層錯(cuò)可以起源于外延層的內(nèi)部,但絕大多數(shù)是從襯底與外延層的交界面開(kāi)始的。硅品體MAX202CPE是金剛石型結(jié)構(gòu),以沿(111〉晶向生長(zhǎng)的外延層為例來(lái)看堆積層錯(cuò)產(chǎn)生的具體過(guò)程。沿〈111〉晶向,原子排列秩序?yàn)锳A′BB′C1C′…,即由雙層原子面堆積而成,完整的外延層也應(yīng)如此。但是,在外延生長(zhǎng)過(guò)程中,囚為各種原岡使某一個(gè)晶格格點(diǎn)上的原子堆積秩序發(fā)生錯(cuò)亂,在這個(gè)原子之上的原子,又以錯(cuò)亂原子為序,按正常排列秩序堆積下去。由于晶體中的缺陷是非穩(wěn)定狀態(tài),原子能量較高。因此,在同一個(gè)晶面上不太可能形成許多錯(cuò)配的晶核。隨著外延生長(zhǎng),錯(cuò)配的晶核只能在傾斜的(111)面上依靠位錯(cuò),不斷發(fā)展下去直到表面,成為一個(gè)倒置的四面體。例如,當(dāng)襯底表面為Λ原子面,按正常次序,上面應(yīng)該生κⅣ―B雙層原子面。由于某種原因,使排列秩序發(fā)生錯(cuò)亂,結(jié)果上面生長(zhǎng)的是B′-C雙層原子面,再往上則是C′―A面……以此為序按正常規(guī)律排列下去,直到外延層表面而形成層錯(cuò)。

    外延層    層錯(cuò)是最容易檢測(cè)的缺陷,利用化學(xué)腐蝕方法襯底   便可以顯示層錯(cuò)的圖形,再利用金相顯微系統(tǒng)觀察其在外延表面的分布和形狀。外延層生長(zhǎng)方向不同,在表面上所顯露的缺陷圖形也不同。圖⒊22所示是d11〉硅外延表面三種典型的層錯(cuò)圖形。當(dāng)兩個(gè)圖⒊22 (11D硅外延表面三種典型層錯(cuò)圖形 或多個(gè)層錯(cuò)相遇時(shí)能會(huì)構(gòu)成更為復(fù)雜的圖形。 從外延缺陷分析可得出,襯底質(zhì)量特別是襯底表面質(zhì)量直接影響外延層晶格缺陷密度,外延過(guò)程中對(duì)襯底的清洗、表面的腐蝕、生長(zhǎng)室的清潔情況、源材料的純度.以及藝條件等都會(huì)對(duì)外延層晶格完整性帶來(lái)影響。