每种工艺都有其特点和适用范围。
1. 固相扩散：固相扩散是最早被广泛应用的扩散工艺之一。
其特点是使用固态杂质源，如固态的金属盐或金属氧化物，通过热处理将杂质扩散到半导体材料中。
固相扩散的过程较为简单，易于控制，适用于大批量半导体器件的生产。
然而，固相扩散工艺的主要缺点是扩散速度较慢，需要较长的时间完成杂质的扩散，且扩散深度不易控制。
2. 液相扩散：液相扩散是使用液态杂质源将杂质扩散到半导体材料中的工艺。
液相扩散的特点是扩散速度较快，扩散深度和浓度也较容易控制。
液相扩散的主要优点是可以在相对较短的时间内完成扩散过程，并且可以实现较高的杂质浓度。
然而，液相扩散过程中，需要使用到液态杂质源，这可能会对半导体材料的结构和性能产生不利影响，需要注意杂质源的选择和处理，以避免对器件性能造成负面影响。
3. 气相扩散：气相扩散是使用气态杂质源将杂质扩散到半导体材料中的工艺。
与固相和液相扩散相比，气相扩散具有更高的扩散速率和更好的控制性能。
气相扩散工艺通常是在高温下进行，通过将气态杂质源分解生成活性的杂质气体，然后将其扩散到半导体材料中。
气相扩散的优点是可以实现较高的杂质浓度和较深的扩散深度，且扩散速度较快。
然而，气相扩散工艺需要较高的温度和气压条件，且对设备和工艺环境要求较高，因此工艺的成本较高，适用于对器件性能要求较高、生产规模较小的应用领域。
总之，不同的扩散工艺具有各自的特点和适用范围。
在选择和使用扩散工艺时，需要根据实际需求综合考虑工艺的控制性能、扩散速度、成本等因素，以及对半导体器件性能的影响。
对于不同类型的半导体器件，可能需要采用不同的扩散工艺来实现特定的杂质浓度分布和形状控制，以满足器件设计和制备的要求。
扩散工艺的原理
扩散工艺的原理
扩散工艺是一种常用的半导体制造工艺，主要用于将掺杂材料在晶体中进行分布均匀的过程。
其原理基于掺杂材料的高浓度区域向低浓度区域的自由扩散。
具体的步骤如下：
1. 洁净晶体表面：在进行扩散之前，必须先清洁晶体表面，以去除表面氧化物和杂质，保证扩散过程的纯净度。
2. 衬底预处理：扩散液有时会侵蚀衬底材料，因此，需要先用保护层对衬底进行处理，以避免受到损伤。
3. 掺杂液制备：根据需要进行掺杂的材料种类和浓度要求，制备合适的掺杂液。
掺杂液中主要含有掺杂材料的离子。
4. 扩散过程：将待扩散的晶体与掺杂液接触，经过一定的时间和温度，掺杂材料的离子会在表面开始向内部扩散。
扩散速度取决于温度、时间和材料的特性。
5. 控制参数：在扩散过程中，需要严格控制温度、时间和气氛，以确保掺杂材料扩散的均匀性和准确性。
6. 后处理：扩散完成后，需要进行后续的清洗和退火处理，以去除残留的杂质和优化晶体结构。
总结起来，扩散工艺的原理是利用掺杂材料的高浓度区域向低浓度区域的自由扩散。
通过精确控制参数，可以实现对晶体的特定区域进行掺杂，从而改变材料性质和特性。
半导体不同扩散工艺的特点
半导体不同扩散工艺的特点
半导体的扩散技术是将特定种类的杂质原子在半导体晶体中扩散，并改变半导体材料的导电性质。
半导体扩散工艺主要分为以下几种：
1. 扩散氧化法：将硅片加热至高温，使气体中的氧气（O2）分解，产生的氧分子与硅片表面反应，生成二氧化硅（SiO2），从而控制扩散层的深度和宽度。
该工艺的特点是扩散面积大，扩散层深度均匀，但是扩散速度较慢，适用于生产较高质量要求的器件。
2. 氧化掩蔽扩散法（LOCOS）：利用化学气相沉积或物理气相沉积在硅片表面沉积一层硅氧化物光刻膜（LOCOS法）或硅酸盐膜（LOCAT法），通过扩散杂质（如磷、硼等）和高温处理，使膜下方的硅衬底发生晶格变形和氧化，形成带孔的氧化硅层，从而形成了扩散区域。
该工艺特点是可制造出复杂的器件结构，但是对于大尺寸芯片来说，芯片表面会过度弯曲，造成拉应力，最终导致母片变形，影响器件性能和可靠性。
3. 氧化铝扩散法：在扩散前利用化学气相沉积在硅片表面沉积一层氧化铝膜，再在这层氧化铝膜上打一个小口（缺口），通过缺口在晶体下面扩散，形成扩散区。
该工艺特点是可保护芯片表面，避免造成晶片变形，但是扩散层较浅，仅适用于制造器件的浅扩散层。
4. 离子注入法：利用离子加速器将杂质离子注入到硅晶体中，形成扩散区。
该
种方法的特点是扩散速度快，扩散深度大，适用于生产器件的深扩散层，但是也存在与晶片表面反应的问题，同时也会导致结果分布不均匀的问题。
总之，选择适当的扩散工艺需要根据所需器件的性质和质量要求来确定。
扩散工艺知识
第三章 扩散工艺在前面“材料工艺”一章，我们就曾经讲过一种叫“三重扩散”的工艺，那 是对衬底而言相同导电类型杂质扩散。
这样的同质高浓度扩散，在晶体管制造中 还常用来作欧姆接触，如做在基极电极引出处以降低接触电阻。
除了改变杂质浓 度，扩散的另一个也是更主要的一个作用，是在硅平面工艺中用来改变导电类型，扩散是一种普通的自然现象，有浓度梯度就有扩散。
扩散运动是微观粒子原 子或分子热运动的统计结果。
