擴(kuò)散工藝知識(shí)

第三章擴(kuò)散工藝在前面“材料工藝”一章，我們就曾經(jīng)講過一種叫“三重?cái)U(kuò)散”的工藝，那是對(duì)襯底而言相似導(dǎo)電類型雜質(zhì)擴(kuò)散。這樣的同質(zhì)高濃度擴(kuò)散，在晶體管制造中還慣用來作歐姆接觸，如做在基極電極引出處以減少接觸電阻。除了變化雜質(zhì)濃度，擴(kuò)散的另一種也是更重要的一種作用，是在硅平面工藝中用來變化導(dǎo)電類型，制造PN結(jié)。擴(kuò)散原理擴(kuò)散是一種普通的自然現(xiàn)象，有濃度梯度就有擴(kuò)散。擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)是微觀粒子原子或分子熱運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)成果。在一定溫度下雜質(zhì)原子含有一定的能量，能夠克服某種阻力進(jìn)入半導(dǎo)體，并在其中作緩慢的遷移運(yùn)動(dòng)。一．?dāng)U散定義在高溫條件下，運(yùn)用物質(zhì)從高濃度向低濃度運(yùn)動(dòng)的特性，將雜質(zhì)原子以一定的可控性摻入到半導(dǎo)體中，變化半導(dǎo)體基片或已擴(kuò)散過的區(qū)域的導(dǎo)電類型或表面雜質(zhì)濃度的半導(dǎo)體制造技術(shù)，稱為擴(kuò)散工藝。二．?dāng)U散機(jī)構(gòu)雜質(zhì)向半導(dǎo)體擴(kuò)散重要以兩種形式進(jìn)行：1．替位式擴(kuò)散一定溫度下構(gòu)成晶體的原子圍繞著自己的平衡位置不停地運(yùn)動(dòng)。其中總有某些原子振動(dòng)得較厲害，有足夠的能量克服周邊原子對(duì)它的束縛，跑到其它地方，而在原處留下一種“空位”。這時(shí)如有雜質(zhì)原子進(jìn)來，就會(huì)沿著這些空位進(jìn)行擴(kuò)散，這叫替位式擴(kuò)散。硼（B）、磷（P）、砷（As）等屬此種擴(kuò)散。2．間隙式擴(kuò)散構(gòu)成晶體的原子間往往存在著很大間隙，有些雜質(zhì)原子進(jìn)入晶體后，就從這個(gè)原子間隙進(jìn)入到另一種原子間隙，逐次跳躍邁進(jìn)。這種擴(kuò)散稱間隙式擴(kuò)散。金、銅、銀等屬此種擴(kuò)散。三．?dāng)U散方程擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)總是從濃度高處向濃度低處移動(dòng)。運(yùn)動(dòng)的快慢與溫度、濃度梯度等有關(guān)。其運(yùn)動(dòng)規(guī)律可用擴(kuò)散方程表達(dá)，具體數(shù)學(xué)體現(xiàn)式為：（3-1）在一維狀況下，即為：（3-2）式中：D為擴(kuò)散系數(shù)，是描述雜質(zhì)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)快慢的一種物理量；N為雜質(zhì)濃度；t為擴(kuò)散時(shí)間；x為擴(kuò)散到硅中的距離。四．?dāng)U散系數(shù)雜質(zhì)原子擴(kuò)散的速度同擴(kuò)散雜質(zhì)的種類和擴(kuò)散溫度有關(guān)。