1 外延層層錯(cuò)

1.1 外延層層錯(cuò)的形成模式

1.2 外延層層錯(cuò)的結(jié)構(gòu)

1.3 外延層層錯(cuò)的腐蝕形貌

1.3.1 外延層層錯(cuò)是面缺陷

1.3.2 腐蝕時(shí)在缺陷處體現(xiàn)優(yōu)先腐蝕

1.4 幾點(diǎn)說(shuō)明

1.4.1 層錯(cuò)的腐蝕形貌并非一定是完整圖形

1.4.2 層錯(cuò)的腐蝕形貌圖形可能大小不一

1.4.3 不同器件制造對(duì)層錯(cuò)密度的要求

2 外延層層錯(cuò)產(chǎn)生的原因及對(duì)器件性能的影響

2.1 外延層層錯(cuò)產(chǎn)生原因

2.1.1 襯底的表面質(zhì)量

2.1.2 外延用的氣體純度

2.1.3 外延工藝條件控制

2.1.4 外延系統(tǒng)的清潔度

2.2 外延層層錯(cuò)對(duì)器件制造及參數(shù)的影響

2.2.1 雜質(zhì)沿層錯(cuò)有增強(qiáng)擴(kuò)散的作用

2.2.2 層錯(cuò)處易吸附雜質(zhì)

2.2.3 外延層層錯(cuò)影響器件制造的穩(wěn)定性和工藝質(zhì)量的穩(wěn)定性

課程重點(diǎn)：本節(jié)介紹了〈111〉向硅外延過(guò)程中形成的外延層層錯(cuò)，指出其形成模式為硅原子按層排列的次序發(fā)生錯(cuò)亂而導(dǎo)致的缺陷；對(duì)所討論的外延層層錯(cuò)的結(jié)構(gòu)，指出是以{111}面圍成的四面體結(jié)構(gòu)；由于外延層層錯(cuò)是面缺陷，其晶格鍵的失配僅發(fā)生在所圍成的三個(gè)面上（四面體內(nèi)是完美結(jié)構(gòu)、四面體外也是完美結(jié)構(gòu)），而化學(xué)腐蝕時(shí)在缺陷處導(dǎo)致優(yōu)先腐蝕，則對(duì)所討論的外延層層錯(cuò)的表面腐蝕形貌為三條槽溝圍城的正三角形；對(duì)外延層層錯(cuò)的表面腐蝕形貌作了兩點(diǎn)說(shuō)明，其一是由于外延生長(zhǎng)時(shí)生長(zhǎng)速率可能不均勻，而導(dǎo)致某些層錯(cuò)面被淹沒(méi)，則腐蝕后的外延層層錯(cuò)的表面圖形形貌可能有不完整的，其二是外延層層錯(cuò)不一定都起始于襯底表面，則腐蝕后的外延層層錯(cuò)的表面圖形可能大小不一，但起始于襯底表面的外延層層錯(cuò)的表面圖形（如上一節(jié)介紹，利用該圖形進(jìn)行外延層厚度的測(cè)量）；給出了分離器件制造和集成電路制造對(duì)層錯(cuò)密度的要求。本節(jié)介紹了外延層層錯(cuò)產(chǎn)生的原因及外延層層錯(cuò)的存在對(duì)器件性能的影響，指出凡是能產(chǎn)生一個(gè)錯(cuò)排原子的因素都是外延層層錯(cuò)產(chǎn)生的原因，諸如襯底表面的質(zhì)量不合格、外延用的氣體純度不合格、外延時(shí)工藝條件控制出現(xiàn)失當(dāng)以及外延系統(tǒng)的清潔度達(dá)不到器件生產(chǎn)要求等，都將導(dǎo)致外延層的層錯(cuò)產(chǎn)生；對(duì)于外延層層錯(cuò)的存在對(duì)器件性能的影響，指出由于雜質(zhì)沿層錯(cuò)有增強(qiáng)擴(kuò)散的作用，對(duì)外延層層錯(cuò)穿過(guò)結(jié)的情況，將導(dǎo)致結(jié)的伏安特性曲線變軟、導(dǎo)致淺結(jié)器件的集電區(qū)與發(fā)射區(qū)的穿通，指出由于層錯(cuò)處易吸附雜質(zhì)的作用而導(dǎo)致電阻率的局部降落，還指出由于外延層層錯(cuò)存在的隨機(jī)性，將導(dǎo)致影響器件制造的穩(wěn)定性和工藝質(zhì)量的穩(wěn)定性。

