半导体制造工艺
半导体八大工艺顺序
半导体八大工艺顺序半导体制造是一个复杂的过程，需要经过八个主要的工艺步骤才能完成。
这些工艺步骤包括晶圆清洗、沉积、光刻、蚀刻、清洗、离子注入、退火和测试。
下面将对这些工艺步骤进行详细介绍。
1. 晶圆清洗晶圆清洗是制造半导体的第一步，目的是去除晶圆表面的杂质和污染物，以确保后续工艺的顺利进行。
晶圆清洗通常使用化学物质和超声波来实现。
首先将晶圆浸泡在去离子水中，然后使用化学物质和超声波来去除表面污染物。
2. 沉积沉积是将材料沉积在晶圆表面的过程。
这个过程通常使用化学气相沉积（CVD）或物理气相沉积（PVD）来实现。
在CVD中，化学反应会产生气体，然后将其放置在晶圆上，在高温下发生反应并形成所需的材料层。
在PVD中，原子或分子会通过真空管道传输到晶圆表面，然后在晶圆表面生成所需的材料层。
3. 光刻光刻是将图案转移到晶圆表面的过程。
这个过程通常使用光刻胶和掩模来实现。
首先，在晶圆表面涂上一层光刻胶，然后将掩模放置在光刻胶上，并使用紫外线照射掩模。
这会使光刻胶在掩模的开口处固化，形成所需的图案。
4. 蚀刻蚀刻是将材料从晶圆表面移除的过程。
这个过程通常使用干法或湿法蚀刻来实现。
在干法蚀刻中，使用等离子体或化学反应来去除不需要的材料层。
在湿法蚀刻中，使用化学物质来溶解不需要的材料层。
5. 清洗清洗是去除蚀刻残留物和其他污染物的过程。
这个过程通常使用酸、碱和有机溶剂来实现。
首先将晶圆浸泡在酸、碱或有机溶剂中，然后用去离子水冲洗干净。
6. 离子注入离子注入是将离子注入晶圆表面的过程。
这个过程通常用于形成掺杂层和修饰材料的电学性质。
在离子注入过程中，使用加速器将离子加速到非常高的速度，然后将它们注入晶圆表面。
7. 退火退火是在高温下加热晶圆以改善其电学性质的过程。
在退火过程中，晶圆被放置在高温炉中，并暴露于高温下一段时间。
这会使掺杂层扩散并形成所需的电学性质。
8. 测试测试是检查芯片是否正常运行的过程。
这个过程通常使用测试设备来实现。
半导体的生产工艺流程
半导体的生产工艺流程1.晶圆制备：晶圆制备是半导体生产的第一步，通常从硅片开始。
首先，取一块纯度高达99.9999%的单晶硅，然后经过脱氧、精炼、单晶生长和棒状晶圆切割等步骤，制备出硅片。
这些步骤的目的是获得高纯度、无杂质的单晶硅片。
2.晶圆加工：晶圆加工是将硅片加工成具有特定电子器件的过程。
首先，通过化学机械抛光（CMP）去除硅片上的表面缺陷。
然后，利用光刻技术将特定图案投射到硅片上，并使用光刻胶保护未被刻蚀的区域。
接下来，使用等离子刻蚀技术去除未被保护的硅片区域。
这些步骤的目的是在硅片上形成特定的电子器件结构。
3.器件制造：器件制造是将晶圆上的电子器件形成完整的制造流程。
首先，通过高温扩散或离子注入方法向硅片中掺杂特定的杂质，以形成PN结。
然后，使用化学气相沉积技术在硅片表面沉积氧化层，形成绝缘层。
接下来，使用物理气相沉积技术沉积金属薄膜，形成电压、电流等电子元件。
这些步骤的目的是在硅片上形成具有特定功能的电子器件。
4.封装测试：封装测试是将器件封装成实际可使用的电子产品。
首先，将器件倒装到封装盒中，并连接到封装基板上。
然后，通过线缆或焊接技术将封装基板连接到主板或其他电路板上。
接下来，进行电极焊接、塑料封装封装，形成具有特定外形尺寸和保护功能的半导体芯片。
最后，对封装好的半导体芯片进行功能性测试和质量检查，以确保其性能和可靠性。
总结起来，半导体的生产工艺流程包括晶圆制备、晶圆加工、器件制造和封装测试几个主要步骤。