為了定量描述雜質(zhì)擴(kuò)散速度，引入擴(kuò)散系數(shù)D這個(gè)物理量，D越大擴(kuò)散越快。其體現(xiàn)式為：（3-3）這里：D0——當(dāng)溫度為無窮大時(shí)，D的體現(xiàn)值，普通為常數(shù)；K——玻爾茲曼常數(shù)，其值為8.023×10-5ev/oK；T——絕對(duì)溫度，單位用“oK”表達(dá)；——有關(guān)擴(kuò)散過程的激活能，事實(shí)上就是雜質(zhì)原子擴(kuò)散時(shí)所必須克服的某種勢(shì)壘。擴(kuò)散系數(shù)除與雜質(zhì)種類、擴(kuò)散溫度有關(guān)，還與擴(kuò)散氛圍、襯底晶向、晶格完整性、襯底材料、本體摻雜濃度NB及擴(kuò)散雜質(zhì)的表面濃度NS等有關(guān)。五．?dāng)U散雜質(zhì)分布在半導(dǎo)體器件制造中，即使采用的擴(kuò)散工藝各有不同，但都能夠分為一步法擴(kuò)散和二步法擴(kuò)散。二步法擴(kuò)散分預(yù)沉積和再分布兩步。一步法與二步法中的預(yù)沉積屬恒定表面源擴(kuò)散。而二步法中的再擴(kuò)散屬限定表面源擴(kuò)散。由于恒定源和限定源擴(kuò)散兩者的邊界和初始條件不同，因而擴(kuò)散方程有不同的解，雜質(zhì)在硅中的分布狀況也就不同。1．恒定源擴(kuò)散在恒定源擴(kuò)散過程中，硅片的表面與濃度始終不變的雜質(zhì)（氣相或固相）相接觸，即在整個(gè)擴(kuò)散過程中硅片的表面濃度NS保持恒定，故稱為恒定源擴(kuò)散。恒定源擴(kuò)散的雜質(zhì)濃度分布的體現(xiàn)式是：（3-4）式中：表達(dá)雜質(zhì)濃度隨雜質(zhì)原子進(jìn)入硅體內(nèi)的距離及擴(kuò)散時(shí)間t的變化關(guān)系；NS為表面處的雜質(zhì)濃度；D為擴(kuò)散系數(shù)。erfc為余誤差函數(shù)。因此恒定源擴(kuò)散雜質(zhì)濃度分布也稱余誤差分布。圖3-1為恒定源擴(kuò)散雜質(zhì)分布示意圖：從圖上可見，在不同擴(kuò)散時(shí)間表面濃度NS的值不變。也就是說，NS與擴(kuò)散時(shí)間無關(guān)，但與擴(kuò)散雜質(zhì)的種類、雜質(zhì)在硅內(nèi)的固溶度和擴(kuò)散溫度有關(guān)。硅片內(nèi)的雜質(zhì)濃度隨時(shí)間增加而增加，隨離開硅表面的距離增加而減少。圖中NB為襯底原始雜質(zhì)濃度，簡(jiǎn)稱襯底濃度，其由單晶體拉制時(shí)雜質(zhì)摻入量決定。由恒定源擴(kuò)散雜質(zhì)分布體現(xiàn)式中可懂得，當(dāng)表面濃度NS、雜質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)D和擴(kuò)散時(shí)間t三個(gè)量擬定后來，硅片中的雜質(zhì)濃度分布也就擬定。通過恒定源擴(kuò)散之后進(jìn)入硅片單位面積內(nèi)的雜質(zhì)原子數(shù)量可由下式給出：（3－5）式中：Q為單位面積內(nèi)雜質(zhì)原子數(shù)或雜質(zhì)總量。2．限定源擴(kuò)散在限定源擴(kuò)散過程中，硅片內(nèi)的雜質(zhì)總量保持不變，它沒有外來雜質(zhì)的補(bǔ)充，只依靠預(yù)沉積在硅片表面上的那一層數(shù)量有限的雜質(zhì)原子向硅內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行擴(kuò)散，這就叫限定源擴(kuò)散或有限源擴(kuò)散。