晶体生长速度对硅单晶微缺陷影响的数值模拟

利用有限元分析软件对为300 mm直拉硅单晶生长过程进行模拟,分析了硅单晶体中微缺陷的类型和分布随不同晶体生长速度的变化规律。随着晶体生长速度的不断增大,硅单晶体中以空位为主的微缺陷区域逐渐增大,如水晶起源粒子(crystal originated particles,COP),以间隙原子为主的微缺陷区域逐渐减小,同时,间隙型微缺陷的浓度呈现不断减小的趋势,空位型微缺陷的浓度呈现不断增大的趋势。晶体生长速度的不断增大,硅单晶体中间隙型微缺陷的浓度与空位型微缺陷的浓度近似相等的区域先增大,后减小。通过Cu缀饰实验和流体图案缺陷(flow pattern defect,FPD)密度测量,将所得微缺陷类型、浓度的实验结果与晶体生长速度对硅晶体微缺陷影响的数值模拟结果进行了对比,实验结果验证了数值模拟的结果。