DE2537464A1 - Verfahren zur entfernung spezifischer kristallbaufehler aus halbleiterscheiben - Google Patents
Verfahren zur entfernung spezifischer kristallbaufehler aus halbleiterscheibenInfo
- Publication number
- DE2537464A1 DE2537464A1 DE19752537464 DE2537464A DE2537464A1 DE 2537464 A1 DE2537464 A1 DE 2537464A1 DE 19752537464 DE19752537464 DE 19752537464 DE 2537464 A DE2537464 A DE 2537464A DE 2537464 A1 DE2537464 A1 DE 2537464A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- semiconductor
- semiconductor wafer
- mechanical stress
- stress field
- silicon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims description 3
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 claims description 26
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 10
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 6
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910005540 GaP Inorganic materials 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DAMJCWMGELCIMI-UHFFFAOYSA-N benzyl n-(2-oxopyrrolidin-3-yl)carbamate Chemical compound C=1C=CC=CC=1COC(=O)NC1CCNC1=O DAMJCWMGELCIMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- HZXMRANICFIONG-UHFFFAOYSA-N gallium phosphide Chemical compound [Ga]#P HZXMRANICFIONG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 description 1
- DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N krypton atom Chemical compound [Kr] DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021388 linseed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000000944 linseed oil Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052756 noble gas Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/02—Elements
- C30B29/06—Silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B33/00—After-treatment of single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/322—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to modify their internal properties, e.g. to produce internal imperfections
- H01L21/3221—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to modify their internal properties, e.g. to produce internal imperfections of silicon bodies, e.g. for gettering
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/061—Gettering-armorphous layers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Punktdefekten
und Punktdefektaggloraeraten aus Halbleiterscheiben.
Bei der Herstellung elektronischer Bauelemente, insbesondere mit
unipolaren Strukturen, bei welchen im Gegensatz zu Bipolartransistoren lediglich eine Ladungsträgerart eine Rolle spielt, fördern
Punktdefekte,wie etwa Leerstellen oder Zwischengitteratorae die Ausbildung von Leckströmen, die die Regenerationszeit (refreshment time),
d.h. die Zeit, in der ein derartiges Bauelement wieder neu angesprochen werden muß, negativ beeinflussen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Punktdefekte und Punktdefektagglomerate aus Halbleiterscheiben, wie sie für die Herstellung
derartiger Bauelemente verwendet werden, zu entfernen.
Gelöst wird diese Aufgabe ge«, s der Erfindung dadurch, riuii die Halb
leiterscheiben einseitig mit einem mechanischen Spannungsfeld hen und nachfolgend einer Wärmebehandlung unterzogen werden»
Ein derartiges mechanisches Spannungsfeid läßt sich auf der Halbleiterscheibe beispielsweise dadurch erzeugen, daß in die Scheibenoberfläche ein Dotiermaterial eingebracht wird,und zwar in einer Menge,
709809/0555
• a.-
die über der maximalen Löslichkeit ira Kristallgitter der Halbleiterscheibe
liegt, wobei unter der maximalen Löslichkeit die Menge an Freradatomen verstanden werden soll, die das Gitter gerade noch
aufnehmen kann, bevor es kollabiert. Voraussetzung ist dabai, daß
die Fremdatome eine gegenüber den Gitteratoraen der Halbleiterscheibe
unterschiedliche Größe aufweisen. Besteht die Halbleiterscheibe beispielsweise aus Silciutn, so würden sich als Dotiermaterial beispielsweise
Elemente der V. Hauptgruppe, wie Phosphor oder Antimon, oder auch Elemente der III. Hauptgruppe, wie insbesondere Bor, aber
auch Aluminium, Gallium oder Indium, eignen.