这些步骤的有机组合使得我们能够生产出高性能、高效能的半导体器件，广泛应用于电子产品和信息技术领域。
半导体制造工艺流程大全
半导体制造工艺流程大全首先是晶圆切割。
晶圆是通过单晶片生长得到的，为了制造半导体器件，需要将晶圆划分成小块。
切割过程通常使用钻孔或锯片进行，切割后需要将晶圆边缘进行光刻处理。
接下来是晶圆清洗。
切割后的晶圆上会附着一些杂质和残留物，需要通过化学溶液进行清洗，以确保表面的纯净度。
然后是研磨抛光。
为了使晶圆表面更加平整和光滑，需要进行研磨和抛光处理。
通过旋转研磨盘和特殊磨料进行处理，可以去除晶圆表面的不平整和杂质。
接下来是掩膜光刻。
在晶圆上制作电路图案，需要使用掩膜光刻技术。
将铬掩膜覆盖在晶圆表面，通过紫外光和化学反应来形成图案。
掩膜光刻是制造半导体器件中最为关键的步骤之一然后是化学气相沉积。
掩膜光刻后需要进行一层绝缘层的沉积，以保护电路。
接下来是扩散。
为了控制晶体电阻，需要在晶圆表面扩散一层掺杂物。
将晶圆放入炉内，在高温下进行热扩散，使掺杂物渗入到晶圆表面。
然后是离子注入。
离子注入是制造器件的关键步骤之一，通过注入高能粒子改变晶圆表面的材料特性。
注入的离子种类和剂量会对晶圆的电学性质产生重要影响。
接下来是金属薄膜制备。
为了制造金属电极和连线，需要在晶圆表面蒸镀一层金属薄膜。
这层金属薄膜主要用于电子连接和传导。
最后是封装测试。
将制造好的晶圆进行封装，以保护器件免受环境和机械损坏。
通过测试和筛选，可以保证器件的质量和性能。
总结以上所述，半导体制造工艺流程包括晶圆切割、晶圆清洗、研磨抛光、掩膜光刻、化学气相沉积、扩散、离子注入、金属薄膜制备等多个关键步骤。
这些步骤不仅要求高度精确和耐心，而且需要高科技设备和专业技能的支持。
半导体制造工艺的不断改进和创新将推动半导体技术的进一步发展和应用。
半导体七大核心工艺步骤
半导体七大核心工艺步骤
半导体技术是现代电子行业的关键领域之一，它在各种电子设
备中发挥着重要作用，从智能手机到计算机，再到太阳能电池和医
疗设备。
半导体制造是一个复杂的过程，包括许多关键的工艺步骤，下面我们来看看半导体制造的七大核心工艺步骤。
1. 晶圆生长，半导体芯片的制造过程始于晶圆生长。
晶圆是由
硅或其他半导体材料制成的圆形片，它是制造芯片的基础。
晶圆生
长是一个复杂的过程，通过在高温下将半导体材料结晶成晶圆。
2. 晶圆切割，晶圆切割是将大型晶圆切割成小尺寸的芯片的过程。
这些芯片将成为最终的半导体器件。
3. 清洗和清理，在制造过程中，晶圆和芯片需要经过多次清洗
和清理，以去除表面的杂质和污染物，确保最终产品的质量。
4. 掺杂，在这一步骤中，半导体芯片的表面会被注入少量的杂质，以改变其电学性质。
这个过程被称为掺杂，它使得半导体材料
能够导电。
5. 氧化，氧化是将半导体材料暴露在氧气环境中，形成氧化层，以改变其电学性质。
这个过程在芯片制造过程中非常重要。
6. 沉积，沉积是将一层薄膜材料沉积在晶圆表面的过程，用于
制造电路中的绝缘层、金属线路等。
7. 图案形成，最后一个关键步骤是图案形成，通过光刻技术将
电路图案转移到芯片表面，形成最终的电路结构。
这些七大核心工艺步骤构成了半导体制造的基础，它们需要高
度的精确度和复杂的设备来完成。
随着技术的不断发展，半导体制
造工艺也在不断进化，以满足不断增长的市场需求。
八大半导体工艺顺序剖析
八大半导体工艺顺序剖析八大半导体工艺顺序剖析在现代科技领域中，半导体材料和器件扮演着重要的角色。
