恒定源扩散和限定源扩散
集成电路的制作工艺和质量检测
集成电路的制作工艺和质量检测我们在日常工作中有接触的是以硅平面为工艺基础的半导体集成电路。
其制造过程大体可分为三个阶段。
第一阶段：加工制作集成电路用的基片。
第二阶段：是在基片上按平面工艺流程制作集成电路所需的元器件及其相互连线。
第三阶段：将制成的集成电路基片经过初测，筛选，划片，分成一块一块的集成电路芯片。
然后将合格的芯片烧结在管座上，焊上引线，再封装，老化，总测，分档等工序，成为产品。
我们公司主要做第二阶段。
集成芯片制作的基本工艺按照硅平面工艺，集成电路芯片的各个元器件及其相互间的连线都是在统一的工艺流程中，一步步制成。
而这一流程是右一些基本工艺按制作晶体管的顺序编制而成。
1.外延生长工艺：一般是指在一块衬底上生长一层导体单晶或多晶硅。
它是实现元气件相互隔离的一道重要工序，同时解决了高频晶体管C结击穿电压与集电区体电阻对材料电阻率要求的矛盾。
2．氧化工艺：是要在硅表面生成二氧化硅作为介质。
它可以扩散时对杂质起掩蔽作用。
起绝缘作用，如元器件之间隔绝的绝缘层。
对集成芯片上元器件的表面起保护作用等。
3.光刻工艺：是一种微细的加工工艺。
其利用光敏抗蚀层的光化学反应和蚀刻技术可以在二氧化硅薄膜上精确地刻制出所需要的扩散图形以及元器件相互连接的布线图形。
随着集成电路的不断提高，要求芯片上元器件的尺寸越来越小，这样对光刻工艺提出了更高的要求。
目前发展的超微细加工技术，从光源，曝光方式，感光胶配方，蚀刻方法等诸多方面做了大量改进，从而使最小线宽达到了亚微米的水平。
4.扩散工艺：就是在高温下将杂质原子掺入硅片表层，形成不同电阻率的杂质半导体。
根据集成电路图，在规定的区域并选定适当的杂质进行扩散，就可制成隔离PN结、二极管、三极管、及扩散电阻等。
因此可以说，集成电路的基本结构是通过扩散来实现的。
在扩散中为了达到一定的表面杂质浓度和扩散的深度，可以采用恒定源扩散和限定源扩散这两种。
相比之下限定源扩散既能控制硅表面浓度，又能控制扩散深度。
微电子工艺
A.
MBE
B.
VPE、LPE
C.
UHV/CVD
D.
SEG、SPE
正确答案：A、C
第三周作业返回
1单选(1分)
通常掩膜氧化采用的工艺方法为：
A.
干氧
B.
低压氧化
C.
干氧-湿氧-干氧
D.
掺氯氧化
正确答案：C
解析： C、既有较好的质量，利于光刻；又有较快的氧化速率
你没有填写答案
正确答案：自掺杂
解析： 低压气相外延时，从衬底逸出的杂质更易扩散出边界层进入主气流区而离开。
24填空(1分)
热氧化工艺本质上是在硅与二氧化硅 发生的硅的氧化反应。
你没有填写答案
正确答案：界面
解析： Si+O2（或H2O）→SiO2(+H2)
25填空(1分)
2017春季微电子工艺期末考试返回
1单选(1分)
CZ法拉不出高阻单晶硅锭的主要原因是：
A.
干锅清洗不干净造成；
B.
多晶硅原料纯度不够高；
C.
气相杂质融入熔体再进入了硅锭。
D.
坩埚材料分解出的氧会进入硅锭；
正确答案：D
2单选(1分)
实际VPE工艺温度多在质量传递控制区，此时外延速率：
4单选(1分)
磷在硅熔体与晶体中的分凝系数约为0.35，这使得液相掺杂拉制的掺磷硅锭的电阻率：
A.
轴向均匀
B.
轴向递减
C.
轴向递増
D.