Die aus gegossenem, zonengezogenem oder insbesondere tiegelgezogenem
Halbleitermaterial geschnittenen bzw. gesägten, gegebenenfalls geätzten oder polierten Halbleiterscheiben werden bei diesem Prozeß
in einem üblichen Diffusionsofen bei hoher Temperatur, die dabei abhängig ist sowohl vom Halbleitermaterial wie vom gewählten
Dotierstoff, gegebenenfalls auch der gewählten Dotierstoffverbindung, und etwa im Falle des Siliciums als Halbleitermaterial und Phosphor
als Dotierstoff bei etwa 1.0OO bis 1.200 C liegt, einem den Dotierstoff
oder die Dotierstoffverbindung enthaltenden Gasstrom, meist im Gemisch mit Sauerstoff und/oder einem Inertgas, wie beispielsweise
Neon, Krypton, Xenon oder insbesondere Argon, ausgesetzt, wobei in der Regel 10 bis 20 Minuten ausreichend sind. Nach erfolgter Einwirkung
des Gasgemisches auf die Halbleiterscheiben werden diese durch schnelles Herausnehmen aus der Hochtemperaturzone auf eine erheblich
niedrigere Temperatur, beispielsweise Raumtemperatur, abgeschreckt. Bei dieser erheblich tieferen Temperatur wird aber die
maximale Löslichkeit des Dotierstoffs ira Wirtsgitter der Halbleiterscheibe überschritten. Das Wirtsgitter gleicht hierdurch bedingte Verspannungen
durch Ausbildung von Fehlanpassungsversetzungen aus.
Da sich die skizzierten Vorgänge lediglich im oberflächennahen Bereich
der Halbleiterscheibe bis in eine Tiefe von etwa 1 bis 5 μ, ι
meist sogar nur bis in eine Tiefe von 1 bis Zu. abspielen, läßt sich
709809/0553 /3
durch nachfolgendes Polieren einer Scheibenoberfläche diese dünne mit Fremdatomen und Fehlanpassungsversetzungen durchsetzte Schicht,
die ursprünglich auf beiden Seiten der Scheibe ausgebildet war, leicht einseitig wieder abtragen, wobei das Versetzungsnetzwerk dann lediglich
auf einer Scheibenseite verbleibt.
Hervorragend bewährt hat sich als bevorzugte Möglichkeit zur Erzeugung
eines mechanischen Spannungsfeldes auf der Halbleiterscheibe die Erzeugung einer definierten Oberflächenzerstorung einer Scheibenseite.
Wichtig ist dabei, daß nur ein Teil der Oberfläche einer Scheibenseite, etwa 0,01 bis 50 % - wobei meist allerdings schon 0,1 bis 1,5 %
ausreichend sind - zerstört wird, und zwar am besten statistisch über
den gesaraten Oberflächenbereich einer Scheibenseite. Das quantitative
Ausmaß der Zerstörung ist dabei in der Regel schwer abzuschätzen, da bereits während der Zerstörung Ausheilprozesse stattfinden. Die genaue
quantitative Erfassung ist aber schon deshalb unerheblich, da be.veits geringe Zerstörungen den gewünschten Effekt, der in der Einstellung
eines mechanischen Spannungr»i'eldes in einer Scheibenoberfläche liegt, bedingen.
Diese partielle Zerstörung der Halbleiteroberfläche, die dabei auch
wiederum nur bis in einige Mikron Tiefe wirken soll, kann beispielsweise
durch kurzzeitiges Schleifen einer Sch·, ibenoberflache mit einem
Schleifmittel, dessen Feststoffkomponente eine größere Härte aufweist
als das zu behandelnde Halbleitermaterial« erzeugt werden. Als Schleifmittel
eignen sich hierzu beispielsweise Aluminiumoxid, Diamantpulver,
Zirkonoxid, Quarz,Silicate,Fluorsilicate oder Siliciumcarbid mit einer
durchschnittlichen Korngröße von etwa 5 bis ΖΟΟταμ, suspendiert in einer
Flüssigkeit, wie beispielsweise Wasser, Glycerin, Alkohol, Leinöl, Petroleum oder Gemischen derselben. Das Schleifen wird am einfachsten
auf einer für das Polieren von Halbleiterscheiben gebr-Kuchlichen Poliermaschine
durchgeführt. Als Poliertücher eignen s- besonders gut im Händel erhältliche weiche Folien aus beispielweise Polyurethan,
Polyamid, Polyester oder Polyvinylchlorid.