作为电子设备的基础和核心组件，半导体工艺是半导体制造过程中不可或缺的环节。
有关八大半导体工艺顺序的剖析将会有助于我们深入了解半导体制造的工作流程。
本文将从简单到复杂，逐步介绍这八大工艺的相关内容。
1. 排版工艺（Photolithography）排版工艺是半导体制造过程中的首要步骤。
它使用光刻技术，将设计好的电路图案转移到硅晶圆上。
排版工艺需要使用光刻胶、掩膜和曝光设备等工具，通过逐层叠加和显影的过程，将电路图案转移到硅晶圆上。
2. 清洗工艺（Cleaning）清洗工艺在排版工艺之后进行，用于去除光刻胶和其他污染物。
清洗工艺可以采用化学溶液或高纯度的溶剂，保证硅晶圆表面的干净和纯净。
3. 高分辨率电子束刻蚀（High-Resolution Electron BeamLithography）高分辨率电子束刻蚀是一种先进的制造技术。
它使用电子束在硅晶圆表面进行刻蚀，以高精度和高分辨率地制作微小的电路图案。
4. 电子束曝光系统（Electron Beam Exposure Systems）电子束曝光系统是用于制造高分辨率电子束刻蚀的设备。
它具有高能量电子束发射器和复杂的控制系统，能够精确控制电子束的位置和强度，实现微米级别的精细曝光。
5. 高能量离子注入（High-Energy Ion Implantation）高能量离子注入是半导体器件制造中的一项重要工艺。
通过将高能量离子注入到硅晶圆表面，可以改变硅晶圆的电学性质，实现电路中的控制和测量。
6. 薄膜制备与沉积（Film Deposition）薄膜制备与沉积是制造半导体器件的关键工艺之一。
这个工艺将薄膜材料沉积在硅晶圆表面，包括化学气相沉积、物理气相沉积和溅射等方法。
这些薄膜能够提供电介质、导电材料或阻挡层等功能。
7. 设备和工艺完善（Equipment and Process Optimization）设备和工艺完善的步骤是优化半导体制造工艺的关键。
半导体八大工艺顺序
半导体八大工艺顺序半导体八大工艺顺序，是指半导体制造过程中的八个主要工艺步骤。
这些工艺步骤包括晶圆清洗、光刻、沉积、刻蚀、扩散、离子注入、退火和包封。
下面将逐一介绍这些工艺步骤的顺序及其作用。
1. 晶圆清洗晶圆清洗是半导体制造过程中的第一步。
在这一步骤中，晶圆将被放入化学溶液中进行清洗，以去除表面的杂质和污染物。
这样可以确保后续工艺步骤的顺利进行，同时也可以提高器件的质量和性能。
2. 光刻光刻是半导体制造中的关键工艺步骤之一。
在这一步骤中，将使用光刻胶覆盖在晶圆表面上，并通过光刻机将图形投射到光刻胶上。
然后，利用化学溶液将未曝光的光刻胶去除，从而形成所需的图形。
3. 沉积沉积是指在晶圆表面上沉积一层薄膜的工艺步骤。
这一层薄膜可以用于改变晶圆表面的性质，增加其导电性或绝缘性。
常用的沉积方法包括化学气相沉积和物理气相沉积。
4. 刻蚀刻蚀是将多余的材料从晶圆表面去除的工艺步骤。
在这一步骤中，利用化学溶液或等离子刻蚀机将不需要的材料去除，从而形成所需的图形和结构。
5. 扩散扩散是将杂质或掺杂物diffused 到晶圆中的工艺步骤。
这一步骤可以改变晶圆的电学性质，并形成PN 结等器件结构。
常用的扩散方法包括固体扩散和液相扩散。
6. 离子注入离子注入是将离子注入到晶圆中的工艺步骤。
这可以改变晶圆的导电性和掺杂浓度，从而形成电子器件的结构。
离子注入通常在扩散之前进行。
7. 退火退火是将晶圆加热至一定温度并保持一段时间的工艺步骤。
这可以帮助晶圆中的杂质扩散和掺杂物活化，从而提高器件的性能和稳定性。
8. 包封包封是将晶圆封装在外部保护材料中的工艺步骤。
