확 산 공 정 2009. 8. 12 김 선 태 한밭대학교 신소재공학부 정보전자부품소재연구소 태양전지 제조공정 실무자 양성 프로그램 확 산 공 정 2009. 8. 12 김 선 태 한밭대학교 신소재공학부 정보전자부품소재연구소

내 용 1. 클린룸 시설 소개 2. 확 산

클린룸 소개 1999년 7월 정보전자공동실험실 설립인가 (특성화 및 우수대학 사업비) Mask aligner 외 15종 도입 1999년 7월 정보전자공동실험실 설립인가 (특성화 및 우수대학 사업비) Mask aligner 외 15종 도입 2002년 6월 유성캠퍼스 현 클린룸 시설 확보 173 m2, class 10,000 (1,000) 2007년 8월 지역산업기반구축사업 정보전자부품소재연구소 설립 2008년 AFM 외 5종 도입 2009년 고온XPS 설치 완료 RF 스퍼터 외 5종 도입 예정

보유 장비 목록 6인치 실리콘 태양전지 제조공정 장비 정보전자부품소재 및 태양전지 분석·평가 장비 번호 장비명 모델명 1 Contact Mask Aligner ABM IR / ABM INC. 2 Spin Coater & Developer HANSONIC 3 Wet Etch Station APEX 4 Dry Etcher 5 Annealing/Oxidation Furnace 6 Diffusion Furnace Woosung HV 7 DC Sputter 8 Thermal Evaporator E306A / Edward 9 E-Beam Evaporator DaON 1000TE/ VTS 10 Screen Printer GP-600FV / DY Tech 11 Dual Chamber Rapid Thermal Process System 2009년 도입예정 12 Wafer Sawing Machine 13 RF Sputter 번호 장비명 모델명 1 X-ray Diffraction System D/MAX-2500U/ PC/ Rigaku 2 Atomic Force Microscope D-3100SPM / Veeco 3 Polarization Microscope OPTIPHOT2- POL/ NIKON 4 UV Microscope ECLIPSE E600 / NiKON 5 Spectroscopic Ellipsometer Mg-1000UV / Nano View 6 Probe Station DE/PM5 / Karl Suss 7 4-point Probe Analyzer CMT-SR2000N /㈜에이아이티 8 Semiconductor Parameter Analyzer HP4155B / Hewlett-Packard 9 LCR Meter E4980A / Agilent 10 X-ray Photoelectron Spectroscopy PHI 5000 Versa Probe 11 Solar Cell IPCE Tester 2009년 도입예정 12 Solar CellⅠ-Ⅴ Tester 13 Desk-top Scanning Electron Microscope

Clean Room for Si Solar Cell Process ㅍ ㅍ 2 3 4 5 6 7 16 17 18 19 Service Room XPS Lab. 8 White Room Yellow Room 9 20 25 16 24 28 30 10 21 26 1 11 12 13 14 15 22 23 27 29 White Room Equipments Yellow Room Equipments 1. N2 Purifier 2. RF Sputter 3. Chiller 4. E-Beam Evaporator 5. Wet Statiom 6. Screen Printer 7. DI Water Generator 8. Desk-top SEM 9. SolarCell I-V Meas. System 10. SolarCell IPCE Meas. System 11. RTP Furnace 12. DC Sputter 13. Working Table 14. Annealing Furnace 15. Diffusion Furnace 16. Wafer Sawing Machine 17. AFM Data Processor 18. AFM 19. Contact Mask Aligner 20. LCR Meter 21. HP-4155 22. Probe Station 23. UV Microscope 24. Ellipsometer 25. Toxic Gas Burner 26. Gas Cabinet 27. Gas Cabinet 28. Spin Coater 29. Dry Etcher 30. Dual-source XPS

Silicon Solar Cell Standard Process p-type Si wafer (100) chemical etching (texturing) n+ diffusion oxide removal (Chemical Etching) emitter formation (P2O5 diffusion) p+ Back-side contact (Aluminum sputtering) BSF formation (Drive-in diffusion) crystallization (Thermal annealing) TOC formation (ITO) (E-beam evaporation) contact formation (Ag-paste screen printing) metallization (Anneal & Edge sawing)