径向递减
正确答案：B
解析： B、因为掺入硅锭的杂质是轴向递增的。
集成电路版图设计习题答案第二章集成电路制造工艺
集成电路版图设计习题答案第2章 集成电路制造工艺【习题答案】1．硅片制备主要包括（直拉法）、（磁控直拉法）和（悬浮区熔法）等三种方法。
2．简述外延工艺的用途。
答：外延工艺的应用很多。
外延硅片可以用来制作双极型晶体管，衬底为重掺杂的硅单晶（n +），在衬底上外延十几个微米的低掺杂的外延层（n ），双极型晶体管（NPN ）制作在外延层上，其中b 为基极，e 为发射极，c 为集电极。
在外延硅片上制作双极型晶体管具有高的集电结电压，低的集电极串联电阻，性能优良。
使用外延硅片可以解决增大功率和提高频率对集电区电阻要求上的矛盾。
图 外延硅片上的双极型晶体管集成电路制造中，各元件之间必须进行电学隔离。
利用外延技术的PN 结隔离是早期双极型集成电路常采用的电隔离方法。
利用外延硅片制备CMOS 集成电路芯片可以避免闩锁效应，避免硅表面氧化物的淀积，而且硅片表面更光滑，损伤小，芯片成品率高。
外延工艺已经成为超大规模CMOS 集成电路中的标准工艺。
3．简述二氧化硅薄膜在集成电路中的用途。
答：二氧化硅是集成电路工艺中使用最多的介质薄膜，其在集成电路中的应用也非常广泛。
二氧化硅薄膜的作用包括：器件的组成部分、离子注入掩蔽膜、金属互连层之间的绝缘介质、隔离工艺中的绝缘介质、钝化保护膜。
4．为什么氧化工艺通常采用干氧、湿氧相结合的方式？答：干氧氧化就是将干燥纯净的氧气直接通入到高温反应炉内，氧气与硅表面的原子反应生成二氧化硅。
其特点：二氧化硅结构致密、均匀性和重复性好、针孔密度小、掩蔽能力强、与光刻胶粘附良好不易脱胶；生长速率慢、易龟裂不宜生长厚的二氧化硅。
湿氧氧化就是使氧气先通过加热的高纯去离子水（95℃），氧气中携带一定量的水汽，使氧化气氛既含有氧，又含有水汽。
因此湿氧氧化兼有干氧氧化和en +SiO 2n -Si 外延层 n +Si 衬底水汽氧化的作用，氧化速率和二氧化硅质量介于二者之间。
实际热氧化工艺通常采用干、湿氧交替的方式进行。
扩散原理及技术介绍
1.3 晶体中的扩散
晶体中原子的扩散涉及到具体的扩散机制以及晶体结构，因此需要对公式 X 2 = 6Dt 做一些修正。
以面心立方晶格的空位机制为例。如右图 所示，晶格中的空位A可能跃迁的有12个方向 矢量，这12个方向矢量是等价的，其跃迁的几 率相等。
对于某特定的跃迁矢量，必定有另一个方 向相反大小相等的跃迁矢量，所以有：
则有，在左面，流量 J x dydz 是流 入，在右面流量 J x+dx dydz 则是流出。
( ) ( ) 净流入量= J x −J x+dx dydz = − J x+dx − J x dydz
又 J = −D ∂C ，所以上式为： ∂X
= − ∂J dxdydz dx
净流入量=
−
∂J dx
dxdydz=
12
12
∑ ∑ sis j = s2 cosθij = 0
j =1
j =1
12
所以，在空位扩散机制和面心立方格子中，下式中第二项为零。
n
n−1 n
∑ ∑ ∑ X
2 i
=
( s1
+
s2
+
+ sn )2 =
s2j + 2
s j sk
j =1
j=1 k = j+1
即 考虑到
n
∑ ( ) X
2 i
=
s1 + s2 +
在晶格中原子每次跃迁的距离就是该方向上的原子间距a。一个原子经过多次 跃迁才出现一个净位移，如下图所示。但单位时间内原子跃迁的次数愈多造成较大 净位移的可能性愈大，或者说回到原来位置的可能性愈小。 所以可以认为单位时间内的净位移愈大，表征布朗运动愈 强烈。这种净位移的大小与浓度梯度的存在与否无关。没 有浓度梯度时原子的布朗运动照样存在，只是不出现定向 扩散流。
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。
《半导体器件物理基础》复习要点V2.1Final
《半导体器件物理基础》复习要点授课教师：李洪涛编辑：徐驰第一章PN结载流子：N型半导体中电子是多数载流子，空穴是少数载流子；P型半导体中空穴是多数载流子，电子是少数载流子。
pn结：指半导体中p区和n区的交界面及两侧很薄的过渡区,由p区和n区共格相连而构成。
多子的扩散运动使空间电荷区变宽，少子的漂移运动使空间电荷区变窄，最终达到动态平衡，Ｉ扩＝Ｉ漂，空间电荷区的宽度达到稳定，即形成ＰＮ结。