这可以保护晶圆不受外部环境的影响，同时也可以方便晶圆的安装和使用。
半导体制造过程中的八大工艺顺序是一个复杂而精密的过程。
每个工艺步骤都起着至关重要的作用，只有严格按照顺序进行，才能生产出高质量的半导体器件。
希望通过本文的介绍，读者对半导体制造过程有了更深入的了解。
半导体八大工艺顺序
半导体八大工艺顺序半导体八大工艺顺序是指半导体器件制造过程中的八个主要工艺步骤。
这些工艺步骤的顺序严格按照一定的流程进行，确保半导体器件的质量和性能。
下面将逐一介绍这八大工艺顺序。
第一步是晶圆清洁工艺。
在半导体器件制造过程中，晶圆是最基本的材料。
晶圆清洁工艺旨在去除晶圆表面的杂质和污染物，确保后续工艺步骤的顺利进行。
第二步是光刻工艺。
光刻工艺是将图形模式转移到晶圆表面的关键步骤。
通过光刻工艺，可以在晶圆表面形成所需的图形结构，为后续工艺步骤提供准确的参考。
第三步是沉积工艺。
沉积工艺是将材料沉积到晶圆表面的过程，包括化学气相沉积、物理气相沉积和溅射等技术。
通过沉积工艺，可以在晶圆表面形成所需的材料结构。
第四步是刻蚀工艺。
刻蚀工艺是将多余的材料从晶圆表面去除的过程，以形成所需的图形结构。
刻蚀工艺通常使用化学刻蚀或物理刻蚀的方式进行。
第五步是离子注入工艺。
离子注入工艺是向晶圆表面注入掺杂物质的过程，以改变晶体的电学性质。
通过离子注入工艺，可以实现半导体器件的掺杂和调控。
第六步是热处理工艺。
热处理工艺是将晶圆置于高温环境中进行退火、烘烤或氧化等处理的过程。
通过热处理工艺，可以改善晶体的结晶质量和电学性能。
第七步是清洗工艺。
清洗工艺是在制造过程中对晶圆进行清洗和去除残留污染物的过程，以确保半导体器件的质量和可靠性。
第八步是封装测试工艺。
封装测试工艺是将完成的半导体器件封装成最终产品，并进行性能测试和质量检验的过程。
通过封装测试工艺，可以确保半导体器件符合规格要求，并具有稳定可靠的性能。
总的来说，半导体八大工艺顺序是半导体器件制造过程中的关键步骤，每个工艺步骤都至关重要，任何一环节的不慎都可能影响整个制造过程的质量和性能。
通过严格按照八大工艺顺序进行制造，可以确保半导体器件具有优良的性能和可靠性，从而满足现代电子产品对半导体器件的高要求。
半导体八大工艺名称
半导体八大工艺名称1. 硅晶圆制备工艺硅晶圆制备是半导体制造过程的第一步，也是最为关键的一步。
它是指将高纯度的硅材料通过一系列的工艺步骤转化为薄而平整的硅晶圆。
硅晶圆制备工艺主要包括以下几个步骤：(1) 单晶生长单晶生长是将高纯度的硅材料通过熔融和凝固的过程，使其在特定的条件下形成单晶结构。
常用的单晶生长方法包括Czochralski法和区熔法。
(2) 切割切割是将生长好的硅单晶材料切割成薄片的过程。
常用的切割方法是采用金刚石刀片进行切割。
(3) 研磨和抛光研磨和抛光是将切割好的硅片进行表面处理，使其变得平整光滑的过程。
研磨通常使用研磨机进行，而抛光则使用化学机械抛光（CMP）工艺。
(4) 清洗清洗是将研磨和抛光后的硅片进行清洁处理，去除表面的污染物和杂质。
清洗过程通常采用酸洗和溶剂清洗的方法。
2. 光刻工艺光刻工艺是半导体制造中的一项关键工艺，用于将设计好的电路图案转移到硅晶圆上。
光刻工艺主要包括以下几个步骤：(1) 涂覆光刻胶涂覆光刻胶是将光刻胶涂覆在硅晶圆表面的过程。
光刻胶是一种敏感于紫外光的物质，可以通过紫外光的照射来改变其化学性质。
(2) 曝光曝光是将硅晶圆上的光刻胶通过光刻机上的光源进行照射，使其在特定区域发生化学反应。
