DE102008061519A1 - Method for producing semiconductor disc made silicon with internal getter, comprises heating the disc by rapid thermal annealing at a target temperature, holding the disc at the target temperature for five seconds and cooling the disc - Google Patents

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Abstract

The method comprises providing a semiconductor disc made of silicon, whose oxygen concentration is less than 4-10 1>7>atom/cm ->3>, heating the disc by rapid thermal annealing at a target temperature of less than 1200[deg] C, holding the disc at the target temperature for 5 seconds and cooling the disc from the target temperature to a temperature of less than 900[deg] C with a cooling rate of less than 80 K/s.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe mit internem Getter, umfassend eine als RTA-Schritt durchgeführte Wärmebehandlung der Halbleiterscheibe.object The invention relates to a method for producing a semiconductor wafer with internal getter, including one performed as an RTA step Heat treatment of the semiconductor wafer.

Die Eigenschaft, Verunreinigungen wie beispielsweise Übergangsmetalle an Störungen im Kristallgitter an sich zu binden, wird üblicherweise als internes Gettern bezeichnet. In Halbleiterscheiben aus Silizium werden Sauerstoff-Präzipitate (BMD, bulk micro defects) als interne Getter benutzt, um schädliche Verunreinigungen im Inneren (bulk) der Halbleiterscheibe zu binden und sie auf diese Weise von den oberflächennahen, zum Aufbau von elektronischen Bauelementen vorgesehenen Bereichen fernzuhalten.The Property, impurities such as transition metals to bind to disturbances in the crystal lattice itself, is usually referred to as internal gettering. In semiconductor wafers made of silicon become oxygen precipitates (BMD, bulk micro defects) as an internal getter used to harmful contaminants to bind inside the (bulk) of the semiconductor wafer and place it on this Way from the shallow, to the construction of electronic Keep away from components intended areas.

Zur Feststellung der Fähigkeit und der Effizienz zu gettern, kann ein Test durchgeführt werden, im Zuge dessen die zu testende Halbleiterscheibe auf der Rückseite absichtlich mit Metallionen verunreinigt wird („Graff-Test”). Die Verunreinigungen werden dann durch Erhitzen der Halbleiterscheibe in das Kristallgitter getrieben. Sind keine wirksamen Getterzentren vorhanden, können sie bis zur Vorderseite der Halbleiterscheibe gelangen, wo sie durch Anätzen und mittels Streulichtmessung (Haze-Messung) nachweisbar sind.to Establishing the ability and efficiency to getter, a test can be carried out in the course of which testing semiconductor wafer on the back intentionally contaminated with metal ions ("graff test"). The impurities are then removed by heating the semiconductor wafer driven into the crystal lattice. Are not effective getter centers present, they can reach the front of the semiconductor wafer where they by etching and by means of scattered light measurement (Haze measurement) are detectable.

Im Falle von Halbleiterscheiben, die von einem Einkristall stammen, der nach der Czochralski-Methode gezogen wurde, werden während des Ziehens des Einkristalls Keime von Sauerstoff-Präzipitaten, BMD-Nuclei, gebildet. Sie entstehen bei Übersättigung von gelöstem Sauerstoff beim Abkühlen des Einkristalls. Damit aus BMD-Nuclei thermisch stabile, getterfähige Sauerstoff-Präzipitate, BMD, entstehen, müssen BMD-Nuclei zu grö ßeren Strukturen wachsen. Zu diesem Zweck wird die Halbleiterscheibe einer einige Stunden dauernden Wärmebehandlung bei Temperaturen von typischerweise 700 bis 1000°C unterzogen, im Zuge derer kleinere BMD-Nuclei aufgelöst und größere BMD-Nuclei zu stabilen BMD anwachsen können.in the Case of semiconductor wafers derived from a single crystal, which was drawn according to the Czochralski method are used during the pulling of the monocrystal nuclei of oxygen precipitates, BMD nuclei, formed. They arise in supersaturation of dissolved oxygen upon cooling of the single crystal. So that BMD nuclei thermally stable, getterable oxygen precipitates, BMD, BMD nuclei must grow larger Structures grow. For this purpose, the semiconductor wafer is a several hours of heat treatment at temperatures typically subjected to 700 to 1000 ° C, in the course of which smaller BMD nuclei dissolved and larger BMD nuclei can grow to stable BMD.

