实验12半导体材料层错位错的显示
半导体线缺陷——位错
位错的基本类型及特征
1 • 刃型位错 2 • 螺型位错 3 • 混合位错
位错的基本类型及特征
混合型位错
晶体中已滑移区与未滑移区的边界线 （位错线）既不平行也不垂直于滑移方向， 即滑移矢量与位错线成任意角度，这种晶 体缺陷称为混合型位错
实际晶体中的位错往往既不是单纯的 螺位错，也不是单纯的刃位错，而是它们
滑移 是在外加切应力作用下，通过位错中心附近的 原子沿柏氏矢量方向在滑移面上不断地作少量位移（小于 一个原子间距）而逐步实现的。
攀移 刃型位错在垂直于滑移面方向上运动.攀移的实 质是刃位错多余半原子面的扩大和缩小。
割阶 曲折段垂直于位错的滑移面时 扭折 曲折段在位错的滑移面上时
柏氏矢量及位错的运动
对于纯刃型位错，位错的滑移沿位错线的法线方向进行。滑移面 同时包含柏矢量b和位错线。
表面附近的原子A和B依靠热运动能量运动到外面新的一层格点位置 上，而A和B处的空位由晶体内部原子逐次填充，从而在晶体内部形 成空位，而表面则产生新原子层，结果是晶体内部产生空位但没有间 隙原子，这种缺陷称为肖特基缺陷。
肖特基缺陷和弗仑克尔缺陷是同时存在的，统称点缺陷。
晶体缺陷的定义和分类
(a) 弗仑克尔缺陷
右手法则:食指指向位错线方向，中指指向柏氏矢量方 向，拇指指向代表多余半面子面位向，向上为正，向下为负。
(2) 螺型位错 ξs∥bs 正向（方向相同）为右螺旋位错，负向（方向相反）
为左螺旋位错。 (3) 混合位错 柏氏矢量与位错线方向成夹角φ
刃型分量be和螺型分量bs
柏氏矢量及位错的运动
位错的运动
柏氏矢量及位错的运动
（a）正攀移（半原子 面缩短）
(b)未攀移
（c）负攀移（半 原子面伸长）
晶体位错观察
实验一晶体位错观察一、实验目的1.初步掌握用浸蚀法观察位错的实验技术。
2.学会计算位错密度。
二、实验设备1. 单晶硅专用磨片机；2. 高纯热处理炉；3. 反光显微镜；4. 酸处理风橱；5. 纯水系统；6. 大、小烧杯；7. 大、小量筒8. 纯净干燥箱9. 超声清洗机，10. 硅单晶试样、11. 带测微目镜的金相显微镜、12. 切片机。
三、实验原理由于位错是点阵中的一种缺陷，所以当位错线与晶体表面相交时，交点附近的点阵将因位错的存在而发生畸变，同时，位错线附近又利于杂质原子的聚集。
因此，如果以适当的浸蚀剂浸蚀金属的表面，便有可能使晶体表面的位错露头处因能量较高而较快地受到浸蚀，从而形成小的蚀坑，如图1-1所示。
这些蚀坑可以显示晶体表面位错露头处的位置，因而可以利用位错蚀坑来研究位错分布以及由位错排列起来的晶界等。
但需要说明的是，不是得到的所有蚀坑都是位错的反映，为了说明它是位错，还必须证明蚀坑和位错的对应关系。
由于浸蚀坑的形成过程以及浸蚀坑的形貌对所在晶体表面的取向敏感，根据这一点可确定蚀坑是否有位错的特征（图1-1所示）。
本实验所用的硅单晶及其它立方晶体中的位错在各种晶面上蚀坑的几种特征如图1-2所示。
图1－1 位错在晶体表面露头处蚀坑的形成(a)刃型位错，包围位错的圆柱区域与其周围的晶体具有不同的物理和化学性质；(b)缺陷区域的原子优先逸出，导致刃型位错处形成圆锥形蚀坑；(c)螺位错的露头位置；(d)螺位错形成的卷线形蚀坑，这种蚀坑的形成过程与晶体的生长机制相反。
(111)图1-2 立方晶体中位错蚀坑形状与晶体表面晶向的关系由于浸蚀坑有一定大小，当它们互相重叠时，难以分辨，故浸蚀法只适用于位错密度小于106cm-2的晶体，且此法所显示的只是表面附近的位错，有一定的局限性。
四、实验步骤A. 浸蚀法观察位错浸蚀表面最常用的方法是化学法和电解浸蚀法。