曝光过程需要使用掩模板来控制光刻胶的曝光区域。
(3) 显影显影是将曝光后的光刻胶进行处理，使其在曝光区域发生溶解或固化的过程。
显影过程通常使用显影液进行。
(4) 清洗清洗是将显影后的硅晶圆进行清洁处理，去除残留的光刻胶和显影液。
3. 离子注入工艺离子注入工艺是将特定的离子注入到硅晶圆中，以改变其电学性质的过程。
离子注入工艺主要包括以下几个步骤：(1) 选择离子种类和能量选择合适的离子种类和能量是离子注入工艺的第一步。
不同的离子种类和能量可以改变硅晶圆的导电性质。
(2) 离子注入离子注入是将选择好的离子通过离子注入机进行注入的过程。
离子注入机通过加速器将离子加速到一定的能量，并将其注入到硅晶圆中。
半导体制造流程及生产工艺流程
半导体制造流程及生产工艺流程1.原料准备：半导体制造的原料主要是硅（Si），通过提取和纯化的方式获得高纯度的硅单晶。
2. 晶圆制备：将高纯度的硅原料通过Czochralski或者Float Zone方法，使其形成大型硅单晶圆（晶圆直径一般为200mm或300mm）。
3.表面处理：进行化学机械抛光（CMP）和去杂质处理，以去除晶圆表面的污染物和粗糙度。
4.晶圆清洗：使用化学溶液进行清洗，以去除晶圆表面的有机和无机污染物。
5.硅片扩散：通过高温反应，将所需的杂质（如磷或硼）掺杂到硅片中，以改变其电子性质。
6.光刻：在硅片上涂覆光刻胶，并使用掩模板上的图案进行曝光。
然后将光刻胶显影，形成图案。
7.蚀刻：使用化学溶液进行蚀刻，以去除未被光刻胶所保护的区域，暴露出下面的硅片。
8.金属蒸镀：在硅片表面沉积金属层，用于连接电路的不同部分。
9.氧化和陶瓷：在硅片表面形成氧化层，用于隔离不同的电路元件。
10.电极制备：在硅片上形成金属电极，用于与其他电路元件连接。
11.测试和封装：将晶圆切割成单个芯片，然后对其进行测试和封装，以确保其性能符合要求。
以上是半导体制造的主要步骤，不同的半导体产品可能还涉及到其他特定的工艺流程。
此外，半导体制造过程还需要严格的质量控制和环境控制，以确保产品的可靠性和性能。
不同的半导体生产流程会有所不同，但大致上都包含以下几个关键的工艺流程：1. 前端制程（Front-end Process）：包括晶圆清洗、来料检测、扩散、光刻、蚀刻、沉积等步骤。
这些步骤主要用于在硅片上形成电子元件的结构。
2. 中端制程（Middle-end Process）：包括溅射、化学机械抛光、化学物理蚀刻、金属蒸镀等步骤。
这些步骤主要用于在晶圆上形成连接电子元件的金属线路。
3. 后端制程（Back-end Process）：包括划片、电极制备、测试、封装等步骤。
这些步骤主要用于将芯片进行切割、封装，以及测试芯片的性能。
半导体制造工艺流程大全
半导体制造工艺流程大全1.半导体材料准备：制造过程的第一步是准备半导体材料。
常用的半导体材料包括硅、砷化镓和磷化镓等。
这些材料需要通过晶体生长技术来制备出高纯度的单晶硅片或外延片。
2.掩膜制备：接下来，需要在半导体材料上制备一层掩膜。
掩膜是一种特殊的光刻胶，能够帮助定义出待制造的电子器件结构。
通过光刻技术，在掩膜上曝光并使用化学溶解剂去除暴露区域的光刻胶，从而形成所需的图案。
3.制造掩模：根据所需的器件结构，需要制造掩模。
掩模通常由透明的石英板和掩模背面涂上的金属膜组成。
使用电子束或激光刻蚀技术将所需的图案转移到金属膜上，然后再去除背面的掩膜光刻胶。
4.器件制造：将制造好的掩模放在准备好的半导体材料上，通过离子注入、物理气相沉积或化学气相沉积等技术，在材料上制备出所需的器件结构和电路连接电路。
