扩散工艺知识
CMOS工艺要点知识讲解
隔离技术（续）
随着设计尺寸的不断减小以及器件集成度的日益 提 高，如何减小隔离区的面积也成为一个重要的 课题。 比如在一些低压器件的工艺设计中，往往 通过牺牲 场氧厚度来减小“鸟嘴”的宽度，主要 方法为减薄 场氧厚度或者场氧生长以后通过 ETCHBACK，腐蚀掉 一定的 场氧。还有 一些设 计是采用N+/P-结隔离技 术（例如LVMG工艺）。
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栅（Gate）的完成(续）
由于多晶条宽和形貌直接影响器件的有效沟长， 影响器件特性，因此其控制的好坏倍受关注。
轻掺杂漏LDD（Light Doping Drain）和侧壁保 护Spacer 结构是1um以下工艺常采取的保护性工 艺步骤。主要为了减小热载流子效应，对于 Salicide工艺，Spacer 结构还 可以预防栅（G） 和源（S）或漏（D）之间发生漏电。
bird beak)和场注入的横向扩散，使LOCOS工艺受 到很大的限制。
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隔离技术(续）
PBLOCOS 结构可以有效地减少鸟嘴的宽度。 在LOCOS隔离工艺中，以连接晶体管的金属或
多晶硅连线做为栅，以栅两测的N+扩散区做为 源漏将形成一个寄生的场管，为了避免该寄生 MOSFET开启引起的泄露电流等问题， 很多时 候工艺中会通过场注入（channel stop implant) 来提高场寄生管的开启,但是如果场注入剂量太 大，则 会降低源/漏对衬底的单结击穿电压。
双阱的形成一般有两种方式，一种SiN 自对准工艺，另外一种是通过N阱，P 阱两次光刻形成，CMOS工艺中双阱工 艺可以有效地减小闩锁效应。
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有源区的形成
➢ PAD oxide(buffer oxide):由于SiN和Si之间的应力很大， 为了避免SiN对Si表面的应力损伤，生长一层SiO2作为Si 和SiN之间的应力缓冲层，但是 oxide厚度会影响SiN做为 氧化掩蔽层的能力，0.6um工艺采用200A oxide/1175A SiN 结构。 ➢ LPSiN：O2和H2O很难通过SiN扩散到Si表面生成SiO2， 另外，在相同的条件下，SiN的氧化速率约是Si的三十分 之一，只在SiN表面生长几十埃的SiO2， ➢ 有源区光刻---刻蚀（SEM PROFILE）
热处理基础知识
一、热处理1、正火：将钢材或钢件加热到临界点AC3或ACM以上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。
2、退火：将亚共析钢工件加热至AC3以上20—40度，保温一段时间后，随炉缓慢冷却(或埋在砂中或石灰中冷却)至500度以下在空气中冷却的热处理工艺。
3、固溶热处理：将合金加热至高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中，然后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。
4、时效：合金经固溶热处理或冷塑性形变后，在室温放置或稍高于室温保持时，其性能随时间而变化的现象。
5、固溶处理：使合金中各种相充分溶解，强化固溶体并提高韧性及抗蚀性能，消除应力与软化，以便继续加工成型。
6、时效处理：在强化相析出的温度加热并保温，使强化相沉淀析出，得以硬化，提高强度。
7、淬火：将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺。
8、回火：将经过淬火的工件加热到临界点AC1以下的适当温度保持一定时间，随后用符合要求的方法冷却，以获得所需要的组织和性能的热处理工艺。
9、钢的碳氮共渗：碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程。
习惯上碳氮共渗又称为氰化，以中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗(即气体软氮化)应用较为广泛。
中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度，耐磨性和疲劳强度。
低温气体碳氮共渗以渗氮为主，其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。
10、调质处理(quenching and tempering)：一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。
调质处理广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。
调质处理后得到回火索氏体组织，它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织更优。
它的硬度取决于高温回火温度并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关，一般在HB200—350之间。
11、钎焊：用钎料将两种工件加热融化粘合在一起的热处理工艺。
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:N D tN 2∇=∂∂ （3—1) 在一维情况下,即为： 22xN D t N ∂∂=∂∂ （3-2） 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.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。
退火工艺基础知识大全,都总结到了!