化学法的步骤如下：1．切片：用切片机沿待观察的晶面切开硅单晶棒，制成试样。
半导体碳化硅中位错的识别及其在单晶生长过程中的演变
半导体碳化硅中位错的识别及其在单晶生长过程中的演变下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢!本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!半导体碳化硅中位错的识别及其在单晶生长过程中的演变1. 介绍1.1 研究背景1.2 目的和意义2. 半导体碳化硅中位错的识别方法2.1 透射电子显微镜观察2.1.1 TEM制样方法2.1.2 中位错的形貌特征2.2 X射线顶角解析2.2.1 X-ray topography的原理2.2.2 中位错的结构分析2.3 高分辨透射电子显微镜技术2.3.1 HRTEM的应用2.3.2 中位错的原子级分析3. 中位错在碳化硅单晶生长中的演变过程 3.1 初始阶段中位错的形成3.1.1 缺陷堆积的原理3.1.2 中位错密度的变化规律3.2 生长过程中的中位错扩散3.2.1 液相外延生长方法3.2.2 气相外延生长方法3.3 中位错对晶体性能的影响3.3.1 电子迁移速率的变化3.3.2 光电子特性的变异4. 结论4.1 中位错识别的重要性4.2 中位错演变对单晶生长的影响4.3 未来研究方向半导体碳化硅中位错的识别及其在单晶生长过程中的演变1. 介绍1.1 研究背景半导体碳化硅由于其优异的热导率和耐高温性能，在电子器件领域有着广泛的应用。
半导体实验思考题
西安理工大学半导体物理思考题第一上传是因为这个我帮女友完成的第一个项目，第二我知道学弟学妹们需要实验一1.腐蚀时间过长或过短反射光圈会出现什么情况？时间过长，光圈变大变亮。
2.解理法得到的特征光图中反射光斑对应什么晶面,（111）,（110）,（100）晶面的三个特征光图之间的相互方位如何？解理法将待测晶锭的一端先磨成锥形，在盛有80＃金刚沙的研钵中研磨，使锥形对面上解理出微小的解理面。
这些解理面都是按特定的晶向解理出来，因而包含着结晶学构造中的各种方向特征。
在图1.3 所示的单晶硅一类的金刚石结构中，其一级理解面为{111}，这使因为此晶面族之间原子间距最大，键合最小，最容易在外力作用下发生解理。
从图 1.3 可以看出，[110]是一跟二次轴，其周围有两个对称的理解面（111）和（111）,如果[110]晶轴与激光束平行，则从（111）、(!! 1)解理面上反射得到的特征光图呈二次轴对称。
而[100]是一根四次轴，其周围有四个解理面，（111）、（111）、（11 1），因而特征光图具有四次轴对称性。
由于研磨不能保证全部得到由理想的解理面组成的由规则小坑，而往往是杂乱无章的，因此反射出来的特征光图就显的比较暗淡，降低了定向精度。
在硅单晶定向中主要采用腐蚀法。
两种不同的预处理工艺所产生的特征光图的区别是：（1）由于小坑内暴露出来的晶面不同，反射光束的方位和角度也不用；（2 ）解理法产生的光图，其光斑呈点庄，这是因为其反射面为镜状解理面，这是由于腐蚀坑的侧面和底面的相交处的边缘呈圆钝状。
实验二1.位错和层错是怎样形成的?他们对器件有何影响？层错：硅单晶沿[111]方向生长，原子排列次序一定是AA’BB’CC’…,但是由于某种原因，原子排列不按正常次序生长AA’BC’AA’BB’CC’…,这样原子层产生了错排。
产生的原因：固液交界面掉有固体颗粒或热应力较大，过冷度较大等都可能造成层错面缺陷的产生，当衬底表面有机械损伤、杂质、局部氧化物、高位错密度等都有可能引起层错的产生。
