DE10127231B4 - Herstellungsverfahren eines Halbleitersubstrats - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrats, mit den Schritten: Bilden einer Maske (102, 112, 113, 122, 132, 142) zum Grabenätzen auf einer Oberfläche eines Halbleitersubstrats (101, 111, 121, 131, 141); Bilden eines Grabens (103, 114, 123, 133, 143) in dem Halbleitersubstrat durch Ätzen unter Verwendung der Maske; Glätten einer inneren Oberfläche des in dem Halbleitersubstrat gebildeten Grabens durch eine thermische Behandlung in einer nicht oxidierenden oder einer nicht nitrierenden Atmosphäre und unter einem Vakuum; und Bilden einer Epitaxialschicht (106, 115, 124, 134, 135, 144) in dem geglätteten Graben durch epitaxiales Aufwachsen derart, dass der Graben mit der Epitaxialschicht gefüllt wird; wobei die nicht oxidierende oder die nicht nitrierende Atmosphäre durch Einführung von Wasserstoff oder eines Edelgases in eine Kammer unter dem Vakuum gebildet wird, und die thermische Behandlung bei 900°C oder mehr durchgeführt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Herstellungsverfahren einer Halbleiteranordnung mit einem Graben, welcher insbesondere mit einer Diffusionsschicht gefüllt ist.
  • Bezüglich einer Halbleiteranordnung mit einem Graben, der mit einer Diffusionsschicht gefüllt ist, wird in 8A bis 8D ein Herstellungsverfahren zur Bildung eines Prototyps der Anordnung dargestellt.
  • Wie in 21A dargestellt, wird ein Siliziumsubstrat 201 mit einer auf einer Oberfläche davon gebildeten Siliziumoxidschicht 202 vorbereitet. Nachdem ein Öffnungsabschnitt in der Siliziumoxidschicht 202 an einem vorbestimmten Gebiet durch Fotoätzen gebildet worden ist, wird darauffolgend ein Trockenätzen oder ein Nassätzen durchgeführt, um einen Graben 203 in dem Siliziumsubstrat 201 unter Aufbringen der Siliziumoxidschicht mit dem Öffnungsabschnitt als Maske, wie in 21B dargestellt, durchgeführt. Danach wird der Graben 203 mit einer Epitaxialschicht 204 gefüllt, in welche Störstellen dotiert sind, wie in 21C dargestellt. Danach wird die Epitaxialschicht 204 unter Aufbringen der Siliziumoxidschicht 2 als Stopper poliert, so dass eine polykristalline Siliziumschicht 205, wie in 21D dargestellt, abgeflacht wird. Durch die oben beschriebenen Schritte wird die Halbleiteranordnung mit dem Graben 203, der mit der Diffusionsschicht gefüllt ist, fertiggestellt.
  • 22A stellt eine vergrößerte Querschnittsansicht der in 21B dargestellten Halbleiteranordnung dar, nachdem der Graben 203 gebildet worden ist. 22B stellt eine vergrößerte Querschnittsansicht der in 21C dargestellten Halbleiteranordnung dar, wenn die Epitaxialschicht gebildet wird. Bei dem oben beschriebenen Verfahren wird die Siliziumoxidschicht 202 sowohl als Maske zur Bildung des Grabens als auch als Stopper zum Abflachen der Epitaxialschicht verwendet. Daher wird die Epitaxialschicht auf der Siliziumoxidschicht 202 gebildet, welche so wie sie ist belassen wird, nachdem der Graben gebildet worden ist.
  • Jedoch wird während des in 22B dargestellten Schritts eine Öffnungsbreite des Grabens 203 größer als diejenige des Öffnungsabschnitts der Siliziumoxidschicht 202, so dass ein Rand der Siliziumoxidschicht 202 aus einer inneren Oberfläche des Grabens 203 parallel zu einer Oberfläche des Siliziumsubstrats herausragt, um, wie in 22A dargestellt, einen Vorsprung 202a zu bilden. Wenn die Epitaxialschicht in dem in 21C dargestellten Schritt aufwächst, wächst daher das polykristalline Silizium auf dem Vorsprung 202a, wodurch ein Ansteigen der Kristalldefekte in der Epitaxialschicht 204 hervorgerufen wird. Da eine Aufwachsrate von polykristallinem Silizium größer als diejenige von einkristallinem Silizium ist, wird ein Öffnungsabschnitt des Grabens 203 durch den polykristallinen Siliziumabschnitt 205 verschlossen. Als Ergebnis wird ein leerer Raum beim Füllen des Grabens in dem Graben 203 erzeugt.
  • Andere Schwierigkeiten bei der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf 26A und 26B erläutert. Diese Figuren zeigen schematische Querschnittsansichten einer Prototypanordnung beruhend auf einem Querschnitts-SEM-Bild. 26A stellt eine schematische Querschnittsansicht dar, nachdem ein Grabenätzen durchgeführt worden ist. 26B stellt eine schematische Querschnittsansicht dar, nachdem ein epitaxiales Aufwachsen zum Füllen des Grabens durchgeführt worden ist.
  • In einem Zustand, bei welchem ein Siliziumsubstrat mit einer Oberflächenorientierung von (110) als Substrat verwendet wird und bei welchem ein Graben in diesem Substrat mit einer Breite von 18 μm und einer Tiefe von 13,5 μm gebildet wird, tritt ein Ansteigen von Kristalldefekten in einem auf der unteren Oberfläche des Grabens gebildeten Teil der Epitaxialschicht auf. Dies kann durch eine Rauhigkeit der auf der unteren Oberfläche des Grabens angeordneten (110) Si-Oberfläche hervorgerufen werden, die größer als diejenige der auf der Seitenoberfläche des Grabens angeordneten (111) Si-Oberfläche ist.
  • Die JP 59181529 A offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrats, bei welchem auf einer Oberfläche eines Halbleitersubstrats eine Maske gebildet und unter Verwendung der Maske und Anwendung eines Trockenätzverfahrens in dem Halbleitersubstrat ein Graben gebildet wird. Danach werden die Seiten des Grabens einem Nassätzverfahren unterworfen, mit dem Ergebnis, dass die Wände des Grabens abgeschrägt werden, um eine freiliegende Oberfläche von in dem Graben aufgewachsenen Silizium zu glätten In einem nachfolgenden Schritt wird der Graben durch epitaxiales Aufwachsen mit einer Epitaxialschicht gefüllt.
  • Bei einem aus der EP 07 97 245 A2 bekannten Verfahren wird das Bilden eines Grabens und das Bilden einer Halbleiterschicht bei einer Wärmebehandlung in einer Wasserstoffatmosphäre nach dem Bilden der Halbleiterschicht vorgenommen. Die Halbleiterschicht wird dabei auf einer rauen Oberfläche gebildet, auf welche keine Wärmebehandlung angewandt worden ist.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die oben beschriebenen Schwierigkeiten zu lösen.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.
  • Nachdem ein Graben unter Verwendung einer Maske gebildet worden ist, wird wenigstens ein Randabschnitt der Maske entfernt, welcher an einem Öffnungsabschnitt des Grabens derart angeordnet ist, dass er von einem Rand des Öffnungsabschnitts des Grabens herausragt. Danach wird der Graben mit einer Epitaxialschicht gefüllt. Mit anderen Worten, wenn der Graben mit einer Epitaxialschicht gefüllt wird, ist eine Öffnungsbreite der Maske größer als diejenige des Grabens.
  • Es kann eine Schutzschicht auf der Maske gebildet werden, welche zur Vergrößerung der Öffnungsbreite der Maske verwendet wird. Die Schutzschicht kann durch viele Schichten gebildet werden.
  • Eine innere Wand des Grabens kann abgeflacht werden, bevor der Graben mit der Epitaxialschicht gefüllt wird. Diese Abflachungsbehandlung verbessert die Kristallinität der inneren Wand des Grabens. Mit anderen Worten, die Rauhheit und Kristalldefekte werden durch die Abflachungsbehandlung verringert.
  • Eine Wärmebehandlung in einer Niederdruckatmosphäre, welche ein nicht oxidierendes Gas oder ein nicht nitrierendes Gas enthält, wird als die Abflachungsbehandlung verwendet.
  • Die vorliegende Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Dabei werden elf Ausführungsformen beschrieben, von denen die erste bis sechste Ausführungsform nicht den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bilden, sondern deren Erläuterung dienen. Die siebente bis elfte Ausführungsform betreffen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
  • 1A bis 1D zeigen schematische Querschnittsansichten eines Halbleitersubstrats mit einem Graben, welche Herstellungsschritte einer ersten Ausführungsform darstellen, die nicht den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, sondern deren Erläuterung dient;
  • 2A bis 2E zeigen Querschnittsansichten eines Halbleitersubstrats mit einem Graben, welche Herstellungsschritte einer zweiten Ausführungsform darstellen, die nicht den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, sondern deren Erläuterung dient;
  • 3A bis 3F zeigen schematische Querschnittsansichten eines Halbleitersubstrats mit einem Graben, welche Herstellungsschritte einer dritten Ausführungsform darstellen, die nicht den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, sondern deren Erläuterung dient;
  • 4A bis 4D zeigen schematische Querschnittsansichten eines Halbleitersubstrats mit einem Graben, welche Herstellungsschritte einer vierten Ausführungsform darstellen, die nicht den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, sondern deren Erläuterung dient;
  • 5A bis 5F zeigen schematische Querschnittsansichten eines Halbleitersubstrats mit einem Graben, welche Herstellungsschritte einer fünften Ausführungsform darstellen, die nicht den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, sondern deren Erläuterung dient;
  • 6A bis 6E zeigen schematische Querschnittsansichten eines Halbleitersubstrats mit einem Graben, welche Herstellungsschritte einer sechster Ausführungsform darstellen, die nicht den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, sondern deren Erläuterung dient;
  • 7 zeigt eine Tabelle, welche eine Beziehung zwischen der Tiefe eines Grabens und dem Vorsprungsbetrag darstellt;
  • 8A bis 8D zeigen schematische Querschnittsansichten eines Halbleitersubstrats mit einem Graben, welche Herstellungsschritte einer siebenten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen;
  • 9 zeigt eine schematische Querschnittsansicht des Halbleitersubstrats, nachdem ein Graben mit einer Epitaxialschicht bei der siebenten Ausführungsform gefüllt worden ist;
  • 10 zeigt einen Graphen, welcher eine Beziehung zwischen der Rauheit auf der unteren Oberfläche des Grabens und der thermischen Behandlungszeit bei 1150°C darstellt;
  • 11 zeigt einen Graphen, welcher eine Beziehung zwischen einer Defektdichte im Querschnitt und der Temperatur der thermischen Behandlung darstellt;
  • 12 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Halbleitersubstrats mit einem Graben, bevor und nachdem eine thermische Behandlung durchgeführt worden ist;
  • 13 zeigt einen Graphen, welcher eine Beziehung zwischen der Länge eines abgestellten Abschnitts einer Maskenoxidschicht und der Temperatur der Wärmebehandlung darstellt;
  • 14A bis 14C zeigen schematische Querschnittsansichten eines Halbleitersubstrats mit einem Graben beruhend auf SEM-Bildern;
  • 15A bis 15C zeigen schematische Querschnittsansichten eines Halbleitersubstrats mit einem Graben, welche Herstellungsschritte einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen;
  • 16A bis 16C zeigen schematische Querschnittsansichten eines Halbleitersubstrats mit einem Graben, welche Herstellungsschritte der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen;
  • 17A bis 17C zeigen schematische Querschnittsansichten eines Halbleitersubstrats mit einem Graben, welche Herstellungsschritte einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen;
  • 18 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Halbleitersubstrats mit einem Graben, nachdem eine polykristalline Schicht aufgewachsen ist;
  • 19A bis 19D zeigen schematische Querschnittsansichten eines Halbleitersubstrats mit einem Graben, welche Herstellungsschritte einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen;
  • 20A bis 20D zeigen schematische Querschnittsansichten eines Halbleitersubstrats mit einem Graben, welche Herstellungsschritte einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen;
  • 21A bis 21D zeigen schematische Querschnittsansichten eines Halbleitersubstrats mit einem Graben, welche Herstellungsschritte entsprechend einer verwandten Technik darstellen;
  • 22A und 22B zeigen schematische Querschnittsansichten eines Halbleitersubstrats eines Grabens entsprechend einer verwandten Technik;
  • 23 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Halbleitersubstrats mit Störstellendiffusionsgebieten entsprechend einer verwandten Technik;
  • 24A bis 24C zeigen schematische Querschnittsansichten eines Halbleitersubstrats, welche Herstellungsschritte entsprechend dem Stand der Technik darstellen;
  • 25A bis 25B zeigen schematische Querschnittsansichten eines Halbleitersubstrats, welche Herstellungsschritte entsprechend dem Stand der Technik darstellen; und
  • 26A und 26B zeigen schematische Querschnittsansichten eines Halbleitersubstrats mit einem Graben entsprechend einer verwandten Technik.
  • Spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die zugehörigen Figuren beschrieben, in welchen dieselben oder ähnliche Komponententeile mit denselben oder ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet werden.
  • Erste Ausführungsform (nicht erfindungsgemäß) Unter Bezugnahme auf 1A bis 1D wird ein Herstellungsverfahren einer Halbleiteranordnung der ersten Ausführungsform, welche nicht den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, sondern deren Erläuterung dient, unten erklärt.
  • Schritt entsprechend Fig. 1A
  • Ein Halbleitersubstrat 1 mit einer Oberflächenorientierung von (110) wird bereitgestellt bzw. vorbereitet. Eine thermische Siliziumoxidschicht mit einer Dicke von etwa 42,5 nm (425 Å) wird durch Oxidation auf dem Siliziumsubstrat 1 gebildet. Darauffolgend wird eine Siliziumoxidschicht mit einer Dicke von etwa 1700 nm (17000 Å) auf der thermischen Siliziumoxidschicht durch CVD angeordnet, so dass die Siliziumoxidschicht 2 als Maske gebildet wird. Danach wird eine Ausheizbehandlung in einer N2-Atmosphäre durchgeführt.
  • Schritt entsprechend Fig. 1B
  • Die Siliziumoxidschicht 2 wird durch Trockenätzen strukturiert, so dass die Siliziumoxidschicht 2 an einem Gebiet geöffnet wird, an dem ein Graben zu bilden ist.
  • Schritt entsprechend Fig. 1C
  • Ein Graben 3 wird in dem Siliziumsubstrat 1 mit einer Tiefe von etwa 35 μm durch Ätzen durch die Siliziumoxidschicht 2 als Maske gebildet. Beispielsweise wird Nassätzen mit einer Ätzrate von 1,4 μm/Min. über 25 Minuten in 22 Gw.% einer TMAH-(TetraMethylAmmoniumHydroxid)Lösung bei 90°C durchgeführt, welche als Ätzlösung verwendet wird.
  • Als Ergebnis wird der Graben 3 gebildet. Zusätzlich wird eine Öffnungsbreite des Grabens 3 in eine laterale Richtung durch Nassätzen im Vergleich mit einem Öffnungsabschnitt der Siliziumoxidschicht 2, welche als Maske dient, vergrößert, so dass Vorsprünge in der Siliziumoxidschicht 2 gebildet werden.
  • Wenn ein Betrag der Vorsprünge, welche sich von einer inneren Seitenoberfläche des Grabens 3 in die laterale Richtung erstrecken, als Vorsprungsbetrag ”S” bezeichnet wird, wird der Betrag ”S” in dieser Ausführungsform zu etwa 0,53 μm, wenn die Tiefe des Grabens 3 bei etwa 35 μm liegt.
  • Die TMAH-Lösung besitzt eine hohe Ätzselektivität des Siliziumoxids in Bezug auf Silizium. Beispielsweise wird in einem Fall, bei welchem die Siliziumoxidschicht als Maske dient und eine TMAH-Lösung von 22 Gw.% bei 90°C als Ätzlösung verwendet wird, die Ätzselektivität von Siliziumoxid in Bezug auf Silizium zu 1/2000.
  • Schritt entsprechend Fig. 1D
  • Die Siliziumoxidschicht 2 wird derart geätzt, dass die Öffnungsbreite des Siliziumoxidschicht 2 größer als diejenige des Grabens 3 ist. Mit anderen Worten, ein oberer Abschnitt eines Öffnungsabschnitts der Siliziumoxidschicht 2 springt von einer inneren Oberfläche des Grabens 3 in der lateralen Richtung ab. Es wird nämlich ein Randabschnitt der Maske um den Öffnungsabschnitt herum derart entfernt, dass die Öffnungsbreite der Siliziumoxidschicht 2 breiter als diejenige des Grabens wird.
  • Wenn beispielsweise ein Ätzen der Siliziumoxidschicht 2 in Fluorwasserstoffsäure (HF) mit eine Konzentration von 1/50 bezüglich Wasser über 160 Minuten durchgeführt wird, springt der obere Abschnitt des Öffnungsabschnitts der Siliziumoxidschicht 2 von der inneren Oberfläche des Grabens 3 in die laterale Richtung um 0,37 μm ab.
  • Danach wird ähnlich wie bei dem Herstellungsverfahren des Prototyps der Graben 3 mit einer mit Störstellen dotierten Epitaxialschicht durch epitaxiales Aufwachsen gefüllt (siehe 21C).
  • Da zu diesem Zeitpunkt der obere Abschnitt an dem Öffnungsabschnitt der Siliziumoxidschicht 2 von der inneren Oberfläche des Grabens 3 in der lateralen Richtung abspringt, um eine Oberfläche des Siliziumsubstrats 1 in einer Nachbarschaft eines Öffnungsabschnitts des Grabens 3 freizulegen (als Randabschnitt eines Grabens hiernach bezeichnet), wird einkristallines Silizium in der Nähe des Öffnungsabschnitts des Grabens 3 gebildet.
  • Daher wird die Kristallinität der Epitaxialschicht an dem Öffnungsabschnitt des Grabens 3 verbessert.
  • Darüber hinaus ist eine Aufwachsrate von einkristallinem Silizium kleiner als diejenige von polykristallinem Silizium. Somit wird eine Aufwachsrate der Epitaxialschicht an dem Öffnungsabschnitt im Wesentlichen gleich derjenigen der Epitaxialschicht in dem Graben. Daher wird die Bildung von leeren Räumen beim Füllen des Grabens 3 verhindert.
  • Danach wird ein Polieren durch Aufbringen der Siliziumoxidschicht 2 als Stopper derart durchgeführt, dass eine polykristalline Siliziumschicht abgeflacht wird (vgl. 21D), wodurch eine Halbleiteranordnung mit dem Graben 3, der mit der Diffusionsschicht gefüllt ist, fertiggestellt wird.
  • Zweite Ausführungsform (nicht erfindungsgemäß)
  • Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform, welche nicht den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, sondern deren Erläuterung dient, unter Bezugnahme auf 2a bis 2E beschrieben. Diese Figuren stellen ein Herstellungsverfahren einer Halbleiteranordnung dieser Ausführungsform dar.
  • Schritt entsprechend Fig. 2A
  • Es wird ein Siliziumsubstrat 11 mit einer Oberflächenorientierung von (110) vorbereitet bzw. bereitgestellt. Eine thermische Siliziumoxidschicht mit einer Dicke von etwa 42,5 nm (425 Å) wird durch Oxidation auf dem Siliziumsubstrat 11 gebildet. Darauffolgend wird eine Siliziumoxidschicht mit einer Dicke von etwa 800 nm (8000 Å) auf der thermischen Siliziumoxidschicht durch CVD derart angeordnet, dass eine Siliziumoxidschicht 12 als erste Maske gebildet wird. Danach wird eine Ausheizbehandlung (annealing treatment) in einer N2-Atmosphäre durchgeführt.
  • Darauffolgend wird eine Siliziumnitridschicht 13, welche als Schutzschicht dient, auf der Siliziumoxidschicht 12 derart aufgetragen, dass sie eine Dicke von etwa 150 nm (1500 Å) besitzt. Danach wird eine Ausheizbehandlung in einer N2-Atmosphäre durchgeführt.
  • Die Siliziumnitridschicht 13 schützt die Siliziumoxidschicht 12, so dass eine Dicke der Siliziumoxidschicht 12 nicht verringert wird, wenn ein Ätzen von Vorsprüngen der Siliziumoxidschicht 12 in einem späteren Schritt durchgeführt wird. Daher ist es nicht nötig die Siliziumoxidschicht dicker zu machen, wodurch eine Wölbung bzw. Überhöhung des Siliziumsubstrats 11 verhindert bzw. gedämpft wird.
  • Schritt entsprechend Fig. 2B
  • Die Siliziumoxidschicht 12 und die Siliziumnitridschicht 13 werden durch Trockenätzen strukturiert, so dass die Siliziumoxidschicht 12 und die Siliziumnitridschicht 13 in einem Gebiet geöffnet werden, an welchem ein Graben 14 zu bilden ist.
  • Schritt entsprechend Fig. 2C
  • Der Graben 14 wird in dem Siliziumsubstrat 11 mit einer Tiefe von 35 μm durch Ätzen unter Verwendung der Siliziumoxidschicht 12 und der Siliziumnitridschicht 13 als Maske gebildet. Beispielsweise wird ein Nassätzen mit einer Ätzrate von 1,4 μm/Min. über 25 Minuten in einer TMAH-Lösung von 22 Gw.% bei 90°C durchgeführt.
  • Als Ergebnis wird der Graben 14 gebildet. Darüber hinaus wird eine Öffnungsbreite des Grabens 14 in einer lateralen Richtung durch Nassätzen im Vergleich mit einem Öffnungsabschnitt der Siliziumoxidschicht 12 als die Maske zum Ätzen vergrößert, so dass Vorsprünge in der Siliziumoxidschicht 12 gebildet werden.
  • Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform wird der Vorsprungsbetrag S bei dieser Ausführungsform etwa zu 0,53 μm, wenn die Tiefe des Grabens 14 bei etwa 35 μm liegt.
  • Schritt entsprechend Fig. 2D
  • Die Siliziumoxidschicht 12 wird durch Aufbringen der Siliziumnitridschicht 13 als Maske geätzt. Als Ergebnis wird das Ätzen derart durchgeführt, dass ein oberer Abschnitt, welcher an einer Öffnung der Siliziumoxidschicht 12 freigelegt ist, aufeinanderfolgend weggeätzt wird. Daher tritt der obere Abschnitt an dem Öffnungsabschnitt der Siliziumoxidschicht 12 an einer inneren Oberfläche des Grabens 14 in der lateralen Richtung zurück bzw. springt davon ab. Mit anderen Worten, ein Randabschnitt des Grabens 14 wird freigelegt.
  • Wenn beispielsweise das Ätzen der Siliziumoxidschicht 12 in Fluorwasserstoffsäure mit einer Konzentration von 1/50 in Bezug auf Wasser über 170 Minuten durchgeführt wird, tritt oder springt der obere Abschnitt an dem Öffnungsabschnitt der Siliziumoxidschicht 2 der inneren Oberfläche des Grabens 14 in der lateralen Richtung um 0,4 μm zurück bzw. ab.
  • Schritt entsprechend Fig. 2E
  • Die Siliziumnitridschicht 13 wird durch Phosphorsäure weggeätzt. Als Ergebnis wird der Randabschnitt des Grabens 14 freigelegt.
  • Der Graben 14 wird mit einer Epitaxialschicht gefüllt, und danach wird ein Polieren, wie bezüglich der ersten Ausführungsform beschrieben, durchgeführt.
  • Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform wird einkristallines Silizium in der Nähe eines Öffnungsabschnitts des Grabens gebildet. Daher wird die Kristallinität einer Epitaxialschicht an dem Öffnungsabschnitt des Grabens 14 verbessert. Folglich wird die Bildung von leeren Räumen in dem Graben 14 verhindert bzw. zurückgehalten.