突变结：由合金法、分子束外延法制得的pn结，在p区和n区内杂质分布均匀，而在交界面处杂质类型突变。
缓变结：由扩散法制得的p－n结，扩散杂质浓度由表面向内部沿扩散方向逐渐减小，交界面处杂质浓度是渐变的。
施主杂质浓度空间电荷区：ＰＮ结的内部由于正负电荷的相互吸引，使过剩电荷分布在交界面两侧一定的区域内。
电离施主与电离受主都固定在晶格结点上，因此称为“空间电荷区”。
空间电荷区电子浓度公式：n=n i exp((E f-E i)/KT)载流子在pn结区附近的分布：空间电荷区载流子浓度分布则如下图所示：用线性轴则如下图：结区电场、电位分布：耗尽区单位体积带电量相同。
势垒区内电场强度正比于Q1Q2/r2, 中心处电场最强。
所以就有了如下的电场强度分布和电位分布。
耗尽近似：空间电荷区只存在未被中和的带点离子，而不存在自由载流子，或者说自由载流子浓度已减小到耗尽程度，因此ＰＮ结又称为“耗尽层”。
耗尽区因无载流子，可忽略扩散和漂移的运动。
pn结能带图：接触电位差V D：pn结的内建电势差，大小等于空间电荷区靠近p区侧边界处电位与靠近n 区处电位之差。
n、p区掺杂浓度越大（或结区杂质浓度梯度越大）、材料禁带宽度越宽，温度越低，接触电势差越大。
PIN结构：在P区与N区中间加入一层本征半导体构造的晶体二极管。
高低结：n+-n或者p+-p结构的结。
同样有扩散和漂移的平衡，结区也有电场，但结区的载流子浓度介于两侧的浓度之间。
没有单向导电性。
对扩散后方块电阻、表面浓度和结深的影响,采用四探针测
对扩散后方块电阻、表面浓度和结深的影响,采用四探针测摘要：本文研究了单晶硅片不同的基体电阻率，对扩散后方块电阻、表面浓度和结深的影响，采用四探针测试法测定了发射极的方块电阻，结果显示基体电阻率越高，扩散后的方阻越高，采用电化学电压电容（ECV）测量方法测量了发射极表面浓度与结深的变化， ECV测量的结果表明了电阻率高的硅片扩散后表面浓度低、结深越小，是扩散后方阻高的原因，这些结果对太阳能电池生产的扩散工艺有一定的指导意义。
引言：目前，在国际环境和能源问题日趋严重的大背景下，新型无污染的新能源得到的快速的发展，而太阳能电池能够将太阳能直接转化成电能得到了大力的发展，到目前为止，晶体硅太阳能电池仍占据着整个太阳能电池的主要市场[1-3]。
然而到目前为止使用太阳能电池的成本依然较高，虽然成本每年都在降低。
降低太阳能电池发电的生产成本和提高其转换效率一直是研究的热点[4]。
扩散形成p-n结实太阳能生产中的重要的环节，p-n结是整个太阳能电池的心脏部分，通过改变扩散生产工艺，来提高太阳能电池性能的研究有很多。
李等通过改变扩散的时间和温度来改变多晶硅扩散的电阻在发现，当方阻小于70Ω/sq的时候，电池效率随着方阻的增加而增加，当大于70Ω/sq的时候随着方阻的增加而减小[ 5 ]。
Betezen等从实验中得出，降低温度和延长扩散时间有利于硅片的吸杂作用[6]。
豆等通过改变多晶硅中气体流量的大小与RIE制绒工艺进行匹配，在方阻为80Ω/sq的情况下得到了转换效率为17 . 5%的太阳能电池，比相应的酸制绒效率提高了0.5%[7]。
在一些重参杂的研究中发现，重参杂会增加发射极载流子的复合速率[8-9]。
上述的研究表明了扩散方阻对电池最终的转换效率有重要的影响，这些结果对生产中扩散工艺都具有重要的知道意义。
然而，上述的研究，都是通过改变扩散的时间或者源流量的大小来改变扩散后方阻的大小。
到目前为止，对不同电阻率硅片扩散后方阻的研究还比较少。
氧化扩散工艺培训-串讲(简)
三
氧化工艺介绍 （Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ）
•3.1 氧化膜的性质 •3.2 氧化膜的作用 •3.3 氧化膜的制备 •3.4 影响氧化膜质量的因素 •3.5 氧化工艺质量的监控
3.1 热生长氧化膜的性质
•SiO2结构为无定型（amorphous); •SiO2密度为2.2mg/cm3 ; •较好的电绝缘性 电阻率＞1.0E20ohm-cm 禁带宽度~9eV •较高的介电强度 ＞10MV/cm； •能形成较稳定的Si/SiO2界面；
吸附 解吸
被吸附离子+热
２．４ 硅片清洗的一般顺序
纯水冲洗 纯水冲洗 干燥
去分子型杂质（包括油污） 纯水冲洗 去离子型杂质 去原子型杂质
２．５ 主要的化学清洗液