实验12半导体材料层错位错的显示
实验12 半导体材料层错、位错的显示及照相通常制造电子器件要求所采用的半导体材料是单晶体，这就要求材料的原子排列应严格的按照一定规律排列。
但由于种种原因，实际的单晶中存在有某些缺陷，位错就是其中的一种。
在硅单晶中，由于种种原因，特别是在高温下材料内应力使原子面间产生滑移，晶面局部产生范性形变，这种形变即形成位错，使得完整的晶体结构受到破坏。
在半导体器件工艺制造中，外延是一项重要的工艺。
外延就是在单晶衬底上再长一层具有一定导电类型、电阻率，厚度的完整晶格结构的单晶层。
在外延生长过程中，原子的排列仍然要按一定的顺序，但是由于种种原因，如样品表面机械损伤，表面沾污气体不纯等，使得外延层原子的排列发生了错排，这种原子层排列发生错乱的地方叫层错，它是一种面缺陷。
一、实验目的1. 掌握半导体材料硅单晶片的位错的显示方法。
2. 掌握金相显微镜的使用方法并了解显微照像的一般过程并对结果进行分析。
*3.掌握半导体材料硅单晶片外延层的层错的显示方法。
*4.学会计算位错、层错密度以及观测外延层厚度的方法。
二、预习要求1. 阅读实验讲义，理解实验原理。
2. 熟悉有关仪器的使用方法及注意事项。
三、实验仪器数码摄影金相显微镜、计算机、打印机、具有位错、层错的样品、*外延硅片等。
四、基础知识位错：位错主要有刃位错和螺位错两种。
所谓刃位错(也称棱位错)，如图1所示，除了在“⊥”处有一条垂直于纸面的直线AD外，原子排列基本上是规则的，原子的位置排列错乱只发生在直线AD附近，我们就说在“⊥”处有一条垂直于纸面的刃位错。
因为在图(1)中由ABCD 所围成的原子平面象一把刀砍入完整晶格，而原子位置的错乱就发生在这把刀的刃AD附近，故取名刃位错。
图2的晶格包含了螺位错。
可以看出，除了在A 点垂直于晶体表面的直线AD附近的区外，原子的排列是规则的，因而在AD处有一条螺位错。
为什么称为螺位错呢？如果在晶体表面任取一点B，使它绕直线AD沿原子面顺时针转动，并保持B点与AD直线的距离不图1 刃位错图2 螺位错变，每旋转一周，B点将下降一个原子点，B点的轨迹是一条螺旋线，所以称为螺位错。
mosfet sic 位错
mosfet sic 位错【原创版】目录1.MOSFET 简介2.MOSFET 的位错现象3.位错的影响4.位错的解决方法5.总结正文一、MOSFET 简介MOSFET（金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管）是一种广泛应用于现代电子设备的半导体器件，以其高输入阻抗、低噪声和低功耗等优点而受到青睐。
MOSFET 主要由 n 型或 p 型半导体、氧化物层和金属层组成，根据其结构和材料不同，可分为增强型和耗尽型两种。
在实际应用中，MOSFET 可作为开关、放大器、振荡器等电路的组成部分，发挥着关键作用。
二、MOSFET 的位错现象位错（Dislocation）是一种在晶体中出现的线状缺陷，它是由于晶体生长过程中出现的排列错误或由于外力作用使晶体结构发生塑性形变产生的。
在 MOSFET 中，位错通常发生在氧化物层与半导体衬底之间的界面处。
位错在 MOSFET 中的产生原因主要有以下几点：1.晶体生长过程中的缺陷2.氧化物层生长过程中的不均匀性3.薄膜沉积过程中的应力积累4.器件加工过程中的机械损伤三、位错的影响MOSFET 中的位错会对器件的性能和可靠性产生不利影响。
首先，位错会影响氧化物层的厚度和质量，导致器件的阈值电压漂移、漏电流增加和场效应晶体管的电流放大系数降低。
其次，位错会改变半导体材料的能带结构，进而影响载流子的迁移率和扩散长度。