在一定温度下杂质原子具有一定的能量，能够克服 某种阻力进入半导体，并在其中作缓慢的迁移运动。
一．扩散定义在高温条件下，利用物质从高浓度向低浓度运动的特性，将杂质原子以一定 的可控性掺入到半导体中，改变半导体基片或已扩散过的区域的导电类型或表面 杂质浓度的半导体制造技术，称为扩散工艺。
二．扩散机构杂质向半导体扩散主要以两种形式进行：1．替位式扩散一定温度下构成晶体的原子围绕着自己的平衡位置不停地运动。
其中总有一 些原子振动得较厉害，有足够的能量克服周围原子对它的束缚，跑到其它地方， 而在原处留下一个“空位”。
这时如有杂质原子进来，就会沿着这些空位进行扩 散，这叫替位式扩散。
硼（B ）、磷（P ）、砷（As ）等属此种扩散。
2．间隙式扩散构成晶体的原子间往往存在着很大间隙，有些杂质原子进入晶体后，就从这 个原子间隙进入到另一个原子间隙，逐次跳跃前进。
这种扩散称间隙式扩散。
金、 铜、银等属此种扩散。
三．扩散方程扩散运动总是从浓度高处向浓度低处移动。
运动的快慢与温度、浓度梯度等 有关。
其运动规律可用扩散方程表示，具体数学表达式为：a N、 ——=D V 2N（3-1）a t在一维情况下，即为：a N a 2N ---- =D------- a t a x 2 式中：D 为扩散系数，是描述杂质扩散运动快慢的一种物理量；N 为杂质浓度；t 为扩散时间；x 为扩散到硅中的距离。
四．扩散系数杂质原子扩散的速度同扩散杂质的种类和扩散温度有关。
扩散工艺的化学原理
扩散工艺的化学原理扩散工艺是一种将固体材料中的原子或分子在另一固体材料中扩散的方式。
它是一种重要的材料加工技术，被广泛应用于半导体行业、材料科学、电子设备制造等领域。
1.气相扩散：气相扩散是一种将气体原子或分子从高浓度区域扩散到低浓度区域的过程。
它广泛应用于半导体制造中。
在气相扩散过程中，气体原子或分子通过与被处理材料的表面发生化学反应来扩散。
这种化学反应的速率由固体表面与气体界面之间的反应速率决定。
例如，氮化硅薄膜的制备常采用氨气(NH3)与硅表面上的硅原子发生反应，形成氮化硅层。
氨气的浓度差异使其向硅表面扩散，反应的速率主要取决于氨气与硅表面反应的速率。
2.液相扩散：液相扩散是指液体中原子或分子通过扩散来实现的过程，这种扩散通常发生在固体表面和液体之间。
液相扩散常用于金属合金的制备。
在液相扩散过程中，金属原子在固相间扩散，并在固体和液体相界面处重新结晶。
液体中的浓度差异是驱动液相扩散的主要原因。
例如，当固体镍和固体铬在液体中混合时，镍原子和铬原子会相互扩散使合金形成均匀的镍铬分布。
这种液相扩散过程中，镍原子和铬原子之间的化学反应被加速，形成新的镍铬化合物。
3.固相扩散：固相扩散是指固体材料中的原子或分子通过固体晶界、点缺陷、空位等的移动来实现的扩散过程。
固相扩散通常发生在材料的固态结构中，是一种非常缓慢的过程。
固相扩散的速率取决于晶体中原子或分子的浓度差异以及晶界和缺陷的性质。
例如，金属在高温下会发生固相扩散。
当金属中的原子在晶界或点缺陷处移动时，它们会在固态结构中扩散，从而改变金属的组织结构和性能。
这种固相扩散对于合金的制备和材料的加工具有重要意义。
总之，扩散工艺是通过利用浓度差异从而使固体材料中的原子或分子在其它材料中扩散的一种技术。
气相扩散、液相扩散和固相扩散是扩散工艺的常见形式，它们的化学原理基于热运动和化学反应，其中浓度差异是驱动扩散的主要力量。
这些扩散过程对于材料的合成、改性和加工具有重要作用，广泛应用于各个领域。
扩散工艺——精选推荐
扩散⼯艺扩散⼯艺培训⼀、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dR= 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）。
这个⽐例系数叫做⽅块电阻，⽤R□表⽰：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。
扩散工艺3.3,3.4,3.5
四、电磁效应
五、发射区推进效应
V2- :二价负 电荷空位
N+ P
N-
六、热氧化过程中的杂质再分布(杂质分凝)
硼:m<1 磷:m>1 砷:m>1
七、氧化增强扩散
八、晶向的影响
§3.5 扩散工艺
一．双温区锑扩散
制作双极型集成电路的隐埋区时，常用锑和砷作 杂质。因为它们的扩散系数小，外延时自掺杂少，其 中又因为锑毒性小，故生产上常用锑。
系统特点：用主辅两个炉子，产生两个恒温区。 杂质源放在低温区，硅片放在高温区。
反应式：3Sb2O3+3Si=4Sb+SiO2 优点：
1）可使用纯Sb2O3粉状源，避免了箱法扩散 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 恒定表面源扩散，扩散层缺陷密度小；
3）表面质量好，有利于提高表面浓度。
二. 常见扩散方法