Ein typischer Test auf die Fähigkeit, BMD zu bilden, umfasst eine in zwei Stufen geteilte Wärmebehandlung, wobei die Halbleiterscheibe zunächst 4 h auf einer Temperatur von 780°C und anschließend 16 h auf einer Temperatur von 1000°C gehalten wird. Ohne eine stabilisierende Wärmebehandlung lösen sich BMD-Nuclei, insbesondere bei Temperaturen von mehr als 1000°C, rasch auf. Die Dichte der BMD-Nuclei hängt im Wesentlichen von der Sauerstoff-Konzentration im Einkristall und von der thermischen Geschichte während des Ziehens des Einkristalls ab. Die thermische Geschichte bestimmt maßgeblich die Aufnahme von intrinsischen Punktdefekten (Silizium-Zwischengitteratomen und Gitterleerstellen) in den Einkristall. Es ist bekannt, dass Gitterleerstellen die Bildung von BMD-Nuclei anregen. Darüber hinaus gilt der Quotient aus der Ziehgeschwindigkeit V und dem axialen Temperaturgradienten G an der Phasengrenze zwischen dem wachsenden Einkristall und der Schmelze als der maßgebliche Parameter zur Steuerung der Aufnahme intrinsischer Punktdefekte in den Einkristall. So entsteht beispielsweise ein Überschuss an Gitterleerstellen im Vergleich zu Silizium-Zwischengitteratomen, wenn der Quotient größer als ein kritischer Grenzwert ist.One typical test for the ability to form BMD a split in two stages heat treatment, the Semiconductor wafer initially at a temperature of 4 h 780 ° C and then 16 h at a temperature is kept at 1000 ° C. Without a stabilizing heat treatment dissolve BMD nuclei, especially at temperatures of more than 1000 ° C, quickly up. The density of the BMD nuclei hangs essentially from the oxygen concentration in the single crystal and from the thermal history during the drawing of the single crystal. The thermal history determines significantly the recording of intrinsic point defects (silicon interstitials and vacancy) in the single crystal. It is known that Lattice vacancies stimulate the formation of BMD nuclei. About that In addition, the quotient of the pulling speed V and the axial applies Temperature gradient G at the phase boundary between the growing Single crystal and the melt as the relevant parameter for controlling the uptake of intrinsic point defects into the single crystal. For example, an excess of vacancy occurs compared to silicon interstitials when the quotient greater than a critical limit.

In den vergangenen Jahren wurde ein weiterer Weg eröffnet, um Halbleiterscheiben aus Silizium mit Sauerstoff-Präzipitaten als internem Getter herzustellen. Diese Herstellungsmethode reduziert die Abhängigkeit der Präzipitat-Bildung von der thermischen Geschichte während des Ziehens des Einkristalls. Die Halbleiterscheibe wird einer als RTA-Schritt (rapid thermal anneal) durchgeführten Wärmebehandlung unterzogen, das heißt, in einer nicht oxidierenden Atmosphäre zunächst auf eine vergleichsweise hohe Temperatur schnell erhitzt und anschließend von dieser Temperatur schnell abgekühlt. Dadurch wird eine hohe Anzahl an Gitterleerstellen erzeugt und die Bildung von BMD-Nuclei angeregt. Anschließend wird durch eine Wärmebehandlung der Halbleiterscheibe, die auch erst im Zuge der Herstellung von elektronischen Bauelementen erfolgen kann, im Inneren der Halbleiterscheibe eine hohe Dichte an BMD erzeugt, die als interner Getter wirken. Im oberflächennahen Bereich der Halbleiterscheibe entsteht eine von Sauerstoff-Präzipitaten frei Zone (denuded zone), weil dieser Bereich während des RTA-Schritts infolge von Diffusion zur Oberfläche schnell an Gitterleerstellen verarmt.In In recent years, another way has been opened, silicon wafers with oxygen precipitates as an internal getter. This manufacturing method reduces the dependence of precipitate formation on the thermal history during the pulling of the single crystal. The semiconductor wafer is a RTA step (rapid thermal anneal) carried out heat treatment, that is, in a non-oxidizing atmosphere first to a comparatively high temperature quickly heated and then quickly from this temperature cooled. This will result in a high number of lattice vacancies produced and stimulated the formation of BMD nuclei. Subsequently is achieved by a heat treatment of the semiconductor wafer, which also only in the course of the production of electronic components can be done inside the semiconductor wafer, a high density generated at BMD, which act as an internal getter. In the near-surface In the area of the semiconductor wafer, one of oxygen precipitates is formed free zone (denuded zone), because this area during the RTA step due to diffusion to the surface quickly depleted at lattice vacancies.

