DE102007009281B4 - Method for producing material precipitates and semiconductor material disc and semiconductor components - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Erzeugen von Materialausscheidungen, das Verfahren enthaltend: Erzeugen von Schädigungen (V6, V17) in einem Halbleitermaterial (10, 100) unter Erzeugen eines geschädigten Bereichs (10b, 100b) durch mechanisches Einwirken, und anschließend Durchführen einer Wärmebehandlung (T2, t2 T5, t5) des Halbleitermaterials (10, 100) in inerter Atmosphäre unter Erzeugen von Sauerstoffausscheidungen (P1, P11) mit einer Konzentration größer als 10 Ausscheidungen je Kubikzentimeter in dem geschädigten Bereich (10b, 100b, 10c, 100c).A method for producing material precipitates, the method comprising: generating damages (V6, V17) in a semiconductor material (10, 100) by creating a damaged area (10b, 100b) by mechanical action, and then performing a heat treatment (T2, t2 T5 , t5) of the semiconductor material (10, 100) in an inert atmosphere to produce oxygen precipitates (P1, P11) having a concentration greater than 10 precipitates per cubic centimeter in the damaged region (10b, 100b, 10c, 100c).

Description

Die Ausführungsbeispiele der Erfindung betreffen ein Verfahren zum gezielten Erzeugen von Materialausscheidungen in Halbleitermaterial und eine Halbleiterscheibe mit Materialausscheidungen.The embodiments of the invention relate to a method for the targeted production of material precipitations in semiconductor material and a semiconductor wafer with material precipitations.

Zonen mit Materialausscheidungen in einem Halbleitermaterial werden erzeugt, um Schwermetalle, die während des Herstellprozesses des Halbleiterbauelementes in das Halbleitermaterial eindiffundieren können, in dieser Zone effektiv gettern zu können. Zusätzlich soll eine sogenannte „denuded zone”, die weitgehend frei ist von Sauerstoffausscheidungen, bereitgestellt werden, um in dieser Zone die elektrisch aktiven Bereiche des Halbleiterbauelementes unterzubringen.Zones of material precipitates in a semiconductor material are generated to effectively remove heavy metals that may diffuse into the semiconductor material during the manufacturing process of the semiconductor device in that zone. In addition, a so-called "denuded zone", which is largely free of oxygen precipitation, to be provided in order to accommodate in this zone, the electrically active regions of the semiconductor device.

Ein bekanntes Verfahren zur Bereitstellung einer solchen „denuded zone” besteht darin, in einem ersten Hochtemperaturprozess Sauerstoffatome auszudiffundieren und später einen Hochtemperaturschritt durchzuführen, der in den sauerstoffreichen Bereichen der Halbleiterscheibe zu Ausscheidungen führt und in dem Bereich der Halbleiterscheibe, in dem Sauerstoffatome merklich ausdiffundiert sind, zu einer „denuded zone”, da in dieser letztgenannten Zone nicht ausreichend Sauerstoffatome vorhanden sind, um zur Bildung von Ausscheidungen zu führen. Problematisch bei diesem Verfahren ist es allerdings, dass die vertikale Ausdehnung der „denuded zone” sehr beschränkt ist, da die Ausdiffusion von Sauerstoff aufgrund dessen relativ kleiner Diffusionskonstante beschränkt ist. Außerdem ist die Stabilität dieser Sauerstoffausscheidungen begrenzt, da die Ausdehnung dieser Ausscheidungen relativ gering ist. Erst wenn diese Ausscheidung eine gewisse Ausdehnung erreicht haben, weisen sie eine sehr gute Stabilität bei später durchgeführten Hochtemperaturschritten auf.A known method of providing such a "denuded zone" is to diffuse oxygen atoms in a first high-temperature process and later carry out a high-temperature step, which leads to precipitates in the oxygen-rich regions of the semiconductor wafer and in the region of the semiconductor wafer in which oxygen atoms are significantly diffused out, to a "denuded zone" because there are not enough oxygen atoms in this latter zone to cause precipitate formation. The problem with this method, however, is that the vertical extent of the "denuded zone" is very limited, since the outdiffusion of oxygen is limited due to its relatively small diffusion constant. In addition, the stability of these oxygen precipitates is limited because the extent of these precipitates is relatively low. Only when this excretion has reached a certain extent, they have a very good stability in later high-temperature steps.

In dem Artikel von Falster, R., ”Orthogonal defect solutions for silicon wafers: MDZ and micro-defect free crystal growth”, Future Fab International Issue 12, (2002), ist ein Verfahren beschrieben, bei dem Leerstellen in der Tiefe der Halbleiterscheibe durch einen nitridierenden ”Rapid thermal annealing(RTA)”-Schritt in Verbindung mit einem zusatzlichen Ausdiffusionsprozess erzeugt werden und sich bei einem nachfolgenden speziellen Temperprozess Ausscheidungen in der Scheibentiefe bilden, da die zusatzlichen Leerstellen die Bildung von Sauerstoffausscheidungen fordern. Diese erhohte Leerstellendichte bedingt auch eine großere Ausdehnung der Ausscheidungen und eine verbesserte Stabilitat derselben, jedoch ist auch bei diesem Verfahren die Ausdehnung der Ausscheidungen begrenzt, da die Konzentration der durch den RTA-Schritt zusatzlich erzeugten Leerstellen begrenzt ist.In the article by Falster, R., "Orthogonal defect solutions for silicon wafers: MDZ and micro-defect free crystal growth", Future Fab International Issue 12, (2002), a method is described in which vacancies in the depth of the semiconductor wafer are generated by a nitriding "Rapid Thermal Annealing (RTA)" step in conjunction with an additional Ausdiffusionsprozess and form in a subsequent special annealing process precipitates in the disc depth, as the additional voids require the formation of oxygen precipitates. This increased vacancy density also causes a larger expansion of the precipitates and an improved stability thereof, but also in this method, the expansion of the precipitates is limited, since the concentration of vacancies additionally generated by the RTA step is limited.

Aus der US 6,451,672 B1 ist ein Verfahren zum Erzeugen von Getterstellen bekannt, bei dem Edelgasionen implantiert werden mit Energien von etwa 20 KeV oder mehr, wobei als praktikabel 50 bis 300 KeV im Zusammenhang mit dem Stand der Technik angegeben werden.From the US 6,451,672 B1 For example, there is known a method of generating gettering sites in which rare gas ions are implanted at energies of about 20 KeV or more, with 50 to 300 KeV being indicated as practicable in the context of the prior art.

Aus der KR 10 20060061625 A ist ein Verfahren zum Entfernen von Defekten bekannt, bei dem Sauerstoffionen in die Vorderseite eines Wafers implantiert werden mit Energien im Bereich von 10 bis 20 KeV.From the KR 10 20060061625 A For example, a method of removing defects is known in which oxygen ions are implanted into the front of a wafer at energies in the range of 10 to 20 KeV.

Aus der nicht vorveroffentlichten DE 10 2006 002 903 A1 ist ein Verfahren zur Behandlung eines Sauerstoff enthaltenden Halbleiterwafers bekannt durch Bestrahlung mit hochenergetischen Teilchen, nämlich Protonen, Edelgasionen, Halbleiterionen oder dotierenden Teilchen.From the not pre-published DE 10 2006 002 903 A1 For example, a method of treating an oxygen-containing semiconductor wafer by irradiation with high-energy particles, namely, protons, rare gas ions, semiconductor ions, or doping particles is known.

Aus D. H. Weiner, ”Oxygen implantation for internal gettering and reducing carrier lifetime”, Appl. Phys. Lett. 50 (15), 13. April 1987, Seite 986 bis Seite 988, ist die Implantation von Sauerstoffionen mit 200 keV in die Vorderseite eines Wafers bekannt. Danach wird eine Epitaxieschicht auf die Vorderseite des Wafers aufgewachsen.From D.H. Weiner, "Oxygen Implantation for Internal Taming and Reducing Carrier Lifetime", Appl. Phys. Lett. 50 (15), 13 April 1987, page 986 to page 988, the implantation of oxygen ions at 200 keV into the front of a wafer is known. Thereafter, an epitaxial layer is grown on the front side of the wafer.

Aus der DE 39 34 140 A1 ist ein Verfahren zur die Ausbildung von getterfähigen Zentren induzierenden Oberflächenbehandlung bekannt, bei dem ein statischer Druck auf eine Halbleiterscheibe ausgeübt wird. Danach wird dreißig Minuten getempert. Aus ”Dopant, defects and oxygen interaction in MeV implanted Czochralski silicon”, A. La Ferla u. a., Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 96 (1995), 232–235, ist eine Untersuchung bekannt, bei der Sauerstoff in eine Halbleiterscheibe implantiert wird. Danach wird für 30 Minuten getempert.From the DE 39 34 140 A1 For example, there is known a method of forming getterable-center-inducing surface treatment in which a static pressure is applied to a semiconductor wafer. Then it is annealed for thirty minutes. "Dopant, defects and oxygen interaction in MeV implanted Czochralski silicon", A. La Ferla et al., Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 96 (1995), 232-235, discloses a study in which oxygen is implanted into a semiconductor wafer becomes. Thereafter, it is tempered for 30 minutes.

Dennoch besteht ein Bedürfnis nach einem einfachen Verfahren, bei dem insbesondere die maximale Konzentration der hierdurch erzeugten Leerstellen in einem weiten Bereich einstellbar ist, und insbesondere auch zu großen Werten hin. Außerdem soll eine Halbleitermaterialscheibe angegeben werden, die insbesondere mit einem solchen Verfahren hergestellt worden ist.Nevertheless, there is a need for a simple method in which, in particular, the maximum concentration of the voids produced in this way can be set within a wide range, and in particular also for large values. In addition, a semiconductor material disc is to be specified, which has been produced in particular by such a method.

Es wird ein Verfahren zum Erzeugen von Materialausscheidungen, angegeben,
das Verfahren enthaltend:

  • – Erzeugen von Schädigungen in einem Halbleitermaterial unter Erzeugen eines geschädigten Bereichs durch mechanisches Einwirken oder durch Implantation und
  • – anschließend Durchführen einer Wärmebehandlung des Halbleitermaterials unter Erzeugen von Materialausscheidungen in dem geschädigten Bereich.
A method is disclosed for producing material precipitates,
the method comprising:
  • Generating damage in a semiconductor material to produce a damaged area by mechanical action or by implantation and
  • - then performing a heat treatment of the semiconductor material to produce material precipitates in the damaged area.

Während dieser Wärmebehandlung können sich auch die gebildeten Kristalldefekte bzw. Leerstellen noch weiter in die Tiefe der Halbleiterscheibe verteilen. Mittels dieser Verfahren werden sehr hohe Leerstellenkonzentrationen erzeugt, sodass sich relativ große und damit auch sehr stabile Ausscheidungen ergeben. During this heat treatment, the crystal defects or vacancies formed can also be distributed further into the depth of the semiconductor wafer. By means of these methods, very high vacancy concentrations are generated, resulting in relatively large and therefore very stable precipitates.

Außerdem werden eine Halbleitermaterialscheibe, und Halbleiterbauelemente bzw. integrierte Schaltkreise angegeben:

  • – mit einem ersten Bereich, der ausscheidungsfrei ist oder ausscheidungsarm mit einer Konzentration kleiner als 104 Materialausscheidungen je Kubikzentimeter, und
  • – mit einem zweiten Bereich, der Materialausscheidungen enthält mit einer Konzentration größer als 107 Ausscheidungen je Kubikzentimeter.
In addition, a semiconductor material disc, and semiconductor components or integrated circuits are indicated:
  • - with a first range which is free of precipitation or low in precipitation with a concentration of less than 10 4 material precipitations per cubic centimeter, and
  • - With a second area containing material precipitates with a concentration greater than 10 7 precipitates per cubic centimeter.

Im Folgenden werden Ausführungsformen und Ausführungsbeispiele erläutert. Bezüglich der Ausführungsbeispiele wird auf die Figuren Bezug genommen. Darin zeigen:In the following, embodiments and embodiments will be explained. With regard to the embodiments, reference is made to the figures. Show:

1A und 1B den prinzipiellen Ablauf eines Verfahrens zum Erzeugen von Materialausscheidungen in einem Halbleitermaterial, 1A and 1B the basic sequence of a method for producing material precipitates in a semiconductor material,

2 Einen Querschnitt durch ein Halbleitermaterial mit Materialausscheidungen (Präzipitate), 2 A cross-section through a semiconductor material with material precipitates,

3A bis 3E eine Prozessvariante, und 3A to 3E a process variant, and

4A bis 4E eine weitere Prozessvariante. 4A to 4E another process variant.