  • Dritte Ausführungsform (nicht erfindungsgemäß)
  • Es wird eine dritte Ausführungsform, welche nicht den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, sondern deren Erläuterung dient, im Folgenden unter Bezugnahme auf 3A bis 3F beschrieben. Diese Figuren stellen ein Herstellungsverfahren einer Halbleiteranordnung dieser Ausführungsform dar.
  • Schritt entsprechend Fig. 3A
  • Ein Siliziumsubstrat 21 mit einer Oberflächenorientierung von (110) wird vorbereitet bzw. bereitgestellt. Eine thermische Siliziumoxidschicht mit einer Dicke von etwa 42,5 nm (425 Å) wird durch Oxidation auf dem Siliziumsubstrat 21 gebildet. Darauffolgend wird eine Siliziumoxidschicht mit einer Dicke von etwa 800 nm (8000 Å) auf der thermischen Siliziumoxidschicht durch CVD derart angeordnet, dass eine Siliziumoxidschicht 22 als erste Maske gebildet wird.
  • Darauffolgend wird eine Siliziumnitridschicht 23, welche als Schutzschicht dient, auf der Siliziumoxidschicht 22 mit einer Dicke von etwa 150 nm (1500 Å) aufgetragen. Darüber hinaus wird Siliziumoxid 25 auf der Siliziumnitridschicht 23 mit einer Dicke von etwa 1000 nm (10000 Å) als zweite Maske aufgetragen. Danach wird eine Ausheizbehandlung in einer N2-Atmosphäre durchgeführt.
  • Schritt entsprechend Fig. 3B
  • Die Siliziumoxidschicht 24 und die Siliziumnitridschicht 23 werden durch Trockenätzen derart strukturiert, dass die Siliziumoxidschicht 24 an einem Gebiet geöffnet wird, an welchem ein Graben 25 zu bilden ist, und dass die Siliziumnitridschicht 23 partiell in Richtung der Dicke an einem Gebiet geätzt wird, an welchem der Graben zu bilden ist, so dass ein Teil der Siliziumnitridschicht 23 verbleibt.
  • Schritt entsprechend Fig. 3C
  • Die Siliziumoxidschicht 24 wird derart geätzt, dass eine Öffnungsbreite der Siliziumoxidschicht 24 vergrößert wird. Beispielsweise wird dieses Ätzen in Fluorwasserstoffsäure mit einer Konzentration von 1/50 bezüglich Wasser über 180 Minuten durchgeführt.
  • Als Ergebnis wird ein Öffnungsabschnitt der Siliziumoxidschicht 22 derart vergrößert, dass ein Abschnitt der Siliziumnitridschicht 23, welcher unter der Siliziumoxidschicht 24 angeordnet ist, freigelegt wird. Daher werden Stufen an einem Abschnitt gebildet, an welchem die Siliziumnitridschicht 23 geätzt wird, und an einem Abschnitt, an welchem die Siliziumoxidschicht 24 geätzt wird.
  • Schritt entsprechend Fig. 3D
  • Die Siliziumoxidschicht 24, die Siliziumnitridschicht 23 und die Siliziumoxidschicht 22 werden durch Trockenätzen geätzt.
  • In diesem Schritt wird die Siliziumoxidschicht 22 an einem Abschnitt geöffnet, an welchem der Graben 25 zu bilden ist, während die Siliziumnitridschicht 23 weiter als die Siliziumoxidschicht 22 wegen der Stufen geöffnet wird, welche an dem Abschnitt gebildet sind, an welchem die Siliziumnitridschicht 23 geätzt wird, und an dem Abschnitt, an welchem die Siliziumoxidschicht 24 geätzt wird.
  • Schritt entsprechend Fig. 3E
  • Der Graben 25 wird in dem Siliziumsubstrat 21 mit einer Tiefe von etwa 35 μm durch Ätzen unter Verwendung der Siliziumoxidschicht 22 und der Siliziumnitridschicht 23 als Maske gebildet. Beispielsweise wird ein Nassätzen mit einer Ätzrate von 1,4 μm/Min. über 25 Minuten in einer TMAH-Lösung von 22 Gw.% bei 90°C als Ätzlösung durchgeführt.
  • Als Ergebnis wird der Graben 25 gebildet. Darüber hinaus wird eine Öffnungsbreite des Grabens 25 in einer lateralen Richtung durch Nassätzen im Vergleich mit einem Öffnungsabschnitt der als Maske dienenden Siliziumoxidschicht 22 derart vergrößert, dass Vorsprünge an dem Öffnungsabschnitt des Siliziumoxids 22 gebildet werden.
  • Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform wird der Vorsprungsbetrag S bei dieser Ausführungsform etwa zu 0,53 μm, wenn die Tiefe des Grabens 25 etwa 35 μm beträgt.
  • Schritt entsprechend Fig. 3F
  • Die Siliziumoxidschicht 22 wird durch Aufbringen der Siliziumnitridschicht 23 als Maske geätzt. Als Ergebnis tritt ein oberer Abschnitt von dem Öffnungsabschnitt des Siliziumoxids 22 an einer inneren Seitenoberfläche des Grabens 25 in der lateralen Richtung in der Nähe eines oberen Abschnitts eines Öffnungsabschnitts der Siliziumnitridschicht 23 zurück bzw. springt davon ab. Daher wird eine Öffnungsbreite des Siliziumoxids 22 breiter als diejenige des Grabens 25. Mit anderen Worten, es wird ein Randabschnitt des Grabens 25 freigelegt.
  • Wenn beispielsweise das Ätzen des Siliziumoxids 22 in Fluorwasserstoffsäure mit einer Konzentration von 1/50 in Bezug auf Wasser über 180 Minuten durchgeführt wird, tritt oder springt der obere Abschnitt an dem Öffnungsabschnitt des Siliziumoxids 22 von der inneren Seitenoberfläche des Grabens 25 um 0,37 μm in der lateralen Richtung zurück bzw. ab.
  • Danach wird ähnlich wie bei dem oben beschriebenen Verfahren der Graben 25 mit einer mit Störstellen dotierten Epitaxialschicht gefüllt (vgl. 21C).
  • In dieser Ausführungsform wird ähnlich wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform einkristallines Silizium in der Nähe eines Öffnungsabschnitts des Grabens 25 gebildet. Daher wird die Kristallinität einer Epitaxialschicht an dem Öffnungsabschnitt des Grabens 25 verbessert. Folglich wird die Bildung von leeren Räumen in dem Graben 25 zurückgehalten bzw. verhindert.
  • Darüber hinaus wird bei der zweiten Ausführungsform das Siliziumsubstrat 11 der Phosphorsäure ausgesetzt, um die Siliziumnitridschicht 13 zu ätzen. Demgegenüber wird bei dieser Ausführungsform das Siliziumsubstrat 21 nicht der Phosphorsäure ausgesetzt, da es nicht nötig ist die Siliziumnitridschicht 23 zu entfernen.
  • Danach sind ein Schritt des Füllens des Grabens 25 mit einer Epitaxialschicht und ein Schritt des Polierens der Epitaxialschicht ähnlich wie bei der ersten oder zweiten Ausführungsform. Die Siliziumnitridschicht 23 dient ebenfalls als Stopper mit der Siliziumoxidschicht 22. Daher wird eine Stopperfunktion beim Polieren verbessert.
  • Vierte Ausführungsform (nicht erfindungsgemäß)
  • Eine vierte Ausführungsform, welche nicht den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, sondern deren Erläuterung dient, wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 4A bis 4D beschrieben. Diese Figuren stellen ein Herstellungsverfahren einer Halbleiteranordnung dieser Ausführungsform dar.
  • Schritt entsprechend Fig. 4A
  • Es wird ein Siliziumsubstrat 31 mit einer Oberflächenorientierung von (110) vorbereitet bzw. bereitgestellt. Eine thermische Siliziumoxidschicht mit einer Dicke von etwa 42,5 nm (425 Å) wird durch Oxidation auf dem Siliziumsubstrat 31 gebildet. Darauffolgend wird eine Siliziumoxidschicht mit einer Dicke von etwa 800 nm (8000 Å) auf der thermischen Siliziumoxidschicht durch CVD derart angeordnet, dass eine Siliziumoxidschicht 32 als erste Maske gebildet wird.
  • Darauffolgend wird eine polykristalline Siliziumschicht als Schutzschicht auf der Siliziumoxidschicht 32 auf eine Dicke von 150 nm (1500 Å) aufgetragen. Darüber hinaus wird eine Siliziumoxidschicht 34 als zweite Maske auf der polykristallinen Siliziumschicht 33 auf eine Dicke von etwa 300 nm (3000 Å) aufgetragen. Danach wird eine Ausheizbehandlung in einer N2-Atmosphäre durchgeführt.
  • Schritt entsprechend Fig. 4B
  • Die Siliziumoxidschicht 32, die polykristalline Siliziumschicht 33 und die Siliziumoxidschicht 34 werden durch Trockenätzen derart strukturiert, dass die Siliziumoxidschicht 32, die polykristalline Siliziumschicht 33 und die Siliziumoxidsohicht 34 an einem Gebiet geöffnet sind, an welchem ein Graben 35 zu bilden ist.
  • Schritt entsprechend Fig. 4C
  • Der Graben 35 wird in dem Siliziumsubstrat 31 auf eine Tiefe von etwa 35 μm durch Ätzen unter Verwendung der Siliziumoxidschicht 32, der polykristallinen Siliziumschicht 33 und der Siliziumoxidschicht 34 als Maske gebildet. Beispielsweise wird ein Nassätzen mit einer Ätzrate von 1.4 μm/Min. über 25 Minuten in einer TMAH-Lösung von 22 Gw.% bei 90°C als Ätzlösung durchgeführt.
  • Als Ergebnis wird der Graben 35 gebildet. Darüber hinaus wird eine Öffnungsbreite des Grabens 35 in einer lateralen Richtung durch Nassätzen im Vergleich mit einem Öffnungsabschnitt der als Maske dienenden Siliziumoxidschicht 32 vergrößert, so dass Vorsprünge an Öffnungsabschnitten in den Siliziumoxidschichten 32 und 34 gebildet werden.
  • Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform wird der Vorsprungsbetrag S bei dieser Ausführungsform zu etwa 0,53 μm, wenn die Tiefe des Grabens 35 etwa 35 μm beträgt. Insbesondere wird die zwischen den Siliziumoxidschichten 32 und 34 angeordnete polykristalline Siliziumschicht 33 von einem Öffnungsabschnitt davon aus derart geätzt, dass eine Öffnungsbreite der polykristallinen Siliziumschicht 33 breiter als diejenige des Grabens 35 wird.
  • Schritt entsprechend Fig. 4D
  • Die Siliziumoxidschichten 32 und 34 werden durch Aufbringen der polykristallinen Siliziumschicht 33 als Maske geätzt. Als Ergebnis wird die Siliziumoxidschicht 34 entfernt, und ein oberer Abschnitt des Öffnungsabschnitts der Siliziumoxidschicht 32 tritt oder springt von einer inneren Seitenoberfläche des Grabens 35 in der lateralen Richtung in der Nähe eines oberen Abschnitts eines Öffnungsabschnitts der polykristallinen Siliziumschicht 33 zurück bzw. ab. Daher wird eine Öffnungsbreite der Siliziumoxidschicht 32 größer als diejenige des Grabens 35. Mit anderen Worten, es wird ein Randabschnitt des Grabens 35 freigelegt.
  • Wenn beispielsweise das Ätzen der Siliziumoxidschichten 32 und 34 in Fluorwasserstoffsäure mit einer Konzentration von 1/50 in Bezug auf Wasser über 180 Minuten durchgeführt wird, tritt oder springt der obere Abschnitt des Öffnungsabschnitts der Siliziumoxidschicht 32 von der inneren Seitenoberfläche des Grabens 35 um 0,4 μm in der lateralen Richtung zurück bzw. ab.
  • Danach wird ähnlich wie bei dem oben beschriebenen Verfahren der Graben 35 mit einer mit Störstellen dotierten Epitaxialschicht gefüllt (vgl. 21C). Danach wird ein Polieren der Epitaxialschicht, wie bezüglich der ersten Ausführungsform beschrieben, durchgeführt.