Akatsuka et al. (Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 40(2001), pp. 3055–3062) haben eine umfassende Studie der Wirkung der Wärmebehandlung mittels RTA vorgestellt. Diese und andere Quellen stimmen in der Lehre überein, dass Sauerstoff-Präzipitate, BMD, erzeugt werden müssen, damit Zentren zur Verfügung stehen, die als interner Getter wirken, und dass nach dem RTA-Schritt noch mindestens eine Wärmebehandlung notwendig ist, um BMD-Nuclei zu getterfähigen BMD zu entwickeln. Akatsuka et al. (Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 40 (2001), pp. 3055-3062) have presented a comprehensive study of the effect of heat treatment by RTA. These and other sources are consistent with the teaching that oxygen precipitates, BMD, must be generated to provide centers that act as internal getters, and that after the RTA step, at least one heat treatment is still required to obtain BMDs. Nuclei to develop fertile BMD.

Es wäre jedoch ein wünschenswertes Ziel, wenn auf die zusätzliche Wärmebehandlung verzichtet werden könnte. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe aus Silizium mit internem Getter bereitzustellen, mit dem dieses Ziel erreicht wird.It however, would be a desirable goal if on the additional heat treatment can be dispensed with could. The object of the present invention is therein, a method for producing a semiconductor wafer To provide silicon with internal getter, with this goal is reached.

Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe aus Silizium mit internem Getter, umfassend
das Bereitstellen einer Halbleiterscheibe aus Silizium, deren Sauerstoff-Konzentration nicht mehr als 4·1017 Atome/cm–3 beträgt;
das Erhitzen der Halbleiterscheibe mittels RTA auf eine Zieltemperatur von nicht weniger als 1200°C;
das Halten der Halbleiterscheibe auf der Zieltemperatur für eine Dauer von mindestens 5 s;
das Abkühlen der Halbleiterscheibe von der Zieltemperatur auf eine Temperatur von nicht mehr als 900°C mit einer Abkühlrate von nicht weniger als 80 K/s.The object is achieved by a method for producing a semiconductor wafer made of silicon with an internal getter, comprising
providing a semiconductor wafer of silicon whose oxygen concentration is not more than 4 × 10 17 atoms / cm -3 ;
heating the wafer by RTA to a target temperature of not lower than 1200 ° C;
holding the wafer at the target temperature for at least 5 seconds;
cooling the wafer from the target temperature to a temperature of not higher than 900 ° C at a cooling rate of not less than 80 K / sec.

Eine nach dem Verfahren hergestellte Halbleiterscheibe hat eine voll entwickelte Getterfähigkeit und kann daher direkt zur Herstellung von elektronischen Bauelementen verwendet werden, ohne dass es darauf ankommt, dass die Herstellung der Bauelemente in einer bestimmten Weise durchgeführt werden muss. Insbesondere muss keine Wärmebehandlung durchgeführt werden, um BMD-Nuclei zu getterfähigen Sauerstoff-Präzipitaten heranwachsen zu lassen. Selbst wenn eine Wärmebehandlung durchgeführt wird, die dazu grundsätzlich geeignet wäre, entstehen keine die Getterfähigkeit sicherstellenden BMD, weil die dafür benötigte Menge an Sauerstoff in der Halbleiterscheibe nicht enthalten ist.A After the process produced semiconductor wafer has a full developed getter capability and therefore can be used directly for production be used by electronic components without it on it What matters is that the manufacture of the components in a given Way must be done. In particular, none must Heat treatment be performed to BMD nuclei grow to getterfähigfähigen oxygen precipitates allow. Even if a heat treatment is performed will, which would be suitable in principle, arise no BMD ensuring gettering ability, because the for this required amount of oxygen in the semiconductor wafer not included.

