最後更新:2026年10月8日晶圓製造・基板加工矽晶圓製造(長晶・切片・研磨)中國大陸:滑移(滑移位错)

滑移(滑移差排)是什麼

Slip (Slip Dislocation)

滑移(滑移差排)是在熱處理等過程中晶圓面內產生溫度差或應力時,差排沿晶體滑移面移動而產生的缺陷,在(100)晶圓上呈現為彼此正交的直線狀階差。溫度越高越容易發生,以晶圓外圍或支撐點為起點。會導致漏電流與疊對精度惡化,可藉由設計升降溫條件與支撐方式,以及氧的釘扎效應來抑制。

目錄5 項
  1. 定義與原理
  2. 常見問題
  3. 相關企業
  4. 相關用語
  5. 比較文章

定義與原理

滑移(滑移差排)是在熱處理等過程中矽晶圓承受大應力時,差排沿晶體滑移面移動、原子面錯開而產生的缺陷。在晶圓表面呈現為沿滑移面與表面交線的直線狀階差,在(100)晶圓上可觀察到彼此正交的〈110〉方向線條。

成因多為熱應力。晶圓面內有溫度差時,熱膨脹的差異會在內部產生應力。當這個應力超過高溫下的降伏應力,差排便開始滑移並增殖。矽在溫度越高時差排越容易移動,因此在超過1,000℃的熱處理,或急速升降溫的 RTP、閃光燈退火中容易發生。

容易發生的位置是溫度差或應力集中之處。晶圓外圍容易散熱,溫度比中心更容易變化,因此從邊緣向內延伸的滑移最為典型。此外,立式爐的晶舟或承載座支撐晶圓的接觸點、邊緣的缺角或刮傷,也會成為起點。300mm 晶圓自重大,支撐點承受的應力也大,因此支撐方式的設計變得更加重要。

滑移同時影響良率與製程。到達元件區域的差排會成為接面漏電的原因,擴及整片晶圓的滑移則會使晶圓變形,使曝光製程的疊對精度惡化。

對策有2個方向:減小應力,以及使差排不易移動。前者包括最佳化升降溫速度、使晶圓面內溫度均勻、改良支撐點的配置與形狀。後者則已知 CZ 矽中的間隙氧與氧析出物有固定(釘扎)差排的效果,幾乎不含氧的 FZ 晶圓較容易發生滑移。

滑移(滑移差排)的常見問題

為什麼滑移看起來是直線狀?
因為差排只在矽的{111}面這個滑移面上移動。沿滑移面與晶圓表面相交的線會產生原子面的階差,因此在(100)晶圓上呈現為彼此正交的〈110〉方向直線。典型的觀察結果是從晶圓外圍向內延伸的平行線束。
滑移會在哪些製程中發生?
在高溫下晶圓面內產生溫度差的製程。代表性的有超過1,000℃的擴散爐熱處理、急速升降溫的 RTP 或閃光燈退火,以及磊晶成長。支撐晶圓的晶舟或承載座接觸點、邊緣的缺角,因應力集中,也是容易成為起點的位置。
要如何防止滑移?
結合減小應力的方法與使差排不易移動的方法。前者包括最佳化升降溫速度、使晶圓面內溫度均勻、改良支撐點配置;後者則是利用 CZ 矽中的氧對差排的釘扎效應。幾乎不含氧的 FZ 晶圓容易發生滑移,因此熱處理條件需要更加注意。

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