DE102017120535A1

DE102017120535A1 - Halbleitervorrichtung und Halbleitersubstrat, das eine poröse Schicht enthält, und Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE102017120535A1
Application number: DE102017120535.7A
Authority: DE
Inventors: Ingo Muri; Iris Moder; Bernhard Goller; Hans-Joachim Schulze
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2017-09-06
Filing date: 2017-09-06
Publication date: 2019-03-07
Anticipated expiration: 2037-09-07
Also published as: US20190074212A1; DE102017120535B4; US10714377B2

Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung umfasst ein Ausbilden einer Hilfsmaske, die eine Vielzahl von Maskenöffnungen enthält, auf einer Hauptoberfläche eines kristallinen Halbleitersubstrats. Eine poröse Struktur wird im Halbleitersubstrat gebildet. Die poröse Struktur umfasst eine poröse Schicht in einer Distanz zur Hauptoberfläche und poröse Säulen, die sich von der porösen Schicht in Richtung der Hauptoberfläche erstrecken und die durch einen nicht porösen Bereich lateral voneinander getrennt sind. Eine nicht poröse Vorrichtungsschicht wird auf dem nicht porösen Bereich und auf den porösen Säulen ausgebildet.

Description

HINTERGRUND
Poröses Silizium bildet sich durch Erzeugen von Poren im Nanometer- und Mikrometermaßstab in einem Siliziumkristall. Poröse Siliziumschichten können z.B. als Precursor bzw. Vorläufer genutzt werden, um dicke vergrabene Oxidschichten für SOI-(Silizium-auf-Isolator-)Vorrichtungen zu erzeugen, wobei durch eine geeignete Steuerung einer Porendichte und Porenmikrostruktur das poröse Silizium die Volumenzunahme aufnehmen kann, die sich aus dem Einbau von Sauerstoff während einer Oxidation ergibt. Typischerweise wird poröses Silizium unter und zwischen lateral getrennten kristallinen Gebieten gebildet, in denen Halbleitervorrichtungen ausgebildet werden. Alternativ dazu werden Halbleitervorrichtungen in einer nicht porösen kristallinen epitaktischen Schicht ausgebildet, die mittels Epitaxie auf einer vorher geschaffenen porösen Siliziumschicht gebildet wird.
Es besteht ein Bedarf an weiteren Verfahren zum Ausbilden poröser Schichten und vergrabener Oxidschichten in Silizium.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Halbleitervorrichtungen. Eine Hilfsmaske, die eine Vielzahl von Maskenöffnungen enthält, wird auf einer Hauptoberfläche eines kristallinen Halbleitersubstrats gebildet. In dem Halbleitersubstrat wird eine poröse Struktur ausgebildet, wobei die poröse Struktur eine poröse Schicht in einer Distanz zur Hauptoberfläche und poröse Säulen umfasst, die von der porösen Schicht in Richtung der Hauptoberfläche vorragen. Ein nicht poröser Bereich trennt die porösen Säulen lateral voneinander. Eine nicht poröse Vorrichtungsschicht wird auf dem nicht porösen Bereich und auf den porösen Säulen gebildet.
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich ferner auf ein Halbleitersubstrat. Das Halbleitersubstrat umfasst eine poröse Schicht in einer Distanz zu einer Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats. Poröse Säulen erstrecken sich von der porösen Schicht in Richtung der Hauptoberfläche. Ein nicht poröser Bereich trennt die porösen Säulen lateral voneinander.
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich ferner auf eine weitere Halbleitervorrichtung. Die Halbleitervorrichtung enthält einen porösen Schichtbereich in einer Distanz zu einer ersten Oberfläche eines Halbleiterbereichs. Poröse Säulenbereiche erstrecken sich vom porösen Schichtbereich in Richtung der ersten Oberfläche. Die porösen Säulenbereiche sind voneinander lateral beabstandet.
Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Der Fachmann wird zusätzliche Merkmale und Vorteile beim Lesen der folgenden Detailbeschreibung und beim Betrachten der beiliegenden Zeichnungen erkennen.
Figurenliste
Die beigefügten Zeichnungen sind beigeschlossen, um ein weiteres Verständnis der vorliegenden Ausführungsformen zu liefern, und sie sind in diese Beschreibung einbezogen und bilden einen Teil von ihr. Die Zeichnungen veranschaulichen die vorliegenden Ausführungsformen und dienen zusammen mit der Beschreibung zum Erläutern von Prinzipien der Ausführungsformen. Weitere Ausführungsformen und beabsichtigte Vorteile werden sofort gewürdigt, da sie unter Hinweis auf die folgende detaillierte Beschreibung besser verstanden werden.