Diffusion

Diffusion 개요 확산이란 입자의 농도 차에 의해 농도가 높은 쪽에서 농도가 낮은 쪽으로 이동하는 현상 반도체 제조과정 중 필요한 부분에 불순물을 주입시키기 위해 확산기술이 이용됨 불순물 도핑의 주된 방법 - 확산 (Diffusion) : 깊은 접합(deep junction) 형성 - 이온주입 (Ion Implantation) : 얕은 접합(shallow junction) 형성 불순물 주입 목적 : p-n 접합 형성 그 외 - 일정한 종류의 캐리어와 일정한 비저항 - 금속과 실리콘의 접촉 저항을 낮추기 위한 표면의 고농도 불순물 층 형성 - 표면 전계 효과 소자의 특성 조절을 위한 표면의 저농도 불순물 층 형성 - 캐리어의 재결합을 증가시켜 고속의 포화 개폐 소자를 만들기 위한 중금속 주입 소자 제조 과정에서 불순물을 제거하거나 게더링을 위해 다른 불순물을 유인하는 불순물 주입

Diffusion 도핑 방법 - 결정 성장 중 도핑 Epitaxy의 경우 도핑 될 물질이 용융 실리콘이나 증기에 포함시켜 성장 불순물의 확산속도보다 결정의 성장속도가 빠르고 고체 안에서 확산의 영향은 비교적 작음 - 표면을 통한 도핑 (1) 고체 상태로부터의 도핑 도핑 될 불순물을 포함한 층을 표면에 형성시키고 고온에서 불순물이 반도체 내부로 확산 (2) 증기 상태로부터 도핑 고온의 로 안에 도핑 될 불순물을 포함한 증기에 반도체 표면을 노출시켜 확산 (3) 이온주입 진공 속에서 불순물 이온을 가속하여 표면으로 주입하면 충돌에 의해 불순물 이온이 반도체 내에 머물게 됨

Diffusion 확산과 이온주입의 비교 확산 이온주입 - 도펀트 원자는 웨이퍼 표면에 존재 - 도핑 농도는 표면으로부터 순차적으로 감소 이온주입 - 도펀트 원자를 웨이퍼 내부로 강제 주입 - 도핑 농도는 표면으로부터 일정한 거리만큼 떨어진 내부에서 최대, 그 전후에서 감소

<Schematic diagram of a typical open-tube diffusion system.> 확산 공정 석영관 전기로(quartz-tube furnace) 사용 - Dopant가 포함된 혼합가스를 주입 공정온도 - Si ; 800 ℃ ∼ 1200 ℃ / GaAs ; 600 ℃ ∼ 1000 ℃ 확산된 원자의 수 ∝ 혼합가스 내의 dopant의 분압 Si 내로의 확산 - p형 불순물 ; 주로 붕소(B) 사용 i i - n형 불순물 ; 주로 비소(As) 또는 인(P) 사용 소스(source) – 고체 (BN, As2O3, P2O5), 기체 (B2H6, AsH3, 또는 PH3 ), 액체 (BBr3, AsCl3, POCl3) - 액체소스를 주로 사용. <Schematic diagram of a typical open-tube diffusion system.>

Diffusion 반응 예 - 액체소스 사용 / 인(P) 확산 4POCl3 + 3O2 → 2P2O5 + 6Cl2 ↑ 2P2O5 + 5Si → 4P + 5SiO2 ↑ P2O5는 glass-on-Si wafer를 형성하게 되고, Si에 의해서 P로 환원 P는 Si 내로 확산되어 들어가고, Cl2 가스는 밖으로 배출

Diffusion 실리콘 내의 불순물 -실리콘 내의 불순물 : 실리콘 격자 안에서 불순물이 차지할 수 있는 위치는 대체 위치와 틈새 위치 두 가지이다. (1) 대체 위치 (substitutional position) - vacancy(빈자리) 의 이동 - 원자가 격자 위치에서 근처의 빈자리나 Schotty 결함으로 옮겨간다 - 실리콘 결정 내에서 Si의 확산이나 대체 불순물( Dopants : B, As, P..)의 확산 - 에너지 관점에서 볼 때 하나의 빈자리의 형성보다는 짝으로 된 빈자리 형성이 유리 - 원자가 도약을 하여야 하며 또한 원자가 들어갈 빈자리가 만들어져야 함 Moving probability : P probability for jumping over barrier : Pjump probability to form vacancy : Pvacancy 상온(300K)에서는 1028∼1045년에 한번 이동 소자가 동작하는 온도에서는 매우 안정됨