709809/0553 /ft
-H'
Die Bearbeitungszeit, d.h. die Schleifdauer, ist dabei sehr kurz,
etwa 1 bis 8 Minuten, und gewöhnlich abhängig vom gewählten Schleif- \
mittel, Anpreßdruck und Umdrehungszahl das Poliertellers. Die Scheibenoberfläche
darf nur deshalb einseitig kurz bearbeitet werden, da gewöhnlich nur ein sehr geringer Teil der Oberfläche zerstört werden
soll. Ein Läppen der gesamten Scheibenoberfläche - wenn auch nur
einseitig - würde nicht zu guten Ergebnissen im Sinne der Erfindtmg
führen. Neben den für das Polieren von Halbleiteracheiben üblichen Umdrehungszahlen für das Poliertuch wird ein Anpreßdruck im Bereich
— 3 2 — 2
von etwa 10 bis 10 kp/cm , bevorzugt zwischen 5 x IO bis 1 kp/cin ,
vorteilhaft sein.
Wurde nach einem dieser beiden - oder im Sinne dieser Erfindung auch
dritten - Verfahren ein Spannungsfeld auf einer Seite der Halbleiteroberfläche erzeugt, so werden in einem nachfolgenden Schritt die
Punktdefekte durch einen Temperprozeß bei einer Temperatur, die insbesondere im Falle von Silicium als Halbleitermaterial bei etwa 800
bis 1.200 C liegt, abgesaugt. Die bei der hohen Temperatur beweglichen
Punlctnefekte in der Form von insbesondere Leerstellen oder Zwischengitteratomen,
werden durch das einseitig wirkende Cpannungafeld, welches durch das aufgrund von Fremddotierung ausgebildete, einseitige
Versetzungsnetzwerk oder die Oberflächenzerstörung bedingt wird, aus
der Halbleiterscheibe abgesaugt. Der Vorgang ist stark temperaturabhängig und kann,1 Minute bis 8 Stunden in Anspruch nehmen,meist
sind aber bereits 30 Minuten bis 3 Stunden ausreichend.
Statt eines reinen Temperprozesses unter Vakuum oder Inertgas empfiehlt
sich häufig auch die Durchführung einer thermischen Oxidation im gleichen Temperaturbereich unter bevorzugt wasserfeuchter, sauerstoffhaltiger
Atmosphäre, wie beispielsweise hochgereinigte Luft, Sauerstoff oder Edelgas-Sauerstoff
gemischen, da eine derartige Oxidation der Halbleiterscheibe vom Weiterverarbeiter bei der Herstellung von beispielsweise Isolierschicht-Feldeffekttransistoren,
abgekürzt MOSFET (raetai-oxyde-semiconductor)
sowieso vorgenommen werden müßte. Für diesen Oxidationsprozeß werden zwischen 1 Minute bis 20 Stunden beansprucht, da er ebenfalls
sehr stark temperaturabhängig ist, in den meisten Fällen genügen aber
709809/0553
auch hier 1 Stunde bis 5 Stunden. Anschließezid wird sowohl beim
reinen Tempern wie auch beim Oxidieren langsam auf Raumtemperatur abgekühlt.
Es ist auch möglich, die beiden Schritte, Erzeugung eines mechanischen
Spannungsfeldes und nachfolgende Wärmebehandlung, zeitlich zu trennen, d.h.den zweiten Schritt erst unmittelbar bei der Weiterverarbeitung
dieser präparierten, mit einem Spannungsfeld versehenen Halbleiterscheiben zu MOS-Bauelementen vorzunehmen, da er hierbei,
wie bereits erwähnt, sowieso unumgänglich wird.
