DE10134900A1 - Haltevorrichtung mit Diffusionssperrschicht für Halbleitereinrichtungen - Google Patents
Haltevorrichtung mit Diffusionssperrschicht für HalbleitereinrichtungenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung (HV) für Halbleitereinrichtungen (W), bei der eine zusätzliche Diffusionssperrschicht (SpS) das Diffundieren von Atomen aus einem Grundkörper (GK) der Haltevorrichtung (HV) in eine Halbleiterschicht (HLS) und damit in die Halbleitereinrichtung (W) verhindert.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung für mindestens eine Halbleitereinrichtung, umfassend einen Grundkörper mit einer zur Aufnahme der Halbleitereinrichtung ausgerüsteten Oberfläche. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Haltevorrichtung.
- Im Verlauf von Fertigungsprozessen, denen die Halbleitereinrichtung unterworfen wird, wird die Halbleitereinrichtung von einer Haltevorrichtung gehalten.
- Durch Festkörperdiffusion können dabei Atome aus der Haltevorrichtung in die Halbleitereinrichtung übertreten. Dort wirken die übergetretenen Atome als Verunreinigungen und beeinträchtigen die Qualität von aus den Halbleitereinrichtungen gefertigten Produkten.
- Dies gilt im Besonderen für eine Haltevorrichtungen aus Aluminium und eine Halbleitereinrichtung aus Silizium, da Aluminium in Silizium vergleichsweisweise gut beweglich ist.
- Um die Diffusion von Aluminium-Atomen in die Halbleitereinrichtung zu verringern, werden herkömmlicherweise die Haltevorrichtungen mit einer Deckschicht aus Silizium versehen.
- Dies wird etwa im Custom Report der Fa. EATON, "Siemens Microelectronics Center Silicon Coated Disk Qualification" beschrieben. Darin wird eine Verringerung der Verunreinigung eines Silizium-Wafers durch Aluminium bei Verwendung von mit Silizium beschichteten Haltevorrichtungen aus Aluminium gegenüber nicht mit Silizium beschichteten Haltevorrichtungen an Ionenimplantationsanlagen beschrieben.
- Es wurde jedoch festgestellt, dass die Verunreinigung von Wafern nach mehrmonatiger Verwendung von mit Silizium beschichteten Haltevorrichtungen wieder steigt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass Aluminium-Atome durch Festkörperdiffusion aus der Haltevorrichtung in das Silizium der Deckschicht übertreten und dort langsam in Richtung der Oberfläche der Deckschicht wandern. Sobald diese erreicht wird, bewirkt der gleiche Mechanismus ein Übertreten der Aluminium- Atome aus der Deckschicht auf der Haltevorrichtung in den Wafer.
- Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu deren Herstellung zur Verfügung zu stellen, die verhindert, dass Atome aus der Haltevorrichtung in die von der Haltevorrichtung gehaltene Halbleitereinrichtung diffundieren.
- Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Das diese Aufgabe lösende Verfahren ist im Patentanspruch 9 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
- Bei der Erfindung ist also wesentlich, dass auf der zur Aufnahme der Halbleitereinrichtung ausgerüsteten Oberfläche der Haltevorrichtung eine als Diffusionssperre wirksame Schicht aufgebracht ist.
- In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist auf dieser Diffusionssperrschicht eine weitere Deckschicht aufgebracht, in bevorzugter Weise aus einem Halbleitermaterial.
- Die erfindungsgemäße Ausführungsform der Haltevorrichtung ist im Besonderen als Haltevorrichtung für Wafer an Ionenimplantationsanlagen geeignet.
- Als Material für die Diffusionssperrschicht eignen sich vor allem Nitride, also Wolfram- und Titannitrid, sowie Metalloxide.
- Die Diffusionssperrschicht wird auf dem Grundkörper der Haltevorrichtung aufgebracht. In bevorzugter Weise wird auf die Diffusionssperrschicht eine weitere Deckschicht aus einem Halbleitermaterial aufgebracht.
- Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur ein schematischer Querschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist.
- Fig. 1 zeigt eine Haltevorrichtung HV, deren Grundkörper GK aus Aluminium auf der einer Halbleitereinrichtung W aus Silizium gegenüberliegenden Oberfläche mit einer Diffusionssperrschicht SpS und diese wiederum mit einer Deckschicht HLS bedeckt ist.
- Das Material der Deckschicht HLS ist Silizium. Die zwischen der Deckschicht HLS und dem Grundkörper GK befindliche Diffusionssperrschicht SpS besteht aus Titannitrid.
- Bereits eine wenige Atomlagen dicke Diffusionssperrschicht SpS aus Titannitrid verhindert das Diffundieren von Aluminium-Atomen aus dem Grundkörper GK in die Deckschicht HLS.
- Bleibt die Deckschicht HLS frei von Aluminium-Atomen, dann diffundieren auch keine Aluminium-Atome mehr in die Halbleitereinrichtung W.
- Zur Vereinfachung ist in der Fig. 1 nur eine Halbleitereinrichtung W dargestellt. Bezugszeichenliste W Halbleitereinrichtung
HV Haltevorrichtung
HLS Deckschicht
GK Grundkörper
SpS Diffusionssperrschicht
Claims (10)
1. Haltevorrichtung (HV) für mindestens eine
Halbleitereinrichtung (W), umfassend:
einen Grundkörper (GK) mit einer zur Aufnahme der Halbleitereinrichtung ausgerüsteten Oberfläche,
gekennzeichnet durch
eine Diffusionssperrschicht (SpS) auf mindestens Teilen von den die Halbleitereinrichtung kontaktierenden Bereichen der Oberfläche des Grundkörpers.
einen Grundkörper (GK) mit einer zur Aufnahme der Halbleitereinrichtung ausgerüsteten Oberfläche,
gekennzeichnet durch
eine Diffusionssperrschicht (SpS) auf mindestens Teilen von den die Halbleitereinrichtung kontaktierenden Bereichen der Oberfläche des Grundkörpers.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1
gekennzeichnet durch
eine zusätzliche Deckschicht (HLS) auf mindestens Teilen der
Diffusionssperrschicht und/oder Teilen der nicht von der
Diffusionssperrschicht bedeckten Bereiche der Oberfläche des
Grundkörpers.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
gekennzeichnet durch
einen Halbleiter als Material der Deckschicht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3,
gekennzeichnet durch
einen Wafer als Halbleitereinrichtung und eine
Haltevorrichtung an Ionenimplantationsvorrichtungen als
Haltevorrichtung.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
gekennzeichnet durch
ein Metallnitrid als Material der Diffusionssperrschicht.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
gekennzeichnet durch
Titannitrid als Metallnitrid.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
gekennzeichnet durch
Wolframnitrid als Metallnitrid.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
gekennzeichnet durch
ein Metalloxid als Material der Diffusionssperrschicht.
9. Verfahren zum Herstellen einer Haltevorrichtung für
mindestens eine Halbleitereinrichtung, umfassend einen
Grundkörper mit einer zur Aufnahme der Halbleitereinrichtung
ausgerüsteten Oberfläche,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens auf Teilen von den die Halbleitereinrichtung
kontaktierenden Bereichen der Oberfläche des Grundkörpers
eine Diffusionssperrschicht aufgebracht wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens auf Teilen der Diffusionssperrschicht
und/oder Teilen der nicht von der Diffusionssperrschicht
bedeckten Bereiche der Oberfläche des Grundkörpers eine
zusätzliche Deckschicht aus einem Halbleitermaterial
aufgebracht wird.
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