Für die Getterfähigkeit der erfindungsgemäß hergestellten Halbleiterscheibe sind Sauerstoff-Präzipitate also nicht ursächlich. Es besteht vielmehr die Vermutung, dass Zentren, die Ansammlungen von Gitterleerstellen enthalten, dafür verantwortlich sind. Diese Zentren scheinen nur zu entstehen, solange die Sauerstoff-Konzentration nicht mehr als etwa 4·1017 Atome/cm3, vorzugsweise nicht mehr als 3,8·1017 Atome/cm3 ( ASTM F 121-83 ) beträgt. Üblicherweise enthalten Halbleiterscheiben, die von einem Einkristall stammen, der nach der Czochralski-Methode gezogen wurde, Sauerstoff in höheren Konzentrationen, es sei denn, es werden Steuerungsmaßnahmen getroffen, um die Aufnahme von Sauerstoff in den Einkristall zu behindern. Ist die Sauerstoff-Konzentration in der Halbleiterscheibe größer als etwa 4· 1017 Atome/cm3, ist die Getterfähigkeit nach dem RTA-Schritt praktisch noch nicht entwickelt. Dann ist eine übliche Wärmebe handlung zwingend notwendig, damit BMD-Nuclei zu getterfähigen Sauerstoff-Präzipitaten heranwachsen.Oxygen precipitates are therefore not the cause of the gettering capability of the semiconductor wafer produced according to the invention. On the contrary, there is a presumption that centers containing vacancies are responsible for this. These centers only appear to arise as long as the oxygen concentration is not more than about 4 × 10 17 atoms / cm 3 , preferably not more than 3.8 × 10 17 atoms / cm 3 ( ASTM F 121-83 ) is. Typically, semiconductor wafers derived from a single crystal grown by the Czochralski method contain oxygen in higher concentrations unless control measures are taken to inhibit the uptake of oxygen into the single crystal. If the oxygen concentration in the semiconductor wafer is larger than about 4 × 10 17 atoms / cm 3 , the gettering ability after the RTA step is practically not developed yet. Then a usual heat treatment is imperative, so that grow BMD Nuclei to getterfähigen oxygen precipitates.

Um Halbleiterscheiben mit der benötigten niedrigen Sauerstoff-Konzentration von nicht mehr als etwa 4·1017 Atome/cm3 zu erhalten, wird die Aufnahme von Sauerstoff beim Ziehen des Einkristalls entsprechend gesteuert. Das kann beispielsweise dadurch geschehen, dass der Schmelze ein statisches Magnetfeld, insbesondere ein CUSP-Magnetfeld, aufgeprägt wird, welches die Schmelzenkonvektion so beeinflusst, dass vergleichsweise wenig Sauerstoff in den Bereich der Phasengrenze zwischen dem wachsenden Einkristall und der Schmelze gelangt. Einen besonderen Einfluss auf die Menge an Sauerstoff, die vom Einkristall aufgenommen wird, haben beispielsweise auch die Geschwindigkeit und der Drehsinn der Drehung des Einkristalls und des Tiegels sowie die Durchflussgeschwindigkeit des Spülgases, das über die Schmelze geleitet wird, um aus der Schmelze entweichendes Siliziumoxid aus der Umgebung des Einkristalls zu entfernen.In order to obtain semiconductor wafers having the required low oxygen concentration of not more than about 4 × 10 17 atoms / cm 3 , the uptake of oxygen in pulling the single crystal is controlled accordingly. This can be done, for example, by imparting to the melt a static magnetic field, in particular a CUSP magnetic field, which influences the melt convection in such a way that comparatively little oxygen reaches the phase boundary between the growing single crystal and the melt. For example, the speed and direction of rotation of the single crystal and the crucible and the flow rate of the purge gas passed through the melt exert a special influence on the amount of oxygen that is taken up by the monocrystal for melt-escaping silicon oxide the environment of the single crystal to remove.

