擴散爐主要用于半導體材料的生產，其工作原理是基于擴散過程的物理和化學原理。擴散過程即是一種集體輸運過程，即物質在氣相或液相中從高濃度區域向低濃度區域的自發移動。在擴散爐中，先將摻雜物加工成粉末或固體塊，然后將其放置在爐底的托盤上。將晶體硅桿或片放置在爐中，并將爐門關閉，啟動爐子升溫至目標摻雜溫度。當爐溫達到所需溫度時，表面凈化劑（如氬氣）會通過爐子輸送管道進入爐內，以保持爐內氧化性質的穩定。接著，摻雜物會被加熱并釋放出摻雜原子，這些原子會很快擴散到近鄰的半導體晶體中。因而形成摻雜濃度梯度，遵循所有輸運過程的擴散規律。摻雜結束后，爐子冷卻至室溫，晶體硅桿或片從爐中取出并經過切片，加工制作成各種半導體器件。






需要注意的是在高溫氧化擴散爐體內硅片與外部供給的高純氧氣反應，使硅片上生成一層氧化層。這層氧化層的質量、穩定性和介質特性等性能對MOS工藝中的柵結構至關重要。溫度是影響氧化層特性的關鍵工藝參數，影響氧化層生長速度、均勻性等特性。氧化工藝要求硅片上各個區間與各個硅片都處于一致均勻、穩定的溫度場中，對爐膛恒溫區間的溫度一致性、穩定性要求極高；并且為了使各個硅片特性一致，在不同工藝溫度之間的變化過程中，要求所有硅片所處溫度盡量一致變化。氧化工藝是使硅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。






為監測氧化方法有干氧和濕氧變化工采網推薦推薦的極限電流型氧化鋯氧氣傳感器- SO-E2-250因為在氧化鋯電解質中電流的載體是氧離子，所以當電壓施加到氧化鋯電解槽時，氧氣通過氧化鋯盤被抽到陽極。如果給電解槽陰極加上一個帶孔的蓋子，氧氣流向陰極的速率就會受到限制。受到這個速率的限制，隨著所施加的電壓逐漸增加，電解槽內的電流會達到飽和。這個飽和電流被稱為極限電流，它與周邊環境中的氧氣濃度成正比。