Das Verfahren wird bevorzugt bei der Entfernung von Punktdefekten und
Punktdefektiigglomeraten aus insbesondere tiegelgezogenem Silicium
eingesetzt. Es ist prinzipiell aber auch bei anderen Halbleitermaterialien, wie etwa Germanium oder Ill/V-Verbindungen, wie Galliumarsenid
oder Galliumphosphid, unabhängig vom Herstellungsweg anwendbar.
Aus einem 7»5 cm starken, nach einem modifizierten Czochralsky-Tiegelziehverfahren
gezüchteten, einkristallinen Siliciumstab gesägte und geätzte, etwa 400 u dicke, Punktdefekte enthaltende Siliciumscheiben
wurden bei einer Temperatur von ca. I.050 C in einem Diffusionsofen
einem Gasgemisch von Argon, Sauerstoff und Antimontrichlorid ausgesetzt. Nach 15 Minuten wurden die Scheiben durch schnelles Herausnehmen
aus dem Ofen einem Temperaturschock unterworfen. Nachfolgend wurde eine Seite der Siliciurascheiben poliert, d.h. einseitig
eine Oberflächenschicht von etwa 5ί* abgetragen. Die solcherart vorbehandelten
Siliciumsch Lben wurden anschließend in einem Temperofen
unter Argon bei Normaldruck etwa 1 Stunde auf einer Temperatur von 950 C gehalten und anschließend langsam im Verlauf von IO Minuten
auf Räumt iperatur abgekühlt. Eine Testscheibe wurde anschließend
mit einem Säuregemisch angeätzt und unter dem Mikroskop untersucht. Es ließen sich keine Punktdefekte oder Punktdefektagglome. .te mehr
feststellen.
709809/055 3
Siliciumscheiben entsprechend Beispiel 1 wurden 3 Hinuten mit
einem in einem Wasser-Glycerin-Gemisch suspendierten Aluminiumoxid auf einer üblichen Poliermaschine behandelt. Der Anpreßdruck be-
einem in einem Wasser-Glycerin-Gemisch suspendierten Aluminiumoxid auf einer üblichen Poliermaschine behandelt. Der Anpreßdruck be-
-2 2
trug 5 x 10 kp/ctn r die Umdrehung des weichen Poliertuches 90 U/ min, während die Poliersuspension mit einer Geschwindigkeit von
3 ml pro Minute und Scheibe zugetropft wurde» Die Scheiben wurden
nachfolgend mit Wasser gespült und in einem Ofen bei 1.000 C 2 Stunden einem Gemisch aus Sauerstoff und Argon ausgesetzt» Anschließend wurden die Scheiben wiederum im Verlauf von 10 Minuten auf Raumtemperatur abgekühlt. Das auf den Scheiben gebildete Oxid wurde bei
einer Testscheibe mit Flußsnure entfernt. Darauf wurde die Scheibe nach Anätzung mit einem spezifischen Säuregemisch unter dem Mikroskop auf Punktdefekte untersucht»Die Scheibe erwies sich als fehlerfrei.
trug 5 x 10 kp/ctn r die Umdrehung des weichen Poliertuches 90 U/ min, während die Poliersuspension mit einer Geschwindigkeit von
3 ml pro Minute und Scheibe zugetropft wurde» Die Scheiben wurden
nachfolgend mit Wasser gespült und in einem Ofen bei 1.000 C 2 Stunden einem Gemisch aus Sauerstoff und Argon ausgesetzt» Anschließend wurden die Scheiben wiederum im Verlauf von 10 Minuten auf Raumtemperatur abgekühlt. Das auf den Scheiben gebildete Oxid wurde bei
einer Testscheibe mit Flußsnure entfernt. Darauf wurde die Scheibe nach Anätzung mit einem spezifischen Säuregemisch unter dem Mikroskop auf Punktdefekte untersucht»Die Scheibe erwies sich als fehlerfrei.