此外，位错还会引起应力集中，降低器件的机械强度和抗疲劳性能。
四、位错的解决方法针对 MOSFET 中的位错问题，可以采取以下几种解决方法：1.选择合适的材料和生长工艺，降低位错产生几率2.优化氧化物层生长条件，提高薄膜质量3.采用适当的后处理工艺，如退火、离子注入等，改善位错分布和应力状态4.设计合理的器件结构，减小位错对器件性能的影响五、总结MOSFET 中的位错现象会对器件的性能和可靠性产生负面影响。
材料微观结构第五章位错和层错的电子衍射衬度分析2
(2) 按图(b)所示环所在平面的几何取向， 即平面从左下方斜向右上方，而g指向 右方，则有：
•实际工作中，我们关心这些位错环是由空位片上 下原子面的崩塌而形成的“空位环”，还是由间 隙原子片嵌入完整晶体而形成的“间隙环”？ •前者是合金从高温淬火下来经常出现的缺陷，后 者多见于合金在退火时效的过程中． •它们都对合金的力学性能有重大影响，是材料工 作者十分关注的结构变化．
位
错
Ｆ环
Ｓ柏
－氏
注意：
当g•b＝０时，不全位错和它们中间夹着的层 错有可能均不可见．
而g•b＝±1/3，层错条纹可见，其端部的不全 位错却常常是不可见的．
有经验的工作者，依靠熟练的运用倾斜台的技 巧和恰当的选择g，运用这个规律，可以区别 g•b＝±1/3和g•b＝０这两种不全位错．
5.2.4 位错环分析
分析位错环性质的常用方法：判定位错像在其 真实位错的哪一侧？
上节课内容回顾
弹性各向同性材料中位错消像判据？ 螺位错和刃位错在满足g·b=0条件时，会不会
有残留衬度？为什么？
在合适的ghkl反射下（g•b≠0），位错芯区附近的 (hkl)晶面较好地满足布拉格条件。附近区域有时 因晶体弯曲，在一个带状区内取向均匀渐变，也 会显示类似位错线的暗带，叫做什么？应当如何 与真正的位错线区别？
5.2.3 不全位错衬度消像判据
不全位错是层错和周围完整晶体的边界，两 不全位错可同时也可单根显示衬度，也可二 者均无衬度．二不全位错间的层错有时显示 条纹衬度，有时衬度消失，依成像衍射条件 而定．
实际晶体中的位错 PPT课件
(d) 只能通过局部滑移形成。即使是刃型Shockley不 全位错也不能通过插入半原子面得到，因为插入半 原子面不可能导致形成大片层错区。
(e) 即使是刃型Shockley不全位错也只能滑移，不能 攀移，因为滑移面上部（或下部）原子的扩散不会 导致层错消失，因而有层错区和无层错区之间总是 存在着边界线，即肖克莱不全位错线。
不全位错沿滑移面扫过之后，滑移面上下层原子 不再占有平常的位置，产生了错排，形成了堆垛层错 (Stacking fault)。在密排面上，将上下部分晶体作适 当的相对滑移，或在正常的堆垛顺序中抽出一层或插 入一层均可形成层错。
层错破坏了晶体中正常的周期性，使电子发生 额外的散射，从而使能量增加，但是层错不产生点 阵畸变，因此层错能比晶界能低得多。
Frank分位错的特点：
(a) 位于{111}晶面上，可以是直线、曲线和封闭环，但 是无论是什么形状，它总是刃型的。因为 b=1/3<111>和{111}晶面垂直。
(b) 由于b不是FCC的滑移方向，所以Frank分位错不 能滑移，只能攀移（只能通过扩散扩大或缩小）。 不再是已滑移区和未滑移区的边界，而且是有层错 区和无层错区的边界。
chenli14即使是螺型肖克莱不全位错也不能交滑移因为螺型肖克莱不全位错是沿112方向而不是沿两个111面主滑移面和交滑移面的交线110方向故它不可能从一个滑移面转到另一个滑移面上交滑移
3.2.4 实际晶体中的位错