其雜質(zhì)濃度分布體現(xiàn)式為：（3－6）式中的為高斯函數(shù)，故這種雜質(zhì)分布也叫高斯分布。圖3-2是限定源擴(kuò)散雜質(zhì)分布示意圖。由于擴(kuò)散過程中雜質(zhì)總量保持不變，圖中各條曲線下面的面積相等。當(dāng)擴(kuò)散溫度恒定時(shí)，隨擴(kuò)散時(shí)間t的增加，首先雜質(zhì)擴(kuò)散進(jìn)硅片內(nèi)部的深度逐步增加；另首先，硅片表面的雜質(zhì)濃度將不停下降。在討論限定源擴(kuò)散，即兩步法的再分布時(shí)，必須考慮的一種因素是分凝效應(yīng)。在“氧化工藝”中曾經(jīng)分析過，由于熱氧化，在再分布時(shí)雜質(zhì)在硅片表面氧化層中會(huì)出現(xiàn)“吸硼排磷”現(xiàn)象，我們不能無視這個(gè)因素；并且應(yīng)當(dāng)運(yùn)用這些規(guī)律來精確的控制再分布的雜質(zhì)表面濃度。擴(kuò)散條件擴(kuò)散條件選擇，重要涉及擴(kuò)散雜質(zhì)源的選擇和擴(kuò)散工藝條件的擬定兩個(gè)方面。一．?dāng)U散源的選擇選用什么種類的擴(kuò)散雜質(zhì)源，重要根據(jù)器件的制造辦法和構(gòu)造參數(shù)擬定。具體選擇還需要遵照以下原則：導(dǎo)電類型與襯底相反；先擴(kuò)散的擴(kuò)散系數(shù)要比后擴(kuò)散的??；雜質(zhì)與掩模之間的配合要協(xié)調(diào)，擴(kuò)散系數(shù)在硅中要比在掩模中大得多；要選擇容易獲得高濃度、高蒸汽壓、且使用周期長的雜質(zhì)源；在硅中的固溶度要高于所需要的表面雜質(zhì)濃度；毒性小，便于工藝實(shí)施。從雜質(zhì)源的構(gòu)成來看，有單元素、化合物和混合物等多個(gè)形式。從雜質(zhì)源的狀態(tài)來看，有固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)多個(gè)。二．?dāng)U散條件的擬定擴(kuò)散的目的在于形成一定的雜質(zhì)分布，使器件含有合理的表面濃度和結(jié)深，而這也是擬定工藝條件的重要根據(jù)。另外如何使擴(kuò)散成果含有良好的均勻性、重復(fù)性也是選擇工藝條件的重要根據(jù)。具體講有：1．溫度對(duì)擴(kuò)散工藝參數(shù)有決定性影響。對(duì)淺結(jié)器件普通選低些；對(duì)很深的PN結(jié)選高些。另外還需根據(jù)工藝規(guī)定實(shí)施不同工藝系列的原則化，以有助于生產(chǎn)線的管理。2．時(shí)間調(diào)節(jié)工藝時(shí)間往往是調(diào)節(jié)工藝參數(shù)的重要手段，擴(kuò)散時(shí)間的控制應(yīng)盡量減少人為的因素。3．氣體流量流量是由摻雜氣體的類別和石英管直徑擬定的，只有使擴(kuò)散的氛圍為層流型，才干確保工藝的穩(wěn)定性，流量控制必須采用質(zhì)量流量控制器MFC。第三節(jié)擴(kuò)散參數(shù)及測(cè)量擴(kuò)散工藝中有三個(gè)參數(shù)非常重要，它們是擴(kuò)散結(jié)深、薄層電阻及表面濃度，三者之間有著一種十分親密的有機(jī)聯(lián)系。