擴散爐

擴散爐有垂直擴散爐（vertical）和水平擴散爐（horizontal）兩種類型。

垂直擴散爐是石英舟垂直於水平面，更加有利於機械手傳送矽片，片內工藝參數一致性更好。

水平擴散爐是石英舟平行於水平面，一台可以4個或4個以上的工藝爐管，平均爐管佔地面積更小，片間的工藝參數較垂直擴散爐更好。基本結構擴散爐由控制系統、進出舟系統、爐體加熱系統和氣體控制系統等組成。控制系統控制部分包括：溫控器、功率部件、超溫保護部件、系統控制。輔助控制系統，包括推舟控制裝置、保護電路、電路轉接控制、三相電源指示燈、照明、凈化及抽風開關等。較先進的擴散爐控制系統均已更新或升級到微機控制，管機與主機間通過串口RS232或網線進行通信。控制系統軟體大多基於Windows系統，實用性和可操作性大大提高，能夠實現日誌記錄，曲線記錄，程序編輯，遠程控制等多種功能。進出舟系統水平擴散爐進出舟系統有二種方式：1）懸臂槳系統；2）軟著陸系統。懸臂槳系統結構比較簡單，SiC槳攜帶舟和矽片進入石英爐管后，就停留在石英爐管內，直到工藝程序結束，SiC槳就攜帶舟和矽片慢慢回到原位，懸臂槳系統缺點是槳對爐管溫度的均勻性有一定的影響，另外，工藝氣體也會對槳沉積，影響顆粒。軟著陸系統較懸臂槳系統更加先進，SiC槳進入石英工藝爐管后，槳自動下沉放下石英舟和矽片，然後慢慢運行回原點，最後石英爐管的門自動關閉。軟著陸系統優點是沒有SiC槳對腔體的影響，使得溫度均勻性更好，減少了工藝氣體在SiC槳上的沉積，從而顆粒更少。推舟凈化櫃的頂部裝有照明燈；正面是水平層流的高效過濾器及四層推舟的絲杠、導軌副傳動系統及SiC懸臂槳座，絲杠的右端安裝有驅動步進電機，導軌的兩端是限位開關。柜子的下部裝有控制電路轉接板及凈化用風機。爐體加熱系統爐體加熱系統共有六層。頂層配置有水冷散熱器及排熱風扇，每層加熱爐體間也配置一層水冷系統，隔絕每層爐管的溫度相互影響，廢氣室頂部設有抽風口，與外接負壓抽風管道連接后，可將工藝過程殘 余的廢氣帶走，中間部分分四層放置四個加熱爐體，每層由四個坡面支架托起並固定住加熱爐體，其位置在安裝時已經與推拉舟系統——絲杠、導軌副傳動系統及SiC懸臂槳系統或軟著落系統等對準中心。氣體控制系統氣源櫃分為五層。頂部設置有排毒口，用以排除在換源 過程中泄漏的有害氣體。櫃頂設置有三路工藝氣體及一路壓縮空氣的進氣介面，介面以下安裝有減壓閥、截止閥，用以對進氣壓力進行控制及調節。對應於氣路，各層分別裝有相應的電磁閥、氣動閥、過濾器、單向閥、質量流量控制器、及源瓶冷阱等。柜子的底部裝有質量流量（MFC）控制器電源、控制開關、保險等電路轉接板以及設備總電源進線轉接板。應用擴散爐用於大規模集成電路、分立器件、電力電子、光電器件和光導纖維等行業的擴散、氧化、退火、合金及燒結等工藝。擴散工藝的主要用途是在高溫條件下對半導體晶圓進行摻雜，即將元素磷、硼擴散入矽片，從而改變和控制半導體內雜質的類型、濃度和分佈，以便建立起不同的電特性區域。最新的低壓磷擴散利用低壓氛圍可以得到更好的方塊電阻均勻性和更大的生產批量，同時對環境的影響最小。氧化工藝是使矽片表面在高溫下與氧化劑發生反應，生長一層二氧化硅膜。氧化方法有干氧和濕氧，濕氧包括水汽氧化和氫氧合成兩種。