Sofern in dieser Anmeldung ”können” oder ”kann” erwähnt wird, ist sowohl die Möglichkeit gemeint als auch die tatsächliche Realisierung der genannten Maßnahme bei einer Ausführungsform.As far as "can" or "may" is mentioned in this application, both the possibility and the actual implementation of said measure in one embodiment are meant.

Angegeben wird ein Verfahren zum Erzeugen von Materialausscheidungen, das Verfahren enthaltend die Schritte:

  • – Erzeugen von Schädigungen in einem Halbleitermaterial unter Erzeugen eines geschädigten Bereichs durch mechanisches Einwirken oder durch Implantation, und
  • – anschließend Durchführen einer Wärmebehandlung des Halbleitermaterials unter Erzeugen von Ausscheidungen in dem geschädigten Bereich.
Disclosed is a method for producing material precipitates, the method comprising the steps:
  • Generating damage in a semiconductor material creating a damaged area by mechanical action or by implantation, and
  • - then performing a heat treatment of the semiconductor material to produce precipitates in the damaged area.

Das Halbleitermaterial ist vor der Schädigung beispielsweise einkristallin, d. h. nur mit Gitterfehlern versehen, die sich bei der Herstellung nicht vermeiden lassen. Insbesondere sollte das Material beispielsweise eine hohe Sauerstoffkonzentration beinhalten, die im Bereich der Sauerstofflöslichkeit liegt. In Silizium liegt diese Löslichkeitsgrenze etwa bei 8 × 1017 Sauerstoffatomen pro cm–3. Es werden bspw. Halbleiterscheiben von einem Halbleitermaterial abgeschnitten. Die Halbleitermaterialscheiben haben bspw. kreisrunde Umrisse, ggf. mit einer Markierung der Kristallrichtung, z. B. einer Abflachung bzw. einem „Flat”. Eine typische Dicke der Halbleitermaterialscheibe beträgt bspw. 700 Mikrometer. Der Durchmesser liegt bspw. im Bereich von 15 Zentimeter bis 30 Zentimeter, zukünftig auch über 30 Zentimeter.The semiconductor material is, for example, monocrystalline before the damage, ie provided only with lattice defects that can not be avoided in the production. In particular, the material should, for example, include a high oxygen concentration that is in the range of oxygen solubility. In silicon, this solubility limit is approximately 8 × 10 17 oxygen atoms per cm -3 . For example, semiconductor wafers are cut off from a semiconductor material. The semiconductor material slices have, for example, circular outlines, possibly with a marking of the crystal direction, z. B. a flat or a "flat". A typical thickness of the semiconductor material disc is, for example, 700 micrometers. The diameter is, for example, in the range of 15 centimeters to 30 centimeters, in future, over 30 centimeters.

Das Halbleitermaterial ist beispielsweise ein Halbleitermaterial, dessen Grundgitter nur eine Atomart enthält, bspw. Siliziumatome oder Germaniumatome. Alternativ wird ein Verbindungshalbleitermaterial verwendet, dessen Grundgitter zwei oder mehr als zwei Atomarten enthält, bspw. Galliumarsenid, Indiumphosphit oder Siliziumcarbid. Die Ausscheidungen enthalten dagegen Atomarten, die nicht im Grundgitter enthalten sind. Die Ausscheidungen entstehen aus Material, das im Halbleitermaterial gelöst bzw. einimplantiert ist, nämlich Sauerstoff. Die Ausscheidungen haben eine Ausdehnung und eine Dichte, die ausreichend groß sind, um eine Getterwirkung für Schwermetalle zu entfalten.The semiconductor material is, for example, a semiconductor material whose basic lattice contains only one type of atom, for example silicon atoms or germanium atoms. Alternatively, a compound semiconductor material is used whose basic lattice contains two or more than two types of atoms, for example gallium arsenide, indium phosphide or silicon carbide. On the other hand, the precipitates contain types of atoms that are not contained in the basic lattice. The precipitates arise from material that is dissolved or implanted in the semiconductor material, namely oxygen. The precipitates have an expansion and density that are sufficiently large to provide a gettering effect for heavy metals.

Die Wärmebehandlung wird bspw. bei einer Temperatur größer oder gleich 800°C für mindestens 5 Stunden oder mindestens 10 Stunden durchgeführt, wobei die Temperatur insbesondere kleiner als 1100°C ist (Grad Celsius). Die Wärmebehandlung ist z. B. einstufig, d. h. dass bspw. eine konstante Temperatur während dieser Zeit verwendet wird. Alternativ ist die Wärmebehandlung mehrstufig und vorzugsweise zweistufig. Die Wärmebehandlung ist jedoch insbesondere kürzer als 24 Stunden.The heat treatment is carried out, for example, at a temperature greater than or equal to 800 ° C for at least 5 hours or at least 10 hours, the temperature is in particular less than 1100 ° C (degrees Celsius). The heat treatment is z. B. single stage, d. H. that, for example, a constant temperature is used during this time. Alternatively, the heat treatment is multi-stage and preferably two-stage. In particular, the heat treatment is shorter than 24 hours.

Eine mechanische Schädigung oder eine Schädigung durch Implantation kann gezielter eingebracht werden als eine Schädigung nur durch eine Wärmebehandlung. So kann das Zentrum der Schädigung bspw. in der Nähe nur einer Hauptfläche bzw. ebenen Fläche einer Halbleiterscheibe angeordnet werden. Außerdem lassen sich mit mechanischer Schädigung bzw. mit Implantation Schädigungen mit einer großen Konzentration erzielen. Dies hat eine Auswirkung auf die Konzentration der entstehenden Ausscheidungen, so dass auch die Konzentration, die Größe und damit auch die Stabilität der Ausscheidungen höher werden kann als bei bisher verwendeten Verfahren.Mechanical damage or damage due to implantation can be better targeted than damage only by heat treatment. Thus, the center of the damage, for example, be arranged in the vicinity of only one main surface or flat surface of a semiconductor wafer. In addition, damages with a high concentration can be achieved with mechanical damage or with implantation. This has an effect on the concentration of the resulting precipitates, so that the concentration, the size and thus also the stability of the precipitates can be higher than with previously used methods.

Die genannten Schritte können insbesondere vor dem Herstellen von Halbleiterbauelementen in dem Halbleitermaterial durchgeführt werden, und zwar z. B. vor einer Wannenimplantation, bspw. mit Dotierstoffatomen eines Dotiertyps, der sich vom Dotiertyp der Dotierstoffatome des Halbleitermaterials unterscheidet. Alternativ werden die Wannen in undotiertes Halbleitermaterial eingebracht. Die Schritte können insbesondere vor einer Gateoxidherstellung durchgeführt werden, damit bei der kritischen Herstellung des Gateoxids bereits eine hohe Getterwirkungen an den Materialausscheidungen vorhanden ist.The said steps can be carried out in particular prior to the production of semiconductor devices in the semiconductor material, namely z. For example, before a well implantation, for example. With dopant atoms of a doping type, which differs from the doping type of the dopant atoms of the semiconductor material. Alternatively, the wells are placed in undoped semiconductor material. In particular, the steps may be prior to a gate oxide production be carried out so that in the critical production of the gate oxide already has a high getter effects on the material precipitates.

Weiterhin können Leerstellen und/oder Leerstellenagglomerate z. B. in einem nicht geschädigten Bereich des Halbleitermaterials beseitigt werden, bspw. vor der Schädigung oder nach der Schädigung. Der Bereich, in dem Leerstellen beseitigt werden, kann mindestens 10 Mikrometer oder mindestens 30 Mikrometer Schichtdicke haben, gemessen bspw. von der einen Oberfläche einer Halbleiterscheibe. Die Leerstellen sind insbesondere unbesetzte Gitterplätze.Furthermore, vacancies and / or vacancy agglomerates z. B. in a non-damaged area of the semiconductor material, for example. Before the injury or after the injury. The area in which voids are removed may be at least 10 micrometers or at least 30 micrometers thick, measured, for example, from the one surface of a wafer. The vacancies are in particular unoccupied lattice sites.

Bspw. können die Leerstellen durch eine thermische Oxidation zum Erzeugen von Halbleiteroxid beseitigt werden, wobei an der Grenze zwischen Oxidschicht und Halbleiter möglicherweise Halbleiteratome auf Zwischengitterplätzen erzeugt werden, die dann in das Halbleitermaterial diffundieren, z. B. in den Wafer. Somit ist ein ”vollständiges” Beseitigen möglich, d. h. die Leerstellen haben bspw. nur noch eine Konzentration kleiner als 1011 Leerstellen pro Kubikzentimeter. Die Oxiderzeugung kann in einem Ofen oder mit einem RTP-Prozess (Rapid Thermal Processing) durchgeführt werden. Bspw. wird ein RTP-Prozess mit einer Heizdauer kleiner als zwei Minuten durchgeführt.For example. For example, the vacancies may be removed by thermal oxidation to produce semiconductor oxide, where at the boundary between the oxide layer and semiconductor, semiconductor atoms may be generated on interstitials, which then diffuse into the semiconductor material, e.g. In the wafer. Thus, a "complete" elimination is possible, ie the voids have, for example, only a concentration less than 10 11 spaces per cubic centimeter. The oxide production can be carried out in an oven or with an RTP process (Rapid Thermal Processing). For example. an RTP process is carried out with a heating time of less than two minutes.

Alternativ können die Leerstellen mit RTP vorzugsweise nur in einem bestimmten Bereich der Halbleiterscheibe verringert werden, z. B. bei einer Temperung in Sauerstoff, insbesondere unter Verwendung einer bereits auf einer Seite der Halbleiterscheibe vorher aufgebrachten Schutzschicht, z. B. Siliziumnitridschicht.Alternatively, the vacancies with RTP can preferably be reduced only in a certain area of the semiconductor wafer, e.g. B. at a tempering in oxygen, in particular using a previously applied on one side of the semiconductor wafer previously applied protective layer, for. B. silicon nitride layer.

Die Leerstellen können in Bereichen an beiden ebenen Seiten des Halbleitermaterials bzw. der Halbleitermaterialscheibe entfernt werden. Alternativ können die Leerstellen nur in einem Bereich an einer Seite aber nicht in einem Bereich an der dieser Seite abgewandten ebenen Seite entfernt werden. Bspw. wird diejenige Seite mit einer Schutzschicht, z. B. eine Siliziumnitridschicht abgedeckt, an der kein Bereich mit wenig Leerstellen entstehen soll. Somit entstehen auch weitere Freiheitsgrade für das Einstellen des Ausscheidungsprofils. Vorhandene Leerstellen können bspw. zusätzlich zu den durch die Schädigung erzeugten Leerstellen zum Erzeugen von Ausscheidungen genutzt werden. Auch kann eine höhere Leerstellenkonzentration erreicht werden, die dann auch zu höherer Ausscheidungskonzentration führen kann.The vacancies can be removed in regions on both planar sides of the semiconductor material or the semiconductor material disc. Alternatively, the vacancies may be removed only in an area on one side but not in an area on the flat side facing away from this side. For example. is that side with a protective layer, for. B. covered a silicon nitride layer on which no area is to arise with few vacancies. This also creates additional degrees of freedom for setting the excretion profile. Existing voids can be used, for example, in addition to the vacancies generated by the damage to produce excretions. Also, a higher vacancy concentration can be achieved, which can then lead to higher excretion concentration.

Die mechanische Schädigung kann durch Schleifen oder Läppen hervorgerufen werden oder durch andere geeignete mechanische Bearbeitungsverfahren. So sind Schleifen bzw. Läppen mit entstehenden Oberflächenrauhigkeiten größer 0.5 Mikrometer oder größer 2 Mikrometer geeignet, insbesondere jedoch kleiner als 10 Mikrometer. Polieren, insbesondere mit CMP Verfahren (Chemisches Mechanisches Polieren) und mit einer entstehenden Rauhigkeit kleiner als 1 Mikrometer führt jedoch bspw. nicht zu dem erforderlichen Schädigungsgrad.The mechanical damage can be caused by grinding or lapping or by other suitable mechanical processing methods. Thus, loops or lapping with resulting surface roughness greater than 0.5 microns or greater 2 microns are suitable, but in particular less than 10 microns. However, polishing, in particular with CMP (chemical mechanical polishing) methods and with a roughness of less than 1 micrometer, does not lead to the required degree of damage, for example.