  • Bei dieser Ausführungsform wird ähnlich wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform einkristallines Silizium in der Nähe des Öffnungsabschnitts des Grabens 35 gebildet. Daher wird die Kristallinität einer epitaxialen Schicht an dem Öffnungsabschnitt des Grabens 35 verbessert. Folglich wird die Bildung von leeren Räumen in dem Graben 35 zurückgehalten.
  • Darüber hinaus wird bei dieser Ausführungsform das Siliziumsubstrat 21 nicht der Phosphorsäure ausgesetzt, da es nicht nötig ist die polykristalline Siliziumschicht 33 zu entfernen.
  • Bei dieser Ausführungsform dient die Siliziumoxidschicht 32 als Stopper beim Polieren der Epitaxialschicht.
  • Fünfte Ausführungsform (nicht erfindungsgemäß)
  • Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 5A bis 5F eine fünfte Ausführungsform, welche nicht den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, sondern deren Erläuterung dient, beschrieben. Diese Figuren stellen ein Herstellungsverfahren einer Halbleiteranordnung dieser Ausführungsform dar.
  • Schritt entsprechend Fig. 5A
  • Ein Siliziumsubstrat 41 mit einer Oberflächenorientierung von (110) wird vorbereitet bzw. bereitgestellt. Eine thermische Siliziumoxidschicht mit einer Dicke von etwa 42,5 nm (425 Å) wird durch Oxidation auf dem Siliziumsubstrat 41 gebildet. Darauffolgend wird eine aufgetragene Siliziumoxidschicht mit einer Dicke von 800 nm (8000 Å) auf der thermischen Siliziumoxidschicht durch CVD derart angeordnet, dass eine Siliziumoxidschicht 42 als erste Maske gebildet wird.
  • Darauffolgend wird eine polykristalline Siliziumschicht 43 als Schutzschicht auf der Siliziumoxidschicht 42 auf eine Dicke von etwa 150 nm (1500 Å) aufgetragen. Darüber hinaus wird eine Siliziumoxidschicht 44 als zweite Maske auf der polykristallinen Siliziumschicht 43 mit einer Dicke von etwa 300 nm (3000 Å) durch thermische Oxidation der polykristallinen Siliziumschicht 43 oder durch Auftragen einer Siliziumoxidschicht gebildet. Danach wird eine Ausheizbehandlung in einer N2-Atmosphäre durchgeführt.
  • Schritt entsprechend Fig. 5B
  • Die Siliziumoxidschicht 42, die polykristalline Siliziumschicht 43 und die Siliziumoxidschicht 44 werden durch Trockenätzen derart strukturiert, dass die Siliziumoxidschicht 44 und die polykristalline Siliziumschicht 43 an einem Gebiet geöffnet wird, an welchem ein Graben 4S zu bilden ist, und derart, dass die Siliziumoxidschicht 42 in eine Dickenrichtung an einem Gebiet partiell entfernt wird, an welchem der Graben 45 zu bilden ist.
  • Schritt entsprechend Fig. 5C
  • Ein Öffnungsabschnitt der polykristallinen Siliziumschicht 43 wird durch eine thermische Behandlung thermisch oxidiert. Als Ergebnis wird der Öffnungsabschnitt der polykristallinen Siliziumschicht 43 breiter.
  • Schritt entsprechend Fig. 5D
  • Die Siliziumoxidschicht 42 wird geätzt, bis das Siliziumsubstrat 41 durch Trockenätzen freigelegt ist, so dass die Siliziumoxidschicht 42 an dem Gebiet geöffnet wird, an welchem der Graben 45 zu bilden ist.
  • Schritt entsprechend Fig. 5E
  • Der Graben 45 wird in dem Siliziumsubstrat 41 auf eine Tiefe von etwa 35 μm durch Ätzen unter Verwendung der Sillziumoxidschicht 42, der polykristallinen Siliziumschicht 43 und der Siliziumoxidschicht 44 als Maske gebildet. Beispielsweise wird ein Nassätzen mit einer Ätzrate von 1,4 μm/Min. über 25 Minuten in einer TMAH-Lösung von 22 Gw.% bei 90°C als Ätzlösung durchgeführt.
  • Als Ergebnis wird der Graben 45 gebildet. Darüber hinaus wird eine Öffnungsbreite des Grabens 45 in einer lateralen Richtung durch Nassätzen im Vergleich mit einem Öffnungsabschnitt der als die Maske dienenden Siliziumoxidschicht 42 derart vergrößert, dass Vorsprünge an Öffnungsabschnitten der Siliziumoxidschichten 42 und 44 gebildet werden.
  • Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform wird der Vorsprungsbetrag S bei dieser Ausführungsform zu etwa 0,53 μm, wenn die Tiefe des Grabens 45 etwa 35 μm beträgt.
  • Schritt entsprechend Fig. 5F
  • Die Siliziumoxidschichten 42 und 44 werden derart geätzt, dass die Siliziumoxidschicht 44 entfernt wird, und ein oberer Abschnitt an dem Öffnungsabschnitt der Siliziumoxidschicht 42 tritt von einer inneren Seitenoberfläche des Grabens 45 in der lateralen Richtung in der Nähe eines oberen Abschnitts eines Öffnungsabschnitts der polykristallinen Siliziumschicht 43 zurück bzw. springt davon ab. Daher wird eine Öffnungsbreite der Siliziumoxidschicht 42 größer als diejenige des Grabens 45. Mit anderen Worten, es wird ein Randabschnitt des Grabens 45 freigelegt.
  • Wenn beispielsweise das Ätzen der Siliziumoxidschichten 42 und 44 in Fluorwasserstoffsäure mit einer Konzentration von 1/50 in Bezug auf Wasser über 180 Minuten durchgeführt wird, tritt oder springt der obere Abschnitt an dem Öffnungsabschnitt der Siliziumoxidschicht 42 von der inneren Seitenoberfläche des Grabens 45 um 0,4 μm in der lateralen Richtung zurück bzw. ab.
  • Danach wird ähnlich wie bei dem oben beschriebenen Verfahren der Graben 45 mit einer mit Störstellen dotierten Epitaxialschicht gefüllt (vgl. 21C). Danach wird, wie bezüglich der ersten Ausführungsform beschrieben, ein Polieren der Epitaxialschicht durchgeführt.
  • Bei dieser Ausführungsform wird ähnlich wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform einkristallines Silizium in der Nähe eines Öffnungsabschnitts des Grabens 45 gebildet. Daher wird die Kristallinität einer Epitaxialschicht an dem Öffnungsabschnitt des Grabens 45 verbessert. Folglich wird die Bildung von leeren Räumen in dem Graben 45 zurückgehalten bzw. verhindert.
  • Darüber hinaus wird bei dieser Ausführungsform das Siliziumsubstrat 41 nicht der Phosphorsäure ausgesetzt, da es nicht nötig ist die polykristalline Siliziumschicht 43 zu entfernen.
  • Sechste Ausführungsform (nicht erfindungsgemäß)
  • Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 6A bis 6E eine sechste Ausführungsform, welche nicht den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, sondern deren Erläuterung dient, beschrieben. Diese Figuren stellen ein Herstellungsverfahren einer Halbleiteranordnung dieser Ausführungsform dar.
  • Schritt entsprechend Fig. 6A
  • Es werden Siliziumsubstrate 51 und 52 mit jeweils einer Oberflächenorientierung von (110) vorbereitet bzw. bereitgestellt. Danach werden diese Substrate 51 und 52 aneinander mit einer dazwischen angeordneten vergrabenen Siliziumoxidschicht 53 angehaftet, wodurch ein SOI-Substrat gebildet wird. Die vergrabene Siliziumoxidschicht 53 entspricht einer ersten Maske, und das Siliziumsubstrat 52 entspricht einer Schutzschicht.
  • Als Nächstes wird das Siliziumsubstrat 52 durch Polieren oder dergleichen verdünnt, um eine SOI-Schicht zu bilden. Das verdünnte Siliziumsubstrat 52 wird hiernach als SOI-Schicht bezeichnet.
  • Das Siliziumsubstrat, welches die SOI-Schicht 52 bildet, besitzt eine Oberflächenorientierung von (110). Dies liegt daran, dass dieses Siliziumsubstrat durch eine TMAH-Lösung derart steuerbar geätzt wird, dass ein Ätzbetrag der SOI-Schicht 52 steuerbar eingestellt wird.
  • Schritt entsprechend Fig. 6B
  • Darauffolgend wird eine Oberfläche der SOI-Schicht thermisch oxidiert. Als Ergebnis verbleibt die SOI-Schicht 52 zwischen der vergrabenen Siliziumoxidschicht 53 und einer als zweite Maske dienenden Siliziumoxidschicht 54.
  • Schritt entsprechend Fig. 6C
  • Die Siliziumoxidschicht 54, die SOI-Schicht 52 und die vergrabene Siliziumoxidschicht 53 werden durch Trockenätzen derart strukturiert, dass die Siliziumoxidschicht 54, die SOI-Schicht 52 und die vergrabene Siliziumoxidschicht 53 an einem Gebiet geöffnet werden, an welchem ein Graben zu bilden ist.
  • Schritt entsprechend Fig. 6D
  • Ein Graben 55 wird in dem Siliziumsubstrat 31 mit einer Tiefe von etwa 35 μm durch Ätzen unter Verwendung der Siliziumoxidschicht 54, der SOI-Schicht 52 und der vergrabenen Siliziumoxidschicht 53 als Maske gebildet. Beispielsweise wird ein Nassätzen mit einer Ätzrate von 1,4 μm/Min. über 25 Minuten in einer TMAH-Lösung von 22 Gw.% bei 90°C als Ätzlösung durchgeführt.
  • Als Ergebnis wird der Graben 55 gebildet. Darüber hinaus wird eine Öffnungsbreite des Grabens 55 in einer lateralen Richtung durch Nassätzen im Vergleich mit einem Öffnungsabschnitt der als Maske dienenden vergrabenen Siliziumoxidschicht 53 derart vergrößert, dass Vorsprünge an Öffnungsabschnitten der vergrabenen Siliziumoxidschicht 53 und der Siliziumoxidschicht 54 gebildet werden.
  • Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform wird der Vorsprungsbetrag S bei dieser Ausführungsform zu etwa 0,53 μm, wenn die Tiefe des Grabens 35 etwa 35 μm beträgt. Darüber hinaus wird die zwischen den Siliziumoxidschichten 53 und 54 angeordnete SOI-Schicht 52 von einem Öffnungsabschnitt davon aus geätzt.
  • Schritt entsprechend Fig. 6E
  • Die Siliziumoxidschichten 54 und 53 werden geätzt. Als Ergebnis wird die Siliziumoxidschicht 54 entfernt, und es wird die vergrabene Siliziumoxidschicht 53 von einem oberen Abschnitt aus an einem Öffnungsabschnitt davon derart geätzt, dass eine Öffnungsbreite der vergrabenen Siliziumoxidschicht 53 breiter als diejenige des Grabens 55 wird.
  • Wenn beispielsweise das Ätzen der Siliziumoxidschichten 54 und 53 in Fluorwasserstoffsäure mit einer Konzentration von 1/50 in Bezug auf Wasser über 180 Minuten durchgeführt wird, tritt oder springt der obere Abschnitt an dem Öffnungsabschnitt der Siliziumoxidschicht 53 von der inneren Seitenoberfläche des Grabens 55 in der lateralen Richtung um 0,4 μm zurück bzw. ab.
  • Danach wird ähnlich wie bei dem oben beschriebenen Verfahren der Graben 55 mit einer mit Störstellen dotierten Epitaxialschicht gefüllt (vgl. 21C). Danach wird ein Polieren der Epitaxialschicht, wie bezüglich der ersten Ausführungsform beschrieben, durchgeführt.
  • Bei dieser Ausführungsform wird ähnlich wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen einkristallines Silizium in der Nähe eines Öffnungsabschnitts des Grabens 55 gebildet. Daher wird die Kristallinität einer Epitaxialschicht an dem Öffnungsabschnitt des Grabens 55 verbessert. Folglich wird die Erzeugung von leeren Räumen in dem Graben 55 zurückgehalten bzw. verhindert.