0 9 8 0 9/0553
Claims (1)
- Patentansprüche :1) Verfahren zur Entfernung von Punktdefekten und Punktdefektagglomeraten aus Halbleiterscheiben, dadurch gekennzeichnet , daß die Halbleiterscheiben einseitig mit einem mechanischen Spannungsfeld versehen und nachfolgend einer Wärmebehandlung unterzogen werden.2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn~ zeichnet , daß das mechanische Spannungsfeld durch Übersättigen des Krist.; jgitters im Oberflächenbereich der Halbleiterscheibe mit Fremdatotnen mit gegenüber den Gitteratomen der Halbleiterscheibe unterschiedlicher Größe erzeugt werden.3) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das mechanische Spannungsfeld durch Erzeugung einer definierten Oberflächenzerstörung gebildet wird.4) Verfahren nach Anspruch 1 und 3» dadurch gekennzeichnet , daß die definierte Oberflächenzerstörung durch kurzzeitiges Schleifen einer Scheibenseite mit einem Schleifmittel, dessen Feststoffe eine größere Härte aufweisen als das behandelte Halbleitermaterial, erzeugt \iird.5) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die nachfolgende Wärmebehandlung in Sauerstoffhaltiger Atmosphäre durchgeführt wird.6) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet , daß die Halbleiterscheibe aus Silicium besteht.709 8.0 9/0553
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19752537464 DE2537464A1 (de) | 1975-08-22 | 1975-08-22 | Verfahren zur entfernung spezifischer kristallbaufehler aus halbleiterscheiben |
| US05/708,235 US4042419A (en) | 1975-08-22 | 1976-07-23 | Process for the removal of specific crystal structure defects from semiconductor discs and the product thereof |
| NL7608324A NL7608324A (nl) | 1975-08-22 | 1976-07-27 | Werkwijze voor het uit halfgeleiderschijven verwijderen van specifieke fouten in de kristalbouw. |
| FR7624886A FR2321325A1 (fr) | 1975-08-22 | 1976-08-16 | Procede pour eliminer des defauts de structure cristalline particuliers dans des plaquettes de semi-conducteur |
| DK373076A DK373076A (da) | 1975-08-22 | 1976-08-18 | Fremgangsmade til fjernelse af specifikke krystalstrukturfejl fra halvlederskiver |
| IT50964/76A IT1076467B (it) | 1975-08-22 | 1976-08-20 | Procedimento per ottenere piastrine di semi conduttori sosanzialmente esenti da difetti |
| BE169962A BE845381A (fr) | 1975-08-22 | 1976-08-20 | Procede pour eliminer des defauts de structures cristalline particuliers dans des plaquettes de semi-conducteur |
| CH1062876A CH596879A5 (de) | 1975-08-22 | 1976-08-20 | |
| JP51100473A JPS5226160A (en) | 1975-08-22 | 1976-08-23 | Method of eliminating intrinsic crystal defect from semiconductor wafer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19752537464 DE2537464A1 (de) | 1975-08-22 | 1975-08-22 | Verfahren zur entfernung spezifischer kristallbaufehler aus halbleiterscheiben |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2537464A1 true DE2537464A1 (de) | 1977-03-03 |
Family
ID=5954629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19752537464 Pending DE2537464A1 (de) | 1975-08-22 | 1975-08-22 | Verfahren zur entfernung spezifischer kristallbaufehler aus halbleiterscheiben |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4042419A (de) |
| JP (1) | JPS5226160A (de) |
| BE (1) | BE845381A (de) |
| CH (1) | CH596879A5 (de) |
| DE (1) | DE2537464A1 (de) |