5.清洗和拷贝：在制造过程中，需要定期清洗掉不需要的杂质和残留物，以确保器件性能的稳定。
此外，对于大规模集成电路制造，还需要使用光刻和蚀刻等技术进行电路拷贝。
6.热处理和退火：在器件制造的后期，还需要进行一系列的热处理和退火工艺。
这些工艺可以改变器件的电学和结构特性，以提高性能和可靠性。
7.电极制造：最后一步是制造电极。
使用金属薄膜沉积技术，在器件上制备出电极连接电路。
这些电极可以用于对器件进行电压和电流的刺激和测量。
半导体制造是一个高度精密和复杂的过程，需要使用多种材料和技术。
根据所制备器件的不同，工艺流程也会有所不同。
此外，随着科技的发展，新的材料和工艺技术也在不断涌现，使半导体制造工艺变得更加多样化和复杂化。
以上只是半导体制造工艺流程的一个简要概述，实际的制造过程会更加复杂和详细。
不同的半导体制造公司和研发机构可能会有特定的流程和工艺参数。
因此，在实际应用中，需要根据具体需求和材料特性来设计和优化制造工艺流程。
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掺杂区
掺杂区的类型：相同或相反 结深：硅片中p型杂质与n型杂质相遇的深度，用
Xj表示，深度等于结深的地方，电子与空穴的浓 度相等。
6.1 基本扩散工艺
掺入方式有：气相源；固相源；液相源，其中液态 源最常用。 使用液相源的磷扩散的化学反应如下：
4POCl3 3O2 2P2O5 6Cl2
具有高扩散率的杂质，如金、铜、容易利用间隙运动在硅的 晶格空隙中移动。
在一定的温度范围内，D可表示为
D
D0
exp(
Ea kT
)
D0--温度无穷大时的扩散系数； Ea--激活能; 对填隙模型，Ea是掺杂原子从一个间隙移动到至另一个间隙 所需的能量； 对替代模型，Ea是杂质原子移动所需能量和形成空位所需的 能量总和。 替代的Ea较扩散大
6.1.2 扩散分布
掺杂原子的扩散分布与起始条件和边界条件有关。
两种方式：
恒定表面浓度扩散：杂质原子由气相源传送到半导 体表面，然后扩散进入半导体硅晶片，在扩散期间， 气相源维持恒定的表面浓度；
有限源扩散：指一定量的杂质淀积在半导体表面， 接着扩散进入硅晶片内。这层杂质作为扩散源，不 再有新源补充。
杂质移动
杂质只有在成为硅晶格结构的一部分（即被 激活）后，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 到杂质的作用。
加热能使杂质移动到正常的晶格上，被称为 晶格激活。激活发生在高温下，是扩散的一 部分。对于离子注入来说，晶格激活在退火 阶段完成。
横向扩散
光刻胶无法承受高温，扩散的掩膜是二氧化硅或 氮化硅。
热扩散中的横向扩散通常是纵向结深的75%-85%。
6.1.3 扩散层测量
扩散工艺的结构可由三种测量方式来评价：扩散层的结深、 薄层电阻与杂质分布。下图是在半导体内磨以凹槽并用溶液 腐蚀去除表面，溶液会使P区颜色暗，因而描绘出结深。
用磨槽和染色法测量结深
若R0是磨槽所用工具的半径，则可得结深：
x j R02 b2 R02 a2
C(x, t) s exp( x2 )
Dt
4Dt
此为高斯分布
在x＝0处表面浓度为：
Cs (t)
S
Dt
扩散原理
在集成电路工艺中，通常热扩散采用三个步骤： 预淀积、推进和激活 （顺序不能乱）
1、预淀积：在恒定表面浓度扩散条件下形成预淀积 层，温度低、时间短，扩散的浅，可以认为杂质淀 积在一薄层（掩蔽氧化层）内；以防止杂质原子从 硅中扩散出去。 预淀积阶段表面杂质浓度最高，并随着深度的加大 而减小。