  • Bei dieser Ausführungsform dient die vergrabene Siliziumoxidschicht 53 als Stopper beim Polieren der Epitaxialschicht.
  • Obwohl bei den oben beschriebenen Ausführungsformen die Tiefe der Gräben wie bei einem Beispiel 35 μm beträgt, kann die Tiefe des Grabens beruhend auf einer in dem Substrat gebildeten Anordnung gewählt werden. Daher kann das Herstellungsverfahren der oben beschriebenen Ausführungsformen auf ein Substrat angewandt werden, bei welchem ein Graben mit irgendeiner Tiefe gebildet wird.
  • Beispielsweise wird bezüglich der ersten Ausführungsform eine Beziehung zwischen der Tiefe des Grabens und dem Vorsprungsbetrag in einer Tabelle in 7 dargestellt. Wie in dieser Tabelle dargestellt, wird der Vorsprungsbetrag mit einem Ansteigen der Tiefe des Grabens größer. Daher kann ein Ätzbetrag einer als Maske dienenden Siliziumoxidschicht dann, wenn die Siliziumoxidschicht zurücktritt bzw. abspringt, beruhend auf dem Vorsprungsbetrag der Siliziumoxidschicht gewählt werden.
  • Obwohl bei den oben beschriebenen Ausführungsformen das epitaxiale Aufwachsen in dem Zustand durchgeführt wird, dass die Siliziumoxidschichten 2, 12, 22, 32, 42, 53 verbleiben, können darüber hinaus diese Siliziumoxidschichten vollständig vor dem epitaxialen Aufwachsen entfernt werden.
  • Da jedoch in dem Fall der Stopper beim Polieren der Epitaxialschicht nicht übrigbleibt, sollte eine Dicke der Epitaxialschicht durch Einstellen einer Polierzeit des Ebnens kontrolliert werden bzw. gesteuert werden.
  • Wenn eine Mehrzahl von Gräben gebildet wird, wird ein Ätzbetrag der Siliziumoxidschicht, welche zurücktreten bzw. abspringen soll, beruhend auf einem Intervall zwischen zwei benachbarten aus der Mehrzahl von Gräben gewählt. Darüber hinaus ist der Fall akzeptabel, dass die Siliziumoxidschicht zwischen den Gräben entfernt wird, während die Siliziumoxidschicht auf einem Gebiet des Siliziumsubstrats verbleibt, wo die Gräben nicht gebildet werden.
  • Obwohl bei der dritten Ausführungsform die in 3D dargestellte Stufe in dem Herstellungsschritt gebildet wird, bei welchem die Siliziumnitridschicht 23 partiell geätzt wird, nachdem die Siliziumoxidschicht 24 auf der Siliziumnitridschicht 23 gebildet worden ist, wird die Stufe ebenfalls unter Verwendung von zwei Masken mit zueinander unterschiedlichen Öffnungsbreiten gebildet.
  • Obwohl bei den oben beschriebenen Ausführungsformen die Kristallinität in der Nähe des Öffnungsabschnitts des Grabens hauptsächlich beschrieben wurde, wird ebenfalls bei unten erläuterten Ausführungsformen eine Verbesserung der Kristallinität innerhalb des Grabens beschrieben.
  • Siebente Ausführungsform
  • Es wird eine siebente Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 8A bis 8D und 9 bis 14 beschrieben. Diese Figuren zeigen schematische Querschnittsansichten, welche ein Herstellungsverfahren eines Halbleitersubstrats darstellen.
  • Entsprechend 9 wird ein Graben 103 in einem Siliziumsubstrat (einkristallines Siliziumsubstrat) 101 gebildet, welches ein Halbleitersubstrat bildet. Der Graben 103 wird mit einer einkristallinen Siliziumschicht 107 gefüllt. Die einkristalline Siliziumschicht 107 wird durch epitaxiales Aufwachsen aufgetragen. Das Siliziumsubstrat 101 ist ein n-Typ Siliziumsubstrat, und die einkristalline Siliziumschicht 107 ist eine p-Typ Diffusionsschicht. Daher wird ein pn-Übergang an einer Schnittstelle zwischen dem Substrat 101 und der Diffusionsschicht 107 gebildet, wodurch eine große Integration einer Halbleiteranordnung in Richtung der Tiefe erzielt wird. Leitungstypen des Substrats 101 und der Diffusionsschicht 107 können invertiert werden (das Substrat 101 kann ein p-Typ sein, und die Diffusionsschicht 107 kann ein n-Typ sein). Darüber hinaus wird die Diffusionsschicht 107 durch eine vergrabene Epitaxialschicht derart gebildet, dass die Konzentration einer Dotierungssubstanz der vergrabenen Epitaxialschicht durch das epitaxiale Aufwachsen gesteuert wird. Als Ergebnis besitzt die Diffusionsschicht 107 ein gleichförmiges Konzentrationsprofil in Richtung der Tiefe ebenso wie in einer lateralen Richtung.
  • Als Nächstes wird ein Herstellungsverfahren des Halbleitersubstrats wie folgt beschrieben.
  • Wie in 8 dargestellt, wird das einkristalline Siliziumsubstrat 101 vorbereitet bzw. bereitgestellt. Das Substrat 101 besitzt eine Oberfläche, die auf eine (110)-Oberfläche bzw. -Seite ausgerichtet ist. Eine Maskenoxidschicht (Siliziumoxidschicht 102) als Maske zum Grabenätzen wird auf einer oberen Oberfläche des Substrats 101 gebildet. Nachdem ein Fotoresist auf der Maskenoxidschicht 102 aufgetragen worden ist, werden Öffnungsabschnitte 102a auf vorbestimmten Gebieten der Maskenoxidschicht 102 durch Fotolithographie gebildet. Mit anderen Worten, die Gebiete, wo Gräben zu bilden sind, werden freigelegt. Obwohl dieses Oxidschichtätzen entweder durch Trockenätzen oder durch Nassätzen durchgeführt werden kann, wird das Trockenätzen zur Durchführung einer genauen Herstellung bevorzugt.
  • Nachfolgend werden Gräben 103 in dem Substrat 101 durch Ätzen mit der Siliziumoxidschicht 102 als Maske gebildet.
  • Es werden nämlich die Gräben 103 durch anisotropes Trockenätzen durch die Öffnungsabschnitte 102a gebildet. Es wird ein RIE-Verfahren (Reactive Ion Etching) für das Trockenätzen verwendet, welches im allgemeinen bei einem Halbleiterprozess verwendet wird.
  • Obwohl bezüglich des oben beschriebenen Grabenbildungsprozesses das anisotrope Trockenätzen angenommen wird, kann ein anisotropes Nassätzen angenommen werden. In einem Fall, bei welchem das Nassätzen zur Bildung der Gräben 103 durchgeführt wird, wird die auf der Oberfläche des Substrats 101 an den Öffnungsabschnitten 102a der Oxidschicht 102 gebildete natürliche Oxidschicht (natural oxide film) durch eine HF-Lösung oder dergleichen vorausgehend entfernt, und danach wird das Grabenätzen mit einer TMAH-Lösung durchgeführt. Das anisotrope Ätzen durch die TMAH-Lösung besitzt eine Charakteristik dahingehend, dass eine Ätzrate des Substrats 101 von einer Oberflächenorientierung des Substrats 101 abhängt. Daher wird ein Grabenbildungsprozess mit einem größeren Seitenverhältnis unter einer Bedingung bzw. einem Zustand erzielt, dass ein Substrat eine Si-Orientierung von (110) aufweist und dass eine Seitenoberfläche eines Grabens auf eine Oberfläche gegenüberliegend einer (111)-Si-Oberfläche gesetzt ist, da eine Ätzselektivität der (111)-Si-Oberfläche bezüglich der (110)-Si-Oberfläche 1:60 beträgt. Es kann übrigens eine KOH-Lösung anstelle einer TMAH-Lösung als Ätzlösung verwendet werden.
  • Bei diesem Grabenätzprozess wird eine innere Oberfläche (eine Seitenoberfläche und einen Bodenoberfläche) des Grabens angerauht und besitzt leicht darauf Kristalldefekte. Insbesondere wenn der Graben in dem Substrat, welches eine Oberfläche aufweist, die auf die (110)-Si-Oberfläche ausgerichtet ist, durch das Ätzen unter Verwendung der TMAH-Lösung gebildet wird, ist die Rauheit auf der Bodenoberfläche der (110)-Si-Oberfläche im Vergleich mit der Seitenoberfläche des Si von (111) groß. In einem Fall, bei welchem die innere Oberfläche (die Seitenoberfläche und die Bodenoberfläche) des Grabens mit Kristalldefekten angerauht ist, werden Kristalldefekte bei einem epitaxialen Aufwachsen induziert, welches auf das Grabenätzen folgt.
  • Es wird übrigens bei oder vor diesem Grabenätzen ein Ausrichtungsgraben 104 zum Ausrichten von Masken gebildet und mit polykristallinem Silizium oder dergleichen gefüllt, welches eine hohe Toleranz in Bezug auf eine HF-Lösung besitzt. Dieser Ausrichtungsgraben 104 kann zur Erfassung eines abschließenden Zeitpunkts eines unten beschriebenen Polierprozesses verwendet werden.
  • Darauffolgend wird, wie in 8B dargestellt, die als Maske verwendete Oxidschicht 102 vollständig von der Oberfläche des Substrats 101 entfernt. Ähnlich wird durch vollständiges Entfernen der Oxidschicht 102 verhindert, dass die Oxidschicht 102 sich während einer thermischen Behandlung wie einem folgenden Prozess abgeschält wird. Wenn zu dieser Zeit ein Reinigen des Substrats 101 mit einer HF-Lösung durchgeführt wird, wird ebenfalls eine natürliche Oxidschicht (natural oxide film) innerhalb des Grabens entfernt. Insbesondere wenn der Grabenbildungsprozess durch Trockenätzen durchgeführt wird, können Reaktionsprodukte innerhalb des Grabens anhaften. Daher wird es bei diesem Reinigen des Substrats 101 mit einer HF-Lösung bevorzugt, dass das Substrat 101 zuerst durch eine Lösung einer Schwefelsäure (H2SO4), welche mit einer Wasserstoffperoxidlösung (H2O2) gemischt ist, vor dem HF-Reinigen gereinigt wird. Das Entfernen der Maskenoxidschicht 102 kann ebenfalls durch Reinigen mit der HF-Lösung durchgeführt werden, wobei diese Art in 8B dargestellt wird. Ähnlich kann in dem Fall, bei welchem das Reinigen der natürlichen Oxidschicht und der Nebenprodukte durch die Reaktion vor dem epitaxialen Aufwachsen durchgeführt wird, können ungünstige Auswirkungen bei dem epitaxialen Aufwachsen hervorgerufen durch das Vorhanden sein der natürlichen Oxidschicht und der Reaktionsprodukte vermieden werden.
  • Danach wird die innere Oberfläche (die Seitenoberfläche und die Bodenoberfläche) des Grabens in dem Substrat 101 durch die thermische Behandlung glatt gemacht. Diese thermische Behandlung wird unter einem niedrigen Druck und in einer nicht oxidierenden oder einer nicht nitrierenden Atmosphäre bei 900 bis 1200°C über mehrere Minuten bis mehrere zehn Minuten beispielsweise durchgeführt, obwohl die Zeit von der Größe der Rauheit abhängt. Es wird bevorzugt, dass diese thermische Behandlung bei 1100°C oder mehr durchgeführt wird.
  • Die nicht oxidierende und die nicht nitrierende Atmosphäre wird durch Einführung von Wasserstoffgas oder einem Edelgas in eine Kammer unter dem niedrigen Druck erlangt. Wenn die thermische Behandlung zum Glätten der inneren Oberfläche des Grabens in einer LP-CVD-Kammer durchgeführt wird, welche bei dem epitaxialen Aufwachsen verwendet wird, kann der Prozess vereinfacht werden, und es wird eine Bildung der natürlichen Oxidschicht verhindert (es ist nicht nötig die natürliche Oxidschicht zu entfernen). Mit anderen Worten, wenn die thermische Behandlung und das epitaxiale Aufwachsen einer Epitaxialschicht 106 in derselben Vorrichtung aufeinanderfolgend durchgeführt werden, wird eine Adhäsion von Verunreinigungen zurückgehalten bzw. verhindert, und es wird eine Verbesserung des Durchsatzes erwartet.