固态源扩散：如B2O3、P2O5、BN等
利用液态源进行扩散的装置示意图
液态源扩散－－常用POCl3 >600℃
5POCl3 ==P2O5 ＋3PCl5 2P2O5＋ 5Si =5Si O2＋4P
氧过量 4PCl5 ＋ 5O2 = 2P2O5 ＋10Cl2
影响扩散参量的因素
三、杂质对扩散系数的影响
其中Di0 、 Di＋、 Di－、 Di2－分别表示中性 、正一价、负一价、负 二价的低浓度杂质－－空穴对的本征扩散系数。
其中Di0 、 Di＋(p/ni)、 Di－(n/ni)、
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。
第二章扩散
本体原子
杂质原子
不需要自填隙本体原子来推动扩散过程的进行
3、Fair空位模型：
建立在空位扩散机制的基础上
1）“空位电荷"：中性空位俘获电子，使其带负电；中性空位 的邻位原子失去电子，可使空位带正电。 2）空位模型：总扩散率是所有荷电状态的空位的扩散率的加权 总和，加权系数是这些空位存在的概率。 带电空位的数量 总扩散率表达式：
■
硅中杂质的扩散率曲线(低浓度本征扩散)：
■ 中性空位的扩散率：
其中，E0a是中性空位的激活能(eV)；
D00是一个与温度无关的系数，取决于晶格结构和振动频率。(cm2/s)
■
如果必须考虑带电空位的扩散率，则扩散率就是位置的函
数，因而费克第二定律方程必须采用数值方法来求解。
4、费克第二定律的分析解
1、横向扩散：杂质在纵向扩散的同时，也进行横向的扩散
■
一般横向扩散长度是纵向扩散深度的0.75 - 0.85；
横向扩散的存在影响IC集成度，也影响PN结电容。
■
2、内建电场的影响
高温下杂质处于离化状态，杂质离子与电子(空穴)同时向低浓 度方向扩散。电子(空穴)扩散速度快，形成空间电荷层，建立 一自建电场，使离子运动形式为扩散+漂移。 有效扩散系数Deff
费克简单扩散方程 1） 第一种边界条件：(预淀积扩散) 在任何大于零的时刻，表面的杂质浓度固定
此时扩散方程的解为： 被称为特征扩散长度(pm)； Cs是固定的表面杂质浓度(/cm3) 预淀积扩散又被称为恒定表面源(浓度)扩散；在实际工艺中， Cs的值一般都是杂质在硅中的高浓度，与温度有关。
2、杂质扩散机制
(3) 空位扩散(vacancy-assisted Diffusion Mechanism)
八个基本半导体工艺
八个基本半导体工艺随着科技的不断进步，半导体技术在各个领域得到了广泛的应用。
半导体工艺是半导体器件制造过程中的关键环节，也是半导体产业发展的基础。
本文将介绍八个基本的半导体工艺，分别是氧化、扩散、沉积、光刻、蚀刻、离子注入、热处理和封装。
一、氧化工艺氧化工艺是指在半导体晶片表面形成氧化层的过程。
氧化层可以增强晶片的绝缘性能，并且可以作为蚀刻掩膜、电介质、层间绝缘等多种用途。
常见的氧化工艺有湿法氧化和干法氧化两种。
湿法氧化是在高温高湿的环境中，通过将晶片浸泡在氧化液中使其表面氧化。
干法氧化则是利用高温下的氧化气体与晶片表面反应来形成氧化层。
二、扩散工艺扩散工艺是指将掺杂物质（如硼、磷等）通过高温处理，使其在晶片中扩散，从而改变晶片的导电性能。
扩散工艺可以用于形成PN结、调整电阻、形成源、漏极等。
扩散工艺的关键是控制扩散温度、时间和掺杂浓度，以确保所需的电性能。
三、沉积工艺沉积工艺是将材料沉积在半导体晶片表面的过程。
常见的沉积工艺有化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD）两种。
CVD是利用化学反应在晶片表面沉积薄膜，可以实现高纯度、均匀性好的沉积。
而PVD则是通过蒸发、溅射等物理过程，在晶片表面形成薄膜。
四、光刻工艺光刻工艺是将光敏胶涂覆在晶片表面，然后通过光刻曝光、显影等步骤，将光敏胶图案转移到晶片上的过程。
光刻工艺是制造半导体器件的核心工艺之一，可以实现微米级甚至纳米级的图案制作。
五、蚀刻工艺蚀刻工艺是通过化学反应或物理过程将晶片表面的材料去除的过程。
蚀刻工艺可以用于制作电路的开关、互连线等。
常见的蚀刻方法有湿法蚀刻和干法蚀刻两种。
湿法蚀刻是利用化学溶液对晶片表面进行腐蚀，而干法蚀刻则是通过等离子体或离子束对晶片表面进行刻蚀。
六、离子注入工艺离子注入工艺是将掺杂离子注入晶片中的过程。
离子注入可以改变晶片的导电性能和材料特性，常用于形成源漏极、调整电阻等。
离子注入工艺需要控制注入能量、剂量和深度，以确保所需的掺杂效果。
扩散工艺参考资料
VI1324
Байду номын сангаас
V41 I 23
V12 I34
V23 I 41
其中，F(Q)是形状因子，对于正方形结构，
范德堡法测量样品薄层电阻
2）杂质浓度—深度分布关系的测量--扩展电阻法
(1) 将样品磨出一个小角度斜面
(2) 将样品放在载片台上，用一对探针以预定压力与样品 表面接触，测量该电阻值。