Der durch das mechanische Schädigen geschädigte Bereich kann teilweise zurückgeätzt werden, bspw. im Bereich von 0.5 Mikrometer bis 10 Mikrometer, vorzugsweise im Bereich zwischen 1 und 3 Mikrometer. Dadurch lassen sich durch das mechanische Einwirken eingebrachte Verunreinigungen wieder aus dem Halbleitermaterial entfernen.The area damaged by the mechanical damage can be partially etched back, for example in the range from 0.5 micrometers to 10 micrometers, preferably in the range between 1 and 3 micrometers. As a result, impurities introduced by the mechanical action can be removed again from the semiconductor material.

Die Schädigung kann alternativ oder zusätzlich auch durch Ionenimplantation hervorgerufen werden. Eine typische Ionenimplantationsdosis kann im Bereich von 1014 bis 1016 Ionen je Kubikzentimeter liegen. Eine typische Ionenimplantationsenergie kann im Bereich von 200 KeV (Kiloelektronenvolt) bis 10 MeV liegen, vorzugsweise im Bereich zwischen 2 MeV und 8 MeV.The damage can alternatively or additionally be caused by ion implantation. A typical ion implantation dose may range from 10 14 to 10 16 ions per cubic centimeter. A typical ion implantation energy can range from 200 KeV (kilo-electron volts) to 10 MeV, preferably in the range between 2 MeV and 8 MeV.

Es wird eine Sauerstoffimplantation verwendet, da diese noch zusätzlich Sauerstoff in das Halbleitermaterial einbringt, wodurch die Ausscheidungsbildung weiter gefördert wird. Damit kann auch Halbleitermaterial verwendet werden, das bei der Herstellung nur vergleichsweise wenig Sauerstoff enthält, bspw. Float-Zone Material. Hierzu kann es auch vorteilhaft sein, durch Anwendung mehrerer Implantationsenergien eine homogenere Verteilung der implantierten Sauerstoffatome sowohl nach der Implantation als auch nach der nachfolgenden Temperaturbehandlung zu erzielen.An oxygen implantation is used since it additionally introduces oxygen into the semiconductor material, which further promotes precipitation formation. Thus, it is also possible to use semiconductor material which contains only comparatively little oxygen in the production, for example float zone material. For this purpose, it may also be advantageous to achieve a more homogeneous distribution of the implanted oxygen atoms both after implantation and after the subsequent temperature treatment by using a plurality of implantation energies.

Zusätzlich zu der Schädigung kann nicht erfindungsgemäß eine hohe Phospordotierung eingebracht werden, bspw. durch Implantation oder ein anderes Verfahren. Hohe Phosporkonzentrationen erhöhen die Getterwirkung weiter.In addition to the damage, it is not possible according to the invention to introduce a high phosphorus doping, for example by implantation or another method. High phosphorus concentrations further increase the getter effect.

Das Verfahren kann von einem Scheibenhersteller durchgeführt werden. Danach wird das Halbleitermaterial zu einem Hersteller von Schaltkreisen oder Bauelementen transportiert. Somit kann das Verfahren mit hoher Reproduzierbarkeit und auch gleichartig für mehrere Bauelementehersteller durchgeführt werden, wie es für großindustrielle Prozesse von Vorteil ist, die zu hohem Maße standardisiert werden sollen.The method can be performed by a disc manufacturer. Thereafter, the semiconductor material is transported to a manufacturer of circuits or components. Thus, the process can be carried out with high reproducibility and also similar for several component manufacturers, as it is advantageous for large-scale industrial processes that are to be standardized to a high degree.

Der geschädigte Bereich, der die gewünschten Sauerstoffausscheidungen enthält, kann nach der Herstellung von Bauelementen wieder entfernt werden, insbesondere bei der Herstellung von Leistungsbauelementen. Diese Bauelemente können einen vertikalen Stromfluss durch das gesamte Halbleitermaterial hindurch haben.The damaged area containing the desired oxygen precipitates may be removed after the fabrication of devices, particularly in the manufacture of power devices. These components can have a vertical current flow through the entire semiconductor material.

Alternativ kann der geschädigte Bereich jedoch bei einem Einzelbauelement oder einem integrierten Schaltkreis verbleiben. Der geschädigte Bereich kann bspw. zur mechanischen Stabilität beitragen. Auch die Getterwirkung bleibt erhalten und kann der Lebensdauer und der Zuverlässigkeit des Produktes förderlich sein.Alternatively, however, the damaged area may remain with a single device or an integrated circuit. The damaged area can, for example, contribute to the mechanical stability. The getter effect is maintained and can be beneficial to the life and reliability of the product.

Auf Grund der hohen Getterwirkung kann auch ein höherer Eintrag von Schwermetallen während der Produktion hingenommen werden, so dass gezielt „unsaubere” Prozesse verwendet werden können.Due to the high gettering effect, a higher input of heavy metals during production can be accepted, so that targeted "unclean" processes can be used.

Außerdem ist eine Halbleitermaterialscheibe betroffen, insbesondere eine nach einem oben genannten Verfahren hergestellte Halbleitermaterialscheibe. Die Halbleitermaterialscheibe enthält einem ersten Schichtbereich, der ausscheidungsfrei ist oder ausscheidungsarm mit einer Konzentration kleiner als 104 Ausscheidungen je Kubikzentimeter. Außerdem enthält die Halbleiterscheibe einen zweiten Bereich, der Materialausscheidungen enthält mit einer Konzentration größer als 107 Ausscheidungen je Kubikzentimeter. Die Nachweisgrenze für Materialausscheidungen liegt bspw. bei einer Konzentration von 5 × 106 Ausscheidungen je Kubikzentimeter. Der Nachweis kann bspw. über Querschliffe und Defektätzungen erfolgen.In addition, a semiconductor material disc is concerned, in particular a semiconductor material disc produced by a method mentioned above. The semiconductor material disc contains a first layer region, which is precipitation-free or low-precipitation with a concentration of less than 10 4 precipitates per cubic centimeter. In addition, the wafer contains a second region containing material precipitates having a concentration greater than 10 7 precipitates per cubic centimeter. The detection limit for material precipitations is, for example, at a concentration of 5 × 10 6 precipitates per cubic centimeter. The proof can be done, for example, via cross sections and defect etching.

Somit hat die Halbleitermaterialscheibe auch die oben für das Verfahren genannten technischen Wirkungen. Der Umriss der Scheibe ist z. B. ein Kreis, ein Rechteck oder eine andere Form. Der erste Bereich hat die Funktion einer „denuded” Zone, da er nur sehr wenig oder keine Leerstellen bzw. Ausscheidungen enthält. Der erste Bereich wird meist für Halbleiterbauelemente verwendet, wie Transistoren (FET – Feldeffekttransistoren, BT – Bipolartransistoren), Dioden, Kondensatoren oder andere Bauelemente.Thus, the semiconductor material disc also has the technical effects mentioned above for the method. The outline of the disc is z. B. a circle, a rectangle or another shape. The first area has the function of a "denuded" zone because it contains very little or no vacancies or excretions. The first region is most commonly used for semiconductor devices, such as transistors (FET field effect transistors, BT bipolar transistors), diodes, capacitors, or other devices.

Die Konzentration der Ausscheidungen im zweiten Bereich kann insbesondere im Bereich von 107 bis 1016 Ausscheidungen je Kubikzentimeter liegen. Die Konzentration der Ausscheidungen kann konstant sein im zweiten Bereich oder sich um weniger als drei Größenordnungen ändern.The concentration of the precipitates in the second region can be in particular in the range of 10 7 to 10 16 precipitations per cubic centimeter. The concentration of the precipitates may be constant in the second range or may change by less than three orders of magnitude.

Die Ausscheidungen können Sauerstoffausscheidungen sein oder enthalten. Sauerstoff bzw. Halbleitermaterialsauerstoffverbindungen sind für die meisten Herstellungsprozesse unkritisch, ermöglichen aber eine sehr gute Getterwirkung. Es können nicht erfindungsgemäß aber auch andere Materialausscheidungen erzeugt werden, die zum Gettern von Schwermetallionen bzw. Schwermetallatomen während der Bearbeitung der Halbleitermaterialscheibe geeignet sind.The excretions may be or contain oxygen precipitates. Oxygen or semiconductor material oxygen compounds are not critical for most manufacturing processes, but allow a very good getter effect. It can not according to the invention but also other material precipitates are generated which are suitable for gettering of heavy metal ions or heavy metal atoms during the processing of the semiconductor material disc.

Die Halbleitermaterialscheibe kann eine ebene erste Seite und eine der ersten Seite abgewandte ebene zweite Seite haben, wie es für Wafer typisch ist. Beide Seiten können parallel zueinander liegen. Dabei sind die Begriffe „eben” bzw. „parallel zueinander” im Rahmen der Fertigungstoleranzen und der herstellungsbedingten Verbiegungen auszulegen.The semiconductor material disc may have a planar first side and a second side facing away from the first side, as is typical for wafers. Both sides can be parallel to each other. The terms "flat" or "parallel to one another" are to be interpreted within the scope of the manufacturing tolerances and the production-related deflections.

Der erste Bereich bzw. der zweite Bereich können jeweils einen Schichtbereich bilden, der lateral die gleiche Fläche einnimmt wie die erste Seite oder mindestens 90 Prozent dieser Fläche. Der erste Bereich kann an die erste Seite angrenzen. Ebenso kann der zweite Bereich an die zweite Seite angrenzen.The first region or the second region can each form a layer region that occupies laterally the same area as the first side or at least 90 percent of this surface. The first area may be adjacent to the first page. Likewise, the second area may adjoin the second side.

Der erste Bereich kann eine Schichtdicke haben, die mindestens 1 Mikrometer beträgt. Der zweite Bereich kann eine Schichtdicke haben, die mindestens ein Drittel der Schichtdicke der Halbleitermaterialscheibe oder mindestens 150 Mikrometer beträgt. Je dicker der zweite Bereich ist, um so größer ist die Getterwirkung. Der zweite Bereich kann bei der genannten Schichtdicke neben den gewünschten Sauerstoffausscheidungen insbesondere Schädigungen enthalten, wie sie für mechanische Schädigungen typisch sind, z. B. Mikrorisse oder Versetzungen. Dieses mechanische Verfahren erlaubt es, gezielter Schädigungen zu erzeugen als andere Verfahren bzw. Schädigungen in höherer Konzentration bei vergleichbarem oder geringerem Aufwand.The first region may have a layer thickness that is at least 1 micrometer. The second region may have a layer thickness which is at least one third of the layer thickness of the semiconductor material disc or at least 150 micrometers. The thicker the second area, the greater the getter effect. In the case of the layer thickness mentioned, the second region may contain, in addition to the desired oxygen precipitations, in particular damage, as is typical for mechanical damage, eg. B. microcracks or dislocations. This mechanical method makes it possible to produce more targeted damage than other methods or damage in higher concentration with comparable or less effort.

Der zweite Bereich kann alternativ eine Schichtdicke haben die kleiner als ein Zehntel der Schichtdicke der Halbleitermaterialscheibe ist oder kleiner als 75 Mikrometer. Dabei kann der zweite Bereich insbesondere Schädigungen enthalten, wie sie für eine Ionenimplantation typisch sind.The second region may alternatively have a layer thickness which is less than one tenth of the layer thickness of the semiconductor material disc or less than 75 microns. In this case, the second region can in particular contain damage, as is typical for ion implantation.

Der erste Bereich kann leerstellenfrei sein oder leerstellenarm mit einer Konzentration der Leerstellen kleiner als 1012 oder 1011 Leerstellen je Kubikzentimeter. Damit ist die katalytische Wirkung der Leerstellen im ersten Bereich beim Erzeugen der Materialausscheidungen gering, so dass im ersten Bereich keine oder vernachlässigbar wenige Materialausscheidungen entstehen.The first area may be vacancy-free or vacancy-poor with a concentration of vacancies less than 10 12 or 10 11 spaces per cubic centimeter. Thus, the catalytic effect of the voids in the first region when generating the material precipitates is low, so that no or negligible few material precipitates arise in the first region.

Die Halbleitermaterialscheibe kann eine Kohlenstoffkonzentration kleiner als 5 × 1015 oder 5 × 1016 Atomen je Kubikzentimeter enthalten. Damit sind nicht die Kohlenstoffatome sondern die Leerstellen für die Bildung von Ausscheidungen maßgeblich.The semiconductor material disc may contain a carbon concentration less than 5 × 10 15 or 5 × 10 16 atoms per cubic centimeter. Thus, not the carbon atoms but the vacancies are decisive for the formation of precipitates.