Diffusion 실리콘 내의 불순물 (2) 틈새 위치(interstitial position) P = 4exp[-W/kT] - 틈새위치에서 다른 틈새 위치로의 이동하는 모델 - 주파수 를 갖는 원자가 이동하기 위해서는 potential 장벽 W를 넘어야 한다. P = 4exp[-W/kT] atomic vibration frequency :  potential barrier : W jumping probability : P W ~1 eV,  = 1013∼1014/sec at 300K 상온에서 분당 1회의 이동을 하므로 충분한 이동이 일어나기 위해 서는 고온이 필요 틈새위치 확산은 실리콘에서는 중금속, 가벼운 금속의 확산 확산이 비교적 빠르고 gettering에서는 유용한 성질로 결함의 형성에는 나쁜 성질로 작용

불순물 분포상수 : K = CS /CL < 1 → 용해도 제한 Diffusion 용해도의 개념 - CL 과 CS 를 각각 평형 상태에서 경계면에서의 액체와 고체에서의 불순물 농도라 하면, 불순물 농도 비로 정의되는 분포상수 K<1은 용해도가 제한됨을 의미한다. 불순물 분포상수 : K = CS /CL < 1 → 용해도 제한

<Si 내에서 온도에 따른 각종 원소의 고체 용해도> Diffusion 온도에 따른 고체 용해도 실리콘의 녹는점 부근에서 고체 용해도는 감소하는데 이것을 그 dopant의 하강 고체 용해도(retrograde solid solubility)라 한다. 최대 용해도를 초과하면 격자가 지나치게 압박을 받아 새로운 상으로 들어가게 되고 새로이 생긴 상 부근에서 격자가 부서지는 현상이 나타난다. <Si 내에서 온도에 따른 각종 원소의 고체 용해도> 최대 용해도는 불일치 계수 = (Ri-RSi)/RSi 에 따라 용해도에 제한이 생김 (Ri = 불순물 반경 Rsi= 실리콘 반경)

Diffusion 실리콘 내 불순물의 전기적 특성 실리콘에 불순물이 도입되면 대체 위치나 틈새 위치를 차지하게 되며, 실리콘 에너지 밴드의 금지대에 하나 또는 몇 개의 전자 에너지 준위를 만들 수 있다. 이 에너지 준위는 전자의 소스 (source) 또는 싱크 (sink)로서 작용할 수 있으며 실리콘의 전기적 성질을 크게 변화시킨다. <여러 가지 불순물에 의한 실리콘의 에너지 밴드 갭에서의 에너지 준위.>

Diffusion 실리콘 내 불순물의 전기적 특성 0.09 (Ge) (1) 대체 불순물 실리콘 결정 격자에 들어온 V족 원소는 에너지 밴드에서 전도대 바로 아래의 에너지 준위를 차지하고 있다. 이와 같은 불순물은 주게 (donor)라 하며, 쉽게 전도대에 전자를 내어준다. 원자를 하나의 전자를 갖고 있는 수소 원자와 같이 생각하고 Bohr의 수소 모델을 사용하면 전자의 유효질량=m*, 유전율=ε, 전자의 전하량=e, Plank 상수=h 실리콘 결정 격자 내에 있는 III족 원소의 원자에 대해서도 비슷한 상황이 일어난다. 0.09 (Ge)

<전기 전도도와 온도 사이의 관계.> Diffusion 실리콘 내 불순물의 전기적 특성 (2) 틈새 불순물 - 밴드 갭 사이의 중간에 준위를 형성하여 받게나 주게로 작용 (예: 실리콘에 도핑된 Au ) - 주된 작용은 전자의 생성과 재결합 준위로 작용하여 실리콘의 밴드간의 전자의 간접 천이를 쉽게 함 <전자밀도와 온도 사이의 관계 : Ei는 Ec-Ed로 주어지는 불순물의 이온화 에너지> <전기 전도도와 온도 사이의 관계.>

<전자와 정공에 대한 이동도 상수> Diffusion 실리콘 내 불순물의 전기적 특성 (2) 틈새 불순물 <전자와 정공에 대한 이동도 상수> <Si의 불순물 농도와 이동도 사이의 관계>

Diffusion 실리콘 내 불순물의 전기적 특성 (2) 틈새 불순물 상온에서 실리콘의 불순물 농도에 따른 비저항의 변화 주입물의 전기적 성질 및 성질의 응용뿐만 아니라 확산층의 분석에도 중요 <비저항과 불순물 농도>

< Si에 대한 확산원 (diffusion source) > dopant의 성질 및 응용 < Si에 대한 확산원 (diffusion source) >