• • • • APM (NH4OH：H2O2：H2O) HPM (HCL：H2O2：H2O) SPM ( H2SO4：H2O2) 稀HF的漂洗
n
氧化气体中掺入含Cl元素的气体 特点：加快氧化速率，改善氧化层质量。 DCE：C2H2Cl2（二氯乙烯）
3.5 影响氧化膜质量的因素
3.5.1 影响氧化膜厚度的因素 • 氧化温度 • 氧化时间 • 气体流量 • 衬底类型及晶向 (110)>POLY>(111)>(100) • 半导体所含杂质浓度 3.5.2 影响氧化膜均匀性的主要因素 • 排风 • 硅片在炉管内位置 • 气体流量及比例 • 在生长超薄介质膜时氧化方式的选择等
一
设备 氧化 扩散 按工艺分类 清洗 LPCVD 注入 卧式炉 立式炉 按设备分类 清洗机 分类
扩散部设备简表
内容 PAD氧化、场氧化、栅氧化、 POST氧化 推阱、退火、合金 氧化前清洗、漂洗 LP-POLY、 LP-TEOS、 LP-Si3N 4 M1、 M3、 M4、 GSD1、 GSD2 A、 B、 C、 D、 F、 G、 H、 I 8组共 32根 VTR-OX、 VTR-POLY、 VTR-TEOS 共三根 FSI-1、 FSI-2、 FSI-3、 FSI-4、 DNS1、 DNS2等共 6台 M1、M3、 M4, 注入机 ＧＳＤ１、 ＧＳＤ２、 ＧＳＤ３
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，制造PN 结。
第一节 扩散原理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，并在其中作缓称为扩As ）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。
为了定量描述杂质扩散速度，引入扩散系数D 这个物理量，D 越大扩散越快。
其表达式为：KT Ee D D ∆-=0（3-3）这里：D 0——当温度为无穷大时，D 的表现值，通常为常数；K ——玻尔兹曼常数，其值为8.023×10-5ev/o K ；T ——绝对温度，单位用“o K ”表示；E ∆——有关扩散过程的激活能，实际上就是杂质原子扩散时所必须克服的某种势垒。
扩散系数除与杂质种类、扩散温度有关，还与扩散气氛、衬底晶向、晶格完整性、衬底材料、本体掺杂浓度N B 及扩散杂质的表面浓度N S 等有关。
五．扩散杂质分布在半导体器件制造中，虽然采用的扩散工艺各有不同，但都可以分为一步法扩散和二步法扩散。
二步法扩散分预沉积和再分布两步。
一步法与二步法中的预沉积属恒定表面源扩散。
而二步法中的再扩散属限定表面源扩散。
由于恒定源和限定源扩散两者的边界和初始条件不同，因而扩散方程有不同的解，杂质在硅中的分布状况也就不同。
1．恒定源扩散在恒定源扩散过程中，硅片的表面与浓度始终不变的杂质（气相或固相）相接触，即在整个扩散过程中硅片的表面浓度N S 保持恒定，故称为恒定源扩散。
恒定源扩散的杂质浓度分布的表达式是：t 三个式中的e Dt x 42-为高斯函数，故这种杂质分布也叫高斯分布。
6.2 晶体中的扩散及其微观机制
1. 空位机制
这种机制认为扩散过程是通过空位的迁移而实现的，即 扩散原子与空位交换位置而迁移。当原子邻近有一空位时， 原子才能跳跃一步。设原子跳跃一步所需的时间为 S 。但实 际上，原子邻近有空位的几率为 ns N ，即空位平均跳 N / nS 步,也就是说空位经历 ( N / nS ) S时间间隔才能接近扩散原子并 与之交换位置，完成一次布朗行程的跳跃。因此
若这之间经历了 f 小步，则有
l x1 x2 x f
以及
l 2 xi2 xi x j
i 0 j i
f
对无规则运动， xi 的方向是完全杂乱的，并且 f 是个 大数，所以有 xi x j 0 即 f j i l 2 xi2
i 0
由于从一个正常格点出发，填隙原子平均要跳 N nS小 步，才能遇到空位，即 f N nS，而每一小步的距离就 是晶格常数 a ，即 xi a ，所以，填隙原子的平均布 朗行程
8 1015
2 101
4.0
1.3 104
56
10.6
800 0C
8.6 107
6.2.2自扩散的微观机制
