晶体硅太阳电池设计-扩散基础

在扩散工艺中，方块电阻是反映扩散层质量是否符合设计要求的重要标志之一。

对应于一对确定数值的结深和薄层电阻，扩散层的杂质分布就是确定的。也就是说，把薄层电阻的测量同结深的测量结合起来，我们就能够了解到扩散入硅片内部杂质的具体分布。深入了解薄层电阻的定义和测试方法，对我们控制扩散条件和提高产品质量具有十分现实的意义。

㈠ 薄层电阻的定义

扩散层的薄层电阻也称方块电阻，常用Rs或R□表示，所谓薄层电阻，就是表面为正方形的半导体薄层在电流方向（电流方向平等于正方形的边，见图6-1）所呈现的电阻。

我们知道金属导体的电阻公式R=ρl/s，R是电阻，ρ电阻率，s面积，l长度。与之类似薄层电阻的大小应为：Rs=ρl/lxj=ρ/xj，可见，薄层电阻的大小与薄层的平均电阻率成正比，与薄层的厚度成反比（一般电阻的大小与边长成正比），而与正方形的边长无关，其单位为欧姆。为了表示薄层电阻不同于一般电阻，其单位常用[欧姆/方块]或[Ω/口]表示。

图（6-1）

㈡ 薄层电阻的物理定义

在半导体中，电阻率与杂质浓度之间关系为：

11 q N

当我们对掺杂浓度取平均值时：

1

q

(x)

所以： RS j j1q(x)Xj 注意：X(x) 为单位表面积扩散薄层内的净杂质总量。Rs的大小就直接反映了扩

入硅片内部的净杂质总量的多少。

薄层电阻越小，表示扩入硅片的净杂质越多，反之，扩入的就越少。

还要注意的是：不同的杂质分布和结深可获得同样的Rs，这是实际设计和工艺中常遇到的问题。例如下图中的两个分布曲线，可获得同样的Rs。