Diffusion 확산 방정식 - 확산의 두 가지 모델 (1) 공공 메커니즘 (Vacancy Mechanism) (2) 침입 메커니즘 (Interstitial Mechanism) (그 외: interstitialcy, crowdian mechanisms) <Atomic diffusion mechanisms for a two-dimensional lattice. (a) Vacancy mechanism. (b) Interstitial mechanism.>

Diffusion 확산 방정식 -확산 방정식 유도 F : 단위시간에 단위영역을 통하여 움직이는 dopant 원자의 수 C : 단위부피당 dopant의 농도. Fick’s 1st law D : 확산계수 (Diffusion coefficient / Diffusivity) F는 농도의 기울기(∂C/∂x)에 비례하고, dopant 원자는 고농도 영역으로부터 저농도 영역으로 움직일(확산될) 것이다.

Diffusion 확산 방정식 Dopant 불순물이 낮은 농도일 때에 대한 확산 계수를 측정한 것. 절대온도의 역수 값에 대하여 확산계수의 로그 값을 도시 격자간의 확산을 행하는 중금속 등의 확산 계수는 보통의 불순물의 확산계수와 비교 해서 ～104까지 큼. 즉 확산이 매우 빠름 <Diffusion coefficient (also called diffusivity) as a function of the reciprocal of temperature for (a) silicon and (b) gallium arsenide.>

Diffusion 확산 방정식 반도체 내에서 어떤 물질도 새로이 생성되거나 소모되지 않는다는 조건 하에 Fick’s 1st law 를 일차원 연속방정식(1-D continuity eq.)으로 치환하면, Dopant의 농도가 낮을 때, 확산계수는 도핑 농도와 무관 Fick’s 2st law

Diffusion 확산계수의 온도의존성 침입형 확산 모델에서의 Ea D0 : 외삽된 온도범위까지 에서 얻어진 cm2/s 단위의 확산계수 Ea : eV 단위의 활성화 에너지 침입형 확산 모델에서의 Ea dopant 원자가 하나의 침입형 자리에서 다른 자리로 이동하는데 필요한 에너지 Si와 GaAs에서는 0.5~2 eV 사이에서 얻어짐 공공형 확산 모델에서의 Ea 공공의 이동에너지와 공공형성에너지 모두와 관련이 있음 Si와 GaAs에서는 3~5 eV 사이에서 얻어짐

Diffusion 확산계수의 온도의존성 빠른 확산에서의 Ea Ea 값이 2 eV보다 적게 측정됨. 침입형 확산이 주된 메커니즘. 예) Si와 GaAs 내로의 Cu 확산 느린 확산에서의 Ea Ea 값이 3 eV보다 크게 측정됨. 공공형 확산이 주된 메커니즘. 예) Si와 GaAs 내로의 As 확산

<Si 내에서 각종 원자의 확산계수와 활성화 에너지> Diffusion 확산계수의 온도의존성 <Si 내에서 각종 원자의 확산계수와 활성화 에너지>

Diffusion 불순물의 농도분포 Dopant 원자의 확산 분포 : 초기(initial)조건과 경계(boundary)조건에 따라 변함 (1) 일정한 표면 농도 확산(Constant Surface Concentration Diffusion). - 불순물 원자가 기체소스로부터 반도체 표면에 공급되고, 뒤이어 웨이퍼 내로 확산 - 기체소스는 전체 확산 동안 일정한 표면 농도를 유지 (2) 일정한 전체 dopant 확산(Constant Total Dopant Diffusion). - 일정한 양의 dopant가 반도체 표면에 증착되고, 뒤이어 웨이퍼 내로 확산.

Diffusion C(x,0)=0 C(x,t)=Cs C(∞,t)=0 불순물의 농도분포 (1) 일정한 표면 농도 확산(Constant Surface Concentration Diffusion) t=0 에서의 초기조건 C(x,0)=0 반도체 내의 dopant 농도가 초기에는 0 (zero)이라는 의미이므로 그 경계조건은, C(x,t)=Cs Cs : x=0 일 때의 표면 농도. 시간에 무관한 값 C(∞,t)=0 표면으로부터 먼 곳은 불순물 원자가 없다

오차함수 (error function) erf(x)와 Diffusion C (0, t ) = Cs C (x, 0) = 0 C (, t) = 0 을 만족하는 방적식의 해는 erfc(x) = 오차보정함수(Complementary Error Function) (Dt)1/2 = 확산 깊이 erfc(x) = 1 - erf(x) 오차함수 (error function) erf(x)와 오차보정함수 erfc(x)와의 관계식 반도체 표면으로부터 거리의 변화에 따른 농도의 변화