一．?dāng)U散結(jié)深結(jié)深就是PN結(jié)所在的幾何位置，它是P型與N型兩種雜質(zhì)濃度相等的地方到硅片表面的距離，用表達(dá)，單位是微米（）其體現(xiàn)式為：（3-7）式中A是一種與NS、NB等有關(guān)的常數(shù)，對(duì)應(yīng)不同的雜質(zhì)濃度分布，其體現(xiàn)式不同。余誤差分布時(shí)：（3-8）高斯分布時(shí)：（3-9）這里erfc-1為反余誤差函數(shù)，能夠查反余誤差函數(shù)表。㏑為以e為底的自然對(duì)數(shù)，能夠查自然對(duì)數(shù)表。另外，A也能夠通過半導(dǎo)體手冊(cè)A～曲線表直接查出。實(shí)際生產(chǎn)中直接通過測(cè)量顯微鏡測(cè)量。具體辦法有磨角染色法、滾槽法、陽極氧化法等。二．方塊電阻擴(kuò)散層的方塊電阻又叫薄層電阻，記作R□或RS，其表達(dá)表面為正方形的擴(kuò)散薄層在電流方向（平行于正方形的邊）上所呈現(xiàn)的電阻。由類似金屬電阻公式可推出薄層電阻體現(xiàn)式為：（3-10）式中：、分別為薄層電阻的平均電阻率和電導(dǎo)率。為區(qū)別于普通電阻，其單位用Ω/□表達(dá)。由于： （3-11）q為電子電荷量，為平均雜質(zhì)濃度，為平均遷移率。RS可變換為：（3-12）式中：·為單位表面積擴(kuò)散薄層內(nèi)的凈雜質(zhì)總量Q?？梢?，方塊電阻與方塊內(nèi)凈雜質(zhì)總量成反比。方塊電阻不僅十分直觀地反映了雜質(zhì)在擴(kuò)散過程中雜質(zhì)總量的多少，還能夠結(jié)合結(jié)深方便地算出擴(kuò)散后的平均電阻率或平均電導(dǎo)率。實(shí)際生產(chǎn)中，RS(R□)用四探針測(cè)試儀測(cè)量。三．表面雜質(zhì)濃度擴(kuò)散后的表面雜質(zhì)濃度NS是半導(dǎo)體器件設(shè)計(jì)制造和特性分析的一種重要構(gòu)造參數(shù)，它能夠采用放射性示蹤技術(shù)通過某些專門測(cè)試儀器直接測(cè)量，但是實(shí)際生產(chǎn)中是先測(cè)出結(jié)深和方塊電阻R□，再用計(jì)算法或圖解法間接得出。1．計(jì)算法若已知擴(kuò)散預(yù)沉積雜質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)為D1，擴(kuò)散時(shí)間t1，預(yù)沉積后表面濃度為NS1，再擴(kuò)散的擴(kuò)散系數(shù)D2，擴(kuò)散時(shí)間t2,無視再分布時(shí)的雜質(zhì)分凝效應(yīng)，如何運(yùn)用有關(guān)公式，計(jì)算求出再擴(kuò)散后表面雜質(zhì)濃度NS2？（提示：表面處）計(jì)算環(huán)節(jié)以下：再擴(kuò)散雜質(zhì)濃度遵照了高斯分布。根據(jù)公式（3-6），且考慮到，于是有：？由于無視分凝效應(yīng)，再擴(kuò)散時(shí)雜質(zhì)總量等于預(yù)沉積后的雜質(zhì)總量。預(yù)沉積是恒定表面源擴(kuò)散，根據(jù)公式（3-4）可知其擴(kuò)散后進(jìn)入硅片單位面積內(nèi)雜質(zhì)總量為：？