Weiterhin ist ein Halbleiterbauelement oder integrierter Schaltkreis betroffen, mit einem Halbleitersubstrat, das einen ersten Schicht-Bereich enthält, der ausscheidungsfrei ist oder ausscheidungsarm mit einer Konzentration kleiner als 104 Materialausscheidungen je Kubikzentimeter. Das Halbleitersubstrat enthält auch einen zweiten Schicht-Bereich, der Ausscheidungen enthält mit einer Konzentration größer als 107 Materialausscheidungen je Kubikzentimeter. Somit gelten die für die Verfahren bzw. für die Halbleiterscheiben genannten technischen Wirkungen auch für das Halbleiterbauelement bzw. für den integrierten Schaltkreis. Insbesondere sind die genannten Schichtdicken und Konzentration vorhanden in dem Bauelement bzw. Schaltkreis.Furthermore, a semiconductor device or integrated circuit is concerned with a semiconductor substrate having a first layer region contains no precipitate or low in precipitation with a concentration of less than 10 4 material precipitates per cubic centimeter. The semiconductor substrate also includes a second layer region containing precipitates having a concentration greater than 10 7 material precipitates per cubic centimeter. Thus, the technical effects mentioned for the methods or for the semiconductor wafers also apply to the semiconductor component or to the integrated circuit. In particular, the layer thicknesses and concentration mentioned are present in the component or circuit.

Im Folgenden werden einige Ausführungsformen der Erfindung an Hand von Figuren dargestellt, die lediglich der Illustration dienen und den Umfang der Erfindung nicht beschränken sollen.Hereinafter, some embodiments of the invention will be illustrated with reference to figures, which are given by way of illustration only and are not intended to limit the scope of the invention.

1A und 1B zeigen den prinzipiellen Ablauf einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erzeugen von Materialausscheidungen in einem Halbleitermaterial. Wie in 1A gezeigt ist, wird eine Halbleitermaterialscheibe 2 einem Schädigungsprozess 4 unterzogen, bspw. einem mechanischen Schleifprozess oder einer Ionenimplantation und zwar insbesondere einer Sauerstoffimplantation. Beispielsweise wird die Halbleiterscheibe vorher einem Oxidationsschritt unterzogen, der durch Injektion von interstitiellen Siliziumatomen vorhandene Leerstellen zumindest zum großen Teil auffüllt. Ebenso kann vorher eine beidseitige Ausdiffusion von Sauerstoff über einen bestimmten Tiefenbereich vorgenommen werden, wobei in diesem Fall die mittels des mechanischen Schädigungsverfahrens (Läppen oder Polieren) rückseitig abgetragene Schichtdicke beispielsweise größer oder gleich der vertikalen Ausdehnung des Bereiches sein sollte, in dem eine merkliche Sauerstoffdiffusion stattfindet, so dass dieser Bereich rückseitig wieder abgetragen wird. 1A and 1B show the basic sequence of an embodiment of a method according to the invention for producing material precipitates in a semiconductor material. As in 1A is shown, a semiconductor material disc 2 a damage process 4 subjected, for example, a mechanical grinding process or an ion implantation and in particular an oxygen implantation. For example, the semiconductor wafer is subjected to an oxidation step beforehand, which at least for the most part fills in voids present by injection of interstitial silicon atoms. Likewise, a two-sided diffusion of oxygen over a certain depth range can be carried out beforehand, in which case the layer thickness removed by the mechanical damage method (lapping or polishing) should be greater than or equal to the vertical extent of the region in which appreciable oxygen diffusion takes place , so that this area is eroded back.

Wie in 1B gezeigt ist, wird die Halbleitermaterialscheibe 2 anschließend einem Temperaturprozess ausgesetzt bei einer Temperatur T im Bereich von bspw. 800°C bis 1000°C über einen Zeitraum im Bereich von 5 bis 25 Stunden oder von 10 bis 20 Stunden, z. B. einer Temperatur T von 900°C für einen Zeitraum von 10 Stunden.As in 1B is shown, the semiconductor material disc 2 then exposed to a temperature process at a temperature T in the range of, for example. 800 ° C to 1000 ° C over a period in the range of 5 to 25 hours or from 10 to 20 hours, z. B. a temperature T of 900 ° C for a period of 10 hours.

Anschließend werden in der Halbleiterscheibe elektronische Halbleiterbauelemente in einem Bereich erzeugt, der nicht geschädigt worden ist. Dabei tritt eine Getterung für Verunreinigungen in dem geschädigten und – je nach Temperung – in einem angrenzenden Bereich auf.Subsequently, electronic semiconductor devices are generated in the semiconductor device in a region which has not been damaged. In this case, a gettering for impurities in the damaged and - depending on the annealing - in an adjacent area occurs.

2 zeigt einen Querschnitt durch eine Halbleitermaterialscheibe 5 mit Materialausscheidungen, die als weiße Punkte sichtbar sind. Eine Strecke von etwa vier Zentimetern in der 2 verdeutlicht eine Strecke von etwa 300 Mikrometern in der Halbleiterscheibe 5. Es handelt sich um eine Aufnahme mit einem optischen Mikroskop, wobei die Materialausscheidungen mit Hilfe von Defektätzungen sichtbar gemacht worden sind. 2 shows a cross section through a semiconductor material disc 5 with material precipitates visible as white dots. A distance of about four centimeters in the 2 illustrates a distance of about 300 microns in the semiconductor wafer 5 , It is an image taken with an optical microscope, whereby the material precipitates have been visualized by means of defect etching.

Eine Schichtdicke D0 beträgt bspw. etwa 700 Mikrometer, wobei rückseitig bspw. 25 Mikrometer von einer ursprünglichen Schichtdicke D0 abgeschliffen worden sind, um Schädigungen zu erzeugen, die die Materialausscheidungen begünstigen. Ein oberer Schichtbereich 7, ein mittlerer Schichtbereich 8 und ein unterer Schichtbereich 9 haben jeweils eine Schichtdicke von etwa 150 Mikrometern. Im oberen Schichtbereich 7 gibt es kaum Ausscheidungen, wobei in dem oberen Drittel 6 des oberen Schichtbereichs 7 nahezu keine Ausscheidungen vorhanden sind, so dass dieser Bereich für die Herstellung integrierter Bauelemente besonders geeignet ist. In dem mittleren Bereich 8 gibt es Ausscheidungen in einer geringen Konzentration. In dem unteren Bereich 9 gibt es dagegen Ausscheidungen in einer sehr hohen Konzentration, von beispielsweise größer als 108 Ausscheidungen je Kubikzentimeter.A layer thickness D0 is, for example, about 700 micrometers, wherein on the back side, for example, 25 micrometers have been ground off an original layer thickness D0 in order to produce damage which promotes the material precipitations. An upper layer area 7 , a middle layer area 8th and a lower layer area 9 each have a layer thickness of about 150 microns. In the upper layer area 7 There are hardly any excretions, being in the upper third 6 of the upper layer area 7 Nearly no precipitates are present, so this area is particularly suitable for the manufacture of integrated components. In the middle area 8th There are excretions in a low concentration. In the lower area 9 on the other hand, there are precipitates in a very high concentration, for example greater than 10 8 precipitates per cubic centimeter.

3A bis 3E zeigen eine erste Prozessvariante, bei der von einer Halbleiterscheibe 10 ausgegangen wird, die bspw. eine Schichtdicke D1 von 700 Mikrometern hat. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine einkristalline Siliziumscheibe 10, in der bei der Herstellung nicht zu verhindernde Leerstellen vorhanden sind. In 3A sind exemplarisch fünf Leerstellen V1 bis V5 durch Kreuze angedeutet. In der Realität ist die Konzentration der Leerstellen – wie bereits erwähnt – erheblich höher. Die Leerstellen werden auch als „vacancies” bezeichnet. 3A to 3E show a first process variant, in which of a semiconductor wafer 10 is assumed, for example, has a layer thickness D1 of 700 microns. The exemplary embodiment is a monocrystalline silicon wafer 10 in which unavoidable voids are present during manufacture. In 3A For example, five spaces V1 to V5 are indicated by crosses. In reality, the concentration of vacancies - as already mentioned - is considerably higher. The blanks are also referred to as vacancies.

Die Halbleiterscheibe 10 ist beidseitig damagegeätzt und ggf. an einer Oberseite OS poliert.The semiconductor wafer 10 is etched on both sides and possibly polished on a top OS.

In einer Herstellungsstufe gemäß 3B wird die Halbleiterscheibe 10 beidseitig oxidiert wobei eine Schicht 12a an der Oberseite OS und eine Schicht 12b an der Unterseite US entsteht. Die Schichten 12a und 12b bestehen im Ausführungsbeispiel aus Siliziumoxid mit einer Schichtdicke von einigen hundert Nanometern, z. B. im Bereich von 100 bis 1500 Nanometern. Beim Erzeugen der Schichten 12a und 12b wird interstitielles Silizium erzeugt, das in die Siliziumscheibe eindiffundiert und die Leerstellen in der Halbleiterscheibe 10 füllt, insbesondere die Leerstellen V1 bis V5, so dass diese Leerstellen nicht mehr in der Halbleiterscheibe 10 vorhanden sind. Beispielsweise wird bei einer Temperatur T1 im Bereich zwischen 950°C und 1180°C oxidiert für eine Zeit t im Bereich von 1 bis 5 Stunden. Alternativ werden andere Prozesstemperaturen und Prozesszeiten zum Erzeugen der Schichten 12a und 12b verwendet.In a manufacturing stage according to 3B becomes the semiconductor wafer 10 oxidized on both sides with a layer 12a at the top OS and a layer 12b at the bottom US arises. The layers 12a and 12b exist in the embodiment of silicon oxide with a layer thickness of a few hundred nanometers, z. B. in the range of 100 to 1500 nanometers. When creating the layers 12a and 12b Interstitial silicon is generated which diffuses into the silicon wafer and the voids in the semiconductor wafer 10 fills, in particular the voids V1 to V5, so that these voids are no longer in the semiconductor wafer 10 available. For example, at a temperature T1 in the range between 950 ° C and 1180 ° C, it is oxidized for a time t in the range of 1 to 5 hours. Alternatively, other process temperatures and process times are used to create the layers 12a and 12b used.

Optional wird anschließend die vorderseitige Schicht 12a abgelöst, woraufhin optional ein Sauerstoffausdiffusionsschritt und/oder ein Politurschritt auf der Scheibenvorderseite OS durchgeführt werden kann. Alternativ werden oxidierende RTP-Verfahren zum Entfernen der Leerstellen durchgeführt. Optionally, then the front side layer 12a followed by optionally an oxygen diffusion step and / or a polishing step on the wafer front side OS can be performed. Alternatively, oxidative RTP methods are performed to remove the vacancies.

Wie in 3C gezeigt ist, wird danach eine rückseitige Damageerzeugung durchgeführt, d. h. an der Unterseite US. Beispielsweise werden circa 25 Mikrometer abgeschliffen, wobei die Schichtdicke der Halbleiterscheibe 10 auf die Schichtdicke D1b von 675 Mikrometern verringert wird. In einem Schichtbereich 10b der Halbleiterscheibe 10 entstehen zahlreiche Schädigungen, insbesondere Leerstellen, von denen in 3C exemplarisch fünf Leerstellen V6 bis V10 dargestellt sind. Ein oberer Schichtbereich 10a der Halbleiterscheibe 10 wird dagegen nicht geschädigt. Der Schichtbereich 10a hat im Ausführungsbeispiel bspw. eine Schichtdicke D3 von bspw. 600 Mikrometern.As in 3C is shown, then a back damage generation is performed, ie at the bottom US. For example, approximately 25 microns are abraded, the layer thickness of the semiconductor wafer 10 is reduced to the layer thickness D1b of 675 microns. In a shift range 10b the semiconductor wafer 10 cause numerous damage, especially blanks, of which in 3C five empty spaces V6 to V10 are shown by way of example. An upper layer area 10a the semiconductor wafer 10 is not harmed. The layer area 10a in the exemplary embodiment, for example, has a layer thickness D3 of, for example, 600 micrometers.

Optional wird eine kurze teilweise Rückätzung der geschädigten Schicht 10b z. B. mittels nasschemischer Ätzung oder Plasmaverfahren durchgeführt, um möglicherweise im oberflächennahen Scheibenbereich vorhandene Kontaminationen zu beseitigen.Optionally, a short partial etch back of the damaged layer 10b z. B. carried out by wet chemical etching or plasma process to eliminate possibly present in the near-surface disc area contaminants.