<규격화된 Gaussian 함수와 erfc함수의 비교> Diffusion Normalized된 오차보정함수와 Gaussian 함수의 profile 비교 <규격화된 Gaussian 함수와 erfc함수의 비교>

Diffusion 일정한 표면농도 조건의 확산분포 . 주어진 확산온도에서 세 개의 연속적인 확산시간과 고정된 D 값에 대응하는 확산길이의 세 값에서 깊이의 함수로서 표준 농도를 도시. 윗 그림 : 선형좌표. 아래 그림 : 로그좌표. 반도체 내로 확산된 단위면적 당 불순물의 총 양 Q는 시간이 지날수록 dopant는 반도체 속으로 더 깊이 침투해 들어간다. <Diffusion profiles> (a) Normalized complementary error function versus distance for successive diffusion times. (b) Normalized Gaussian function versus distance.>

(2) 일정한 전체 dopant 확산(Constant Total Dopant Diffusion). 불순물의 농도분포 (2) 일정한 전체 dopant 확산(Constant Total Dopant Diffusion). t=0 에서의 초기조건 C(x,0)=0 경계조건은, Q =∫C(x,t)dx Q : 단위 면적당 총 불순물의 양 C(∞,t)=0

<Gaussian 함수의 규격화된 거리에 따른 규격화된 농도분포> Diffusion C (0, t ) = Cs Q =∫C(x,t)dx C (, t) = 0 을 만족하는 방적식의 해는 Gaussian 분포를 나타냄 Gaussian 분포 윗 그림 : 선형좌표 아래 그림 : 로그좌표 Gaussian 분포에서의 표면농도 Cs는 시간의 함수이고 (Cs = Q/(πDt)1/2), 반면에 오차보정함수의 Cs는 일정 <Gaussian 함수의 규격화된 거리에 따른 규격화된 농도분포>

Diffusion 반도체 제조공정에서의 실제적인 확산 집적회로 공정에서의 확산 두 단계(two-step) 확산이 일반적으로 사용됨. Step 1 : Short Constant-Source Diffusion 은 실리콘의 표면에 일정한 불순물을 Deposition 할 때 사용된다. 이러한 불순물은 Step2에서의 확산을 위한 Source가 된다 Pre-deposition step Step 2 : Limited Source Diffusion은 Drive-in step 이라 부른다. 불순물을 표면에서부터 원하는 깊이까지 이동시키는 공정을 말한다 주로 전기로에서 진행하며 , 산화공정과 함께 진행한다.

<표면으로부터 수직방향 ①과 수평방향 ②에 따른 농도분포의 비교.> Diffusion 반도체 제조공정에서의 실제적인 확산 (1) 2차원 확산 (Two-Dimensional Diffusion) Pre-deposition의 경우 (constant surface concentration)에 대해서 2차원적인 확산 결과 ①mask가 OPEN된 영역의 표면에서 수직인 방향과 ②mask의 OPEN된 영역의 끝 (edge) 부분으로부터 수평방향으로 거리에 따른 농도분포 수평방향으로 확산되는 정도는 수직방향으로 확산된 접합 깊이에 비해 동일 농도에서 15~20 % 정도의 차이 (접합의 형태를 원통모양으로 취급할 수 있다.) drive-in diffusion의 경우 (constant total dopant)에도 유사한 결과가 얻어짐 윗 그림 : 선형좌표. 아래 그림 : 로그좌표 <표면으로부터 수직방향 ①과 수평방향 ②에 따른 농도분포의 비교.>

Diffusion Lateral Diffusion 반도체공정에서는 mask에서 만들어 놓은 영역만 불순물 확산을 진행한다 일차원적인 확산 방정식은 전반적으로 깊이를 측정하는데 잘 맞는다 이러한 확산방정식은 mask edge에서는 잘 맞지 않다 즉 수직 방향 분만이 아니라 수평방향으로도 확산은 일어난다 수평방향은 수직 방향의 75~85% 정도 diffusion이 일어난다 이러한 lateral diffusion은 공정 설계에서 매우 중요하다 Lateral Diffusion은 IC또는 chip의 면적에 영향을 주게 된다