代入上式即可得到（3－13）事實(shí)上體現(xiàn)式（3-13）也就是一種慣用的擴(kuò)散雜質(zhì)濃度計(jì)算公式。如果不無視表面氧化層分凝效應(yīng)，則磷擴(kuò)散時(shí)實(shí)際表面濃度應(yīng)高于（3-13）計(jì)算成果；反之若是硼擴(kuò)散，實(shí)際表面濃度比計(jì)算數(shù)據(jù)要低。2．圖解法半導(dǎo)體手冊(cè)上都能方便地查到不同襯底雜質(zhì)濃度NB下不同雜質(zhì)分布的表面濃度NS與平均電導(dǎo)率的關(guān)系曲線。通過測(cè)出的RS和能得到：（3-14）襯底材料電阻率往往是已知的，從而可用手冊(cè)上～NB曲線查出襯底濃度NB。固然也能夠根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：（3-15）算出NB。有了和NB，只要懂得雜質(zhì)分布類型（恒定源還是限定源擴(kuò)散），就能夠通過和已知襯底濃度NB對(duì)應(yīng)的那組～曲線，查到從表面（）到結(jié)（x＝）之間任意一點(diǎn)x處的雜質(zhì)濃度。第四節(jié)擴(kuò)散辦法擴(kuò)散辦法諸多。慣用的重要有：液態(tài)源擴(kuò)散氣—固擴(kuò)散粉態(tài)源擴(kuò)散片狀源擴(kuò)散擴(kuò)散法:乳膠源擴(kuò)散固—固擴(kuò)散CVD摻雜擴(kuò)散PVD蒸發(fā)擴(kuò)散這是以擴(kuò)散中雜質(zhì)源與硅片（固態(tài)）表面接觸時(shí)的最后狀態(tài)是氣態(tài)還是固態(tài)來劃分的。另外，按擴(kuò)散系統(tǒng)來分，有開管式、閉管式和箱法三種；按雜質(zhì)原來形態(tài)分有固態(tài)源、液態(tài)源、氣態(tài)源三種。生產(chǎn)中習(xí)慣以雜質(zhì)源類型來稱呼擴(kuò)散辦法。一．氣－固擴(kuò)散液態(tài)或固態(tài)擴(kuò)散雜質(zhì)源最后呈現(xiàn)氣態(tài)，與固態(tài)硅表面接觸實(shí)現(xiàn)雜質(zhì)擴(kuò)散，叫氣－固擴(kuò)散。1．液態(tài)源擴(kuò)散用保護(hù)性氣體（如N2）通過液態(tài)源瓶（鼓泡或吹過表面）把雜質(zhì)源蒸氣帶入高溫石英管中，經(jīng)高溫?zé)岱纸馔杵砻姘l(fā)生反映，還原出雜質(zhì)原子并向硅內(nèi)擴(kuò)散。液態(tài)源擴(kuò)散的優(yōu)點(diǎn)是PN結(jié)均勻平整，成本低，效率高，操作方便，重復(fù)性好。普通液態(tài)源硼擴(kuò)散，用硼酸三甲脂；液態(tài)源磷擴(kuò)散，用三氯氧磷。它們的反映方程式分別以下：2．固態(tài)源擴(kuò)散（1）粉狀源這種擴(kuò)散從擴(kuò)散系統(tǒng)上看重要采用箱法擴(kuò)散。待擴(kuò)散的硅片與雜質(zhì)源同放在一種石英或硅制的箱內(nèi)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，源蒸氣與硅反映生成含雜質(zhì)的氧化層，再進(jìn)行高溫雜質(zhì)擴(kuò)散。由于這種辦法存在很大局限性，現(xiàn)在硼磷擴(kuò)散都不用它。雙極電路隱埋擴(kuò)散現(xiàn)在還用粉狀源三氧化二銻（Sb2O3）。