Danach erfolgt, wie in 3D gezeigt ist, ein Hochtemperaturschritt zur Ausbildung von Sauerstoffausscheidungen, wovon in 3D exemplarisch vier Ausscheidungen P1 bis P4 gezeigt sind. Die Ausscheidungen werden auch als Präzipitate bzw. „precipitates” bezeichnet. Beispielsweise wird ein einstufiger Hochtemperaturprozess mit den im Zusammenhang der 1B genannten Prozessparametern durchgeführt, d. h. T1 gleich 900°C und t1 gleich 10 Stunden. Alternativ wird bspw. ein zweistufiger Prozess durchgeführt, bspw. mit einer Temperatur T2a von 800°C für eine Zeit t2a von fünf Stunden und danach mit einer Temperatur T2b von 1000°C für eine Zeit t2b von 15 Stunden.After that, as in 3D is shown, a high-temperature step for the formation of oxygen precipitates, of which in 3D four excretions P1 to P4 are shown by way of example. The excretions are also referred to as precipitates or "precipitates". For example, a one-stage high-temperature process associated with the 1B process parameters, ie T1 equal to 900 ° C and t1 equal to 10 hours. Alternatively, for example, a two-step process is performed, for example, with a temperature T2a of 800 ° C for a time t2a of five hours and then with a temperature T2b of 1000 ° C for a time t2b of 15 hours.

Bei dem Hochtemperaturschritt wird ein Schichtbereich 10c gebildet, der Ausscheidungen hoher Konzentration enthält. Auf Grund der Diffusion der Leerstellen wird der Schichtbereich 10a gedünnt, wobei ein Schichtbereich 10a1 entsteht, der keine bzw. nur wenig Leerstellen enthält. Eine Schichtdicke D4 des Schichtbereichs 10a1 ist kleiner als die Schichtdicke D3, bspw. um mindestens 30 Prozent. Im Ausführungsbeispiel beträgt die Schichtdicke D4 noch 300 Mikrometer.The high-temperature step becomes a layer region 10c formed, containing precipitates of high concentration. Due to the diffusion of the voids becomes the layer area 10a thinned, with a layer area 10a1 arises, which contains no or only little space. A layer thickness D4 of the layer region 10a1 is smaller than the layer thickness D3, for example by at least 30 percent. In the exemplary embodiment, the layer thickness D4 is still 300 micrometers.

Optional wird nicht erfindungsgemäß dann eine rückseitige Phosphoreindiffusion durchgeführt, die anschließend mit einer Oxidschicht vor Ausdiffusion geschützt wird. Bei Bedarf erfolgt eine Vorderseitenpolitur und/oder eine Vorderseitenepitaxie.Optionally, a backside phosphorus diffusion is then not carried out according to the invention, which is subsequently protected against outdiffusion with an oxide layer. If necessary, a front side polish and / or a Vorderpitepitaxie.

Wie in 3E dargestellt ist, kann die Schicht 12a bspw. auch erst bei einem Bauelementehersteller entfernt werden. Anschließend werden mit bekannten Verfahren Bauelemente auf der Oberseite OS erzeugt, z. B. Feldeffekttransistoren Tr1, Tr2 usw. und/oder Bipolartransistoren. Eine Zone für ein Bauelement BE1 hat dabei vorzugsweise eine geringere Tiefe als der Schichtbereich 10a1. Bei der Herstellung in die Halbleiterscheibe 10 eingebrachte parasitäre Verunreinigungen, wie bspw. Schwermetallatome, sammeln sich in dem Schichtbereich 10c an den Ausscheidungen, siehe bspw. Schwermetallatom S1 an der Ausscheidung P4. Somit sind die Schwermetalle weit von den Bauelementen BE1 entfernt und können diese nicht schädigen.As in 3E is shown, the layer 12a For example, be removed only at a component manufacturer. Subsequently, with known methods, components are produced on the upper side OS, for. B. field effect transistors Tr1, Tr2, etc. and / or bipolar transistors. A zone for a component BE1 preferably has a smaller depth than the layer region 10a1 , When manufactured in the semiconductor wafer 10 introduced parasitic impurities, such as. Heavy metal atoms, accumulate in the layer region 10c on the precipitates, see, for example, heavy metal atom S1 at the precipitate P4. Thus, the heavy metals are far removed from the components BE1 and can not damage them.

Bei Bedarf kann nach der Herstellung der Bauelemente BE1 optional eine Scheibendünnung und/oder Rückseitendamageätzung möglichst weit am Ende des Herstellungsprozesses erfolgen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel bleibt der Schichtbereich 10c dagegen am Schichtbereich 10a1, so dass beim Vereinzeln beide Schichtbereiche 10a1 und 10c durchtrennt werden, siehe bspw. Trennschnitt 20 zwischen zwei integrierten Schaltkreisen IC1 und IC2.If required, after the production of the components BE1, optionally a slice thinning and / or backside damaging etching can take place as far as possible at the end of the production process. In the embodiment shown, the layer region remains 10c on the other hand, at the layer area 10a1 , so that when separating both layer areas 10a1 and 10c be severed, see, for example, separating cut 20 between two integrated circuits IC1 and IC2.

Bei einer anderen Variante wird anstelle des Schleifens eine Sauerstoffimplantation zum Erzeugen der Schädigung verwendet.In another variant, instead of grinding, oxygen implantation is used to create the lesion.

Da hierdurch eine hohe Sauerstoffdosis eingebracht wird, kann diese Variante – im Gegensatz zu der vorher beschriebenen Variante, die bei sauerstoffreichem Material (wie Czochralski(CZ)-Material) zur Anwendung kommen kann – auch zur Erzeugung von Sauerstoffausscheidungen in sauerstoffarmen „Float Zone”-Materialien verwendet werden. Diese Variante, die eine Schädigung mittels Ionenimplantation verwendet, kann auch mit der Variante, die eine mechanische Schädigung verwendet, kombiniert werden, um die Bildung von Sauerstoffausscheidungen weiter zu fördern.Since a high dose of oxygen is thereby introduced, this variant can also be used to produce oxygen precipitates in oxygen-poor "float zones", in contrast to the previously described variant, which can be used with oxygen-rich material (such as Czochralski (CZ) material). Materials are used. This variant, which uses ion implantation injury, may also be combined with the variant using mechanical damage to further promote the formation of oxygen precipitates.

Auch kann die Schicht 12a bereits früher entfernt werden. Die Verfahren gemäß 3A bis 3E lassen sich auch für die Herstellung von Einzelbauelementen durchführen, insbesondere von Leistungsbauelementen.Also, the layer can 12a be removed earlier. The method according to 3A to 3E can also be used for the production of individual components, in particular of power components.

4A bis 4E zeigen eine zweite Prozessvariante. Es wird von einer Halbleiterscheibe 100 ausgegangen, bspw. einer Siliziumscheibe. Die Halbleiterscheibe 100 enthält herstellungsbedingt Leerstellen, von denen sechs Leerstellen V11 bis V16 in 4A exemplarisch dargestellt sind. Zwei Leerstellen V12 und V15 befinden sich näher an der Unterseite US als die anderen gezeigten Leerstellen V11, V13, V14 und V16. Eine Schichtdicke D5 der Halbleiterscheibe 100 beträgt bspw. 700 Mikrometer. 4A to 4E show a second process variant. It is made of a semiconductor wafer 100 assumed, for example, a silicon wafer. The semiconductor wafer 100 contains blanks due to production, of which six blanks V11 to V16 in 4A are shown as examples. Two spaces V12 and V15 are closer to the bottom US than the other spaces V11, V13, V14 and V16 shown. A layer thickness D5 of the semiconductor wafer 100 is, for example, 700 microns.

Gemäß 4B erfolgt zuerst eine Damageerzeugung auf der Scheibenrückseite US beispielsweise bei einer vorderseitig damagegeätzten oder polierten Halbleiterscheibe 100. Bspw. wird zur Erzeugung der Schädigung die Halbleiterscheibe 100 mechanisch bearbeitet, z. B. geschliffen auf eine Schichtdicke D5b von bspw. 650 Mikrometer. Dabei wird eine geschädigte Schicht 100b in der Halbleiterscheibe 100 erzeugt, die exemplarisch zusätzliche Leerstellen V17 bis V21 sowie die ursprüngliche Leerstelle V12 enthält. Der obere Schichtbereich 100a der Halbleiterscheibe 100 ist entsprechend gedünnt worden und hat eine Schichtdicke D6 von bspw. 575 Mikrometern. According to 4B Damage generation takes place on the rear of the disk US, for example, in the case of a semiconductor wafer that has been etched or polished on the front side 100 , For example. the semiconductor wafer is used to generate the damage 100 mechanically processed, z. B. ground to a layer thickness D5b of, for example, 650 microns. This is a damaged layer 100b in the semiconductor wafer 100 which contains, by way of example, additional vacancies V17 to V21 as well as the original blank location V12. The upper layer area 100a the semiconductor wafer 100 has been correspondingly thinned and has a layer thickness D6 of, for example, 575 micrometers.

Optional erfolgt eine kurze teilweise Rückätzung der geschädigten Schicht 100b, um Verunreinigungen zu entfernen. Weiterhin optional kann eine Abscheidung einer Schutzschicht 110 auf der Scheibenrückseite US erfolgen, bspw. eine Siliziumnitridschicht mit einer Schichtdicke im Bereich von 50 bis 500 Nanometern. Bei Bedarf kann vorher noch eine Hilfsschicht auf der Unterseite US erzeugt werden, bspw. ein bei relativ geringen Prozesstemperaturen abgeschiedenes Oxid, um Rissbildung in der Nitridschicht 110 zu vermeiden.Optionally, a brief partial etch back of the damaged layer occurs 100b to remove impurities. Furthermore, optionally, a deposition of a protective layer 110 on the back of the wafer US, for example, a silicon nitride layer with a layer thickness in the range of 50 to 500 nanometers. If necessary, an auxiliary layer may be previously formed on the underside US, for example, an oxide deposited at relatively low process temperatures, for cracking in the nitride layer 110 to avoid.

Wie in 4C gezeigt ist, wird dann eine Oxidation zur Injektion von interstitiellen Siliziumatomen durchgeführt, wobei eine Schicht 112 an der Oberseite OS erzeugt wird. Die Injektion wird vorzugsweise bis in die Tiefe hinein durchgeführt, die durch die vertikale Ausdehnung der elektrisch aktiven Zone vorgegeben ist, oder auch geringfügig tiefer. Im Ausführungsbeispiel verbleiben bspw. von den dargestellten Leerstellen nur die Leerstellen V12 und V15 und V17 bis V21. Bezüglich der Przessparameter T4 und t4 wird auf die Beschreibung der 3B verwiesen. Alternativ werden RTP-Verfahren zum Entfernen der Leerstellen durchgeführt.As in 4C is shown, then an oxidation is carried out for the injection of interstitial silicon atoms, wherein a layer 112 at the top OS is generated. The injection is preferably carried out down to the depth, which is given by the vertical extent of the electrically active zone, or slightly lower. In the exemplary embodiment, for example, only the vacancies V12 and V15 and V17 to V21 remain of the vacancies shown. With regard to the process parameters T4 and t4, reference is made to the description of 3B directed. Alternatively, RTP methods are performed to remove the vacancies.

Wie in 4D dargestellt ist, wird anschließend ein einstufiger oder mehrstufiger Hochtemperaturschritt zur Ausbildung von Sauerstoffausscheidungen durchgeführt, z. B. mit den Prozessparametern Temperatur T5 und Zeit t5 entsprechend T und t gemäß der Beschreibung der 1B. Alternativ wird bspw. ein zweistufiger Prozess durchgeführt, z. B. Temperatur T5a gleich 800°C und Zeit t5 gleich 5 h sowie Temperatur T5b gleich 1000°C und Zeit t5b gleich 15 h. Insbesondere dienen nicht nur die Leerstellen V17 bis V21 als Katalysator sondern auch die verbliebenen Leerstellen V12 und V15. Somit entstehen vergleichsweise viele Sauerstoffausscheidungen, von denen in 4D exemplarisch fünf Ausscheidungen P11 bis P15 in einem Schichtbereich 100c gezeigt sind. Der Schichtbereich 100c entsteht aus dem Schichtbereich 100b und hat eine Schichtdicke von bspw. 300 Mikrometern. Somit beträgt eine Schichtdicke D7 eines bei dem Hochtemperaturschritt aus dem Schichtbereich 100a entstehenden Schichtbereichs 100a1 bspw. noch 275 Mikrometer.As in 4D is shown, then a single-stage or multi-stage high temperature step is performed to form oxygen precipitates, z. B. with the process parameters temperature T5 and time t5 corresponding to T and t according to the description of 1B , Alternatively, for example, a two-stage process is performed, for. B. temperature T5a equal to 800 ° C and time t5 equal to 5 h and temperature T5b equal to 1000 ° C and time t5b equal to 15 h. In particular, not only the vacancies V17 to V21 serve as a catalyst but also the remaining vacancies V12 and V15. This results in comparatively many oxygen precipitations, of which in 4D by way of example, five precipitates P11 to P15 in a layer region 100c are shown. The layer area 100c arises from the layer area 100b and has a layer thickness of, for example, 300 micrometers. Thus, a layer thickness D7 is one in the high-temperature step from the layer region 100a resulting layer area 100a1 for example, still 275 microns.