課程難點(diǎn)：〈111〉向硅外延過(guò)程中形成的外延層層錯(cuò)，其形成模式與硅原子按層排列的次序發(fā)生錯(cuò)亂的關(guān)系；所討論的外延層層錯(cuò)的結(jié)構(gòu)與以{111}面圍成的四面體結(jié)構(gòu)有如何的對(duì)應(yīng)關(guān)系；外延層層錯(cuò)的表面形貌與化學(xué)腐蝕時(shí)在外延層層錯(cuò)面的缺陷處導(dǎo)致優(yōu)先腐蝕的對(duì)應(yīng)關(guān)系；為什么外延生長(zhǎng)時(shí)的生長(zhǎng)速率的不均勻，可導(dǎo)致某些層錯(cuò)面被淹沒(méi)，而使外延層層錯(cuò)的表面圖形形貌出現(xiàn)不完整的圖形形貌，這些不完整的外延層層錯(cuò)的圖形形貌也是層錯(cuò)；為什么外延層層錯(cuò)不一定都起始于襯底表面可導(dǎo)致腐蝕后的外延層層錯(cuò)的表面圖形出現(xiàn)大小不一的狀況，如何理解起始于襯底表面的外延層層錯(cuò)的表面圖形這一事實(shí)；為什么分離器件制造和集成電路制造對(duì)層錯(cuò)密度的要求不同。關(guān)于外延層層錯(cuò)產(chǎn)生的原因及外延層層錯(cuò)的存在對(duì)器件性能的影響。指為什么凡是能產(chǎn)生一個(gè)錯(cuò)排原子的因素都是外延層層錯(cuò)產(chǎn)生的原因，在器件生產(chǎn)工藝中都有哪些因素；外延層層錯(cuò)的存在如何對(duì)器件性能造成影響，器件性能與雜質(zhì)沿層錯(cuò)有增強(qiáng)擴(kuò)散的作用以及層錯(cuò)處易吸附雜質(zhì)的作用有什么關(guān)系；為什么說(shuō)由于外延層層錯(cuò)存在將影響器件制造的穩(wěn)定性和工藝質(zhì)量的穩(wěn)定性。

基本要求：要求了解〈111〉向硅外延過(guò)程中形成的外延層層錯(cuò)，清楚其形成模式為硅原子按層排列的次序發(fā)生錯(cuò)亂時(shí)而導(dǎo)致的缺陷；對(duì)所討論的外延層層錯(cuò)的結(jié)構(gòu)，清楚的知道是以{111}面圍成的四面體結(jié)構(gòu)；了解外延層層錯(cuò)是面缺陷，其晶格鍵的失配僅發(fā)生在所圍成的三個(gè)面上（四面體內(nèi)是完美結(jié)構(gòu)、四面體外也是完美結(jié)構(gòu)），而化學(xué)腐蝕時(shí)在缺陷處導(dǎo)致優(yōu)先腐蝕，則知道對(duì)所討論的外延層層錯(cuò)的表面形貌為三條槽溝圍城的正三角形；了解對(duì)外延層層錯(cuò)的表面腐蝕形貌作的兩點(diǎn)說(shuō)明，知道由于外延生長(zhǎng)時(shí)生長(zhǎng)速率可能不均勻，而導(dǎo)致某些層錯(cuò)面被淹沒(méi)，則腐蝕后的外延層層錯(cuò)的表面圖形形貌可能有不完整的，還知道外延層層錯(cuò)不一定都起始于襯底表面，則腐蝕后的外延層層錯(cuò)的表面圖形可能大小不一，但起始于襯底表面的外延層層錯(cuò)的表面圖形，會(huì)利用該圖形進(jìn)行外延層厚度的測(cè)定；清楚的知道分離器件制造和集成電路制造對(duì)層錯(cuò)密度的要求有什么不同，而為什么集成電路制造對(duì)層錯(cuò)密度的要求更高。清楚外延層層錯(cuò)產(chǎn)生的原因及外延層層錯(cuò)的存在對(duì)器件性能的影響。知道凡是能產(chǎn)生一個(gè)錯(cuò)排原子的因素都是外延層層錯(cuò)產(chǎn)生的原因，能夠列舉導(dǎo)致外延層層錯(cuò)產(chǎn)生的所有因素，比如襯底表面的質(zhì)量不合格、外延用的氣體純度不合格、外延時(shí)工藝條件控制出現(xiàn)失當(dāng)以及外延系統(tǒng)的清潔度達(dá)不到器件生產(chǎn)要求等引起的外延層的層錯(cuò)產(chǎn)生；知道外延層層錯(cuò)的存在對(duì)器件性能的影響，了解外延層層錯(cuò)在工藝制造中可能產(chǎn)生影響原因，諸如雜質(zhì)沿層錯(cuò)有增強(qiáng)擴(kuò)散的作用，這對(duì)外延層層錯(cuò)穿過(guò)結(jié)的情況，將導(dǎo)致結(jié)的伏安特性曲線變軟、導(dǎo)致淺結(jié)器件的集電區(qū)與發(fā)射區(qū)的穿通；了解由于層錯(cuò)處易吸附雜質(zhì)的作用而導(dǎo)致電阻率的局部降落的原因；還必須知道由于外延層層錯(cuò)存在的隨機(jī)性，將導(dǎo)致影響器件制造的穩(wěn)定性和工藝質(zhì)量的穩(wěn)定性的事實(shí)與原因。

第二章 外延工藝原理作業(yè)：

思考題5個(gè)，習(xí)題5個(gè)