但也不再用“箱”法，而改用雙溫區(qū)擴(kuò)散系統(tǒng)，二步法擴(kuò)散兩個(gè)溫分辨別控制雜質(zhì)蒸氣壓和主擴(kuò)散，因此能使用純Sb2O3粉狀源而避免了箱法擴(kuò)散中燒源的麻煩，雜質(zhì)源置于低溫區(qū)，Si片放在高溫區(qū)，預(yù)沉積時(shí)N2攜帶Sb2O3蒸氣由低溫區(qū)進(jìn)入高溫區(qū)沉積于硅片表面，再進(jìn)行反映生成銻向硅中擴(kuò)散。再分布時(shí)將源舟取出。反映方程式為：（2）平面片狀源把片狀雜質(zhì)源（氮化硼片、硼或磷微晶璃片等）與硅片相間地放置在石英舟的“V”型槽上，并保持平行，用高純度的N2保護(hù)，運(yùn)用雜質(zhì)源表面。揮發(fā)出來的雜質(zhì)蒸氣，濃度梯度，在高溫下通過一系列化學(xué)反映，雜質(zhì)原子向片內(nèi)擴(kuò)散，形成PN結(jié)。二．固—固擴(kuò)散雜質(zhì)源與硅片是固體與固體接觸狀態(tài)下進(jìn)行擴(kuò)散。在硅片表面沉積（化學(xué)氣相沉積CVD；物理氣相沉積PVD）或者涂布一層雜質(zhì)或摻雜氧化物，再通過高溫實(shí)現(xiàn)雜質(zhì)向硅中的擴(kuò)散。低溫沉積摻雜氧化層法（CVD法）分兩步進(jìn)行。第一步在硅片表面沉積。一層含有一定雜質(zhì)含量的二氧化硅薄膜作為第二步擴(kuò)散時(shí)的雜質(zhì)源；第二步是將已沉積過的硅片在高溫下進(jìn)行擴(kuò)散。由于沉積，摻雜氧化膜是在400℃下列低溫下完畢，因此引進(jìn)有害雜質(zhì)Na+等以及缺點(diǎn)的幾率很小，因此這種辦法也是完美單晶工藝（PCT）或半完美單晶工藝（1/2PCT蒸發(fā)源擴(kuò)散采用物理氣相沉積的辦法，先在硅片背面蒸發(fā)上一層雜質(zhì)源金，然后再放進(jìn)爐中擴(kuò)散。這是開關(guān)晶體管的一道典型工藝，旨在減少晶體管集電區(qū)少子壽命，縮短儲(chǔ)存時(shí)間，提高開關(guān)速度。開關(guān)二極管以及雙極型數(shù)字邏輯電路，生產(chǎn)中也普遍使用這種擴(kuò)散。二氧化硅乳膠源涂布擴(kuò)散先在硅片表面涂敷一層含擴(kuò)散雜質(zhì)的乳膠狀的源再進(jìn)行擴(kuò)散。這種辦法只用一步擴(kuò)散就能夠同時(shí)達(dá)成所需的表面濃度和結(jié)深，含有濃度范疇寬、高溫時(shí)間短、離子沾污小、晶格完整性好的優(yōu)點(diǎn)，同樣含有PCT的工藝特性。多個(gè)不同的擴(kuò)散辦法只是供源方式不同，其擴(kuò)散主體系統(tǒng)是同樣的。從設(shè)備上看，擴(kuò)散與氧化的區(qū)別，差不多也只在此。因此，擴(kuò)散系統(tǒng)裝置，我們就不再介紹，以避免與氧化雷同。第五節(jié)擴(kuò)散質(zhì)量及常見質(zhì)量問題擴(kuò)散質(zhì)量對(duì)半導(dǎo)體器件芯片的好壞有著決定性影響，其具體體現(xiàn)在表面質(zhì)量、擴(kuò)散結(jié)深、方塊電阻和表面雜質(zhì)濃度幾個(gè)方面。在第三節(jié)中我們?cè)?jīng)就，R□和NS進(jìn)行了較為具體的介紹，下面對(duì)有關(guān)擴(kuò)散工藝中常見的某些質(zhì)量問題作些簡(jiǎn)要的敘述。一．表面不良合金點(diǎn)：重要因素是表面雜質(zhì)濃度過高。