Optional wird nicht erfindungsgemäß dann eine rückseitige Phosphordiffusion durchgeführt, die anschließend mit einer optionalen Oxidschicht vor Ausdiffusion geschützt wird. Bei Bedarf erfolgt eine Vorderseitenpolitur und/oder eine Vorderseitenepitaxie.Optionally, a backside phosphorus diffusion is then not carried out according to the invention, which is subsequently protected against outdiffusion with an optional oxide layer. If necessary, a front side polish and / or a Vorderpitepitaxie.

Wie in 4E dargestellt ist, kann die Schicht 112 bspw. auch erst bei einem Bauelementehersteller entfernt werden. Anschließend werden mit bekannten Verfahren Bauelemente auf der Oberseite OS erzeugt, z. B. Feldeffekttransistoren Tr3, Tr4 usw. und/oder Bipolartransistoren. Eine Zone für ein Bauelement BE2 hat dabei vorzugsweise eine geringere Tiefe als der Schichtbereich 100a1. Weiterhin wird mindestens eine Metallisierungslage aufgebracht, bspw. aus mindestens 80 Atomprozent Aluminium oder mindestens 80 Atomprozent Kupfer, z. B. mit Damaszeneverfahren. Weiterhin erfolgt eine Passivierung und das Anbringen von Kontaktflächen, bspw. zum Bonden oder für die Flip-Chip Montage. Bei der Herstellung in die Halbleiterscheibe 10 eingebrachte Verunreinigungen, wie bspw. Schwermetallatome, sammeln sich in dem Schichtbereich 100c an den Ausscheidungen, z. B. P11 bis P15. Somit sind die Schwermetalle weit von den Bauelementen Tr3, Tr4, BE2 entfernt und können diese nicht schädigen.As in 4E is shown, the layer 112 For example, be removed only at a component manufacturer. Subsequently, with known methods, components are produced on the upper side OS, for. B. field effect transistors Tr3, Tr4, etc. and / or bipolar transistors. A zone for a component BE2 preferably has a smaller depth than the layer region 100a1 , Furthermore, at least one metallization layer is applied, for example. From at least 80 atomic percent aluminum or at least 80 atomic percent copper, z. B. Damaszene method. Furthermore, a passivation and the attachment of contact surfaces, eg. For bonding or for the flip-chip assembly. When manufactured in the semiconductor wafer 10 impurities introduced, such as, for example, heavy metal atoms, accumulate in the layer region 100c at the excretions, z. P11 to P15. Thus, the heavy metals are far removed from the components Tr3, Tr4, BE2 and can not damage them.

Bei Bedarf kann nach der Herstellung der Bauelemente optional eine Scheibendünnung und/oder Rückseitendamageätzung möglichst weit am Ende des Herstellungsprozesses erfolgen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel bleibt der Schichtbereich 100c dagegen am Schichtbereich 100a1, so dass beim Vereinzeln beide Schichtbereiche 100a1 und 100c durchtrennt werden, siehe bspw. Trennschnitt 120 zwischen zwei integrierten Schaltkreisen IC3 und IC4.If necessary, after the manufacture of the components optionally a disc thinning and / or Rückseitendamageätzung done as far as possible at the end of the manufacturing process. In the embodiment shown, the layer region remains 100c on the other hand, at the layer area 100a1 , so that when separating both layer areas 100a1 and 100c be severed, see, for example, separating cut 120 between two integrated circuits IC3 and IC4.

Bei einer anderen Variante wird anstelle des Schleifens eine Sauerstoffimplantation zum Erzeugen der Schädigung verwendet. Auch kann die Schicht 112 bereits früher entfernt werden. Die Verfahren gemäß 4A bis 4E lassen sich auch für die Herstellung von Einzelbauelementen durchführen, insbesondere von Leistungsbauelementen.In another variant, instead of grinding, oxygen implantation is used to create the lesion. Also, the layer can 112 be removed earlier. The method according to 4A to 4E can also be used for the production of individual components, in particular of power components.

Mit anderen Worten ausgedrückt, wird bspw. ein Verfahren zur gezielten lokalen Erzeugung von Sauerstoffausscheidungen in CZ-Material (Czochalski) angegeben. Es kann handelsübliches CZ-Material so modifiziert werden, dass es für die Herstellung von Leistungshalbleitern oder auch anderen Halbleiterbauelementen geeignet ist; d. h. es kann einerseits eine defektarme Zone enthalten, die hinreichend in die Tiefe ausgedehnt ist, um damit die elektrisch aktive Zone bzw. zumindest den größten Teil davon darin zu implementieren und andererseits auf der Scheibenrückseite eine stabile Getterzone, die den Einbau von unerwünschten Schwermetallen in der elektrisch aktiven Zone während der Durchführung der Hochtemperaturschritte weitgehend vermeidet.In other words, for example, a method for the targeted local production of oxygen precipitates in CZ material (Czochalski) is given. Commercially available CZ material may be modified to suit the manufacture of power semiconductors or other semiconductor devices; that is, it may on the one hand contain a low-defect zone, which is sufficiently extended in depth, so that the electrically active zone or at least the largest part thereof to implement it and on the other hand on the back of the disc a stable getter zone, which largely avoids the incorporation of unwanted heavy metals in the electrically active zone during the implementation of the high-temperature steps.

Es wird vorgeschlagen, auf der einen Scheibenseite, z. B. einer Scheibenrückseite, von bspw. CZ-Scheiben durch eine gezielte Schädigung des Halbleitermaterials, insbesondere des Siliziummaterials eine hohe Leerstellendichte zu erzeugen. Die hohe Leerstellendichte führt wiederum bei einem nachfolgenden speziellen Hochtemperaturschritt zu einer relativ hohen Dichte von bspw. Sauerstoffausscheidungen. Der Hochtemperaturschritt wird inert im Temperaturbereich zwischen bspw. 800°C und 1000°C über einen Zeitraum von einigen Stunden (in Summe bspw. ca. im Bereich von 10 bis 20 Stunden) durchgeführt. Die Schädigung kann insbesondere durch mechanische Methoden erfolgen, wie sie sowieso zur gezielten Dickeneinstellung der Scheiben verwendet werden. Hierfür kommen z. B. Läpp- oder Schleifprozesse in Frage.It is proposed on the one side of the disk, z. B. a disc back, for example. CZ discs by a targeted damage to the semiconductor material, in particular the silicon material to produce a high vacancy density. The high vacancy density in turn leads to a relatively high density of, for example, oxygen precipitates in a subsequent special high-temperature step. The high-temperature step is carried out inertly in the temperature range between, for example, 800 ° C. and 1000 ° C. over a period of a few hours (in total, for example, in the range of 10 to 20 hours). The damage can be done in particular by mechanical methods, as they are anyway used for targeted thickness adjustment of the discs. For this come z. B. lapping or grinding processes in question.

Nach dieser Rückseitenbehandlung kann die geschädigte Oberfläche optional noch einem relativ kurzen Ätzschritt unterzogen werden, um mittels eines Siliziumabtrags, der im Bereich zwischen bspw. 0,3 Mikrometer und 3 Mikrometer liegen kann, eine mögliche Oberflächenkontamination, die durch den Abtragprozess eingebracht wurde, wieder zu beseitigen. Damit unterscheidet sich das teilweise Rückätzen der geschädigten Zone von einem vollständigen Entfernen der geschädigten Zone, wie es bspw. durch CMP (Chemisch Mechanisches Polieren) erfolgen könnte.After this backside treatment, the damaged surface may optionally be subjected to a relatively short etching step so as to restore potential surface contamination introduced by the ablation process by means of silicon ablation, which may range between, for example, 0.3 micrometer and 3 micrometers remove. Thus, the partial re-etching of the damaged zone differs from a complete removal of the damaged zone, as could be done, for example, by CMP (chemical mechanical polishing).

Es ist auch denkbar, eine derartige Schädigung der Scheibenrückseite durch eine Damage-Implantation durch Implantation von insbesondere Sauerstoff zu erzeugen. Insbesondere die Ausscheidungsbildung wird durch den zusätzlich angebotenen Sauerstoff weiter gefördert wird. Hierzu kann es auch vorteilhaft sein, durch Anwendung mehrerer Implantationsenergien, wobei typischerweise zwei oder drei verschiedene Implantationsenergien vorteilhaft sind, eine homogenere Verteilung der implantierten Sauerstoffatome sowohl nach der Implantation als auch nach der nachfolgenden Temperaturbehandlung zu erzielen. Das zuletzt genannte Verfahren lässt sich deshalb auch bei der Verwendung von Siliziummaterial einsetzen, das eine geringe Sauerstoffkonzentration aufweist, bspw. bei „Float Zone”-Material.It is also conceivable to produce such a damage to the back of the disc by a damage implantation by implantation of oxygen in particular. In particular, the excretion formation is further promoted by the additionally offered oxygen. For this purpose, it may also be advantageous to achieve a more homogeneous distribution of the implanted oxygen atoms both after implantation and after the subsequent temperature treatment by using a plurality of implantation energies, wherein typically two or three different implantation energies are advantageous. The latter method can therefore also be used when using silicon material which has a low oxygen concentration, for example in the case of "float zone" material.

Um einen definierten Ausgangszustand vor der Durchführung des oben beschriebenen Prozesses zu gewährleisten und insbesondere im Bereich der Scheibenvorderseite eine präzipitatfreie oder zumindest präzipitasarme Zone zu gewährleisten, empfiehlt es sich, zu Beginn zumindest in den später elektrisch aktiven Bereichen der Halbleiterscheibe interstitielle Siliziumatome zu injizieren, die vom Ziehprozess verursachte Leerstellen in diesem Bereich beseitigen. Hierzu wird vorzugsweise eine Feucht- oder Trockenoxidation bei einer geeigneten Temperatur (je nach Scheibendicke üblicherweise zwischen 950°C und 1180°C) über einige Stunden durchgeführt, z. B. im Bereich von 1 bis 5 Stunden.In order to ensure a defined starting state before carrying out the above-described process and to ensure a precipitate-free or at least low-precipitate zone, it is recommended to inject at the beginning at least in the later electrically active regions of the semiconductor wafer interstitial silicon atoms which are emitted from the Removal process to eliminate blanks in this area. For this purpose, preferably a wet or dry oxidation at a suitable temperature (depending on the thickness of the disk usually between 950 ° C and 1180 ° C) carried out over a few hours, z. In the range of 1 to 5 hours.

Bei Bedarf kann man nicht erfindungsgemäß den angezielten Gettereffekt durch eine oberflächennahe rückseitige Phosphordiffusion noch verstärken, bspw. mit einer Dotierstoffkonzentration größer als 1018 Phosphoratomen je Kubikzentimeter. Die Phosphordotierung sollte in Hinblick auf die nachfolgenden Herstellungsprozesse durch ein auf der Scheibenrückseite abgeschiedenes Oxid vor Ausdiffusion geschützt werden.If required, it is not possible according to the invention to further enhance the targeted gettering effect by means of near-surface backside phosphorus diffusion, for example with a dopant concentration greater than 10 18 phosphorus atoms per cubic centimeter. The phosphorus doping should be protected from outdiffusion by downstream oxide deposited on the back of the wafer with respect to subsequent manufacturing processes.

Somit ist die Erzeugung einer stabilen Getterschicht auf der Rückseite von bspw. CZ-Siliziumscheiben betroffen, wofür gezielt Sauerstoffausscheidungen in diesem Bereich dadurch erzeugt werden, dass durch eine rückseitige oberflächennahe Schädigung der Scheibenrückseite eine erhöhte Leerstellenkonzentration in diesem Bereich erzeugt wird und somit die Ausscheidung von Sauerstoff bei einem nachfolgenden speziellen Temperschritt begünstigt wird, wobei vor der Schädigung der Scheibenrückseite ein spezieller oxidierender Hochtemperaturschritt zur Beseitigung der ursprünglichen Leerstellen für die Reproduzierbarkeit des Ergebnisses sorgt.Thus, the production of a stable getter layer on the back of, for example, CZ silicon wafers is affected, for which purpose oxygen precipitates are generated in this area by a backside near surface damage to the back of the disk, an increased vacancy concentration is generated in this area and thus the elimination of oxygen is favored in a subsequent special annealing step, wherein before the damage of the disc backside a special oxidizing high-temperature step for eliminating the original vacancies ensures the reproducibility of the result.