实际上晶体中的位错决定于晶体结构及能量 条件两个因素。在此特别讨论面心立方晶体中的 位错。
的4个外表面的中心分别为α，β，γ和δ，其中α是对
着顶点A的外表面的中心。其余类推。
这样A、B、
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验12 半导体材料层错、位错的显示及照相通常制造电子器件要求所采用的半导体材料是单晶体，这就要求材料的原子排列应严格的按照一定规律排列。
但由于种种原因，实际的单晶中存在有某些缺陷，位错就是其中的一种。
在硅单晶中，由于种种原因，特别是在高温下材料内应力使原子面间产生滑移，晶面局部产生范性形变，这种形变即形成位错，使得完整的晶体结构受到破坏。
在半导体器件工艺制造中，外延是一项重要的工艺。
外延就是在单晶衬底上再长一层具有一定导电类型、电阻率，厚度的完整晶格结构的单晶层。
在外延生长过程中，原子的排列仍然要按一定的顺序，但是由于种种原因，如样品表面机械损伤，表面沾污气体不纯等，使得外延层原子的排列发生了错排，这种原子层排列发生错乱的地方叫层错，它是一种面缺陷。
一、实验目的1. 掌握半导体材料硅单晶片的位错的显示方法。
2. 掌握金相显微镜的使用方法并了解显微照像的一般过程并对结果进行分析。
*3.掌握半导体材料硅单晶片外延层的层错的显示方法。
*4.学会计算位错、层错密度以及观测外延层厚度的方法。
二、预习要求1. 阅读实验讲义，理解实验原理。
2. 熟悉有关仪器的使用方法及注意事项。
三、实验仪器数码摄影金相显微镜、计算机、打印机、具有位错、层错的样品、*外延硅片等。
四、基础知识位错：位错主要有刃位错和螺位错两种。
所谓刃位错(也称棱位错)，如图1所示，除了在“⊥”处有一条垂直于纸面的直线AD外，原子排列基本上是规则的，原子的位置排列错乱只发生在直线AD附近，我们就说在“⊥”处有一条垂直于纸面的刃位错。
因为在图(1)中由ABCD 所围成的原子平面象一把刀砍入完整晶格，而原子位置的错乱就发生在这把刀的刃AD附近，故取名刃位错。
图2的晶格包含了螺位错。
可以看出，除了在A 点垂直于晶体表面的直线AD附近的区外，原子的排列是规则的，因而在AD处有一条螺位错。
为什么称为螺位错呢？如果在晶体表面任取一点B，使它绕直线AD沿原子面顺时针转动，并保持B点与AD直线的距离不图1 刃位错图2 螺位错变，每旋转一周，B点将下降一个原子点，B点的轨迹是一条螺旋线，所以称为螺位错。
一般情况下，晶体中的位错是刃位错和螺位错这两种简单位错的复杂组合。
这种缺陷不是一个点，而是呈线状。
这种线缺陷不可能在晶体内中止，它只能延伸到晶体表面，或在晶体内形成闭合环，或与其它位错相交。
半导体材料中位错的存在对晶体管集成电路器件的电学和力学性质都有影响。
半导体材料硅是共价键结构，每个原子分别与周围的四个原子共用一对价电子，但是在存在位错的情况下，例如对于刃位错上方的那一系列原子来说，只有三个原子与之形成共价键，因而这些原子的最外层都只有七个电子。
从而可以接受一个电子形成满壳结构，所以位错线相当于一系列受主中心，这些与位错相应的受主能级起着复合中心的作用，因此对载流子寿命有影响。
位错对载流子有散射作用，在低温下，它对载流子的散射作用变得很重要，使电子的迁移减小。
在器件制造工艺中，采用高温下将杂质向晶体扩散的方法形成具有不同导电类型结构的P-N结。
实践证明，杂质沿着位错线的扩散比在完整晶格中要快，从而使P-N结面变得不平整，影响器件的电学性能。
在制造器件过程中，常需要对材料进行化学腐蚀处理以得到清洁、平整的表面。
但是有位错的地方容易化学腐蚀，其速度比完整晶格处要快的多，使腐蚀后的表面不平整。