现在从微观角度讨论晶体中的扩散。从微观看， 是在无外场作用下，扩散时原子无规则布朗运动的 结果。而在纯基体中基质原子的布朗运动是以晶体 中存在缺陷为前提的，完整的晶体不会发生迁移。 设想一正常格点处的原子由于涨落脱离格点，就产 生肖脱基缺陷或夫伦克尔缺陷。其留下的空位为四 周的邻近原子的迁移提供了空间。其邻近原子可能 填补这个空位而留下另一个空位，从而使空位移动 一步。对填隙原子也是如此。伴随着缺陷的无规则 运动，基质原子就可能不断的从一处向另一处作布 朗运动。因此扩散是缺陷运动的直接结果。
2第七章 固体中的扩散(二)解析
厦大材料学院
2010-10-16 P.16
§7.5 晶态氧化物中的扩散
分为两种情况： 1、化学计量氧化物中的扩散 2、非化学计量氧化物中的扩散
7.5.2 离子晶体和共价晶体中的体积扩散 化学计量组成的氧化物中的缺陷： 某一种主要热缺陷：肖特基缺陷、弗仑克尔缺陷；引起的扩散是本征扩散。 由于杂质的固溶、杂质缺陷；引起的扩散是非本征扩散。 （非本征扩散：扩散受固溶引入的杂质离子的电价和浓度等外界因素所控制）
△GM是原子从平衡状态转变到活化状态时的自由焓的变化
D 2P
2vo
exp(
GF 2RT
) exp(
GM RT
)
2vo
exp( (SF
/
2 R
SM
) ) exp[
(H F
/2 RT
H M
)]
D
D0
exp[
(H F
/2 RT
H M
)]
空位扩散活化能由空位形成热焓和空位迁移热焓两部分组成。
厦大材料学院
2010-10-16 P.15
间隙扩散的情况：
由于晶体中间隙原子浓度很小，可供间隙原子迁移的位置多得多， 可认为：易位的几率P=1 即：间隙原子迁移无需形成能，只需迁移能。
D
D0 exp[ (HF
/ 2 HM )] RT
D0
简化为
exp
HM RT
小结： 空位扩散活化能由空位形成热焓和空位迁移热焓两部分组成。 间隙扩散活化能由间隙原子迁移热焓构成。
获得大于△ε的能量的涨落几率可以写成指数形式e-△ε/KT。（就是它的物理意义） 扩散系数D应与此成正比。也应具有指数形式。
D与温度的关系可表示为： D D0 exp G / RT
微电子工艺基础掺杂技术
② 限定源扩散
解扩散方程：
N
2N
D
t
x 2
边界条件：
N t
x0 0
初始条件： Nx,0dx Q
0
Ns
t1
Ns’
t2
Ns”
t3
Nb
Xji xj2 xj3
X
微电子工业基础
第9章 掺杂技术
一、扩散
2、杂质在硅中的扩散
（2）扩散方程的解
② 限定源扩散
N x,t
Q
x2
e 4Dt
Dt
限定源扩散杂质浓度是一种高斯函数分布。扩散过 程中杂质表面浓度变化很大，但杂质总量Q不变。
（1） 掺杂的目的 （P218）
A 在晶圆表面下的特定位置处形成PN结 （结合P218的图11.3-图11.5）； B 在晶圆表面下得到所需的掺杂浓度； （结合P219同型掺杂）
微电子工业基础
第9章 掺杂技术
一、扩散
2、杂质在硅中的扩散
（2） 硅中的杂质类型
① 替位式杂质
主要是III和V族元素，具有电活性，在硅中有 较高的固溶度。多以替位方式扩散，扩散速率 慢，称为慢扩散杂质。
第9章 掺杂技术
一、扩散
N
2、杂质在硅中的扩散
Ns
（2）扩散方程的解 ① 恒定源扩散
nx,t Ns
2
e2 d
x / 2 Dt
N s erf c
x 2
Dt
Nb
erfc称为余误差函数，所以恒定源扩散杂质浓度服 从余误差分布。
t1
t2 t3
xj1 xj2 xj3
x
xj
2 erfc1
Nb Ns
Dt
微电子工业基础
半导体英文名词解释
1)Acetone 丙酮丙酮是有机溶剂的一种，分子式为CH3COCH3性质：无色，具剌激性薄荷臭味的液体用途：在FAB内的用途，主要在于黄光室内正光阻的清洗、擦拭毒性：对神经中枢具中度麻醉性，对皮肤粘膜具轻微毒性，长期接触会引起皮肤炎，吸入过量的丙酮蒸气会刺激鼻、眼结膜、咽喉粘膜、甚至引起头痛、恶心、呕吐、目眩、意识不明等。
允许浓度：1000ppm2)Active Area 主动区域MOS核心区域，即源，汲，闸极区域3)AEI蚀刻后检查（1）AEI 即After Etching Inspection，在蚀刻制程光阻去除、前反光阻去除后，分别对产品实施主检或抽样检查。
（2）AEI的目的有四：提高产品良率，避免不良品外流。
达到品质的一致性和制程的重复性。
显示制程能力的指标。
防止异常扩大，节省成本（3）通常AEI检查出来的不良品，非必要时很少做修改。
因为重去氧化层或重长氧化层可能造成组件特性改变可靠性变差、缺点密度增加。
生产成本增高，以及良率降低的缺点。