Die Schädigung wird bevorzugt durch mechanische Bearbeitungsmethoden verursacht, da sich diese Variante sehr kostengünstig in den üblichen Prozessablauf integrieren lässt. Alternativ kann die Schädigung auch insbesondere durch eine Implantation von Sauerstoffatomen erzeugt werden, wobei sich hierbei der Vorteil der hohen Reproduzierbarkeit, einer sehr guten Homogenität der Sauerstoffausscheidungen und vor allem auch einer Begünstigung der Ausscheidungen durch das zusätzliche Sauerstoffangebot ergibt. Ist bei der Implantation die implantierte Sauerstoffdosis hoch genug, kann das Verfahren auch für ursprünglich sauerstoffarmes Siliziumgrundmaterial verwendet werden, wie z. B. magnetic CZ, „Float Zone”-Ersatzmaterial oder auch „Float Zone”-Material.The damage is preferably caused by mechanical processing methods, since this variant can be very cost-effectively integrated into the usual process flow. Alternatively, the damage can also be generated in particular by an implantation of oxygen atoms, with the advantage of high reproducibility, a very good homogeneity of the oxygen excretions and, above all, a favorable effect of the precipitates due to the additional supply of oxygen. If the implanted oxygen dose is high enough during implantation, the method can also be used for originally low-oxygen silicon base material, such. Magnetic CZ, float zone replacements or float zone material.

Das Verfahren erlaubt eine gute Reproduzierbarkeit wie sie für großindustrielle Verfahren erforderlich ist, bisher aber weitestgehend nicht erreichbar war.The process allows a good reproducibility as required for large-scale industrial processes, but so far was largely unachievable.

Die genannten Leerstellenkonzentrationen beziehen sich insbesondere auf Einzelleerstellen in einem mittleren Bereich des Wafers bezogen auf die laterale Ausdehnung.The vacancy concentrations mentioned relate in particular to single spots in a central region of the wafer in relation to the lateral extent.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

22
HalbleiterscheibeSemiconductor wafer
33
Schädigungsprozessdamage process
5 bis 95 to 9
Schichtbereichlayer region
10, 10010, 100
HalbleiterscheibeSemiconductor wafer
10a bis 10c10a to 10c
Schichtbereichlayer region
12a, 12b12a, 12b
Schichtlayer
2020
Trennschnittseparating cut
D0 bis D7D0 to D7
Schichtdickelayer thickness
OSOS
Oberseitetop
USUS
Unterseitebottom
V1 bis V21V1 to V21
Leerstellevoid
T, T1 bis T5T, T1 to T5
Temperaturtemperature
t, t1 bis t5t, t1 to t5
Prozesszeitprocess time
P1 bis P15P1 to P15
Ausscheidungexcretion
S1S1
SchwermetallatomHeavy metal atom
IC1 bis IC4IC1 to IC4
integrierter Schaltkreisintegrated circuit
Tr1 bis Tr4Tr1 to Tr4
Transistortransistor
BE1, BE2BE1, BE2
Bauelementmodule
100a bis 100c100a to 100c
Schichtbereichlayer region
110110
Schutzschichtprotective layer
112112
Schichtlayer
120120
Trennschnittseparating cut

Claims (41)