(3) 将该电阻值与一个已知浓度的标准值进行比较， 从电阻率反推出载流子的分布。
第一步：预淀积扩散
第二步：推进扩散
整个扩散工艺过程
开启扩散炉 清洗硅片 预淀积
推进、激活 测试
预淀积
温度：800~1000℃ 时间：10~30min
预淀积的杂质层
推进
温度：1000~1250℃
预淀积的杂质层
结深
激活
稍微升高温度 替位式杂质原子。
激活
杂质原子
√
实际扩散分布的分析(与理论的偏差)
扩散工艺和设备
1、目前的扩散工艺已基本被离子注入取代，只有在进行重掺 杂时还用扩散工艺进行。
2、 扩散工艺的分类主要取决于杂质源的形态，常见的杂质源 形态包括：
(1) 气态源： AsH3，PH3，B2H6 (2) 固态源：
单磷酸铵
(NH4H2PO4) 砷酸铝
(AlAsO4)
(3) 液态源
硼源：BBr3(沸点90℃) 磷源：POCl3(沸点107℃)
主要是空位扩散机制。
氧化增强扩散或氧化阻滞扩散
4、SiO2中的扩 散
对于常见的杂质，如B，P，As等，其在SiO2中的扩散系数比在 Si中的扩散系数小得多，因此，SiO2经常用做杂质扩散的掩蔽层
扩散工艺
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-3D：扩散系数，单位是cm2/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NS 保持不变N（x，t）=NSerfc（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。
3．2．2．限定源扩散杂质源限定在硅片表面薄的一层，杂质总量Q是常数。
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与扩散温度T、杂质浓度N、衬底浓度N、扩散气氛、衬底晶向、缺陷等因素有关。
Bexp（-E/kT）D=DT：绝对温度；K：波尔兹曼常数；E：扩散激活能D：频率因子3．2．4 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。
扩散工艺
2020/3/29
3、电场效应
2020/3/29
4、发射区推进效应
V2- 负:二价 电荷空位
N+ P
N-
2020/3/29
5、热氧化过程中的杂质再分布
(杂质分凝)
硼:m<1 磷:m>1 砷:m>1
2020/3/e-(Ws+Wv)/kT
•
Wv表示形成一个空位所需能量。
2020/3/29
替位杂质运动
2020/3/29
§3.2 扩散原理（即扩散系数和扩散 方程）
一. 扩散流方程（注：下面的N就是课本中的C）
2020/3/29
以下式表示杂质原子流密度
J D N(x,t)
2-1
x
扩散时质量守衡，J随时间变化与
2020/3/29
7、硅片晶向的影响
2020/3/29
§3.5 扩散工艺
一．双温区锑扩散
• 制作双极型集成电路的隐埋区时，常用锑和砷 作杂质。因为它们的扩散系数小，外延时自掺 杂少，其中又因为锑毒性小，故生产上常用锑。
• 系统特点：用主辅两个炉子，产生两个恒温区。 杂质源放在低温区，硅片放在高温区。
第三章 扩散工艺
§3.1杂质扩散机构 §3.2扩散原理（扩散系数扩散方程） §3.3扩散杂质的分布 §3.4影响杂质分布的其他因素 §3.5扩散工艺 §3.6扩散工艺的发展（自学） §3.7工艺控制和质量监测（补充）
2020/3/29
• 掺杂技术就是将所需要的杂质， 以一定的方式（合金、扩散或离子注 入等）加入到硅片内部，并使在硅片 中的数量和浓度分布符合预定的要求。 利用掺杂技术，可以制作P-N结、欧 姆接触区、IC中的电阻、硅栅和硅互 连线等等。
扩散工艺原理
扩散工艺原理
扩散工艺是一种常用的半导体器件制造工艺，其原理是通过控制不同材料间的原子扩散（Diffusion）过程，使得材料中的掺
杂原子浓度发生变化，从而实现改变材料的电学性质。
扩散工艺一般分为固相扩散和气相扩散两种类型。
固相扩散是指将掺杂材料与基底材料接触并加热，在高温下由于热激活，掺杂原子会从高浓度扩散到低浓度区域，从而改变材料的电学性能。
气相扩散则是将掺杂材料置于特定的气氛中，通过气氛中的气体分子与基底材料表面上的原子进行反应，使掺杂原子扩散到材料中。
在固相扩散中，加热是一个关键的步骤。
当材料加热到一定温度时，原子具有足够的能量跨越势垒，从而可以自由扩散。
扩散速率通常受到温度、时间和材料的性质等因素的影响。
此外，不同材料的扩散行为也可能不同，因此需要根据具体材料来选择适当的扩散工艺参数。
在气相扩散中，选择合适的气氛对于控制扩散过程也是非常重要的。
通常会使用有机金属化合物作为掺杂源，将其在高温下分解生成活性原子，再通过反应与基底材料表面原子结合而实现扩散。
不同的掺杂源和基底材料对应的扩散机制也可能不同。