4）A l-Cu-Si 铝硅铜金属溅镀时所使用的原料名称，通常是称为Target，其成份为0.5%铜，1%硅及98.5%铝，一般制程通常是使用99%铝1%硅．后来为了金属电荷迁移现象(Electromigration) 故渗加0.5%铜降低金属电荷迁移5）A lkaline Ions 碱金属雕子如Na+，K+，破坏氧化层完整性，增加漏电密度，减小少子寿命，引起移动电荷，影响器件稳定性。
其主要来源是：炉管的石英材料，制程气体及光阻等不纯物。
6）A lloy 合金半导体制程在蚀刻出金属连线后，必须加强Al与SiO2间interface的紧密度，故进行Alloy步骤，以450℃作用30min，增加Al与Si的紧密程度，防止Al层的剥落及减少欧姆接触的电阻值，使RC的值尽量减少。
7）A luminum 铝一种金属元素，质地坚韧而轻，有延展性，容易导电。
普遍用于半导体器件间的金属连线，但因其易引起spike及Electromigration，故实际中会在其中加入适量的Cu或Si 8）A nneal 回火又称退火：也叫热处理，集成电路工艺中所有的在氮气等不活泼气氛中进行的热处理过程都可以称为退火。
扩 散 制 程 解 析2
3.沉积浓度不足导致不能通过增加再扩时 沉积浓度不足导致不能通过增加再扩时 间降低VR : 间降低
原因分析 1 预沉积的炉温 偏低 预沉积的时间 偏短 气体流量偏大 改善对策 异常片处理 方法
设定炉温1200℃，重新预沉积 并校正 设定预沉积时间 4H 减小气体流量
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（3）、替位一填隙扩散机构： 、替位一填隙扩散机构： 杂质原子在硅中的扩散过程既有替位式又 有填隙式。当填隙式杂质原子遇到硅晶格 空位时，可以被空位俘获而成替位式杂质 原子或相反。
主原子 杂质 原子 （a）替位式 主原子 填隙原子 （b）填隙式
替位式扩散一般发生在杂质原子与硅原子半 径相近（二者之差一般14％），外部壳层结 构和晶体结构与硅相近的情况下，ⅢA、ⅤB 族元素：硼（B）、铝（AL）、镓(Ga)、铟 （In）、磷（P）、砷（As）、锑（Sb）等， 在硅中为替位式杂质、另有一些元素如镍 （Ni）、铁（Fe）、银（Ag）、锰（Mr） 等在硅中是填隙式杂质。还有一些元素如金 （Au）、铜（Gu），它们在硅中以填隙— —替位扩散方式扩散，它们在硅中是十分复 杂的。
e) 高温氧化膜厚的影响： 高温氧化膜厚的影响： 膜厚不足，无法去净晶片预沉积后表面的硼硅相 f) 管的内径： 管的内径： 炉管的内径过大，将导致预沉积不均匀， VR分布不均匀，良率较低，建议内径 130mm。
g)、与晶片的距离： 、与晶片的距离： 硼片与晶片的距离过大，将会导致沉积不均 匀，沉积不足,面电阻偏大 h)、环境温度的影响： 、环境温度的影响： 相邻炉温及环境温度的变化，将会影响 扩散炉温的漂移，具体影响参见炉温的影响。
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）、恒定表面浓度扩散 （1）、恒定表面浓度扩散 ）、恒定表面浓度扩散： 整个扩散过程中，硅片表面Ns保持不变， 通常称作预沉积的扩散工艺，就属于这种 情况
材科-第五章-扩散
Rn na
第 二 节 扩 散 的 微 观 机 理
考虑每次跃迁与前次跃迁的相关性，引入相关系数 f,
则：
D 1 fΓa 2 6
相关系数 f 值主要取决于晶体结构和扩散机制。
第 五 章 则：
第二节 扩散的微观机理
1 2 D f a 6
第 二 节 扩 散 的 微 观 机 理
相关系数 f 值主要取决于晶体结构和扩散机制。 如果扩散以空位机理进行， 对于金刚石结构： f=0.5 对于bcc结构： f=0.72 对于fcc结构和hcp结构：f=0.79 a值主要取决于晶体的点阵类型和点阵常数，变化不大。
基 本 概 念
第 五 章
第五章 材料中的扩散
（2）根据扩散方向 下坡扩散：原子由高浓度处向低浓度处进行的扩散。 上坡扩散：原子由低浓度处向高浓度处进行的扩散。 （3）根据是否出现新相 原子扩散：扩散过程中不出现新相。 反应扩散：由之导致形成一种新相的扩散。 3 固态扩散的条件 （1）温度足够高； （2）时间足够长； （3）扩散原子能固溶； （4）具有驱动力：化学位梯度。
置换扩散：主要以空位机制进行