Diffusion (2) 산화막 성장에 따른 불순물의 재분포 열산화가 진행하는 동안에 Si-SiO2의 계면이 실리콘 기판 쪽으로 이동됨에 따라 성장하는 산화막과 실리콘 사이에서 불순물의 재분포(redistribution)가 일어남 균일하게 dopping된 실리콘 웨이퍼를 산화시켰을 때 불순물 인 (P)과 붕소(B)의 분포 분리계수 (segregation coefficient): 열평형 상태에서 계면 근처에서 산화막 내의 불순물 농도에 대한 실리콘 내의 불순물 농도의 비 계면 부근의 산화막에서 붕소의 농도는 실리콘 표면에서의 농도보다 높으며, 인의 경우는 반대로 낮음. 인은 SiO2에 흡수되기 어렵고, m>1이기 때문에 산화가 진행될 때 불순물을 산화막 밖으로 밀어내어 실리콘과의 접촉영역 부근에서 인의 축적을 유발시킴 붕소의 농도는 m<1이고 산화막이 불순물을 받아 들여 실리콘 표면에서의 붕소의 농도는 저하되고 고갈됨 <산화물-실리콘 경계면에서 서로 다른 분포계수 m에 대한 불순물 농도 분포.> 분리계수는 불순물 재분포에 영향을 미치는 인자 중 하나이다.

< 불순물들의 분리계수 (Si/SiO2) > Diffusion Impurities m Al < 10-3 As 10 ～ 103 B 0.3 ～ 10-2 Ga > 103 In P Sb < 불순물들의 분리계수 (Si/SiO2) > 그 밖의 불순물 재분포에 영향을 미치는 인자 확산계수 (DSiO2/DSi) DSiO2>>DSi 이면 m 의 값에 관계 없이 실리콘에서 불순물 고갈 산화속도와 확산속도와의 비 B/D 실리콘과 산화막을 분리하는 경계선이 얼마나 빨리 움직이는가를 결정해 주기 때문

Diffusion 축적 또는 결핍의 정도를 나타내는 Cs/CB 산화속도가 큰 H2O 분위기가 dry O2 분위기보다 CS/CB의 변화가 크다. 산화속도가 증가됨에 따라 재분포의 정도는 증가 (이는 습식산화에 대한 CS/CB의 값이 건식산화에 대한 CS/CB 값보다 모든 온도에서 작기 때문이다. ) <열산화 중의 붕소 (B)의 재분포.>

Diffusion 축적 또는 결핍의 정도를 나타내는 Cs/CB 인이 도핑된 웨이퍼가 900-1300 ℃에서 산화분위기의 함수로 나타낸 것. 습식산화의 경우가 재분포 과정이 더 활발해서 높은 CS/CB의 비를 보여줌. (즉 산화막과 접촉하고 있는 실리콘 표면에서 더 높은 인의 축척을 나타냄.) CS/CB의 비는 시간에 관계없다. (이것은 산화와 확산이 (t)1/2에 따라 진행되어 접촉영역에서 평형상태가 이루어지기 때문이다.) <열산화 중의 인(P)의 재분포.>

Diffusion 확산장치 <solid source diffusion> <liquid source diffusion> <gaseous source diffusion>

<pn접합의 형성과 불순물의 분포> Diffusion 확산계수의 측정 하나의 모체 결정재료를 준비해서 그 표면에 측정하려고 하는 원소를 정해진 조건에 따라 확산시켜, 그 깊이 방향의 농도분포를 측정하면 확산계수를 구할 수 있다. 대표적인 측정 수단으로 (1) 방사성 동위원소를 확산성분으로써 확산을 시킨 후 모체재료의 표면으로부터 일정량씩 연마해서 그 중에 함유된 방사성 성분 양을 하나하나 측정. (2) pn접합 또는 유사한 방법으로 확산의 깊이 Xj가 측정될 때 <pn접합의 형성과 불순물의 분포>

Diffusion (2) pn접합 또는 유사한 방법으로 확산의 깊이 Xj가 측정될 때 (a) 확산성분량 Q=일정한 경우, 표면농도를 N0, 접합부에서의 농도를 Nj라고 하면, 위 두식을 변형하면 보통의 경우 N0/Nj가 103이라면 이 값은 약 2.6, 105이라면 3.4로 그다지 큰 차이는 없다. 따라서, D를 알 수 있다.

Diffusion (b) 표면에 있어서 확산성분의 농도가 일정하게 되도록 하는 조건으로 확산을 시켜 그 때의 고용도를 알면 (c) 위와 같은 조건으로 확산시켜도 정확한 표면농도를 알 수 없을 때, 식을 이용하면, 결국 근사적으로, D를 알 수 있다.