总之，扩散工艺是一项重要的半导体器件制造工艺，通过控制不同材料间的原子扩散过程，可以实现对器件电学性能的调控。
加热和选择合适的气氛是关键的操作步骤，而温度、时间和材料性质等因素也需要进行合理的选择和控制。
扩散工艺的化学原理
扩散过程基本上只有两种形式：
1）化合物先分解为单质（或直接以单质），再以 单质的形式向硅中扩散； 2） 经过反应先生成杂质元素的氧化物（或原来就 是氧化物），然后氧化物再与硅反应产生二氧化 硅和杂质元素向硅中扩散。
热扩散过程的三个步骤：
预淀积
推进 激活
第一步、预淀积
热扩散开始，炉内温度通常设为800到1000 ℃ ，持 续10到30分钟。杂质仅进入硅片表面形成很薄的杂质层， 此称为预淀积。
§6-6 染色法显示P-N 结
扩散深度是很重要的工艺参数，P-N 结的结深多用染色法 测量。 先将硅片用一个特制的磨角器磨成一个角度为θ(1º～5º ） 的截斜面，放入显结溶液中，灯光照射30 秒左右，由于N 型硅较P 型硅易失电子，较易发生置换反应，所以在N 型硅 上有铜析出，或者说染上了铜。这时，在P-N 结的边界处就 出现了一条明显的分界线（时间不能过长，否则整块硅片都 染上铜），然后用光学方法进行结深的测量。 显结溶液的配方: 硫酸铜CuSO4· 5H2O 200克／升、氢氟酸 10 克／升
即在硅片上生成掺有锑杂质的氧化层，在扩散温度下， 锑杂质原了进而向硅内扩散。来自§6-5 砷扩散的化学原理
砷扩散有它独到之处，例如砷在硅中的扩散系 数小，用于浅结扩散，因扩散时间较长，便于精 确地控制基区宽度；又如砷原子半径和硅原子很 接近，在砷原子向硅晶体内扩散过程中，不致于 由于原子半径不同而产生应力，导致晶格缺陷。 正是这个原因，扩砷的发射区无陷落效应，有 利于薄基区的形成。浅结、薄基区可提高器件的 频率特性，所以砷扩散工艺普遍用于微波器件。
替位式杂质
间隙式杂质
√
×
整个扩散工艺过程
开启扩散炉 清洗硅片 预淀积
推进、激活 测试
第三章 扩散工艺
1)
预淀积扩散（菲克定律的第一类解）：杂质源通常为
气相源，原子自源蒸气输运到硅片表面，并扩散到硅 内，在扩散过程中源蒸气保持恒定的表面浓度，这种 扩散称为预淀积扩散,又称为恒定表面源扩散 时间t=0时，初始条件：C(x,0)=0 边界条件：C(0,t)=Cs 以及： C(∞,t)=0 满足上述初始条件和边界条件的式（3.2）的解为
主要内容
概述 扩散原理（模型与公式） 实际扩散分布的分析 扩散工艺和设备 扩散工艺质量检测
掺杂——将所需要的杂质按要求的浓度和分布掺入到半导 体材料中的规定区域，以达到改变材料导电类型或电学性 质的过程。 掺杂的方法很多：合金法、扩散法、离子注入法。在IC制 造中主要采用扩散和离子注入法。 合金掺杂——通过杂质材料与半导体材料合金的方法实 现掺杂的过程。 离子注入掺杂——杂质通过离化、加速形成高能离子流， 靠能量打入半导体材料的规定区域、形成杂质分布的过程。 高浓度深结掺杂采用扩散方法，高精度浅结采用离子注入 方法 半导体器件制造中常用的掺杂杂质有磷、硼、砷，锑
c) 高浓度扩散、扩散气氛不同（如：氧气和氮气）、 杂质不同、硅衬底的晶向不同等，实际扩散情况同 理论公式都有差别，必须要修正。
d) 由于离子注入技术的发展，大多数掺杂工艺已不再 使用扩散法，但是需要重掺杂时仍然采用扩散方式。
2.实际扩散分布的分析
实际扩散工艺中，由于各种因素的影响，常使 杂质分布偏离理论结果。 横向扩散：杂质在纵向扩散的同时，也进行横向扩 散，实际情况应是高维的扩散方程解。 横向扩散长度是纵向扩散深度的0.75～0.85。 横向扩散直接影响VLSI的 集成度，也影响着PN结电容。 而离子注入的横向扩散要小的多。
扩散工艺
2、主要的检测项目：
1）薄层电阻的测量：
■
四探针法
当探针间距远远大于结深时，有
用于检测扩散分布时，必须保证 衬底绝缘或扩散层一衬底问形成 反偏PN结。
四探针法测量样品薄层电阻
1）薄层电阻的测量：
■
范德堡法
1 V34 V41 V12 V23 R 4 I12 I 23 I 34 I 41
1、横向扩散：杂质在纵向扩散的同时，也进行横向的扩散
■
一般横向扩散长度是纵向扩散深度的0.75 - 0.85；
横向扩散的存在影响IC集成度，也影响PN结电容。
■
2、内建电场的影响
空间电荷层 自建电场 扩散+漂移。
有效扩散系数Deff
■
当杂质浓度 << ni，时， hE = 1
■
当杂质浓度 >> ni，时， hE = 2
扩散工艺 (Diffusion Process)
扩散工艺(Diffusion process)
■ 概述
■ 扩散工艺和设备
■ 扩散工艺流程 ■ 实际扩散分布的分析 ■ 扩散工艺质量检测
扩散运动与扩散工艺
1）扩散运动：物质的随机热运动，趋向于降低其浓度梯度； 即存在一个从高浓度区向低浓度区的净移动。 2）扩散工艺：利用杂质的扩散运动，将所需要的杂质掺入硅 衬底中，并使其具有特定的浓度分布。
