晶体缺陷crystal defects

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：

1. 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。

图片

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。

图片

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。

图片

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