(1)替代式扩散
替位原子的运动必须以其近邻处有ห้องสมุดไป่ตู้位存在为前提。
移动速度较慢的杂质，如半导体掺杂常用的砷、磷，通常 利用替代运动填充晶格中的空位。
(2)填隙式扩散
F D C x
扩散流密度F--单位时间内通过单位面积的杂质原子数； C--单位体积的杂质浓度； D--扩散系数或扩散率； 扩散驱动力是浓度梯度，杂质原子从高浓度区流向低浓度 区。
半导体制造工艺基础
扩散
本章重点
掺杂的目的； 掺杂的方法； 恒定源扩散； 有限源扩散；
什么是掺杂
掺杂：掺杂技术是在高温条件下，将杂质原子以一 定的可控量掺入到半导体中，以改变半导体硅片的 导电类型或表面杂质浓度。
形成PN结、电阻 磷(P)、砷(As) —— N型硅 硼(B) —— P型硅
恒定表面浓度扩散 不能全写公式 t为时间 t=0 掺杂浓度为0
t＝0时初始条件是 C(x, 0) 0
边界条件是 X=0浓度恒定，与时间无关
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：
目的是为了控制杂质总量；预淀积现在普遍被离 子注入代替。
2. 推进：高温过程，使淀积的杂质穿过晶体，在 硅片中形成期望的结深。
此阶段并不向硅片中增加杂质，但是高温下形成的 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。
3. 激活：使温度稍微升高，此过程激活了杂质 原子。
（2）可以通过对扩散工艺条件的调节与选择，来控制扩散 层表面的杂质浓度及其杂质分布，以满足不同器件的要求。
（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。
离子注入：掺杂离子以离子束的形式注入半导体 内，杂质浓度在半导体内有个峰值分布，杂质分 布主要由离子质量和注入能量决定。
如果R0远大于a和b，则
xj
a2 b2 2R0
结深xj是杂质浓度等于衬底浓度CB时所在的位置。
C(xj ) CB
如果结深和CB已知，则只要扩散分布遵从“两种分布”所推导的公式， 表面浓度Cs和杂质分布就能计算出来。
方块电阻（薄膜电阻）
在扩散薄层上取一任意边长的正方 形，该正方形沿电流方向所呈现的 电阻，叫方块电阻。
P2O5在硅晶片上形成一层玻璃并由硅还原出磷，氯气被带走。
2P2O5 5Si 4P 5SiO2
影响扩散参量的因素：POCl3的温度、扩散温度、时间、气 体流量。
石英管
硅晶片
电炉
排气口
N2
电炉
液态杂质源
O2
典型的开管扩散系统结构图
6.1.1 扩散方程式 半导体中的扩散可以视为在晶格中通过空位或填隙 原子形式进行的原子移动。
扩散和离子注入是半导体掺杂的两种主要方式。 高温扩散：杂质原子通过气相源或掺杂过的氧化物扩散到硅 片的表面，这些杂质浓度将从表面到体内单调下降，而杂质 分布主要是由高温与扩散时间来决定。
形成深结
扩散工艺的优越性：
（1）可以通过对温度、时间等工艺条件的准确调节，来控 制PN结面的深度和晶体管的基区宽度，并能获得均匀平坦 的结面。
C(x, t) Cserfc[ 2
x] Dt
erfc--余误差函数
Dt --扩散长度
图为余误差函数分布
扩散的时间越长杂质扩散的 越深
有限源扩散
t＝0时的初始条件C（x，0）＝0，边界条件是：说明表面浓度恒定，不
再有新元补充
0 C(x, t)dx S
C(, t) 0
S为单位面积掺杂总量。符合上述扩散方程的解为：