4、SiO2中的扩 散
对于常见的杂质，如B，P，As等，其在SiO2中的扩散系数比在 Si中的扩散系数小得多，因此，SiO2经常用做杂质扩散的掩蔽层 影响SiO2的掩蔽效果的主要因素：
■
■ ■ ■
扩散系数比例
扩散时间 杂质在Si和SiO2中的浓度 杂质分凝系数
扩散有生产工艺
扩散有生产工艺扩散是一种常用的材料处理工艺，它广泛应用于半导体、光电子、电子器件等领域。
扩散工艺的主要目的是在半导体材料的表面或界面上引入不同的杂质，从而改变材料的导电性能和特性。
扩散工艺主要包括以下几个步骤：1. 清洗：将半导体芯片放入清洗槽中进行清洗，去除表面的污物和杂质。
清洗槽中的溶液通常是硝酸、硫酸和蒸馏水的混合物，可以有效去除大部分的杂质。
2. 扩散源制备：将所需的杂质制备成扩散源。
常用的杂质有磷、硼、锑等。
扩散源的制备通常采用多晶硅的气相扩散、离子注入或电子束蒸发等方法。
3. 扩散：将扩散源和半导体芯片一起放入炉中进行扩散。
扩散炉是将芯片和扩散源置于高温环境中，使杂质从扩散源向芯片中扩散。
高温可以提高杂质的扩散速率，一般在800-1200摄氏度之间。
4. 干燥：在扩散过程中，芯片表面会有一层氧化物形成。
为了去除这层氧化物，需要进行干燥处理。
干燥通常采用高温退火的方法，将芯片置于高温环境中，使氧化物转化为气态，从表面蒸发掉。
5. 电极制备：扩散完成后，需要在芯片上制备电极。
电极的制备通常采用光刻工艺和蒸镀工艺。
光刻是将光阻涂覆在芯片表面，然后通过光刻曝光与显影的步骤，将光阻部分去除，暴露出电极区域。
蒸镀是将金属材料蒸发到芯片表面，并在光刻后形成电极。
6. 清洗和检测：电极制备完成后，需要进行清洗和检测。
清洗是将芯片放入清洗槽中，去除制备电极时产生的杂质和残留物。
检测是对芯片进行电学性能测试，以确保芯片的质量和性能。
扩散工艺的关键是控制扩散的深度和浓度。
深度和浓度的控制主要依靠扩散时间、温度和杂质浓度的控制。
通过合理地选择这些参数，可以实现对扩散过程的精确控制。
总之，扩散工艺是一种重要的材料处理工艺，广泛应用于半导体、光电子、电子器件等领域。
通过合理地控制扩散的深度和浓度，可以改善材料的导电性能和特性。
扩散工艺
其中，F(Q)是形状因子，对于正方形结构，
范德堡法测量样品薄层电阻
A
26
2）杂质浓度—深度分布关系的测量--扩展电阻法
(1) 将样品磨出一个小角度斜面
(2) 将样品放在载片台上，用一对探针以预定压力与样品 表面接触，测量该电阻值。
(3) 将该电阻值与一个已知浓度的标准值进行比较， 从电阻率反推出载流子的分布。
2）扩散工艺：利用杂质的扩散运动，将所需要的杂质掺入硅 衬底中，并使其具有特定的浓度分布。
3）研究杂质在硅中的扩散运动规律的目的：
■ 开发合适的扩散工艺，预测和控制杂质浓度分布。 ■ 研究IC制造过程中其他工艺步骤引入的扩散过程
对杂质分布和器件电特性的影响。
A
3
扩散工艺在IC制造中的主要用途：
1）形成硅中的扩散层电阻 2）形成双极型晶体管的基区和发射区 3）形成MOSFET中的漏区和源区
第一步：预淀积扩散 A
第二步：推进扩散 9
整个扩散工艺过程
开启扩散炉 清洗硅片 预淀积
推进、激活 测试
A
10
预淀积
温度：800~1000℃ 时间：10~30min
预淀积的杂质层
A
11
推进
温度：1000~1250℃
预淀积的杂质层
A
结深
12
激活
稍微升高温度 替位式杂质原子。
激活
杂质原子
√
A
13
A
主要问题 (1) 测量结果取决于点接触的重复性。 (2) 进表面测量比较困难。 (3) 测量样品与校准标准片比较接近。
A
27
文献阅读：扩散工艺在半导体生产中的应用
半导体第十九讲扩散工艺p资料
扩散
70年代初期以前，杂质掺杂主要通过高温的扩散实 现。 杂质原子通过气相源或氧化物源扩散或淀积到硅晶 片的表面。 杂质浓度从表面到体内单调下降 杂质分布主要是由温度和扩散时间决定 可用于形成深结（deep junction），如CMOS中 的双阱（twin well）
离子注入
杂质浓度相等：
C( x j , t） CB
1
CB 结的位置： x j 2 DSiO t erfc A DSiO 2 t 2 Cs 温度通过D对扩散深度和杂质分布情况的影响，同时间t相
比更为重要。
恒定表面源扩散
杂质浓度梯度
任意位置
2 Cs C ( x, t ) x, t e x / 4 Dt x Dt
扩散系数
J ( x, t ) C ( x a / 2, t ) P a C ( x a / 2, t ) P a
v v
C ( x, t ) a P x C ( x, t ) J D x
2 v
其中：V0代表振动频率
Wv代表形成一个 空位所需要的能量
Pv o exp[(WV Ws ) / kT ]
从70年代初开始，掺杂的操作改由离子注入完成 掺杂原子以离子束的形式注入半导体内 杂质浓度在半导体内有峰值分布 杂质分布主要由离子质量和离子能量决定
