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:漩涡缺陷

漩渦缺陷(Swirl Defect)是什麼

Swirl Defect

漩渦缺陷是對矽單晶晶圓進行選擇性蝕刻時,以漩渦狀呈現的微小晶體缺陷分布。它是在晶體冷卻過程中,過剩的空位或間隙原子聚集而成,哪一種殘留較多,由拉晶速度與溫度梯度之比V/G決定。目前作為Grown-in缺陷的一種,透過控制晶體成長條件加以降低。

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

漩渦缺陷(Swirl Defect)是將矽單晶切片所得的晶圓進行選擇性蝕刻時,以漩渦狀(swirl)或條紋狀圖樣呈現的微小晶體缺陷分布。1960~70年代,在以無差排方式成長的FZ(浮區)法矽晶體中被發現,後來在CZ法晶體中也觀察到。由於缺陷沿著晶體成長時的成長起伏排列,因此形成漩渦狀圖樣。

漩渦缺陷的本質,是晶體冷卻過程中過剩的點缺陷(原子脫離後的空位,或多餘的間隙矽原子)聚集而成的微小缺陷。由間隙矽聚集形成之差排環的較大缺陷稱為A缺陷,更小的聚集體則稱為B缺陷。之後Voronkov的理論闡明,哪一種點缺陷殘留較多,取決於晶體拉晶速度V與固液界面附近溫度梯度G之比(V/G)。V/G大時空位較多,會形成COP等空位型缺陷;V/G小時則形成間隙型缺陷。

漩渦缺陷會造成其上所製作元件的接面漏電與氧化層不良,因此已透過改善晶體製造條件而降低。現今包含漩渦缺陷在內的這類晶體成長時缺陷,統稱為Grown-in缺陷,對策包括精密控制拉晶速度與溫度梯度以製作幾乎無缺陷的晶體,或以退火、磊晶層消除表面缺陷。

漩渦缺陷(Swirl Defect)的常見問題

漩渦缺陷為什麼看起來呈漩渦狀?
因為晶體在旋轉成長時,成長速度與溫度會有微小的週期性起伏,缺陷密度沿著這些起伏而變化。對晶圓進行選擇性蝕刻後,缺陷多的部分會以條紋浮現,看起來呈漩渦狀圖樣。
漩渦缺陷與COP有何不同?
兩者都是晶體成長時形成的微小缺陷(Grown-in缺陷)。作為漩渦缺陷主體而為人所知的A缺陷、B缺陷,是間隙矽原子聚集而成;COP則是原子脫離後的空位聚集而成的八面體空洞。形成哪一種,由拉晶速度與溫度梯度之比V/G決定。

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