这是因为有位错的地方原子的排列失去规则性，结构比较松散，在这里的原子具有较高的能量并受有较大的张力，因此在位错线和样品表面的相交处很容易被腐蚀形成凹下的坑。
即所谓腐蚀坑。
当然，我们显示位错也正是利用这个特性，通过适当的化学腐蚀发现并观察位错。
一般器件制造要求单晶材料的位错密度要小于每平方米102个，对于集成电路，特别是大规模集成电路则要求更少。
位错的显示方法有X射线法，电子显微镜法和铜缀饰红外透射法等，最简单常用的是腐蚀金相法，本实验就采用腐蚀金相法。
这种方法的优点是设备简单，其缺点是只观测到与被测点相交的位错线。
* 堆耳层错：我们知道，硅的晶体结构是金刚石结构，如图3所示，在(111) 方向上它的排列次序是：AA ´BB ´CC ´即三个双层密排面一个重复周期。
假设外延衬底表面层的原子是按A 原子层排列，那么按正常次序外延生长的第一层原子应为A ´原子层。
但由于表面沾污、伤痕或晶格缺陷，原子在该处沉积等原因， 使得表面以某一区域出现反常，不是按A ‘原子面排列，而是按B 原子面排列。
以此类推，形成了ABB ´CC ´AA ´...... 的排列，与区域外按正常原子层排列的原子层比较，缺少了一层A ’原子， 这就形成了层错排列，或是在正常排列过程中插入一层原子如AAA ´BB ´CC ´AA ´...... 都可形成层错排列，如图4所示。
在(111)面的生长过程中，原子是按正四面体的排列方式生长的，每个原子和具有不同原子分布的一层中最邻近的三个原子组成正四面体， 于是层错区域就以正四面体的形式逐渐向外展开如图5。
因而层区在表面的边界一般呈正三角形， 而且该界面属于(111)晶面。
因而沿(111)方向， 在外延层中形成以衬底表面上一点为顶点的由(111)晶面族围成的层错区，它是一个倒立的正四面体，如图6所示。
图5 (111)面上硅原子按正四面体排列式生长 图6 外延层中层错区示图将层错正四面体的内部分开来看，原子的排列都是有规律的，但彼此不一致， 在过渡的地方原子的排列是错乱的，三组倾斜的(111)面是过渡界面， 那里的原子排列是不正常的，外延层表面正三角形的三条边上，原子的排列当然是混乱的。
用化学腐蚀液腐蚀外延层表面，(111)面就可以出现正三角形的层错，由于大多数层错起源于衬底表面，因而它的大小与外延层厚度直接有关，起源于(111) 衬底外延层层错面体的高就是外延层的厚度，因此在显示出层错图形后，测量其中最大的三角形边长L ，就可以求出外延层的厚度： L h W ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==36 (1)应当指出：外延过程中也可能出现层错， 所以在测量中应测量大的三角形边长才能得出正确结果。
层错对器件制造工艺的影响和位错相似，可以造成三极管发射区--收集区穿通，也可以不同程度的影响P-N 结的反相特性， 所以一般要求外延层中的层错密度小于102/cm 2，大规A A ' B B ' C C ' 图3 硅原子层正常排列次序示意图 A A ' B B ' C C ' A A ' B B ' B B ' C C ' A A ' B B ' C 图4 原子层排列错乱示意图模集成电路则要求更小。
五、实验原理1.数码摄影金相显微镜及图像采集数码摄影金相显微镜的实验原理、使用方法及图像采集的原理方法参见“实验10”中的相关内容。
2.样品缺陷的显示如前所述，在硅单晶中，有位错的地方其原子的排列失去规则性，结构比较松散，在这里的原子具有较高的能量，并受到较大的张力。
因此，在位错线和表面相交处很容易被腐蚀形成凹下的坑，即所谓腐蚀坑，我们正是利用这个特性来显示位错和层错的。