Der Quotient V/G wird beim Ziehen des Einkristalls vorzugsweise derart gesteuert, dass er in einem Bereich bleibt, bei dem aufgrund theoretischer Überlegungen zu erwarten ist, dass im Einkristall ein Überschuss an Gitterleerstellen im Vergleich zu Silizium-Zwischengitteratomen aufgenommen wird. Besonders bevorzugt ist eine Steuerung, bei der der Überschuss an Gitterleerstellen soweit begrenzt wird, dass keine Agglomerate von Gitterleerstellen entstehen, deren Durchmesser größer als 20 nm, vorzugsweise größer als 10 nm ist.Of the The quotient V / G preferably becomes such as the monocrystal is pulled controlled that he remains in an area where due to theoretical considerations it is to be expected that in the monocrystal a surplus of Lattice vacancies compared to silicon interstitials is recorded. Particularly preferred is a control in which the excess of lattice vacancies is limited so far that no agglomerates of lattice vacancies arise whose diameter greater than 20 nm, preferably larger than 10 nm.

Nach einer eine mechanischen Formgebung und eine Politur umfassenden Vorbehandlung wird eine vom Einkristall abgetrennte Halbleiterscheibe einer Wärmebehandlung unterzogen, die als RTA-Schritt (rapid thermal anneal) durchgeführt wird. Das geschieht vorzugsweise in einer RTP-Vorrichtung (rapid thermal processing). Dabei wird die Halbleiterscheibe auf eine Ziel temperatur von nicht weniger als 1200°C und vorzugsweise nicht mehr als 1410°C erhitzt. Die Temperatursteigerungsrate beträgt vorzugsweise 60 K/s, besonders bevorzugt 75 K/s. Die Halbleiterscheibe wird anschließend mindestens 5 s, vorzugsweise mindestens 10 s, besonders bevorzugt mindestens 15 s auf der Zieltemperatur gehalten und anschließend schnell abgekühlt, und zwar auf eine Temperatur von nicht mehr als 900°C, vorzugsweise nicht mehr als 600°C. Die Abkühlrate beträgt dabei nicht weniger als 80 K/s, vorzugsweise nicht weniger als 90 K/s. Danach kann die Halbleiterscheibe auch langsamer weiter abgekühlt werden.To one comprising a mechanical shaping and a polishing Pretreatment becomes a semiconductor wafer separated from the single crystal subjected to a heat treatment as an RTA step (rapid thermal anneal) is performed. This is preferably done in an RTP (rapid thermal processing) device. It will the semiconductor wafer to a target temperature of not less as 1200 ° C and preferably not more than 1410 ° C heated. The temperature increase rate is preferably 60 K / s, more preferably 75 K / s. The semiconductor wafer is subsequently at least 5 s, preferably at least 10 s, particularly preferred held at the target temperature for at least 15 seconds and then cooled quickly, to a temperature of not more than 900 ° C, preferably not more than 600 ° C. The cooling rate is not less than 80 K / s, preferably not less than 90 K / s. After that, the semiconductor wafer also be cooled down more slowly.

Der RTA-Schritt wird vorzugsweise in einer Atmosphäre durchgeführt, die aus Ar, N2, NH3, H2 oder einer Mischung von zwei oder mehreren dieser Gase besteht, und gegebenenfalls zusätzlich eine geringe Menge (100–2000 ppm) von O2 enthält. Besonders bevorzugt sind folgende Atmosphären: Ar mit 1000 ppm O2, Ar mit 5% H2, Ar mit 10% H2, Ar mit 50% H2, N2 mit 5% H2, N2 mit 10% H2, N2 mit 50% H2.The RTA step is preferably carried out in an atmosphere consisting of Ar, N 2 , NH 3 , H 2 or a mixture of two or more of these gases, and optionally additionally containing a small amount (100-2000 ppm) of O 2 , The following atmospheres are particularly preferred: Ar with 1000 ppm O 2 , Ar with 5% H 2 , Ar with 10% H 2 , Ar with 50% H 2 , N 2 with 5% H 2 , N 2 with 10% H 2 , N 2 with 50% H 2 .

Die Erfindung wird nachfolgend an Beispielen und Vergleichsbeispielen präsentiert.The Invention will be described below by way of examples and comparative examples presents.

Die in den Beispielen verwendeten polierten Halbleiterscheiben aus Silizium (Typ A) hatten einen Durchmesser von 200 mm, waren p-dotiert, hatten einen spezifischen Widerstand von 8 Ohmcm und stammten von einem Einkristall, der mittels des CZ-Verfahrens aus einer Schmelze gezogen wurde, der ein CUSP-Magnetfeld aufgeprägt worden war. Die Sauerstoff-Konzentration dieser Halbleiterscheiben betrug 3,8·1017 Atome/cm3.The polished silicon wafers (type A) used in the examples had a diameter of 200 mm, were p-doped, had a resistivity of 8 ohmcm and were derived from a single crystal melted by the CZ method, which a CUSP magnetic field had been impressed. The oxygen concentration of these semiconductor wafers was 3.8 × 10 17 atoms / cm 3 .