式中， Δ Gf –空位形成自由能； H f H m D0 exp ΔSf – 空位形成熵； RT ΔHf –空位形成焓。
C mol/cm3、g/cm3
“－” 表示粒子从高浓度向低浓度扩散，即逆浓度梯度方向扩散
C x
浓度梯度(矢量)
C J＝－D x
dC 稳定扩散： 扩散质点浓度不随时间变化,也可写为 J源自 D dx推动力： 浓度梯度
C J 、 x x C J 0、 0 t x
描述： 在扩散过程中，体系内部各处扩散质点的浓度不随 时间变化，在x方向各处扩散流量相等。
恒定源扩散和限定源扩散
恒定源扩散和限定源扩散在这个神奇的科学世界里，咱们要聊聊恒定源扩散和限定源扩散。
这听上去可能有点高深，但其实就像一场有趣的冒险，咱们可以轻松搞定。
想象一下，如果你把一滴颜料放进水里，那颜料就开始四处扩散，慢慢地，水变得五彩缤纷，简直像魔法一样。
而这就是扩散的魅力所在，颜料从一个地方到另一个地方，正如人生中那些有趣的小插曲，真是让人乐此不疲。
恒定源扩散就像你在水中滴下的颜料，基本上是持续不断的。
就像你每天都能听到的那首老歌，总是那么熟悉，仿佛在耳边萦绕。
想象一下，一根水管里的水流不断地涌出，水不断地从高处流向低处，不管周围的环境如何变化，水流就是那样稳定。
真让人想起老爸常说的“千里之行，始于足下”，只要源源不断地输入东西，扩散就会持续。
再说说限定源扩散，嘿，这就有点意思了。
想象你在派对上，大家都在热烈地聊天，然后突然有个人站出来，鼓起勇气大声唱歌。
这个人就是我们的限定源，虽然声音很好，但唱的时间有限，过一会儿就会安静下来。
扩散在这里就像这位歌手的声音，刚开始可能很响亮，但时间一长，声音就会逐渐变得微弱，最终消失在喧闹的人群中。
这个过程充满了短暂的美感，就像那句“盛筵难再”，有些东西一旦错过，便再也无法重来。
其实这两种扩散方式就像生活中的两种态度。
恒定源扩散就像那些总是努力拼搏的人，无论遇到多少困难，依然保持前进的动力，虽然可能看似平淡无奇，但他们的坚持终究会改变周围的环境。
而限定源扩散则像那些偶尔的闪光时刻，虽然短暂，但却能给你带来深刻的印象。
就像一场绚丽的烟火，虽然只是一瞬间的辉煌，但却让人铭记在心。
而在科学实验中，恒定源和限定源的不同应用，真是让人叹为观止。
比如，恒定源扩散常用于一些持续的实验，研究人员希望能得到稳定的数据。
就像考试复习，总得有个计划，才能稳稳当当地把知识掌握住。
相比之下，限定源扩散常用于一些临时的实验，研究者们可能只想了解某个特定时刻的现象。
这就好比你临时抓住一个灵感，马上动手写下来的感觉，虽然是临时起意，却常常能激发出意想不到的创意。
限定表面源和恒定表面源扩散实验对比
限定表面源和恒定表面源扩散实验对比扩散实验是一种常见的实验方法，用于研究物质在不同条件下从高浓度向低浓度的扩散现象。
在扩散实验中，人们根据实验需求可以选择不同的表面源，其中包括限定表面源和恒定表面源。
本文将对这两种表面源的特点进行对比，并分析它们在扩散实验中的应用。
限定表面源是指在实验过程中，物质从容器中的一小部分区域扩散到整个容器。
这种表面源常见于实验室中使用的一些扩散灶。
限定表面源的特点是具有高浓度区域和低浓度区域，扩散发生的方向是从高浓度区域向低浓度区域。
通过使用限定表面源，可以研究物质在不同条件下的扩散速率和扩散规律。
以酒精蒸发实验为例，我们可以将一小瓶酒精置于一定温度下，观察酒精从瓶口蒸发扩散的情况。
恒定表面源是指在实验过程中，物质在整个容器内的浓度保持不变。
这种表面源常见于一些工业实际应用中，例如大气污染物扩散研究。
恒定表面源的特点是具有恒定的浓度梯度，扩散发生的方向可以是双向的。
通过使用恒定表面源，可以更精确地研究物质在不同条件下的扩散速率和扩散规律。
以烟雾粒子扩散实验为例，我们可以在一个密封的容器中设置一个恒定的烟雾源，然后通过改变温度、湿度等因素观察烟雾颗粒在空气中的扩散情况。
限定表面源和恒定表面源在扩散实验中的应用各有不同。
限定表面源适用于研究物质在有限的条件下的扩散过程，例如在小尺寸容器中，通过观察溶液的浓度变化来研究物质的扩散速率。
而恒定表面源适用于研究物质在更复杂条件下的扩散过程，例如在大气中，通过观察污染物的扩散范围和速率来研究环境污染的影响因素。
除了表面源的选择，扩散实验中还需要考虑一些其他因素，例如温度、湿度、压力等。
这些因素的变化都会对扩散过程产生影响。
因此，在实验设计过程中，我们需要控制这些因素，保持它们的恒定或者改变它们的数值，并观察它们对扩散的影响。