  • Danach wird, wie in 8C dargestellt, das epitaxiale Aufwachsen durchgeführt, wodurch die epitaxiale Schicht 106 gebildet wird, um den Graben zu füllen und um auf der Oberfläche des Substrats 101 angeordnet zu werden. Detailliert dargestellt, es wird die epitaxiale Schicht 106 in der LP-CVD-Kammer unter einem niedrigen Druck bei 800 bis 1100°C gebildet. Auf diese Weise werden die Gräben 3 mit der Epitaxialschicht 106 gefüllt. Bei der Bildung der Epitaxialschicht 106 wird das Substrat 101 auf einer vorbestimmten Temperatur in einem Zustand gehalten, bei welchem die Oberfläche des Substrats 101 einem Schichtbildungsgas einschließlich wenigstens eines Elements eines Schichtbildungsmaterials der Epitaxialschicht 106 ausgesetzt wird. Danach werden das Schichtbildungsgas und ein Dotierungssubstanz enthaltendes Gas in die Kammer einer nicht Oxidationsatmosphäre unter einem niedrigen Druck eingeführt, um die Diffusionsschicht in den Gräben zu bilden, welche sich von dem Substrat 101 in der Konzentration oder dem Leitfähigkeitstyp unterscheidet. Auf diese Weise können der Leitfähigkeitstyp und die Konzentration der Diffusionsschicht (Epitaxialschicht) gesteuert werden, so dass die Diffusionsschicht wie gewünscht erlangt werden kann. Des weiteren kann die Diffusionsschicht durch eine Mehrzahl von Schichten mit unterschiedlichen Konzentrationen oder unterschiedlichen Leitfähigkeitstypen gebildet werden.
  • D. h. die Epitaxialschicht kann sich aus Epitaxialschichten mit unterschiedlichen Leitfähigkeitstypen zusammensetzen. Beispielsweise können wechselweise eine erste n-Typ Schicht, eine p-Typ Schicht und eine zweite n-Typ Schicht aufgeschichtet werden.
  • Nachdem die vergrabene Epitaxialschicht gebildet worden ist, wird danach eine Oberfläche der auf dem Substrat 101 angeordneten Epitaxialschicht 106 abgeflacht, so dass die auf den Gräben 3 erzeugten Stufen eliminiert werden. Bei diesem Abflachungsprozess kann CMP (Chemical Mechanical Polish) verwendet werden. Durch das CMP kann ein Teil der Epitaxialschicht mit einer geringeren Kristallinität, welche in der Nähe des Öffnungsabschnitts des Grabens vorhanden ist, gleichzeitig mit dem Abflachen der Epitaxialschicht entfernt werden. Übrigens kann ein Zurückätzverfahren durch Trockenätzen oder anisotropes Nassätzen das CMP (Polieren) ersetzen. Der Abflachungsprozess kann durch eine Kombination des Polierens, des Zurückätzens und des anisotropen Nassätzens durchgeführt werden.
  • Bei dem durch die oben beschriebenen Prozesse verarbeiteten Substrat wird, wie in 9 dargestellt, der an der oberen Oberfläche des Substrats geöffnete Graben 103 gebildet, und der Graben 103 wird mit dem einkristallinen Silizium 107 gefüllt. Darüber hinaus wird ein Radius einer Kurve ”r” an einer durch die Seitenoberfläche und die Bodenoberfläche des Grabens 103 gebildeten Ecke von 1,0 μm oder mehr bereitgestellt. Des weiteren wird eine maximale Höhe ”Rmax” bezüglich der Rauheit der inneren Oberfläche des Grabens 103 von 3 nm oder weniger bereitgestellt. Insbesondere wird der Radius der Kurve ”r” an der Ecke von 1,5 μm oder mehr bereitgestellt, und die maximale Höhe ”Rmax” der Rauhigkeit der inneren Oberfläche des Grabens 103 beträgt 2 nm oder weniger.
  • Anders als eine durch thermische Diffusion oder dergleichen von einer Oberfläche eines Substrats gebildete Diffusionsschicht besitzt die Diffusionsschicht (die Diffusionsschicht, welche sich in Richtung der Tiefe des Substrats erstreckt) 107, welche durch die oben beschriebenen Prozesse gebildet wird, ein großes Seitenverhältnis, wie in 8D dargestellt.
  • Daher kann das bezüglich dieser Ausführungsform beschriebene Substrat zur Bildung einer MOS-Anordnung verwendet werden, die geeignet ist einer hohen Spannung zu widerstehen, was in dem US 5438215 A offenbart ist.
  • Da bei dem Polierprozess zum Abflachen eine Oxidschicht nicht speziell als Stopper des Polierens gebildet wird, wird ein Zeitpunkt des Stoppens des Polierens durch eine Dicke der verbleibenden Epitaxialschicht auf dem Substrat bestimmt (eine Erfassung ist durch ein Freilegen des Ausrichtungsgrabens möglich).
  • Wie oben beschrieben, wird das epitaxiale Aufwachsen durchgeführt, nachdem die innere Oberfläche des Grabens durch die thermische Behandlung in der Niederdruckatmosphäre (nicht oxidierende und nicht nitrierende Atmosphäre) geglättet worden ist. Detailliert dargestellt, die thermische Behandlung in der nicht oxidierenden oder nicht nitrierenden Atmosphäre und das epitaxiale Aufwachsen werden aufeinanderfolgend in der LP-CVD-Kammer zum Durchführen des epitaxialen Aufwachsens durchgeführt. Zu der Zeit wird die in 8A dargestellte Maskenoxidschicht 102, wie in 8B dargestellt, entfernt, um eine Trennung der Maskenoxidschicht 102 bei der thermischen Behandlung zu verhindern.
  • Auf diese Weise wird die Rauheit auf der inneren Oberfläche des Grabens durch die nicht oxidierende oder nicht nitrierende thermische Behandlung derart verringert, dass die Kristallinität der Epitaxialschicht verbessert wird. Detailliert dargestellt, obwohl die Rauheit auf der inneren Oberfläche (eigentlich die maximale Höhe Rmax) größer wird, nachdem das Grabenätzen durch eine TMAH-Lösung durchgeführt wird, sorgt die nicht oxidierende oder nicht nitrierende thermische Behandlung dafür, dass Rmax klein wird. Die Verringerung von Rmax hängt von der Zeit der thermischen Behandlung ab. Darüber hinaus wird durch Bilden der Wasserstoffatmosphäre eine Oxidation und Nitrierung verhindert.
  • 10 zeigt eine Änderung der Rauheit unter Durchführung der thermischen Behandlung. Die X-Achse zeigt die Behandlungszeit an, und die Y-Achse zeigt die Rauheit auf der Bodenoberfläche des Grabens an. Eine Rauheit auf der Oberfläche eines Substrats (bulk silicon), welches eine Oberfläche aufweist, die auf eine (110)-Oberfläche ausgerichtet ist, ist ebenfalls in 10 als Bezugswert dargestellt. Die Temperatur der Behandlung lag bei 1150°C. Es wurde eine Oberflächenrauheit an fünf Punkten auf einer identische Oberfläche in jeder Probe durch eine Stufenmessvorrichtung gemessen. Entsprechend 10 wird die Rauheit auf der Bodenoberfläche des Grabens durch die thermische Behandlung verringert.
  • Als Nächstes wird ein Kompromiss zwischen der Verbesserung der Kristallinität und dem Abschälen (Trennen) der Maske beschrieben.
  • 11 stellt experimentelle Daten dar, welche sich auf die Verbesserung der Kristallinität durch die nicht oxidierende und nicht nitrierende Wärmebehandlung beziehen; mit anderen Worten, eine Änderung der Kristallinität in der Epitaxialschicht, wenn die nicht oxidierende und die nicht nitrierende thermische Behandlung durchgeführt wird.
  • Die X-Achse stellt die Temperatur der Behandlung dar. Die X-Achse stellt die Defektdichte in einem Querschnitt dar, nachdem die Epitaxialschicht gebildet worden ist (nachdem ein zweites Ätzen (seco etching) durchgeführt worden ist, d. h. nachdem ein Ätzen mit einer gemischten Lösung einer Fluorwasserstoffsäure und Kaliumdichromat durchgeführt worden ist). Die H2-Fließrate wird auf 20 Liter pro Minute festgelegt. Ein Grad des Vakuums wird auf 80 Torr festgelegt. Das Experiment wird in drei Zeitabschnitten durchgeführt, d. h. 1,5 Minuten, 5 Minuten und 10 Minuten. Eine Wirkung der thermischen Behandlung zur Verringerung von Kristalldefekten tritt allmählich bei 950°C oder mehr auf, wobei die Wirkung markant wird, wenn die Behandlung bei 1100°C oder darüber und über 10 Minuten und länger durchgeführt wird.
  • Wie in 12 dargestellt, kann die Oxidschicht an einem Rand des Grabens durch die thermische Behandlung abgeschält werden. Wie bezüglich der ersten Ausführungsform beschrieben, liegt dies daran, dass die Oxidschicht als Maske zur Bildung des Grabens mit den Vordächern, welche vom Rand des Grabens herausragen, zurückbleibt, wodurch das Abschälen der Oxidschicht hervorgerufen wird. Das Abschälen der Oxidschicht wird durch die Messung quantifiziert. Ein Ergebnis der Messung ist in 13 dargestellt. Mit anderen Worten, 13 stellt die Größe des abgeschälten Oxidschichtabschnitts hervorgerufen durch verschiedene Bedingungen bzw. Zustände der nicht oxidierenden und der nicht nitrierenden thermischen Behandlung dar. Die X-Achse zeigt die Temperatur bei der Behandlung an, und die X-Achse zeigt die Länge des abgeschälten Oxidschichtabschnitts an. Die Zeit der Behandlung ist auf 1,5 Minuten 5 Minuten und 10 Minuten festgelegt worden.
  • Wenn die Behandlung bei 1150°C über 10 Minuten durchgeführt wird, wird die Kristallinität der Epitaxialschicht effizient verbessert, und die Länge der abgeschälten Oxidschicht beträgt etwa 10 μm, wie es sich aus 13 ergibt. Die abgeschälte Oxidschicht sollte gereinigt werden, da sie durch Teilchen verunreinigt wird und eine Verschlechterung der Kristallinität der Epitaxialschicht hervorgerufen wird, welche gebildet wird, nachdem die thermische Behandlung durchgeführt worden ist.
  • 14A bis 14C zeigen Querschnittsansichten eines Halbleitersubstrats mit einem Graben, um eine Wirkung der nicht oxidierenden und der nicht nitrierenden thermischen Behandlung darzustellen. Detailliert dargestellt, 14A bis 14C stellen SEM-Bilder dar, nachdem querschnittsmäßige Fleckätzungen (cross sectional stain etchings) unter Verwendung einer gemischten Lösung durchgeführt wurden, welche sich aus Fluorwasserstoffsäure und Nitridsäure zusammensetzt.
  • 14A stellt einen Fall dar, bei welchem das den Graben vergrabende epitaxiale Aufwachsen ohne die thermische Behandlung durchgeführt wird, während die Maskenoxidschicht mit einer Dicke von 500 nm zurückbleibt. In diesem Fall werden Kristalldefekte auf einer Bodenoberfläche des Grabens erzeugt, und es erscheinen Vertiefungen bzw. Löcher an einem Öffnungsabschnitt des Grabens. Darüber hinaus wächst polykristallines Silizium auf der Maskenoxidschicht auf.
