硅和其它半导体所生长的晶棒(ingot)中都有许多晶体缺陷。
这些缺陷会影响到晶圆制作,继而影响到集成电路与元件制作的质量。晶体缺陷常遇到的有:
- 点缺陷:不同种类的原子进入晶格,或取代(substitution)硅原子,或介于(interstitial)硅原子间。硅原子自晶格消失形成空缺(vacancy)。硅原子自晶格位置移入邻近晶格间的位置形成法兰克缺陷(Frankel Defect),如下图所示。
2. 平面滑动(slip):由于晶体中一部分相对于它部分受到剪应力(shear),造成一部分相对于它部分永久变形,如下图所示。
图:受剪切力产品平面滑动过程
3. 晶体错排(dislocation):晶体中一部分由于不平衡加热或冷却,晶体中局部区域产生平面滑动,在晶体结构上造成局部性缺陷,如下图所示。
左图:错排移动,右图:在晶体结构上造成局部性缺陷。
这三种缺陷和其它不常遇到的缺陷都可用特殊触刻液触刻显示出。这种触刻液会沿着缺陷边缘触刻,显出缺陷的特性与程度。
由浮动区域法或柴可拉斯基法生长之硅,缺陷几乎可消除。然而,在后续处理中常由于疏忽会再引入,例如晶圆在任何高温处理步中不适当的加热或冷却,错排,滑移和其它缺陷都会介入。
修改于2024年04月06日