用于形成浅结（shallow junction），如 MOSFET中的漏极和源极
扩散机理
间隙式扩散
定义：杂质离子位于晶格间隙 杂质：Na、K、Fe、Cu、Au 等元素 势能极大位置：相邻的两个间隙之间 势垒高度Wi：0.6~1.2eV 间隙杂质的振动能在室温时，只有0.026eV； 1200 ℃时为0.13eV，因此间隙杂质靠热涨落越 过势垒 跳跃率： Pi 依赖于温度
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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dR= 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）。
这个比例系数叫做方块电阻，用R□表示：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。
P区中的光生电子(少子)同样的先因为扩散，后因为漂移而进入N区，光生空穴(多子)则留在P区.在PN结的两侧形成了正负电荷的积累，产生了光生电压,这就是“光生伏特效应”。
二、太阳电池磷扩散方法1、三氯氧磷（POCl3）液态源扩散（本公司现在采用的方法）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三、磷扩散的基本原理三氯氧磷（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：生成的五氧化二磷（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：由上面反应式可以看出，三氯氧磷（POCl3）热分解时，如果没有外来的氧（O2）参与其分解是不充分的，生成的五氯化磷（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，五氯化磷（PCl5）会进一步分解成五氧化二磷（P2O5）并放出氯气（Cl2）其反应式如下：生成的五氧化二磷（P2O5）又进一步与硅作用，生成二氧化硅(SiO2)和磷原子，由此可见，在磷扩散时，为了促使五氯化磷（PCl5）充分的分解和避免五氯化磷（PCl5）对硅片表面的腐蚀作用，必须在通氮气的同时通入一定流量的氧气。
在有氧气的存在时，三氯氧磷（POCl3）热分解的反应式为：三氯氧磷（POCl3）分解产生的五氧化二磷（P2O5）淀积在硅片表面，五氧化二磷（P2O5）与硅反应生成二氧化硅（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。
三氯氧磷（POCl3）液态源扩散方法具有生产效率较高，得到PN结均匀、平整和扩散层表面良好等优点，这对于制作具有大面积结的太阳电池是非常重要的。
五氧化二磷（P2O5）与空气中的水会发生反应，生成偏磷酸。
偏磷酸对呼吸道有刺激性。
眼接触可致灼伤，造成永久性损害。
皮肤接触可致严重灼伤。
四、扩散工艺基本程序1、清洗饱和：初次扩散前扩散炉石英舟首先进行TCA清洗。
清洗结束后对石英管进行饱和，即运行正常扩散工艺。
（初次扩散前或停产后恢复生产及石英舟清洗后，必须对石英管及石英舟进行饱和。
）2、升温装片：打开大氮,调节气体流量到指定数，使炉管升温。
装片时须戴好口罩和干净的棉布及乳胶手套，用石英吸笔依次将硅片从白片盒中吸出插入石英舟。
双面扩散一个槽插入一片，单面扩散一个槽插入背靠背两片。
3、进炉稳定：用石英舟叉将装满硅片的石英舟放在碳化硅桨上，保证平稳，用步进电机缓缓推入炉管。
稳定炉管，使炉管内温度达到工艺设定值，管内气体趋于稳定。
稳定时通入定量氧气，使硅片表面形成一层SiO2,使扩散速度更均匀。
前氧适用于多晶工艺。
4、通源驱入：待炉管温度均升到设定温度，通入小氮（携带磷源的少量氮气）及氧气，设定气体流量及通入时间。
通源是磷在硅片表面扩散的过程。
通源指定时间后，关闭小氮，通入大氮，进行驱入。
驱入是磷向硅片内部扩散，扩结深，同时降低表面浓度。
驱入时通入定量氧气，可与管内残留的磷源充分反应，并可与管内的五氯化磷（PCl5）反应，避免其腐蚀硅片表面5、出炉检验：驱入指定时间后，将碳化硅桨退出炉管，待石英舟冷却用石英舟叉抬下。
从炉口到炉尾的顺序均匀抽取六片硅片进行方阻测试。
检验合格后可卸片，不合格返工。
五、扩散后检验1、外观检验：观察硅片表面颜色是否均匀，有无偏磷酸滴落，及崩边缺角等。
2、方块电阻检验：用四探针测试仪测量方块电阻，记录下测量数据.单晶扩散方块电阻控制在40-50Ω/□之间,多晶扩散方块电阻控制在58-68Ω/□之间。
六、四探针检验原理四根探针的间距s相等, 针尖在同一平面同一直线上。
当被测样品的几何尺寸比探针间距s 大许多倍时，R □=Rs实际上硅片有一定大小，因此采用修正因子C表示。