将金属或合金加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却（一般为随炉冷却）的热处理工艺叫做退火。
退火的实质是将钢加热到奥氏体化后进行珠光体转变，退火后的组织是接近平衡后的组织。
退火的目的：（1）降低钢的硬度，提高塑性，便于机加工和冷变形加工。
（2）均匀钢的化学成分及组织，细化晶粒，改善钢的性能或为淬火作组织准备。
（3）消除内应力和加工硬化，以防变形和开裂。
退火和正火主要用于预备热处理，对于受力不大、性能要求不高的零件，退火和正火也可作为最终热处理。
常用的退火方法，按加热温度分为：临界温度（Ac1或Ac3）以上的相变重结晶退火：完全退火、扩散退火、不完全退火、球化退火。
临界温度（Ac1或Ac3）以下的退火：再结晶退火、去应力退火。
1、完全退火工艺：将钢加热到Ac3以上20~30℃，保温一段时间后缓慢冷却（随炉）以获得接近平衡组织的热处理工艺（完全奥氏体化）。
完全退火主要用于亚共析钢（w c=0.3~0.6%），一般是中碳钢及低、中碳合金钢铸件、锻件及热轧型材，有时也用于它们的焊接件。
低碳钢完全退火后硬度偏低，不利于切削加工；过共析钢加热至Ac cm以上奥氏体状态缓慢冷却退火时，Fe3CⅡ会以网状沿晶界析出，使钢的强度、硬度、塑性和韧性显著降低，给最终热处理留下隐患。
目的：细化晶粒、均匀组织、消除内应力、降低硬度和改善钢的切削加工性。
亚共析钢完全退火后的组织为F+P。
实际生产中，为提高生产率，退火冷却至500℃左右即出炉空冷。
2、等温退火完全退火需要的时间长，尤其是过冷奥氏体化比较稳定的合金钢。
如将奥氏体化后的钢较快地冷至稍低于Ar1温度等温，是A转变为P，再空冷至室温，可大大缩短退火时间，这种退火方法叫等温退火。
工艺：将钢加热到高于Ac3(或Ac1)的温度，保温适当时间后，较快冷却到珠光体区的某一温度，并等温保持，使奥氏体转变为珠光体，然后空冷至室温的热处理工艺。
目的：与完全退火相同，转变较易控制。
扩散原理及基本知识
扩散基本知识一、半导体基本知识太阳电池是用半导体材料硅做成的。
容易导电的是导体，不易导电的是绝缘体，即不像导体那样容易导电又不像绝缘体那样不容易导电的物体叫半导体，譬如：锗、硅、砷化缘等。
世界上的物体都是由原子构成的，从原子排列的形式来看，可以把物体分成2大类，晶体和非晶体。
晶体通常都有特殊的外形，它内部的原子按照一定的规律整齐地排列着；非晶体内部原子排列乱七八糟，没有规则；大多数半导体都是晶体。
半导体材料硅是原子共价晶体，在晶体中，相邻原子之间是以共用电子结合起来的。
硅是第四族元素，硅原子的电子层结构为2、8、4，它的最外层的四个电子是价电子。
因此每个硅原子又分别与相邻的四个原子形成四个共价键，每个共价键都是相邻的两个原子分别提供一个价电子所组成的。
如果硅晶体纯度很高，不含别的杂质元素，而且晶体结构很完美，没有缺陷，这种半导体叫本征半导体，而且是单晶体。
而多晶体是由许多小晶粒聚合起来组成的，每一晶体又由许多原子构成。
原子在每一晶粒中作有规则的整齐排列，各个晶粒中原子的排列方式都是相同的。
但在一块晶体中，各个晶粒的取向（方向）彼此不同，晶粒与晶粒之间并没有按照一定的规则排列，所以总的来看，原子的排列是杂乱无章的，这样的晶体，我们叫它多晶体。
半导体有很特别的性质：导电能力在不同的情况下会有非常大的差别。
光照、温度变化、适当掺杂都会使半导体的导电能力显著增强，尤其利用掺杂的方法可以制造出五花八门的半导体器件。
但掺杂是有选择的，只有加入一定种类和数量的杂质才能符合我们的要求。
我们重点看一下硼和磷这两种杂质元素。