  • 14B stellt einen Fall dar, bei welchem ein den Graben vergrabendes epitaxiales Aufwachsen durchgeführt wird, nachdem die thermische Behandlung bei 1150°C über 10 Minuten durchgeführt wird, während die Maskenoxidschicht mit einer Dicke von 500 nm zurückbleibt. Obwohl in diesem Fall die Kristallinität auf der Bodenoberfläche des Grabens relativ verbessert wird, erscheinen die Ätzvertiefungen hervorgerufen durch die thermische Behandlung. Die Vertiefungen erscheinen ebenfalls an dem Öffnungsabschnitt des Grabens.
  • 14C stellt einen Fall dar, bei welchem das den Graben vergrabende epitaxiale Aufwachsen durchgeführt wird, nachdem die thermische Behandlung bei 1150°C über 10 Minuten ohne die Maskenoxidschicht mit der Dicke von 500 nm durchgeführt worden ist. In diesem Fall werden die Kristallinität in einem Bodenabschnitt des Grabens und in einem Öffnungsabschnitt des Grabens verbessert. Darüber hinaus wächst die Epitaxialschicht außerhalb des Grabens auf.
  • Obwohl bei dieser Ausführungsform die Maskenoxidschicht vor der nicht oxidierenden und der nicht nitrierenden thermischen Behandlung zur Verringerung der Rauheit auf der inneren Oberfläche des Grabens vollständig entfernt wird, wird die Maskenoxidschicht teilweise derart entfernt, dass Vorsprünge von dem Öffnungsabschnitt des Grabens ähnlich wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen zurücktreten bzw. abspringen. In diesem Fall wird dieselbe Wirkung erzielt, wie es sich aus 13 ergibt.
  • Hiernach wird die Wirkung der einkristallinen Halbleiterschicht (Diffusionsschicht) beschrieben, welche den Graben 103 füllt.
  • Wie in 23 dargestellt, ist ein Siliziumsubstrat 301 mit einer Diffusionsschicht 301 bekannt, in welcher Störstellenkonzentrationen gleichförmig in Richtung der Tiefe vorgesehen sind, welche bezüglich einer Verringerung des Widerstandswerts einer MOS-Anordnung wirksam ist, die zum Aushalten einer hohen Spannung geeignet ist und beispielsweise in dem US 5438215 A offenbart wird. Darüber hinaus ist es aus einem anderen Grunde möglich, dass Halbleiteranordnungen integriert in Richtung der Tiefe unter Verwendung des Substrats in Richtung der Tiefe hinreichend gebildet werden.
  • Eine thermische Diffusion von Störstellen einer Dotierungssubstanz (dopant impurities), welche in einem üblichen Siliziumhalbleiterprozess wie bei einem herkömmlichen Verfahren verwendet wird, und eine Ionenimplantierung und ein darauffolgender Diffusionsprozess werden üblicherweise zur Bildung der Diffusionsschicht 301 verwendet. Da jedoch eine Tiefe ”B” der Diffusionsschicht 301 durch eine Diffusionsgeschwindigkeit der Störstellen bestimmt wird, wird die Diffusionsschicht 301 in einer Tiefe von mehreren μm von einer Oberfläche des Substrats aus meistens gebildet. Darüber hinaus diffundieren die Störstellen in eine laterale Richtung ebenfalls wie in die Richtung der Tiefe, da sie isotropisch diffundieren. Als Ergebnis besitzt die Diffusionsschicht eine Breite A, die im Wesentlichen gleich der Tiefe davon ist. Daher wird ein Seitenverhältnis, welches gleich B/A ist, theoretisch nicht größer als ”1”, wenn die Diffusionsschicht durch das herkömmliche Verfahren gebildet wird, wodurch eine Struktur der Halbleiteranordnungen beschränkt wird.
  • Demgegenüber wird entsprechend ”A new generation of high voltage MOSFETs breaks the limit of silicon” von G. Deboy et all. (1988) oder der JP 2000-40822 A , wie in 24A und 24B dargestellt, eine Epitaxialschicht 311a auf einem Substrat 310 gebildet, und danach wird eine Diffusionsschicht 312a durch partielle Ionenimplantierung einer Dotierungssubstanz durch Fotolithographie und eine thermische Diffusion, wie in 24C dargestellt, gebildet. Danach werden, wie in 25A und 25B dargestellt, das epitaxiale Aufwachsen, die partielle Ionenimplantierung und die thermische Diffusion wiederholt wechselweise durchgeführt, so dass eine Diffusionsschicht 312, welche sich in eine Richtung der Tiefe erstreckt, wie in 25C dargestellt, gebildet. Auf diese Weise hängt eine Dicke der Diffusionsschicht 312 von einer Dicke des epitaxialen Aufwachsens ab, wodurch keine Abhängigkeit von einem Abstand der diffundierten Störstellen auftritt. Jedoch besitzt eine Form einer Seitenoberfläche dieser Diffusionsschicht 312 eine Unregelmäßigkeit und es liegt keine gerade Form vor.
  • Demgegenüber ist bei der in 9 dargestellten Ausführungsform die innere Oberfläche des Grabens 103 geglättet, wodurch eine Seitenform der Diffusionsschicht 107 als gerade Form ausgebildet ist, welche sich in eine Richtung nach oben und unten erstreckt. Daher wird es bevorzugt, dass eine Struktur der Diffusionsschicht bei dieser Ausführungsform eine vorbestimmte Anordnungscharakteristik aufweist.
  • Die nicht oxidierende und die nicht nitrierende thermische Behandlung können ebenfalls vor dem epitaxialen Aufwachsen bei der ersten bis sechsten Ausführungsform durchgeführt werden.
  • Achte Ausführungsform
  • Es wird eine achte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hauptsächlich im Hinblick auf unterschiedliche Merkmale gegenüber der siebenten Ausführungsform beschrieben.
  • 15A bis 15C und 16A bis 16C zeigen schematische Querschnittsansichten, welche ein Herstellungsverfahren eines Halbleitersubstrats darstellen.
  • Wie in 16C dargestellt, wird ein Graben 114 in einem Siliziumsubstrat (einkristallines Siliziumsubstrat) 111 gebildet, welches ein Halbleitersubstrat darstellt, und mit einer einkristallinen Siliziumschicht (Diffusionsschicht) 116 gefüllt.
  • Da bei der oben beschriebenen siebenten Ausführungsform eine Verschlechterung der Prozessgenauigkeit leicht auftritt, wird bei dieser Ausführungsform eine Maskenoxidschicht zurückgelassen. Es wird nämlich die Maskenoxidschicht lediglich von einem Gebiet entfernt, an welchem Gräben in dem Substrat gebildet sind. Danach werden aufeinanderfolgend eine thermische Behandlung und ein epitaxiales Aufwachsen durchgeführt.
  • Zuerst wird, wie in 15A dargestellt, eine Oxidschicht 112 auf dem Siliziumsubstrat 111 gebildet. Danach wird die Oxidschicht 112 an Gebieten entfernt, an denen die Gräben 114 zu bilden sind.
  • Als Nächstes wird, wie in 15B dargestellt, eine dicke Oxidschicht gebildet. Detailliert dargestellt, es wird ein Grabenbildungsgebiet Z1 als Gebiet definiert, auf welchem die Oxidschicht 112 entfernt wird. Das Grabenbildungsgebiet Z1 besitzt einen Endabschnitt, dessen Abstand von einem Randabschnitt eines äußersten Grabens größer als eine Länge einer durch eine vorbestimmte thermische Behandlung abgeschälten Oxidschicht ist. Darüber hinaus wird ein Feldgebiet Z2 an einer Außenseite des Grabenbildungsgebiets Z1 angeordnet, es wird nämlich eine dünne Oxidschicht 113 auf dem Grabenbildungsgebiet Z1 gebildet, und man lässt eine auf dem Feldgebiet Z2 zurückgebliebene Oxidschicht 112 durch eine thermische Oxidation derart aufwachsen, dass sie dick wird. Danach wird die dünne Oxidschicht 113 strukturiert.
  • Des weiteren werden, wie in 15C dargestellt, die Gräben 114 durch Ätzen gebildet. Danach wird, wie in 16A dargestellt, die Maskenoxidschicht 113 an dem Grabenbildungsgebiet Z1 durch Reinigen mit einer HF-Lösung entfernt. Zu dieser Zeit werden die in den Gräben 114 gebildeten natürlichen Oxidschichten ebenfalls entfernt. Danach wird, wie in 16B dargestellt, nachdem eine thermische Behandlung (900 bis 1200°C) durchgeführt worden ist, um innere Oberflächen der Gräben 114 zu glätten, eine Epitaxialschicht 115 gebildet (bei 800 bis 1000°C in einer Niederdruckatmosphäre), wodurch die Gräben 114 mit der Epitaxialschicht 115 gefüllt werden. Darauffolgend wird wie in 16C dargestellt ein Polieren durchgeführt, um die Epitaxialschicht 115 zu glätten. In diesem Schritt bestimmt die um die Gräben 114 zurückgebliebene Oxidschicht 112 einen Endzeitpunkt des Polierens.
  • Obwohl, wie oben beschrieben, die Oxidschicht bei der siebenten Ausführungsform vollständig entfernt wird, wird bei dieser Ausführungsform die auf dem Feldgebiet Z2 gebildete Oxidschicht dicker als die Oxidschicht ausgebildet, welche vorausgehend auf dem Grabenbildungsgebiet Z1 gebildet worden ist. Dementsprechend kann lediglich die auf dem Grabenbildungsgebiet Z1 gebildete Oxidschicht entfernt werden. Mit anderen Worten, die Maskenoxidschicht 112 zur Bildung der Gräben an dem Feldgebiet Z2, an welchem die Gräben nicht gebildet werden, wird dicker gemacht als die Maskenoxidschicht 113 zur Bildung der Gräben an dem Grabenbildungsgebiet Z1, so dass die Maskenoxidschicht 113 zur Bildung der Gräben an dem Grabenbildungsgebiet Z1 lediglich entfernt wird, und die Maskenoxidschicht 112 verbleibt, wenn das Maskenoxidschichtätzen durchgeführt wird. In diesem Fall kann die Oxidschicht 112 als Stopper beim Polieren zur Abflachung verwendet werden.
  • Neunte Ausführungsform
  • Es wird eine neunte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Hinblick auf unterschiedliche Merkmale bezüglich der siebenten und achten Ausführungsform hauptsächlich beschrieben.
  • 17A bis 17C zeigen schematische Querschnittsansichten, welche ein Herstellungsverfahren eines Halbleitersubstrats darstellen.
  • Bei dieser Ausführungsform wird ein epitaxiales Aufwachsen in einem Zustand bzw. unter einer Bedingung durchgeführt, dass eine Maske (Oxidschicht) auf einem Substrat zurückbleibt, es wird jedoch eine thermische Behandlung dahingehend eingeschränkt, dass ein Abschälen der Oxidschicht (Maske) verhindert wird, und es kann eine Verbesserung der Kristallinität einer Epitaxialschicht gleichzeitig erzielt werden.
  • Zuerst wird, wie in 17A dargestellt, eine Maskenoxidschicht 122 auf einer oberen Oberfläche eines Siliziumsubstrats 121 gebildet, und danach werden Gräben 123 durch Ätzen gebildet. Danach wird eine thermische Behandlung zum Glätten einer inneren Oberfläche der Gräben 123 durchgeführt. Die thermische Behandlung wird bei 900 bis 1100°C über mehrere Minuten bis mehrere Dutzend Minuten durchgeführt.
  • Danach wird, wie in 17B dargestellt, eine Epitaxialschicht 124 auf dem Siliziumsubstrat 121 aufgetragen und wird ebenfalls in den Gräben 123 aufgetragen (unter 800 bis 1100°C in einer Niederdruckatmosphäre). Danach wird ein Polieren durchgeführt, um die auf dem Substrat 121 gebildete Epitaxialschicht abzuflachen, wodurch ein Substrat mit Diffusionsschichten 125 erzielt wird, welche die Gräben füllen. Es wird ein Endzeitpunkt des Polierens unter Verwendung der zwischen zwei benachbarten Gräben angeordneten Oxidschicht 122 erfasst.
  • 18 stellt ein wahrgenommenes Ergebnis eines Falles dar, bei welchem ein epitaxiales Aufwachsen durchgeführt wird, nachdem eine thermische Behandlung bei 1100°C über 10 Minuten mit der Maskenoxidschicht durchgeführt worden ist. Die Kristallinität in dem Graben befindet sich in einem guten Zustand, wie aus 18 ersichtlich.