C根据被测硅片的尺寸和探针的间距而定，对于不同的长度l、宽度 a、厚度b和探针间距s，C的参考值会有所不同。
通常四探针间距s约为1mm, 那么a/s远大于40，由下表可知，修正因子C=4.532七、影响R□大小的因素1、温度的影响：温度的高低，将决定硅片表面的杂质浓度的高低和P-N的结深2、时间的影响：通源时间、驱入时间3、小N2的影响：流量的多少4、源瓶的温度：决定瓶内的蒸汽压，温度越高，挥发性能越大5、氧气流量：影响到三氯氧磷的反应程度和PSG的厚度，进而影响到磷的扩散6、其它因素：设备密封性、硅片电阻率及表面洁净状况、源瓶内三氯氧磷的多少八、扩散改善方向扩散改善方向主要为方块电阻的均匀性。
方块电阻不均匀性包括片内不均匀性、片间不均匀性及30点不均匀性。
现单多晶方块电阻控制范围如下：单点控制范围单片平均值控制范围单晶12545±545±3多晶15662±662±3单晶方阻30点不均匀性现已控制在10%以下。
多晶方阻30点不均匀性控制在10%左右。
九、等离子刻蚀的目的腐蚀硅片表面的SiO2，以及一定厚度的Si，以达成截断硅片内部回路。
十、什么是等离子体随着温度的升高，一般物质依次表现为固体、液体和气体。
它们统称为物质的三态。
当气体的温度进一步升高时，其中许多，甚至全部分子或原子将由于激烈的相互碰撞而离解为电子和正离子。
这时物质将进入一种新的状态，即主要由电子和正离子（或是带正电的核）组成的状态。
这种状态的物质叫等离子体。
它可以称为物质的第四态。
十一、等离子刻蚀的原理等离子体刻蚀是采用高频辉光放电反应，使反应气体激活成活性粒子，如原子或游离基，这些活性粒子扩散到需刻蚀的部位，在那里与被刻蚀材料进行反应，形成挥发性反应物而被去除。
这种腐蚀方法也叫做干法腐蚀。
具体到我们公司来说，刻蚀就是去除扩散中在硅片表面形成的磷，以防止电池内部形成回路。
主要过程是，先将腔体内抽成真空，然后通过变压器将380V，50Hz的工业用电转化为高压电，再通过缠绕在腔体上的线圈，产生强磁场，将CF4电离，形成F-离子，腐蚀硅片表面的SiO2，以及一定厚度的Si，以达成截断硅片内部回路的目的。
十二、等离子刻蚀反应首先，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。
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，在中CF4掺入O2，这样有利于提高Si和SiO2的刻蚀速率。
十三、刻蚀后的检测在刻蚀完成后的硅片中，依次选取最上面第三片、中间一片、最下面倒数第三片，共三片用万用表进行测试；每片测试四个周边，每边测试两个点（图二）；测试时将刻蚀后硅片放在156*156的环氧树脂板中间位置，将两根测试针间距1cm，与环氧板倾角80-90度靠紧硅片边缘，观察电阻测试结果。
若数据高于30KΩ，认为数据无效，需要对该点附近进行重测；对于4KΩ－30KΩ的可以认为该批刻透，可以正常流出；如果测试中发现有一点或一点以上位于2KΩ以下，则认为该批没有刻透，需要追加刻蚀时间。
二次清洗插片前，将万用表指针笔仅靠硅片的一面中间部分，观察万用表上读数，如果万用表计数小于500Ω表示此面是扩散面，如果万用表计数大于5000Ω则表示此面是非扩散面。
十四、扩散间设备介绍扩散系统的顶部是热交换器，中部是加热炉体，下部是功率调节部件。
系统分左右手操作结构型式。
整机由六个部分构成，即扩散系统主机、排毒箱、气源柜、净化工作台、送料装置、控制柜。
1、48所扩散炉（一二三五六七中心）2、centrotherm（五中心及八九中心）3、Tempress（八九中心）4、Seven star（八九中心）48所扩散炉与其他进口扩散炉的区别：48所扩散炉（除软着陆）其他进口扩散炉外偶控温内外偶双控温无管内压力有管内压力各炉管恒温区长度：一中心48所800mm，其他48所1080mm，TEMPRESS炉管1250mm，CT炉管1000mm。
十五、扩散间洁净度要求洁净度：万级净化间，净化插片台(净化度：100级)、净化保护柜（净化度:100级）温度：23±2℃湿度：<50%十六、扩散工艺常见的化学用品1、三氯氧磷（POCL3）：三氯氧磷（POCL3）理化特性：无色透明液体，具有刺激性气味，强腐蚀性、毒性，不燃烧。
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，极易挥发。
三氯氧磷（POCL3）的危害：三氯氧磷（POCL3）遇水或水蒸气剧烈反应生成磷酸与氯化氢等有毒的腐蚀性烟雾，对皮肤、粘膜有刺激腐蚀作用。
三氯氧磷可引起急性中毒，在短期内吸入大量三氯氧磷蒸汽可引起上呼吸道刺激症状、咽喉炎、支气管炎，严重者可发生喉咙水中窒息、肺炎、肺水肿、心力衰竭，亦可发生贫血、肝脏损害、蛋白尿。
口服三氯氧磷可引起消化道灼伤，眼和皮肤接触引起灼伤，长期低浓度接触可引起口、眼及呼吸道刺激症状。