黑點(diǎn)或白霧：重要是酸性沾污、水氣和顆粒沾污造成的。表面凸起物：大多由較大顆粒通過高溫解決后形成。玻璃層：會(huì)造成光刻脫膠。擴(kuò)散溫度過高，時(shí)間過長造成。工藝過程中要控制好擴(kuò)散溫度、時(shí)間以及氣體流量，并確保擴(kuò)散前硅片表面干凈干燥。硅片表面滑移線或硅片彎曲：是由高溫下的熱應(yīng)力引發(fā)，普通是由于進(jìn)出舟速度過快、硅片間隔太小、石英舟開槽不適宜等造成。硅片表面劃傷、表面缺損等：普通是由于工藝操作不當(dāng)產(chǎn)生。二．方塊電阻偏差R□一定程度上反映了擴(kuò)散到Si片中的雜質(zhì)總量的多少，與器件特性親密有關(guān)。攜源N2中有較多的水份和氧氣，Si片進(jìn)爐前未烘干；雜質(zhì)源中含水量較多，光刻沒有刻干凈，留有底膜，使擴(kuò)散區(qū)域表面有氧化層影響了雜質(zhì)擴(kuò)散；擴(kuò)散源使用時(shí)間過長，雜質(zhì)量減少或源變質(zhì)；擴(kuò)散系統(tǒng)漏氣或源蒸氣飽和不充足；攜源氣體流量小而稀釋氣體流量大，使系統(tǒng)雜質(zhì)蒸氣壓偏低；擴(kuò)散溫度偏低，擴(kuò)散系數(shù)下降；擴(kuò)散時(shí)間局限性，擴(kuò)散雜質(zhì)總量不夠等等因素會(huì)造成R□偏大。相反，雜質(zhì)蒸氣壓過大，溫度偏高，時(shí)間過長會(huì)造成R□偏小。如果在預(yù)沉積時(shí)發(fā)現(xiàn)R□偏大或偏小，可在再擴(kuò)散時(shí)通過適宜變化通干氧、濕氧的先后次序或時(shí)間來進(jìn)行調(diào)節(jié)，而這正是兩步法擴(kuò)散的一大優(yōu)點(diǎn)。三．結(jié)特性參數(shù)異常擴(kuò)散工藝過程中要測(cè)單結(jié)和雙結(jié)特性。根據(jù)單結(jié)和雙結(jié)測(cè)試狀況及時(shí)變化工藝條件。測(cè)單結(jié)重要看反向擊穿電壓和反向漏電流；測(cè)雙結(jié)重要為調(diào)電流放大參數(shù)hFE。（1）PN結(jié)的反向擊穿電壓和反向漏電流，是晶體管的兩個(gè)重要參數(shù)；也是衡量擴(kuò)散層質(zhì)量的重要原則。它們是兩個(gè)不同的物理概念，但事實(shí)上又是同一種東西，反向漏電大，PN結(jié)擊穿電壓低。工藝中常見的不良反向擊穿重要有：表面缺點(diǎn)過多或表面吸附了水份或其它離子，會(huì)使表面漏電增大。氧化時(shí)由于清洗不好，有某些金屬離子進(jìn)入氧化層，如鈉離子，從而增加漏電減少擊穿。二氧化硅表面吸附了氣體或離子以及二氧化硅本身的缺點(diǎn)如氧空位等，使得SiO2帶上了電荷，形成了表面溝道效應(yīng)，增大了反向漏電流。硅片表面上沾污有重金屬雜質(zhì)，在高溫下，很快擴(kuò)散進(jìn)Si片體內(nèi)，沉積在硅內(nèi)的晶格缺點(diǎn)中，引發(fā)電場(chǎng)集中，發(fā)生局部擊穿現(xiàn)象，造成很大的反向漏電流。另外，如光刻時(shí)圖形邊沿不完整，出現(xiàn)尖峰毛刺，表面有合金點(diǎn)、破壞點(diǎn)，引發(fā)了縱向擴(kuò)散不均勻，PN結(jié)出現(xiàn)尖峰會(huì)形成電場(chǎng)集中，擊穿將首先發(fā)生在這些尖峰上。因此