位错腐蚀坑的形状与腐蚀表面的晶格有关。
硅单晶(111)晶面上出现正三角形腐蚀坑、(100)晶面上是正方形，(110)晶面上是矩形。
样品表面偏离(111)、(100)、 (110)晶面腐蚀坑形状也将改变，如果偏离角度小于10°，腐蚀的形状将基本上符合上述情况。
所以根据腐蚀坑的形状也可粗略的判断样品的晶面。
腐蚀液的成分对腐蚀坑的形状也有一定的影响，使用的腐蚀液对位错区和非位错区腐蚀速度相差大，腐蚀坑的图形就清晰，因而对于不同的晶面，采用不同的腐蚀液。
硅(111)外延片上的层错显示同样采用腐蚀金相法，使用的铬酸腐蚀液与(111)面位错腐蚀液相同，但是腐蚀时间短，(111)面上的层错和位错图形都是正三角形，但层错是一空心三角形，腐蚀深的部分是三角形的三条边;位错是一实心的三角形，整个三角形内部腐蚀下去，为一三角形凹坑。
* 3.相关计算层错密度的测定方法与位错相同。
根据下列公式计算出位错(或层错)密度：Nns(2)DN层错(或位错)密度，单位为个数/[cm]2。
式中：Dn 被观测面上腐蚀坑的个数(各区平均数)。
S 被观测面的面积。
测量出最大三角形的边，根据公式(1)求出外延层厚度。
六、实验步骤及数据处理1．把样片放入配好的腐蚀液中约一分钟，夹出片子，放入塑料缸内，连镊子一起用水冲洗十次以上，然后夹出放在滤纸上，吸去水滴，即可观测。
2. 打开金相显微镜的电源，将样品置于载物台上，调整粗/微调旋钮进行调焦，直到观察到的图像清晰为止。
3. 调整载物台的位置，找到关心的视场，观察样品的缺陷；4. 显微摄影：利用与金相显微镜相连接的数码相机对显微镜放大的图像进行拍摄。
5. 将拍摄的图片进行存储后利用计算机中的“画图”软件对图片进行处理，然后利用文字处理软件（如word 软件）制作相关文档，并打印输出。
* 6． 根据观察结果计算位错（层错）密度：测定时应在在离样品边沿2mm 以内进行，对于位（层）错分布比较均匀的样品采用五点平均法(图7)；对于位（层）错很不均匀的样品，可采用分区标图法(图8)，每区各取三点，求平均值。
视场面枳的测定：可用一标准网目代替样品放在显微镜样品台上，直接求出视场面积。
由公式(2)求出层、位错密度。
* 7. 取下目镜，换上测微目镜，测出最大层错三角形的边长，计算外延层厚度。
最大层错三角形的边长读数应为：测微目镜读数除以物镜的放大倍数β，所以实际厚度应该是： β⎪⎪⎭⎫⎝⎛==L h W 36 （3） 七、注意事项观测视场内腐蚀坑数目时，如果发现(111) 晶向的单晶片或外延片上出现三角形的一个边或两个边，这同样说明在该处存在一个与表面相交的位错线，都应计算一个坑数。
八、思考题1. 位错、层错各是怎样形成的?它们对器件都有什么影响?2. 采用金相腐蚀法显示和观测层、位错，这种方法的原理是什么?有什么优缺点?3. 试探讨减少层、位错的方法和途径？ 九、参考资料半导体器件工艺原理，厦门大学物理系，人民教育出版社。
金相显微镜使用说明书。
十、附录：各种腐蚀液的配方和用法配制抛光液、腐蚀液腐蚀单晶片及外延片。
抛光液配方：HF ：HNO 3=1：3腐蚀液配方：它的配方很多，举例如下：1．铬酸腐蚀液：适用于(111)面。
首先配好CrO 3标准液，即用50克CrO 3溶解于100CC 的去离子水中，然后与HF 配成下列各腐蚀液：cro 3标准液(50%)：HF(40%)=2：1慢腐蚀速度cro 3标准液(50%)：HF(40%)=3：2中腐蚀速度图7 五点平均法图8 分区标图法cro3标准液(50%)：HF(40%)=1：1快腐蚀速度 (常用第三种配比。