硼是第三族主族元素，硼原子的电子层结构为2、3，由于硼原子的最外电子层只有三个电子，比硅原子缺少一个最外层电子，因此当硼原子的三个最外层价电子与周围最邻近的三个硅原子的价电子结合成共价键时，在与第四个最邻近的硅原子方向留下一个空位。
这个空位叫空穴，它可以接受从邻近硅原子上跳来的电子，形成电子的流动，参与导电。
热处理的基本知识
常用热处理的基本知识一. 退火目的及工艺退火是钢加热到适当的温度，经过一定时间保温后缓慢冷却，以达到改善组织、提高加工性能的一种热处理工艺。
其主要目的是减轻钢的化学成分及组织的不均匀性，细化晶粒，降低硬度，消除内应力，以及为淬火作好组织准备。
退火工艺种类很多，常用的有完全退火、等温退火、球化退火、扩散退火、去应力退火及再结晶退火等。
不同退火工艺的加热温度范围如图5.25所示，它们有的加热到临界点以上，有的加热到临界点以下。
对于加热温度在临界点以上的退火工艺，其质量主要取决于加热温度、保温时间、冷却速度及等温温度等。
对于加热温度在临界点以下的退火工艺，其质量主要取决于加热温度的均匀性。
1. 完全退火完全退火是将亚共析钢加热到A C3以上20～30℃，保温一定时间后随炉缓慢冷却至500℃左右出炉空冷，以获得接近平衡组织的一种热处理工艺。
它主要用于亚共析钢，其主要目的是细化晶粒、均匀组织、消除内应力、降低硬度和改善钢的切削加工性能。
低碳钢和过共析钢不宜采用完全退火。
低碳钢完全退火后硬度偏低，不利于切削加工。
过共析钢完全退火，加热温度在A cm以上，会有网状二次渗碳体沿奥氏体晶界析出，造成钢的脆化。
2. 等温退火完全退火所需时间很长，特别是对于某些奥氏体比较稳定的合金钢，往往需要几十小时，为了缩短退火时间，可采用等温退火。
等温退火的加热温度与完全退火时基本相同，钢件在加热温度保温一定时间后，快冷至A r1以下某一温度等温，使奥氏体转变成珠光体，然后出炉空冷。
图5.26为高速钢的完全退火与等温退火的比较，可见等温退火所需时间比完全退火缩短很多。
A r1以下的等温温度，根据要求的组织和性能而定；等温温度越高，则珠光体组织越粗大，钢的硬度越低。
3. 球化退火球化退火是使钢中渗碳体球化，获得球状（或粒状）珠光体的一种热处理工艺。
主要用于共析和过共析钢，其主要目的在于降低硬度，改善切削加工性能；同时为后续淬火作好组织准备。
集成电路总结(附重点知识点参考答案)
1.集成电路重点知识复习点1.芯片制作过程中主要的工艺有哪些？主要的三项工艺：薄膜制备工艺、光刻/图形转移工艺、掺杂工艺薄膜制备工艺：在晶圆表面生长或淀积数层材质不同，厚度不同的膜层，如器件工作区的外延层，绝缘介质层，金属层等。
该工艺通过常用方法有：外延生长，氧化，淀积。
图形转移工艺：包括掩膜版的制作，涂光刻胶，曝光（光刻），显影，烘干，刻蚀。
电路结构以图形的形式制作在光刻掩膜版上。
然后通过图形转换工艺转移精确转移到硅晶片上。
掺杂工艺：包括扩散工艺和离子注入工艺。
各种杂质按照设计要求掺杂到晶圆上，形成晶体管的源漏端以及欧姆接触等。
2.PN结形成的过程是什么？在纯净的本增半导体中少量掺杂施主杂质，如磷，取代硅原子，就形成了N型半导体。
参与导电的主要是带负电的电子，电子为多数载流子，又称多子。
空穴为少数载流子，又称少子。
在纯净的本增半导体中少量掺杂受主杂质，如硼，取代硅原子，就形成了P型半导体。
因为参与导电的主要是带正电的空穴，空穴为多子。
当P型半导体和N型半导体放在一起之后，多子和少子从浓度高的区域向浓度低的区域扩散，P区留下的不能移动的负离子和N区留下的不能移动的正离子在半导体交界面形成了一个很薄的空间电荷区，又称耗尽层。
这就是PN结。
ＰＮ结有内电场，由N区指向P区，内电场阻止多子的扩散运动，促使少子的漂移运动。
最终PN结达到动态平衡。