  • Zehnte Ausführungsform
  • Es wird eine zehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Hinblick auf unterschiedliche Merkmale bezüglich der siebenten, achten und neunten Ausführungsform hauptsächlich beschrieben.
  • 19A bis 19D zeigen schematische Querschnittsansichten, welche ein Herstellungsverfahren eines Halbleitersubstrats darstellen.
  • Bei dieser Ausführungsform wird eine dünne Epitaxialschicht vor der Bildung einer Epitaxialschicht zum Vergraben von Gräben gebildet. Danach werden innere Oberflächen der Gräben durch eine thermische Behandlung geglättet, wodurch ein Abschälen der Maskenoxidschicht verhindert wird.
  • Zuerst wird, wie in 19A dargestellt, eine Maskenoxidschicht 132 auf einer oberen Oberfläche eines Siliziumsubstrats 131 als Maske für ein Grabenätzen gebildet. Darauffolgend werden Gräben 133 in dem Siliziumsubstrat 131 durch Ätzen unter Verwendung der Maskenoxidschicht 132 gebildet. Danach wird, wie in 19B dargestellt, eine erste Epitaxialschicht 134 auf dem Siliziumsubstrat 131 aufgetragen und ebenfalls in den Gräben 133 aufgetragen. Die erste Epitaxialschicht 134 wird bei 800 bis 1100°C und mit einer Dicke von mehreren μm gebildet. Nachdem die Epitaxialschicht 134 gebildet worden ist, treten ebenfalls eine Rauhigkeit und Kristalldefekte auf inneren Oberflächen der Gräben 133 auf einer Oberfläche der Epitaxialschicht 134 auf (mit anderen Worten, die Schicht 134 zeigt die Rauhigkeit und die Kristalldefekte von den inneren Oberflächen der Gräben 133). Daher wird die Oberfläche der Epitaxialschicht 134 durch eine thermische Behandlung geglättet. Die thermische Behandlung wird bei 900 bis 1200°C über mehrere Minuten bis mehrere zehn Minuten durchgeführt.
  • Danach wird, wie in 19C dargestellt, eine zweite Epitaxialschicht 135 auf dem Siliziumsubstrat 131 aufgetragen und wird ebenfalls in den Gräben 133 aufgetragen, wodurch die Gräben 133 mit den Epitaxialschichten gefüllt werden. Das epitaxiale Aufwachsen in dieser Stufe wird bei 800 bis 1100°C durchgeführt.
  • Danach wird, wie in 19D dargestellt, die auf dem Substrat 131 gebildete Epitaxialschicht abgeflacht, wodurch ein Substrat erzielt wird, welches Diffusionsschichten 136 aufweist, die die Gräben 133 füllen.
  • Wie oben beschrieben, wird durch die erste Epitaxialschicht 134 ein Abschälen der Maskenoxidschicht 132 verhindert. Darüber hinaus wird die Oberfläche der in den Gräben gebildeten ersten Epitaxialschicht 134 durch die thermische Behandlung vor dem Bilden der Epitaxialschicht 35 zum Vergraben der Gräben geglättet, so dass die Kristallinität beim Aufwachsen der Epitaxialschicht 135 sogar verbessert wird, obwohl die Rauheit und die Kristalldefekte auf den inneren Oberflächen der Gräben eingeführt werden.
  • Elfte Ausführungsform
  • Es wird eine elfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Hinblick auf unterschiedliche Merkmale bezüglich der siebenten bis zehnten Ausführungsform hauptsächlich beschrieben.
  • 20A bis 20C zeigen schematische Querschnittsansichten, welche ein Herstellungsverfahren eines Halbleitersubstrats darstellen.
  • Bei dieser Ausführungsform wird ein Material einschließlich einer Nitridschicht als Maske verwendet.
  • Zuerst wird, wie in 20A dargestellt, eine Maske 142 zur Bildung von Gräben auf einem Halbleitersubstrat 141 gebildet. Die Maske setzt sich zusammen aus der Nitridschicht oder einer Vielfachschicht, welche sich aus einer Oxidschicht und einer Nitridschicht zusammensetzt. Bei dieser Ausführungsform wird eine Oxidschicht, eine Nitridschicht und eine Oxidschicht auf dem Siliziumsubstrat 141 wechselweise aufgetragen, um die Vielfachschicht als die Maske zu bilden. Danach werden die Gräben 143 durch Ätzen gebildet. Nachdem eine thermische Behandlung bei 900 bis 1200°C durchgeführt worden ist, um innere Oberflächen der Gräben zu glätten, wird, wie in 20B dargestellt, als Nächstes eine Epitaxialschicht 144 auf dem Siliziumsubstrat 141 aufgetragen und ebenfalls in den Gräben 143 (bei 800 bis 1100°C in einer Niederdruckatmosphäre). Danach wird die auf dem Substrat 141 gebildete Epitaxialschicht 144 abgeflacht, wodurch ein Substrat Diffusionsschichten 145 aufreißt, welche die Gräben 143 füllen.
  • Wie oben beschrieben, wird die Nitridschicht oder die Vielfachschicht, die sich aus der Oxidschicht und der Nitridschicht zusammensetzt, als die Maske anstelle einer Oxidschicht verwendet. Da die Maske einschließlich der Nitridschicht nicht eine Reaktion einer unten erklärten Sublimation hervorruft, wird verhindert, dass die Maske von einer Schnittstelle zwischen dem Silizium und der Maske aus abgeschält wird. Mit anderen Worten, die Maske einschließlich der Nitridschicht besitzt eine schlechte Fluididät, wenn Wärme aufgebracht wird. Als Ergebnis wird die Adhäsion der Maske erhöht, wenn Wärme aufgebracht wird.
  • Die chemische Reaktion stellt sich wie folgt dar: SiO2 + H2SiO2 (sublimation) + H2O
  • Andere Wege zum Glätten einer inneren Oberfläche eines Graben werden wie folgt beschrieben.
    • i) Nachdem der Graben gebildet worden ist, wird eine Opferoxidschicht auf einer inneren Oberfläche des Grabens gebildet, und es wird danach die Opferoxidschicht entfernt.
    • ii) Nachdem der Graben gebildet worden ist, wird ein isotropes Ätzen bezüglich des Grabens durchgeführt. Beispielsweise wird das isotrope Ätzen mit einer gemischten Lösung aus Fluorwasserstoffsäure und Salpetersäure (nitric acid) durchgeführt, oder es wird ein isotropes Trockenätzen oder isotropes Nassätzen durchgeführt.
  • Vorstehend wurde ein Herstellungsverfahren eines Halbleitersubstrats offenbart. Ein Graben wird in einem Halbleitersubstrat durch eine Maske gebildet, welche sich aus einer Siliziumoxidschicht zusammensetzt, die auf dem Halbleitersubstrat gebildet wird. Danach wird ein Randabschnitt eines Öffnungsabschnitts der Maske derart geätzt, dass eine Öffnungsbreite davon breiter als diejenige des Grabens wird. Danach wird eine innere Oberfläche des Grabens durch eine thermische Behandlung bei etwa 1000°C in einer nicht oxidierenden oder einer nicht nitrierenden Atmosphäre unter einem niedrigen Druck geglättet. Danach wird der Graben mit einer Epitaxialschicht gefüllt. Danach wird die Epitaxialschicht poliert, wodurch ein Halbleitersubstrat zur Bildung einer Halbleiteranordnung erzielt wird.

Claims (18)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrats, mit den Schritten: Bilden einer Maske (102, 112, 113, 122, 132, 142) zum Grabenätzen auf einer Oberfläche eines Halbleitersubstrats (101, 111, 121, 131, 141); Bilden eines Grabens (103, 114, 123, 133, 143) in dem Halbleitersubstrat durch Ätzen unter Verwendung der Maske; Glätten einer inneren Oberfläche des in dem Halbleitersubstrat gebildeten Grabens durch eine thermische Behandlung in einer nicht oxidierenden oder einer nicht nitrierenden Atmosphäre und unter einem Vakuum; und Bilden einer Epitaxialschicht (106, 115, 124, 134, 135, 144) in dem geglätteten Graben durch epitaxiales Aufwachsen derart, dass der Graben mit der Epitaxialschicht gefüllt wird; wobei die nicht oxidierende oder die nicht nitrierende Atmosphäre durch Einführung von Wasserstoff oder eines Edelgases in eine Kammer unter dem Vakuum gebildet wird, und die thermische Behandlung bei 900°C oder mehr durchgeführt wird.
  2. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrats nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Maske (102, 113) für das Grabenätzen entfernt wird, nachdem der Graben gebildet worden ist.
  3. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrats nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Maske aus einer Gruppe ausgewählt wird, welche aus einer Oxidschicht, einer Nitridschicht und einer Vielfachschicht einschließlich einer Oxidschicht und einer Nitridschicht besteht.
  4. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrats nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Graben durch anisotropes Ätzen gebildet wird.
  5. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrats nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Schritt: Reinigen des Grabens zum Entfernen einer natürlichen Oxidschicht und von Reaktionsprodukten.
  6. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrats nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Behandlung bei 1100°C oder mehr durchgeführt wird.
  7. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrats nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Glätten der inneren Oberfläche des Grabens durch die thermische Behandlung und das Bilden der Epitaxialschicht in dem Graben aufeinanderfolgend in derselben Kammer durchgeführt werden.
  8. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrats nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schichtbildungsgas und ein eine Dotierungssubstanz enthaltendes Gas unter einer nicht nitrierenden Atmosphäre zur Bildung der Epitaxialschicht eingeführt werden und die Epitaxialschicht sich aus einer Störstellendiffusionsschicht zusammensetzt, welche sich von dem Halbleitersubstrat wenigstens in der Störstellenkonzentration oder dem Leitfähigkeitstyp unterscheidet.
  9. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrats nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Störstellendiffusionsschicht zusammensetzt aus einer Mehrzahl von Schichten, welche unterschiedliche Konzentrationen zueinander aufweisen, oder aus einer Mehrzahl von Schichten, welche unterschiedliche Leitfähigkeitstypen zueinander aufweisen.
  10. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrats nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Schritt: Abflachen einer Oberfläche der Epitaxialschicht, nachdem die Epitaxialschicht gebildet worden ist.
  11. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrats nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Epitaxialschicht unter Verwendung eines Polierprozesses, eines Zurückätzprozesses oder eines anisotropen Nassätzprozesses abgeflacht wird.
  12. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrats nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Maske zum Grabenätzen zum Erfassen eines Endzeitpunkts des Abflachens der Oberfläche der Epitaxialschicht verwendet wird.
  13. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrats nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschnitt (113) der Maske zum Grabenätzen dort, wo der Graben zu bilden ist, dünner als ein anderer Abschnitt der Maske ausgebildet wird.
  14. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrats nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Maske (102) zum Grabenätzen vollständig von dem Halbleitersubstrat entfernt wird.
  15. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrats nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt der Maske (102, 103) zum Grabenätzen entfernt wird, bevor die innere Oberfläche des Grabens geglättet wird.
  16. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrats nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Graben derart ausgestaltet wird, dass ein Radius einer Krümmung (r) an einer Ecke, welche durch eine Seitenoberfläche und eine Bodenoberfläche des Grabens definiert ist, von 1,0 μm oder mehr vorgesehen wird und eine maximale Höhe der Rauheit einer inneren Oberfläche des Grabens von 3 nm oder weniger vorgesehen wird.
  17. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrats nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius der Krümmung von 1,5 μm oder mehr vorgesehen wird und die maximale Höhe der Rauheit von 2 nm oder weniger vorgesehen wird.
  18. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrats nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Epitaxialschichtschicht (106, 115, 124, 134, 135, 144) entweder aus einer Mehrzahl von Schichten mit unterschiedlichen Konzentrationen zueinander oder einer Mehrzahl von Schichten mit unterschiedlichen Leitfähigkeitstypen zueinander zusammengesetzt wird.
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