Die in den Vergleichsbeispielen verwendeten polierten Halbleiterscheiben (Typ B) hatten die gleichen Eigenschaften wie die in den Beispielen verwendeten Halbleiterscheiben, mit Ausnahme der Sauerstoff-Konzentration. Diese war höher und lag bei 8,3·1017 Atome/cm3.The polished semiconductor wafers (type B) used in the comparative examples had the same characteristics as the wafers used in the examples except for the oxygen concentration. This was higher and was 8.3 × 10 17 atoms / cm 3 .

Sowohl Halbleiterscheiben vom Typ A als auch Halbleiterscheiben vom Typ B wurden einer Wärmebehandlung mittels RTA unterzogen. Die Halbleiterscheiben wurden in einem RTP-Ofen unter einer Argon-Atmosphäre mit 1000 ppm O2 auf 1230°C mit einer Temperatursteigerungsrate von 75 K/s erhitzt und 10 s bei dieser Temperatur gehalten. Anschließend wurden sie mit einer Abkühlrate von 80 K/s auf eine Temperatur von 600°C gekühlt und schließlich bei einer Temperatur von 200°C dem Ofen entnommen.Both Type A and Type B wafers were subjected to a heat treatment by RTA. The wafers were heated in an RTP oven under an argon atmosphere with 1000 ppm O 2 to 1230 ° C with a temperature increase rate of 75 K / s and held for 10 s at this temperature. Subsequently, they were cooled at a cooling rate of 80 K / s to a temperature of 600 ° C and finally removed from the furnace at a temperature of 200 ° C.

Präzipitations-Wärmebehandlung:Precipitation heat treatment:

(Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1)(Example 1 and Comparative Example 1)

Halbleiterscheiben vom Typ A und vom Typ B wurden einer zweistufigen Wärmebehandlung unterzogen, um Sauerstoff-Präzipitate (BMD) zu entwickeln. Zu diesem Zweck wurden sie in einem Horizontalofen erst 4 h auf 780°C und danach 16 h auf 1000°C erhitzt.Semiconductor wafers Type A and Type B were subjected to a two-stage heat treatment subjected to develop oxygen precipitates (BMD). For this purpose, they were in a horizontal oven until 4 hours 780 ° C and then heated to 1000 ° C for 16 h.

Die anschließend durchgeführte mikroskopische Untersuchung ergab, dass die erfindungsgemäß hergestellte Halbleiterscheibe (Typ A) eine denuded zone aufwies, jedoch keine Anzeichen auf das Vorhandensein von BMD im bulk (1). Die Halbleiterscheibe vom Typ B wies demgegenüber die zu erwartende denuded zone und die typische hohe BMD-Dichte im bulk auf (2).Subsequent microscopic examination revealed that the semiconductor wafer (type A) produced according to the invention had a denuded zone, but no indication of the presence of BMD in the bulk ( 1 ). In contrast, the type B semiconductor wafer had the expected denuded zone and the typical high BMD density in bulk ( 2 ).

Test auf Getterfähigkeit und Gettereffizienz:Test for gettering ability and Gettereffizienz:

(Beispiele 2 und 3 und Vergleichsbeispiele 2 und 3)(Examples 2 and 3 and Comparative Examples 2 and 3)