ＰＮ结具有单向导电性，当外加正向电压（Ｐ区接正电压）时，ＰＮ结处于导通状态，结电阻很小。
当外加负向电压（Ｎ区接正电压）时，ＰＮ结处于截止状态，结电阻很大。
当反向电压加到一定程度，PN结会击穿二损坏。
3.典型的N阱CMOS的剖面图是什么？4.MOS器件的工作区域有哪些？每个区域中的载流子是如何运作的？以NMOS为例：截止区：Vgate加较小的正电压，外加电场使得正电荷积聚在栅极，同时，空穴被排斥到更为底层的主体的衬底区；当空穴被排斥，在栅极下端的主体的P区表面，只留下带负电的不可移动的离子,耗尽区在栅极下方形成；Vgate进一步加大，更多衬底的少子被吸引到表面，当Vgs=VT时，表面将产生足够的电子，使得主体表面形成一层很薄的N型区，此N型区域中，电子的浓度大于空穴的浓度。
烧结工艺知识点总结大全
烧结工艺知识点总结大全一、烧结原理1. 烧结是指将粉末材料在一定温度下加热，使其颗粒间发生结合，形成致密的块状产品。
烧结的基本原理是固相扩散，即热力学上的固相之间的扩散过程。
2. 烧结过程中主要有三种力学过程，分别为颗粒间的原子扩散、颗粒间的表面扩散和颗粒间的体扩散。
这三种扩散方式相互作用，共同促进颗粒间发生结合。
3. 烧结过程中温度、时间和压力是影响烧结效果的重要因素。
通过控制这些参数，可以使烧结过程更加均匀和有效。
二、烧结设备1. 烧结设备主要包括热处理炉、烧结炉、烧结机等。
不同的烧结设备适用于不同的烧结材料和工艺要求。
2. 烧结设备的主要部件包括燃烧室、加热炉、炉膛、热风循环系统、控制系统等。
这些部件共同作用，实现对粉末材料的加热和烧结作用。
3. 热处理炉是常见的烧结设备之一，主要通过电阻加热、气体燃烧等方式对粉末材料进行加热处理，适用于各种金属和非金属材料的烧结工艺。
三、烧结工艺控制1. 烧结工艺控制是烧结过程中的关键环节，可以通过控制温度、时间、压力等参数，实现对烧结过程的精确控制。
2. 烧结工艺控制的主要方法包括PID控制、自适应控制、模糊控制等。
这些控制方法通过对烧结过程中的各个参数进行实时监测和调整，以实现对烧结过程的精确控制。
3. 在实际生产中，烧结工艺控制可以通过计算机控制系统实现自动化，提高生产效率和产品质量。
四、烧结材料选型1. 烧结工艺适用于各种粉末材料，包括金属粉末、陶瓷粉末、粉末冶金材料等。
根据不同的材料性质和要求，选择合适的烧结工艺和设备。
2. 烧结材料的选型考虑因素包括原料种类、粒度、成分、形状等。
根据不同的要求，选择合适的烧结材料，可以有效提高产品质量和生产效率。
3. 在烧结材料选型过程中，也需要考虑成本、资源利用率和环境保护等方面的因素，以实现经济、环保和可持续发展。
五、烧结工艺的应用1. 烧结工艺广泛应用于金属、陶瓷、粉末冶金、电子材料等行业。
在金属制品生产中，烧结工艺可以用于制造各种粉末冶金制品、焊接材料、钎焊材料等。
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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： N D tN 2∇=∂∂ （3-1） 在一维情况下，即为： 22xN D t N ∂∂=∂∂ （3-2） 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。
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/ºK ；T —— 绝对温度，单位用“ºK ”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： erfc N t x N S •=),(Dtx 2 （3-4） 式中：),(t x N 表示杂质浓度随杂质原子进入硅体内的距离x 及扩散时间t 的变化关系；N S 为表面处的杂质浓度；D 为扩散系数。