| DK (1) | DK373076A (de) |
| FR (1) | FR2321325A1 (de) |
| IT (1) | IT1076467B (de) |
| NL (1) | NL7608324A (de) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4144099A (en) * | 1977-10-31 | 1979-03-13 | International Business Machines Corporation | High performance silicon wafer and fabrication process |
| JPS54110783A (en) * | 1978-02-20 | 1979-08-30 | Hitachi Ltd | Semiconductor substrate and its manufacture |
| US4177084A (en) * | 1978-06-09 | 1979-12-04 | Hewlett-Packard Company | Method for producing a low defect layer of silicon-on-sapphire wafer |
| US4231809A (en) * | 1979-05-25 | 1980-11-04 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Method of removing impurity metals from semiconductor devices |
| DE2927220A1 (de) * | 1979-07-05 | 1981-01-15 | Wacker Chemitronic | Verfahren zur stapelfehlerinduzierenden oberflaechenzerstoerung von halbleiterscheiben |
| US4257827A (en) * | 1979-11-13 | 1981-03-24 | International Business Machines Corporation | High efficiency gettering in silicon through localized superheated melt formation |
| JPS5680139A (en) * | 1979-12-05 | 1981-07-01 | Chiyou Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai | Manufacture of semiconductor device |
| JPS57104228A (en) * | 1980-12-22 | 1982-06-29 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor device |
| US4665695A (en) | 1981-03-13 | 1987-05-19 | Trw Inc. | Hydrostatic load sense steering system |
| DE3148957C2 (de) * | 1981-12-10 | 1987-01-02 | Wacker-Chemitronic Gesellschaft für Elektronik-Grundstoffe mbH, 8263 Burghausen | Verfahren zum Herstellen rückseitig oberflächengestörter Halbleiterscheiben |
| JPS61159371A (ja) * | 1984-12-28 | 1986-07-19 | Fuji Seiki Seizosho:Kk | Ｉｃの基板用シリコンウェーハのブラスト装置 |
| US4659400A (en) * | 1985-06-27 | 1987-04-21 | General Instrument Corp. | Method for forming high yield epitaxial wafers |
| DE3737815A1 (de) * | 1987-11-06 | 1989-05-18 | Wacker Chemitronic | Siliciumscheiben zur erzeugung von oxidschichten hoher durchschlagsfestigkeit und verfahren zur ihrer herstellung |
| DE3934140A1 (de) * | 1989-10-12 | 1991-04-18 | Wacker Chemitronic | Verfahren zur die ausbildung von getterfaehigen zentren induzierenden oberflaechenbehandlung von halbleiterscheiben und dadurch erhaeltliche beidseitig polierte scheiben |
| KR100231607B1 (ko) * | 1996-12-31 | 1999-11-15 | 김영환 | 반도체 소자의 초저접합 형성방법 |
| JP2000294549A (ja) * | 1999-02-02 | 2000-10-20 | Nec Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
| TW462085B (en) * | 2000-10-26 | 2001-11-01 | United Microelectronics Corp | Planarization of organic silicon low dielectric constant material by chemical mechanical polishing |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3701696A (en) * | 1969-08-20 | 1972-10-31 | Gen Electric | Process for simultaneously gettering,passivating and locating a junction within a silicon crystal |
| GB1334520A (en) * | 1970-06-12 | 1973-10-17 | Atomic Energy Authority Uk | Formation of electrically insulating layers in semiconducting materials |
| FR2191272A1 (de) * | 1972-06-27 | 1974-02-01 | Ibm France | |
| JPS5037348A (de) * | 1973-08-06 | 1975-04-08 | ||
| JPS5051665A (de) * | 1973-09-07 | 1975-05-08 | ||
| US3929529A (en) * | 1974-12-09 | 1975-12-30 | Ibm | Method for gettering contaminants in monocrystalline silicon |