例如，在恒定表面源扩散实验中，我们可以改变温度和湿度，观察它们对扩散速率的影响，从而研究它们与扩散之间的关系。
会议学习书面报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除会议学习书面报告篇一：会议学习报告会议学习报告1、高效多晶长晶技术及其发展（1）多晶切片采用金刚线需要克服的困难：（a）更易断线，影响成本，需要降低硬质点的形成；（b）每片耗线量比单晶更多；（c）电池制绒工艺需要改变；（2）已经产业化应用的低反射率表面制绒技术包括：（a）等离子反应刻蚀（RIe），效率提升0.5%，需要增加两道工序；（b）湿法黑硅技术（mcee），效率提升0.3%-0.5%，存在线痕和表面钝化的技术问题。
2、n型双面电池发电性能双面双玻组件与常规单面组件相比，发电量明显增加，其背面发电增益与背景反射状态、气象条件等密切相关，适用于沙漠地区、长积雪地区、水面、有反射条件的屋顶等。
3、peRc的开发与产业化——无锡尚德（1）激光背面钝化膜开窗，需要考虑对背膜钝化效果影响、电池的串联电阻及填充因子、铝浆的填充效果三个主要影响因素；（2）尚德9月份量产效率已达20.%；（3）其采用的纳秒激光器，波长为532nm；（4）背面氮化硅层的保护作用大于钝化作用，其镀膜最优条件对厚度窗口较宽，折射率窗口更窄。
5、背面蒸镀铝金属化n型peRL电池退火过程的研究（1）自然氧化或激光处理会形成硅基体与铝浆之间的氧化层，增加电池串联电阻，可通过退火将其消除。
但是退火时间过长，大量溶解到铝层中的硅会重结晶形成大量的p+型的白点，反而增加串阻；（2）相比蒸镀铝技术，丝网印刷的烧穿更严重。
6、低压扩散优越性及关键技术分析（1）利用低浓度气氛场均匀的优势，优化表面浓度和结深曲线，是低压扩散需要解决的工艺路线；（2）在扩散工艺中，基本采用的是两种扩散规律相结合的方案，恒定源和限定源。
对于恒定源扩散，特点是扩散时间越长，杂质扩散越深，杂质分布满足余误差函数；对于有限源扩散，杂质分布满足高斯分布（正态分布）。
10、晶硅电池用背面银浆银铝界面改进研究（1）背面银铝交界处出现掉粉的原因是背银浆料与背铝浆料两者的匹配性差，热收缩性能差异大；（2）背银浆料使用的银粉起始颗粒的大小与形貌是影响银铝背场交界处掉粉的主要原因之一；（3）从背银浆料来说，改掉掉粉方法主要包括混合部分粒径较大的球形银粉或片状银粉制备背银浆料、降低背银的银含量、可抑制烧结过程中的过快收缩的添加剂和适当降低背银烘干温度。
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具体步骤如下：
例 1 为了化学增强，将普通钠钙硅酸盐玻璃，在硝 酸钾熔盐中进行离子交换。实验测得在 723K 的温度下 按此求 K+ 在玻璃中的扩散系数为 D 0. 1μm2 / min ， t=200,400,600,800min时,K+在玻璃中的分布状况。
解：这是一个恒定源扩散问题。代入上面的公式求解。
我们可以把玻璃片看成一个半无界空间，边界条件有所变化。
该方程是齐次泛定方程+非齐次边界条件，根据数学物理方法 1）选择辅助函数，是边界条件齐次化，2）解相应的特征方程 问题 方程的解：
z C x, t N 0 1 erf 2 Dt z 式中1 erf 叫作余误差函数，可以在数学手册中查找。 2 Dt
δ函数
限定源扩散问题的解
这是第二类齐次边界条件
恒定源扩散
玻璃的化学增强，通常是将普通钠钙硅酸盐玻璃，在 硝酸钾熔盐中进行离子交换。钾离子进入玻璃表面层， 由于其离子半径较大，使玻璃表面层产生预应力，达 到增强目的。在硝酸钾盐中有足够的钾离子源源不断 地穿过玻璃表面向玻璃内不扩散。由于钾离子供应充 分，玻璃表面的钾离子浓度不会因为扩散的进行而减 少，将保持一个恒定的数值N0（一般是相应温度下， 玻璃对该种杂质离子的饱和溶解度）。这样，相当于 往玻璃内扩散的扩散源之杂质量是恒定的，故称为恒 定源扩散。
谢谢！
恒定源扩散和限定源扩散
材料科学与工程学院 张威 s20150402
主要内容
1、限定源扩散
2、恒定源扩散
限定源扩散
ห้องสมุดไป่ตู้
以向半导体Si中扩散硼为例。若将硼涂在硅片表面， 研究杂质穿过硅片的一面向里扩散的问题，可以 不管另一面的存在，把硅片内部当作半无界空间。 这种只让硅片表面已有的杂质向硅片内部的扩散， 而不添加新的杂质，就是限定源扩散