层错常常发生在外延生长的硅单晶体上,当硅单晶片经过900~1200℃热氧化过程后,经常可发现表面出现层错。这些由氧化过程引起的层错,称之为OISF。因为每个层错都结合着部分位错,所以层错对硅单晶片的电性质影响与位错相似。
硅单晶沿[111]方向生长,原子排列次序一定是 AA’BB’CC’…,但是由于某种
原因,原子排列不按正常次序生长AA’BC’AA’BB’CC’…,这样原子层产生了错排。
1)外在因素。当受到机械上的损伤时,损伤处高
悬挂键吸附杂质及再经过热氧化的过程之后,即易引起层错的层错的发生。
晶棒热历史:CZ硅
单晶棒在900~1050℃的冷却速度是影响其产生的关键温度。如果CZ硅
单晶棒在这个温度内冷却速度较慢的话,会形成较多O2V,将成为OISF的成核位置。因此我们可以增加晶棒在这段温度的冷却速度,就可以避免OISF环的产生。
位错滑移会引起晶体的剪切变形,它是金属塑性变形的主要机制。位错造成晶体内原子的错排,进而引起它附近晶体点阵结构的弹性畸变,因此位错也是内应力源。只有当金属的层错能很低时,完整位错的分解才会明显出现。当满足一定条件时,完整位错可以分解成若干部分位错,但是必须满足分解之前的能量大于分解后各部分的能量总和,只有这样的分解从能量角度分析是有利的,因此这个过程才能在热力学上进行下去。因此可以认为,各部分位错之间是存在某种排斥作用。当完整位错在某一晶面上分解后,该晶面上各部分位错之间的正常点阵结构受到进一步的破坏,促使体系能量升高。这种能量称为层错能。