| US3933530A (en) * | 1975-01-28 | 1976-01-20 | Rca Corporation | Method of radiation hardening and gettering semiconductor devices |
| US3997368A (en) * | 1975-06-24 | 1976-12-14 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Elimination of stacking faults in silicon devices: a gettering process |
-
1975
- 1975-08-22 DE DE19752537464 patent/DE2537464A1/de active Pending
-
1976
- 1976-07-23 US US05/708,235 patent/US4042419A/en not_active Expired - Lifetime
- 1976-07-27 NL NL7608324A patent/NL7608324A/xx unknown
- 1976-08-16 FR FR7624886A patent/FR2321325A1/fr active Granted
- 1976-08-18 DK DK373076A patent/DK373076A/da unknown
- 1976-08-20 CH CH1062876A patent/CH596879A5/xx not_active IP Right Cessation
- 1976-08-20 BE BE169962A patent/BE845381A/xx unknown
- 1976-08-20 IT IT50964/76A patent/IT1076467B/it active
- 1976-08-23 JP JP51100473A patent/JPS5226160A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CH596879A5 (de) | 1978-03-31 |
| FR2321325B1 (de) | 1978-11-03 |
| NL7608324A (nl) | 1977-02-24 |
| BE845381A (fr) | 1977-02-21 |
| US4042419A (en) | 1977-08-16 |
| IT1076467B (it) | 1985-04-27 |
| DK373076A (da) | 1977-02-23 |
| FR2321325A1 (fr) | 1977-03-18 |
| JPS5226160A (en) | 1977-02-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2537464A1 (de) | Verfahren zur entfernung spezifischer kristallbaufehler aus halbleiterscheiben | |
| EP0001794B1 (de) | Verfahren zum Herstellen einer gegetterten Halbleiterscheibe | |
| DE102012214085B4 (de) | Halbleiterscheibe aus einkristallinem Silizium und Verfahren zu deren Herstellung | |
| DE19938340C1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer epitaxierten Halbleiterscheibe | |
| EP3387166B1 (de) | Halbleiterscheibe aus einkristallinem silizium und verfahren zu deren herstellung | |
| EP3248215A1 (de) | Epitaktisch beschichtete halbleiterscheibe und verfahren zur herstellung einer epitakisch beschichteten halbleiterscheibe | |
| DE602004004658T2 (de) | Verfahren zur epiready-oberflächen-behandlung auf sic-dünnschichten | |
| DE102014208815B4 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe aus Silizium | |
| EP0769809B1 (de) | Verfahren zum Beseitigen von Kristallfehlern in Siliziumscheiben | |
| US4410395A (en) | Method of removing bulk impurities from semiconductor wafers | |
| DE19823904A1 (de) | Hochebene Halbleiterscheibe aus Silicium und Verfahren zur Herstellung von Halbleiterscheiben | |
| JPS583374B2 (ja) | シリコン単結晶の処理方法 | |
| DE10336271B4 (de) | Siliciumscheibe und Verfahren zu deren Herstellung | |
| JP2010056316A (ja) | シリコンウェーハ及びその製造方法 | |
| DE112010002935T5 (de) | Epitaktischer Siliciumwafer und Verfahren zur Herstellung desselben | |
| US3266961A (en) | Method of etching si and ge semiconductor bodies | |
| JPH0561240B2 (de) | ||
| JPS6019144B2 (ja) | シリコンウエ−ハの製造法 | |
| DE69227158T2 (de) | Extrinsisches Gettering für ein halbleitendes Substrat | |
| JP4348539B2 (ja) | 非磁性ガーネット基板の製造方法とその非磁性ガーネット基板およびこの基板を用いて得られるビスマス置換型磁性ガーネット膜 | |
| EP0315170A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Siliciumscheiben | |
| JP2652344B2 (ja) | シリコンウエーハ | |
| DE102016114940B4 (de) | Thermisches Verarbeitungsverfahren für einen Wafer | |
| JPH0436457B2 (de) | ||
| DE112021001085T5 (de) | Herstellungsverfahren für Halbleiter-Siliziumwafer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OHJ | Non-payment of the annual fee |