erfc 为余误差函数。
因此恒定源扩散杂质浓度分布也称余误差分布。
图3-1为恒定源扩散杂质分布示意图：从图上可见，在不同扩散时间表面浓度N S 的值不变。
也就是说，N S 与扩散时间无关，但与扩散杂质的种类、杂质在硅内的固溶度和扩散温度有关。
硅片内的杂质浓度随时间增加而增加，随离开硅表面的距离增加而减少。
图中N B 为衬底原始杂质浓度，简称衬底浓度，其由单晶体拉制时杂质掺入量决定。
由恒定源扩散杂质分布表达式中可知道，当表面浓度N S 、杂质扩散系数D 和扩散时间t 三个量确定以后，硅片中的杂质浓度分布也就确定。
经过恒定源扩散之后进入硅片单位面积内的杂质原子数量可由下式给出：Dt N Dt N Q S S 13.12==π （3－5）式中：Q 为单位面积内杂质原子数或杂质总量。
2．限定源扩散在限定源扩散过程中，硅片内的杂质总量保持不变，它没有外来杂质的补充，只依靠预沉积在硅片表面上的那一层数量有限的杂质原子向硅内继续进行扩散，这就叫限定源扩散或有限源扩散。
其杂质浓度分布表达式为： e Dt x Dt Q t x N 42),(-=π （3－6）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。
图3-2是限定源扩散杂质分布示意图。
由于扩散过程中杂质总量保持不变，图中各条曲线下面的面积相等。
当扩散温度恒定时，随扩散时间t 的增加，一方面杂质扩散进硅片内部的深度逐渐增加；另一方面，硅片表面的杂质浓度将不断下降。
在讨论限定源扩散，即两步法的再分布时，必须考虑的一个因素是分凝效应。
在“氧化工艺”中曾经分析过，由于热氧化，在再分布时杂质在硅片表面氧化层中会出现“吸硼排磷”现象，我们不能忽略这个因素；并且应当利用这些规律来精确的控制再分布的杂质表面浓度。
第二节 扩散条件扩散条件选择，主要包括扩散杂质源的选择和扩散工艺条件的确定两个方面。
一．扩散源的选择选取什么种类的扩散杂质源，主要根据器件的制造方法和结构参数确定。
具体选择还需要遵循如下原则：1．导电类型与衬底相反；2．先扩散的扩散系数要比后扩散的小；3．杂质与掩模之间的配合要协调，扩散系数在硅中要比在掩模中大得多；4．要选择容易获得高浓度、高蒸汽压、且使用周期长的杂质源；5．在硅中的固溶度要高于所需要的表面杂质浓度；6．毒性小，便于工艺实施。
从杂质源的组成来看，有单元素、化合物和混合物等多种形式。
从杂质源的状态来看，有固态、液态、气态多种。
二．扩散条件的确定扩散的目的在于形成一定的杂质分布，使器件具有合理的表面浓度和结深，而这也是确定工艺条件的主要依据。
此外如何使扩散结果具有良好的均匀性、重复性也是选择工艺条件的重要依据。
具体讲有：1．温度对扩散工艺参数有决定性影响。
对浅结器件一般选低些；对很深的PN 结选高些。
此外还需根据工艺要求实行不同工艺系列的标准化，以有利于生产线的管理。
2．时间调节工艺时间往往是调节工艺参数的主要手段，扩散时间的控制应尽量减少人为的因素。
3．气体流量流量是由掺杂气体的类别和石英管直径确定的，只有使扩散的气氛为层流型，才能保证工艺的稳定性，流量控制必须采用质量流量控制器MFC 。
第三节 扩散参数及测量扩散工艺中有三个参数非常重要，它们是扩散结深、薄层电阻及表面浓度，三者之间有着一个十分密切的有机联系。
一．扩散结深结深就是PN 结所在的几何位置，它是P 型与N 型两种杂质浓度相等的地方到硅片表面的距离，用j x 表示，单位是微米（μμ或m ）其表达式为：Dt A x j ⋅= （3-7）式中A 是一个与N S 、N B 等有关的常数，对应不同的杂质浓度分布，其表达式不同。