Teilstücke der Halbleiterscheiben vom Typ A und Typ B wurden vor (as-grown) und nach dem RTA-Schritt als Proben in einem Graff-Test auf Getterfähigkeit und Gettereffizienz untersucht. Weitere Proben wurden von Halbleiterscheiben vom Typ A und Typ B nach dem RTA-Schritt gefertigt, indem Teilstücke einer 0,5 h, 1 h, 2 h, 4 h beziehungsweise 8 h dauernden Wärmebehandlung bei 700°C unterzogen wurden. In einer ersten Versuchsreihe wurde mit Nickel (Beispiele 2 und Vergleichsbeispiele 2) und in einer zweiten Versuchsreihe mit Kupfer (Beispiel 3 und Vergleichsbeispiel 3) kontaminiert. Die Verunreinigungen wurden 10 min bei einer Temperatur von 1000°C in die Proben getrieben. Die Proben wurden anschließend mit Secco-Ätze geätzt und Getterfähigkeit und Gettereffizienz mittels Streulichtmessung untersucht. Das Ergebnis ist in den 3 (Proben kontaminiert mit Ni) und 4 (Proben kontaminiert mit Cu) dargestellt. Es zeigt tendenziell für beide Versuchsreihen das Gleiche:

  • a) die Halbleiterscheiben vom Typ A und vom Typ B haben vor dem RTA-Schritt (as-grown) praktisch keine getternde Wirkung;
  • b) die Halbleiterscheiben vom Typ A gettern nach dem RTA-Schritt nahezu zu 100%, die vom Typ B haben keine Getterfähigkeit;
  • c) nach dem RTA-Schritt behalten die Halbleiterscheiben vom Typ A im Wesentlichen ihre Gettereffizienz;
  • d) die Halbleiterscheiben vom Typ B benötigen nach dem RTA-Schritt eine längere Wärmebehandlung, um überhaupt eine gewisse Getterfähigkeit zu erreichen.
Pieces of type A and type B wafers were tested for as-grown and after the RTA step as samples in a Graff test for gettering and gettering efficiency. Further samples were made of Type A and Type B wafers after the RTA step by subjecting sections to a 0.5 hour, 1 hour, 2 hour, 4 hour, and 8 hour heat treatment, respectively, at 700 ° C. In a first series of experiments with nickel (Examples 2 and Comparative Examples 2) and in a second series of experiments with copper (Example 3 and Comparative Example 3) was contaminated. The impurities were forced into the samples for 10 minutes at a temperature of 1000 ° C. The samples were then etched with Secco etch and gettering and Gettereffizienz investigated by scattered light measurement. The result is in the 3 (Samples contaminated with Ni) and 4 (samples contaminated with Cu). It tends to show the same for both series of experiments:
  • a) the type A and type B wafers have virtually no segregating effect before the as-grown RTA step;
  • b) the type A semiconductor wafers get almost 100% after the RTA step, the type B wafers have no gettering capability;
  • c) after the RTA step, the type A semiconductor wafers substantially maintain their gettering efficiency;
  • d) the type B semiconductor wafers require a longer heat treatment after the RTA step in order to achieve a certain gettering capability at all.

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • - Akatsuka et al. (Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 40(2001), pp. 3055–3062) [0007] Akatsuka et al. (Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 40 (2001), pp. 3055-3062) [0007]
  • - ASTM F 121-83 [0011] ASTM F 121-83 [0011]

Claims (1)

Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe aus Silizium mit internem Getter, umfassend das Bereitstellen einer Halbleiterscheibe aus Silizium, deren Sauerstoff-Konzentration nicht mehr als 4·1017 Atome/cm–3 beträgt; das Erhitzen der Halbleiterscheibe mittels RTA auf eine Zieltemperatur von nicht weniger als 1200°C; das Halten der Halbleiterscheibe auf der Zieltemperatur für eine Dauer von mindestens 5 s; das Abkühlen der Halbleiterscheibe von der Zieltemperatur auf eine Temperatur von nicht mehr als 900°C mit einer Abkühlrate von nicht weniger als 80 K/s.A method of manufacturing a silicon wafer having an internal getter, comprising providing a semiconductor wafer of silicon whose oxygen concentration is not more than 4 × 10 17 atoms / cm -3 ; heating the wafer by RTA to a target temperature of not lower than 1200 ° C; holding the wafer at the target temperature for at least 5 seconds; cooling the wafer from the target temperature to a temperature of not higher than 900 ° C at a cooling rate of not less than 80 K / sec.
DE200810061519 2008-12-10 2008-12-10 Method for producing semiconductor disc made silicon with internal getter, comprises heating the disc by rapid thermal annealing at a target temperature, holding the disc at the target temperature for five seconds and cooling the disc Ceased DE102008061519A1 (en)

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Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Akatsuka et al. (Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 40(2001), pp. 3055-3062)
ASTM F 121-83

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