Verfahren zum Erzeugen von Materialausscheidungen, das Verfahren enthaltend: Erzeugen von Schädigungen (V6, V17) in einem Halbleitermaterial (10, 100) unter Erzeugen eines geschädigten Bereichs (10b, 100b) durch mechanisches Einwirken, und anschließend Durchführen einer Wärmebehandlung (T2, t2 T5, t5) des Halbleitermaterials (10, 100) in inerter Atmosphäre unter Erzeugen von Sauerstoffausscheidungen (P1, P11) mit einer Konzentration größer als 10 Ausscheidungen je Kubikzentimeter in dem geschädigten Bereich (10b, 100b, 10c, 100c).A method for producing material precipitates, the method comprising: generating damages (V6, V17) in a semiconductor material ( 10 . 100 ) creating a damaged area ( 10b . 100b ) by mechanical action, and then performing a heat treatment (T2, t2 T5, t5) of the semiconductor material ( 10 . 100 ) in an inert atmosphere to produce oxygen precipitates (P1, P11) having a concentration greater than 10 precipitates per cubic centimeter in the damaged area (P1, P11) 10b . 100b . 10c . 100c ). Verfahren zum Erzeugen von Materialausscheidungen, das Verfahren enthaltend: Erzeugen von Schädigungen (V6, V17) in einem Halbleitermaterial (10, 100) unter Erzeugen eines geschädigten Bereichs (10b, 100b) durch Ionenimplantation, wobei Sauerstoffionen implantiert werden, und anschließend Durchführen einer Wärmebehandlung (T2, t2 T5, t5) des Halbleitermaterials (10, 100) unter Erzeugen von Materialausscheidungen (P1, P11) in dem geschädigten Bereich (10b, 100b, 10c, 100c), wobei die nach der Schädigung durchgeführte Wärmebehandlung bei einer Temperatur größer oder gleich 800°C für mindestens 10 Stunden durchgeführt wird, oder wobei die nach der Schädigung durchgeführte Wärmebehandlung bei mindestens zwei unterschiedlichen Temperaturen, die im Bereich zwischen 800°C und 1050°C liegen, in Summe für mindestens 10 Stunden durchgeführt wird.A method for producing material precipitates, the method comprising: generating damages (V6, V17) in a semiconductor material ( 10 . 100 ) creating a damaged area ( 10b . 100b ) by ion implantation, wherein oxygen ions are implanted, and then performing a heat treatment (T2, t2 T5, t5) of the semiconductor material ( 10 . 100 ) producing material precipitates (P1, P11) in the damaged area ( 10b . 100b . 10c . 100c ), wherein the heat treatment carried out after the damage is carried out at a temperature greater than or equal to 800 ° C for at least 10 hours, or wherein the heat treatment carried out after the damage at at least two different temperatures in the range between 800 ° C and 1050 ° C. be carried out in total for at least 10 hours. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleitermaterial nach dem Czochralski-Verfahren hergestellt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the semiconductor material is produced by the Czochralski method. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor oder nach der Erzeugung der Schädigung vorhandene Leerstellen im gesamten Halbleiterkörper beseitigt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that before or after the generation of the damage existing voids in the entire semiconductor body are eliminated. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch: Beseitigen von Leerstellen (V1, V11) vor Erzeugung der Schädigung in einem nach der Erzeugung der Schädigung nicht geschädigten Bereich (10a, 100a) des Halbleitermaterials (10, 100).Method according to one of claims 1 to 4, characterized by removing voids (V1, V11) before producing the damage in an area not damaged after the generation of the damage ( 10a . 100a ) of the semiconductor material ( 10 . 100 ). Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Beseitigung der Leerstellen durch oxidierende Prozesse erfolgt.A method according to claim 4 or 5, characterized in that the removal of the vacancies takes place by oxidizing processes. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die oxidierenden Prozesse Feuchtoxidationen beinhalten.A method according to claim 6, characterized in that the oxidizing processes include wet oxidations. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die oxidierenden Prozesse Trockenoxidationen beinhalten.A method according to claim 6, characterized in that the oxidizing processes involve dry oxidations. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die oxidierenden Prozesse bei Temperaturen zwischen 950°C und 1150°C durchgeführt werden.A method according to claim 6, characterized in that the oxidizing processes are carried out at temperatures between 950 ° C and 1150 ° C. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die oxidierenden Prozesse über eine Dauer von einer bis fünf Stunden durchgeführt werden.A method according to claim 9, characterized in that the oxidizing processes are carried out over a period of one to five hours. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die oxidierenden Prozesse mittels eines Rapid Thermal Annealing Prozesses vorgenommen werden.A method according to claim 6, characterized in that the oxidizing processes are carried out by means of a rapid thermal annealing process. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die oxidierenden Prozesse bei Temperaturen zwischen 1000°C und 1300°C durchgeführt werden.A method according to claim 11, characterized in that the oxidizing processes are carried out at temperatures between 1000 ° C and 1300 ° C. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die oxidierenden Prozesse über eine Dauer von fünf bis 60 Sekunden durchgeführt werden.A method according to claim 12, characterized in that the oxidizing processes are carried out over a period of five to 60 seconds. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass auf der später zu schädigenden Halbleiterscheibenseite vor Durchführung des Oxidationsprozesses eine Nitridschicht abgeschieden wird.Method according to one of claims 5 to 13, characterized in that on the later to Damaged wafer side is deposited before performing the oxidation process, a nitride layer. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche soweit auf Anspruch 1 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schädigung durch Schleifen oder Läppen hervorgerufen wird.Method according to one of the preceding claims as far as dependent on claim 1, characterized in that the damage is caused by grinding or lapping. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass bei dieser Schädigung mindestens eine Schichtdicke des Halbleiterkörpers von 5 μm abgetragen wird.A method according to claim 15, characterized in that at least one layer thickness of the semiconductor body of 5 microns is removed in this damage. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche soweit auf Anspruch 1 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass die geschädigte Oberfläche im Bereich zwischen 0,3 und 3 Mikrometer zurückgeätzt wird.Method according to one of the preceding claims as far as dependent on claim 1, characterized in that the damaged surface is etched back in the range between 0.3 and 3 microns. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche soweit auf Anspruch 2 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass die Ionenimplantationsenergie im Bereich zwischen 200 KeV und 10 MeV liegt.Method according to one of the preceding claims as far as dependent on claim 2, characterized in that the ion implantation energy is in the range between 200 KeV and 10 MeV. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche soweit auf Anspruch 2 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass die Implantationsdosis im Bereich zwischen 5 × 1013 bis 1016 Sauerstoffatome pro cm2 liegt.Method according to one of the preceding claims as far as dependent on claim 2, characterized in that the implantation dose is in the range between 5 × 10 13 to 10 16 oxygen atoms per cm 2 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche soweit auf Anspruch 2 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass die Implantationsdosis im Bereich zwischen 1014 bis 2 × 1015 Sauerstoffatome pro cm2 liegt.Method according to one of the preceding claims as far as dependent on claim 2, characterized in that the implantation dose is in the range between 10 14 to 2 × 10 15 oxygen atoms per cm 2 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, soweit nicht auf Anspruch 3 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleitermaterial nach dem Float Zone-Verfahren hergestellt wird.Method according to one of the preceding claims, as far as not dependent on claim 3, characterized in that the semiconductor material is produced by the float zone method. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche soweit auf Anspruch 2 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass nur eine Implantationsenergie verwendet wird.Method according to one of the preceding claims as far as dependent on claim 2, characterized in that only one implantation energy is used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche soweit auf Anspruch 2 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Implantationsenergien verwendet werden.Method according to one of the preceding claims as far as dependent on claim 2, characterized in that a plurality of implantation energies are used. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder drei Implantationsenergien verwendet werden.A method according to claim 23, characterized in that two or three implantation energies are used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der geschädigte Bereich (10c, 100c) in dem fertig prozessierten Halbleitermaterial verbleibt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the damaged area ( 10c . 100c ) remains in the finished processed semiconductor material. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche soweit nicht auf Anspruch 25 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass der geschädigte Bereich (10c, 100c) in dem fertig prozessierten Halbleitermaterial entfernt wurde.Method according to one of the preceding claims, as far as not dependent on claim 25, characterized in that the damaged area ( 10c . 100c ) was removed in the finished processed semiconductor material. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche soweit auf Anspruch 1 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass die nach der Schädigung durchgeführte Wärmebehandlung bei einer Temperatur größer oder gleich 800°C für mindestens 5 Stunden oder mindestens 10 Stunden durchgeführt wird, oder dass die nach der Schädigung durchgeführte Wärmebehandlung bei mindestens zwei unterschiedlichen Temperaturen, die im Bereich zwischen 800°C und 1050°C liegen, in Summe für mindestens 10 Stunden durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims as far as dependent on claim 1, characterized in that the heat treatment carried out after the damage at a temperature greater than or equal to 800 ° C for at least 5 hours or at least 10 hours is performed, or that carried out after the damage heat treatment at least two different temperatures, which are in the range between 800 ° C and 1050 ° C, carried out in total for at least 10 hours. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte vor dem Herstellen von Halbleiterbauelementen (BE1) in dem Halbleitermaterial (10, 100) durchgeführt werden, und/oder dass der geschädigte Bereich (10b, 100b, 10c, 100c) vor dem Herstellen der Halbleiterbauelemente (BE1) nicht entfernt oder teilweise zurückgeätzt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the steps before the production of semiconductor devices (BE1) in the semiconductor material ( 10 . 100 ) and / or that the damaged area ( 10b . 100b . 10c . 100c ) is not removed or partially etched back prior to fabrication of the semiconductor devices (BE1). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche soweit nicht auf Anspruch 3 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleitermaterial nach dem Float-Zone-Verfahren, dem magnetic Czochralski-Verfahren oder aus einem Float-Zone-Ersatzmaterial-Verfahren hergestellt wird.Method according to one of the preceding claims as far as not dependent on claim 3, characterized in that the semiconductor material is produced by the float zone method, the magnetic Czochralski method or from a float zone replacement material method. Halbleitermaterialscheibe (2, 10, 100), mit einem ersten Bereich (10a1, 100a1), der ausscheidungsfrei ist oder ausscheidungsarm mit einer Konzentration kleiner als 104 Materialausscheidungen je Kubikzentimeter, mit einem zweiten Bereich (10c, 100c), der Ausscheidungen (P1, P11) enthält mit einer Konzentration größer als 107 Materialausscheidungen je Kubikzentimeter, wobei die Materialausscheidungen Sauerstoffausscheidungen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Bereich Schädigungen enthält, wie sie für mechanische Schädigungen typisch sind.Semiconductor material disc ( 2 . 10 . 100 ), with a first area ( 10a1 . 100a1 ) which is free of precipitates or low in precipitates with a concentration of less than 10 4 material precipitations per cubic centimeter, with a second area ( 10c . 100c ) containing precipitates (P1, P11) having a concentration greater than 10 7 material precipitates per cubic centimeter, the material precipitates being oxygen precipitates, characterized in that the second region contains damages typical of mechanical damage. Halbleitermaterialscheibe (2, 10, 100) nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialausscheidungen zum Gettern von Schwermetallionen während der Bearbeitung der Halbleitermaterialscheibe geeignet sind.Semiconductor material disc ( 2 . 10 . 100 ) according to claim 30, characterized in that the material precipitates are suitable for the gettering of heavy metal ions during the processing of the semiconductor material disc. Halbleitermaterialscheibe (2, 10, 100) nach einem der Ansprüche 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich (10a1, 100a1) eine Schichtdicke (D7) hat, die mindestens 1 μm beträgt.Semiconductor material disc ( 2 . 10 . 100 ) according to one of claims 30 or 31, characterized characterized in that the first area ( 10a1 . 100a1 ) has a layer thickness (D7) which is at least 1 μm. Halbleitermaterialscheibe (2, 10, 100) nach einem der Ansprüche 30 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich (10a1, 100a1) eine Schichtdicke (D7) hat, die mindestens 10 μm beträgt.Semiconductor material disc ( 2 . 10 . 100 ) according to one of claims 30 to 32, characterized in that the first region ( 10a1 . 100a1 ) has a layer thickness (D7) which is at least 10 μm. Halbleitermaterialscheibe (2, 10, 100) nach einem der Ansprüche 30 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich (10a1, 100a1) eine Schichtdicke (D7) hat, die mindestens 50 μm beträgt.Semiconductor material disc ( 2 . 10 . 100 ) according to one of claims 30 to 32, characterized in that the first region ( 10a1 . 100a1 ) has a layer thickness (D7) which is at least 50 μm. Halbleitermaterialscheibe (2, 10, 100) nach einem der Ansprüche 30 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Bereich (10c, 100c) eine Schichtdicke hat, die mindestens ein Drittel der Schichtdicke (D1b, D5b) der Halbleitermaterialscheibe (2, 10, 100) oder mindestens 150 Mikrometer beträgt.Semiconductor material disc ( 2 . 10 . 100 ) according to one of claims 30 to 32, characterized in that the second region ( 10c . 100c ) has a layer thickness which is at least one third of the layer thickness (D1b, D5b) of the semiconductor material disc ( 2 . 10 . 100 ) or at least 150 microns. Halbleitermaterialscheibe nach Anspruch 35, wobei die Halbleitermaterialscheibe (2, 10, 100) vorzugsweise aus Material hergestellt ist, dass gemäß Czochralski-Verfahren hergestellt ist.The semiconductor material disc according to claim 35, wherein the semiconductor material disc ( 2 . 10 . 100 ) is preferably made of material made according to the Czochralski process. Halbleitermaterialscheibe (2, 10, 100) nach einem der Ansprüche 30 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Bereich (10c, 100c) eine Schichtdicke hat, die kleiner als ein Zehntel der Schichtdicke (D1b, D5b) der Halbleitermaterialscheibe (2, 10, 100) ist oder kleiner als 75 Mikrometer, wobei die Halbleitermaterialscheibe (2, 10, 100) vorzugsweise aus Material hergestellt ist, dass gemäß Float-Zone-Verfahren, magnetic Czochralski-Verfahren oder Float-Zone-Ersatzmaterial-Verfahren hergestellt ist.Semiconductor material disc ( 2 . 10 . 100 ) according to one of claims 30 to 32, characterized in that the second region ( 10c . 100c ) has a layer thickness which is less than one tenth of the layer thickness (D1b, D5b) of the semiconductor material disc ( 2 . 10 . 100 ) or less than 75 microns, wherein the semiconductor material disc ( 2 . 10 . 100 ) is preferably made of material prepared according to float zone techniques, Czochralski magnetic or float zone replacement processes. Halbleitermaterialscheibe (2, 10, 100) nach einem der Ansprüche 30 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich leerstellenfrei ist oder leerstellenarm mit einer Konzentration der Leerstellen kleiner als 1012 oder 1011 Leerstellen je Kubikzentimeter.Semiconductor material disc ( 2 . 10 . 100 ) according to one of claims 30 to 32, characterized in that the first region is vacancy-free or vacancy-poor with a concentration of vacancies smaller than 10 12 or 10 11 vacancies per cubic centimeter. Halbleitermaterialscheibe (2, 10, 100) nach einem der Ansprüche 30 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleitermaterialscheibe (2, 10, 100) eine Kohlenstoffkonzentration kleiner als 5·1015 oder 5·1016 Atomen je Kubikzentimeter enthält.Semiconductor material disc ( 2 . 10 . 100 ) according to one of claims 30 to 32, characterized in that the semiconductor material disc ( 2 . 10 . 100 ) contains a carbon concentration less than 5 x 10 15 or 5 x 10 16 atoms per cubic centimeter. Halbleiterbauelement (BE1) oder integrierter Schaltkreis (IC1) mit einem Halbleitersubstrat (2, 10, 100) mit einem ersten Schichtbereich (10a1, 100a1), der ausscheidungsfrei ist oder ausscheidungsarm mit einer Konzentration kleiner als 104 Materialausscheidungen je Kubikzentimeter, mit einem zweiten Bereich (10c, 100c), der Ausscheidungen (P1, P11) enthält mit einer Konzentration größer als 107 Materialausscheidungen je Kubikzentimeter, wobei die Materialausscheidungen Sauerstoffausscheidungen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Bereich Schädigungen enthält, wie sie für mechanische Schädigungen typisch sind.Semiconductor device (BE1) or integrated circuit (IC1) with a semiconductor substrate ( 2 . 10 . 100 ) with a first layer region ( 10a1 . 100a1 ) which is free of precipitates or low in precipitates with a concentration of less than 10 4 material precipitations per cubic centimeter, with a second area ( 10c . 100c ) containing precipitates (P1, P11) having a concentration greater than 10 7 material precipitates per cubic centimeter, the material precipitates being oxygen precipitates, characterized in that the second region contains damages typical of mechanical damage. Halbleiterbauelement (BE1) oder integrierter Schaltkreis (IC1) mit einem Halbleitersubstrat (2, 10, 100) mit einem ersten Schichtbereich (10a1, 100a1), der ausscheidungsfrei ist oder ausscheidungsarm mit einer Konzentration kleiner als 104 Materialausscheidungen je Kubikzentimeter, mit einem zweiten Bereich (10c, 100c), der Materialausscheidungen (P1, P11) enthält mit einer Konzentration im Bereich von 1011 bis 1016 enthält je Kubikzentimeter, wobei die Materialausscheidungen Sauerstoffausscheidungen sind, wobei der zweite Bereich (10c, 100c) an einer Rückseite des Halbleitersubstrats (2, 10, 100) angeordnet ist, wobei mindestens ein Halbleiterbauelement an einer Vorderseite des Halbleitersubstrats angeordnet ist.Semiconductor device (BE1) or integrated circuit (IC1) with a semiconductor substrate ( 2 . 10 . 100 ) with a first layer region ( 10a1 . 100a1 ) which is free of precipitates or low in precipitates with a concentration of less than 10 4 material precipitations per cubic centimeter, with a second area ( 10c . 100c ) containing material precipitates (P1, P11) having a concentration in the range of 10 11 to 10 16 per cubic centimeter, the material precipitates being oxygen precipitates, the second region ( 10c . 100c ) on a back side of the semiconductor substrate ( 2 . 10 . 100 ), wherein at least one semiconductor device is disposed on a front side of the semiconductor substrate.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011054655A (en) * 2009-08-31 2011-03-17 Sumco Corp Silicon wafer for high-frequency device and manufacturing method thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3934140A1 (en) * 1989-10-12 1991-04-18 Wacker Chemitronic METHOD FOR THE TRAINING OF LOCKABLE CENTERS INDUCING SURFACE TREATMENT OF SEMICONDUCTOR DISC AND THEREFORE AVAILABLE WASHER POLISHED
US6451672B1 (en) * 1999-04-15 2002-09-17 Stmicroelectronics S.R.L. Method for manufacturing electronic devices in semiconductor substrates provided with gettering sites
KR20060061625A (en) * 2004-12-02 2006-06-08 매그나칩 반도체 유한회사 Methods for removing defects of semiconductor devices
DE102006002903A1 (en) * 2006-01-20 2007-08-02 Infineon Technologies Austria Ag Treatment of oxygen-containing semiconductor wafer, comprises irradiating second side of wafer with high-energy particles to produce crystal defects in second semiconductor region of wafer, and heating wafer

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01184834A (en) * 1988-01-13 1989-07-24 Nec Corp Manufacture of semiconductor device
JPH088263A (en) * 1994-06-20 1996-01-12 Sumitomo Metal Ind Ltd Semiconductor substrate
KR100378184B1 (en) * 1999-11-13 2003-03-29 삼성전자주식회사 Silicon wafer having controlled distribution of defects, process for the preparation of the same and czochralski puller for manufacturing monocrystalline silicon ingot
JP2002043318A (en) * 2000-07-28 2002-02-08 Shin Etsu Handotai Co Ltd Method for manufacturing silicon single crystal wafer
JP4106862B2 (en) * 2000-10-25 2008-06-25 信越半導体株式会社 Silicon wafer manufacturing method
KR20040037031A (en) * 2001-06-22 2004-05-04 엠이엠씨 일렉트로닉 머티리얼즈 인코포레이티드 Process for producing silicon on insulator structure having intrinsic gettering by ion implantation
JP4154881B2 (en) * 2001-10-03 2008-09-24 株式会社Sumco Heat treatment method for silicon semiconductor substrate
JP5188673B2 (en) * 2005-06-09 2013-04-24 株式会社Sumco Silicon wafer for IGBT and method for manufacturing the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3934140A1 (en) * 1989-10-12 1991-04-18 Wacker Chemitronic METHOD FOR THE TRAINING OF LOCKABLE CENTERS INDUCING SURFACE TREATMENT OF SEMICONDUCTOR DISC AND THEREFORE AVAILABLE WASHER POLISHED
US6451672B1 (en) * 1999-04-15 2002-09-17 Stmicroelectronics S.R.L. Method for manufacturing electronic devices in semiconductor substrates provided with gettering sites
KR20060061625A (en) * 2004-12-02 2006-06-08 매그나칩 반도체 유한회사 Methods for removing defects of semiconductor devices
DE102006002903A1 (en) * 2006-01-20 2007-08-02 Infineon Technologies Austria Ag Treatment of oxygen-containing semiconductor wafer, comprises irradiating second side of wafer with high-energy particles to produce crystal defects in second semiconductor region of wafer, and heating wafer

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Oxygen implantation for internal gettering and reducing carrier lifetime", D.H. Weiner et al., Appl. Phys. Lett. 50(15), 1987, S. 986-988 *
A. LaFerla et al: Dopant, defects and oxygen interaction in MeV implanted Czochralski silicon. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 96 (1995) 232-235. doi: 10.1016/0168-583X(94)00489-7 *
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