浅析多晶硅锭中位错存在的两种来源

根据晶体凝固生长与位错形成、运动与增殖的理论，多晶硅锭中位错存在两种来源：原生和增殖。  

原生位错

原生位错是从无到有的过程，凝固长晶过程实质上就是无序的熔融态硅原子排列成有序的晶体硅的过程，过程中当某些硅原子排列错误时，原生位错等晶体缺陷就形成。  

     

增值位错

增殖位错是从少到多的过程，是已有位错的基础上，由于应力作用驱动位错运动而导致的位错成倍复制增加（multiplication）。这个应力要高于 一定水平方能启动增殖，一般这个水平相当于晶体的塑性屈服应力。  

 

应力来源是固体温度分布不均造成的热应力，它在大尺寸晶体内部很难避免。晶体中位错的增殖能力很强，可以达到数百倍。因此就数量而言，凝固生长完成后晶体中的位错大部分应为增殖位错，但它们的根源是原生位错。在无位错的硅晶体中由热应力诱发位错几不可能，因所需应力达到GPa量级；而如硅晶体中已有位错存在，在凝固点附近温度其位错增殖启动应力低于10MPa，这是通常硅晶体凝固生长中能够达到的热应力水平。多晶硅锭定向凝固生长中原生位错不可避免，位错增殖问题随即而来。  



审核编辑：刘清