余误差分布时：SB N N erfc A 12-= （3-8） 高斯分布时：212⎥⎦⎤⎢⎣⎡=B S n N N A （3-9） 这里erfc -1为反余误差函数，可以查反余误差函数表。
㏑为以e 为底的自然对数，可以查自然对数表。
此外，A 也可以通过半导体手册A ～BS N N 曲线表直接查出。
实际生产中j x 直接通过测量显微镜测量。
具体方法有磨角染色法、滚槽法、阳极氧化法等。
二．方块电阻扩散层的方块电阻又叫薄层电阻，记作R □或R S ，其表示表面为正方形的扩散薄层在电流方向（平行于正方形的边）上所呈现的电阻。
由类似金属电阻公式SL R ρ=可推出薄层电阻表达式为： ______1σρρj j j S x x L x L R === （3-10） 式中：__ρ、__σ分别为薄层电阻的平均电阻率和电导率。
为区别于一般电阻，其单位用Ω/□表示。
由于：___________)(1μρ⋅⋅=x N q （3-11） q 为电子电荷量，______)(x N 为平均杂质浓度，__μ为平均迁移率。
R S 可变换为：j j S x x N q x R ⋅⋅⋅==__________)(1μρ （3-12）式中：______)(x N ·j x 为单位表面积扩散薄层内的净杂质总量Q 。
可见，方块电阻与方块内净杂质总量成反比。
方块电阻不仅十分直观地反映了杂质在扩散过程中杂质总量的多少，还可以结合结深方便地算出扩散后的平均电阻率或平均电导率。
实际生产中，R S (R □)用四探针测试仪测量。
三．表面杂质浓度扩散后的表面杂质浓度N S 是半导体器件设计制造和特性分析的一个重要结构参数，它可以采取放射性示踪技术通过一些专门测试仪器直接测量，但是实际生产中是先测出结深j x 和方块电阻R □，再用计算法或图解法间接得出。
1．计算法若已知扩散预沉积杂质扩散系数为D 1，扩散时间t 1，预沉积后表面浓度为N S1，再扩散的扩散系数D 2，扩散时间t 2,忽略再分布时的杂质分凝效应，如何利用有关公式，计算求出再扩散后表面杂质浓度N S2？（提示：表面处0=x ）计算步骤如下：再扩散杂质浓度遵循了高斯分布。
根据公式（3-6），且考虑到0=x ，于是有：？由于忽略分凝效应，再扩散时杂质总量等于预沉积后的杂质总量。
预沉积是恒定表面源扩散，根据公式（3-4）可知其扩散后进入硅片单位面积内杂质总量为：？代入上式即可得到2211222t D t D N N S S π= （3－13） 事实上表达式（3-13）也就是一个常用的扩散杂质浓度计算公式。
如果不忽略表面氧化层分凝效应，则磷扩散时实际表面浓度应高于（3-13）计算结果；反之若是硼扩散，实际表面浓度比计算数据要低。
2．图解法半导体手册上都能方便地查到不同衬底杂质浓度N B 下不同杂质分布的表面浓度N S 与平均电导率__σ的关系曲线。
通过测出的R S 和j x 能得到__σ： jS x R ⋅=1__σ （3-14） 衬底材料电阻率ρ往往是已知的，从而可用手册上ρ～N B 曲线查出衬底浓度N B 。
当然也可以根据经验公式：ρμ⋅⋅=q N B 1 （3-15） 算出N B 。
有了__σ和N B ，只要知道杂质分布类型（恒定源还是限定源扩散），就可以通过和已知衬底浓度N B 相应的那组S N ～__σ曲线，查到从表面（0=x ）到结（x ＝j x ）之间任意一点x 处的杂质浓度。
第四节 扩散方法扩散方法很多。
常用的主要有：液态源扩散气—固扩散 粉态源扩散片状源扩散扩散法:乳胶源扩散固—固扩散 CVD 掺杂扩散PVD 蒸发扩散这是以扩散中杂质源与硅片（固态）表面接触时的最终状态是气态还是固态来划分的。