1A ist eine schematische vertikale Querschnittsansicht eines Bereichs eines Halbleitersubstrats, um ein Verfahren zum Ausbilden einer porösen Struktur gemäß einer Ausführungsform zu veranschaulichen, nach Ausbilden einer Hilfsmaske mit isolierten Maskenöffnungen.
1B ist eine schematische vertikale Querschnittsansicht des Halbleitersubstratbereichs von 1A nach Ausbilden einer porösen Struktur, die poröse Säulen enthält.
1C ist eine schematische vertikale Querschnittsansicht des Halbleitersubstratbereichs von 1B nach Ausbilden einer nicht porösen Vorrichtungsschicht.
2 ist eine schematische vertikale Querschnittsansicht eines Bereichs eines Halbleitersubstrats zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Herstellen von Halbleitervorrichtungen gemäß einer Ausführungsform, bezogen auf die Verwendung einer porösen Schicht als Ätzstopp.
3A ist eine schematische vertikale Querschnittsansicht eines Bereichs eines Halbleitersubstrats zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Herstellen von Halbleitervorrichtungen gemäß einer Ausführungsform, bezogen auf die Ausbildung einer vergrabenen Oxidschicht, nach Ausbilden einer Hilfsmaske.
3B ist eine schematische vertikale Querschnittsansicht des Halbleitersubstratbereichs von 3A nach Ausbilden einer porösen Struktur, die poröse Säulen enthält.
3C ist eine schematische vertikale Querschnittsansicht des Halbleitersubstratbereichs von 3B nach Ausbilden einer vergrabenen Oxidschicht.
3D ist eine schematische vertikale Querschnittsansicht des Halbleitersubstratbereichs von 3C nach Ausbilden einer nicht porösen Vorrichtungsschicht.
4A ist eine schematische Draufsicht einer Hilfsmaske gemäß einer Ausführungsform, die sich auf quadratische Maskenöffnungen bezieht.
4B ist eine schematische Draufsicht einer Hilfsmaske gemäß einer Ausführungsform, die sich auf kreisförmige Maskenöffnungen bezieht.
5A ist eine schematische vertikale Querschnittsansicht eines Bereichs eines Halbleitersubstrats zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Herstellen von Halbleitervorrichtungen gemäß einer Ausführungsform, bezogen auf eine vollständige Oxidation einer porösen Schicht, nach einer Oxidation.
5B ist eine schematische vertikale Querschnittsansicht des Halbleitersubstratbereichs von 5A nach Ausbilden einer nicht porösen Vorrichtungsschicht.
6A ist eine schematische vertikale Querschnittsansicht eines Bereichs eines Halbleitersubstrats zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Herstellen von Halbleitervorrichtungen gemäß einer Ausführungsform, bezogen auf einen dicken, nicht porösen Bereich, nach Ausbilden einer Hilfsmaske auf einer Hilfsschicht.
6B ist eine schematische vertikale Querschnittsansicht des Halbleitersubstratbereichs von 6A nach Ausbilden dotierter Säulen, die sich durch die Hilfsschicht erstrecken.
6C ist eine schematische vertikale Querschnittsansicht des Halbleitersubstratbereichs von 6B nach Ausbilden einer porösen Schicht.
6D ist eine schematische vertikale Querschnittsansicht des Halbleitersubstratbereichs von 6C nach einer anodischen Oxidation und einem Ausbilden einer nicht porösen Vorrichtungsschicht.
7A ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Bereichs eines Halbleitersubstrats zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Herstellen von Halbleitervorrichtungen, bezogen auf eine Ausbildung einer durchgehenden nicht porösen Startschicht einer Vorrichtungsschicht in einer reduzierenden Atmosphäre nach Ausbilden einer porösen Struktur und einer vergrabenen Oxidschicht.
7B ist eine schematische perspektivische Ansicht des Halbleitersubstratbereichs von 7A nach Ausbilden einer dünnen nicht porösen Startschicht.
7C ist eine schematische perspektivische Ansicht des Halbleitersubstratbereichs von 7B nach Ausbilden einer kristallinen Hauptschicht der Vorrichtungsschicht auf der nicht porösen Startschicht.
8A ist eine schematische Draufsicht eines Bereichs eines Halbleitersubstrats zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Herstellen von Halbleitervorrichtungen gemäß einer Ausführungsform, bezogen auf eine vergrabene Oxidschicht mit Öffnungen, nach einem Ausbilden einer Hilfsschicht.
8B ist eine schematische vertikale Querschnittsansicht eines Bereichs des Halbleitersubstrats von 8A nach Ausbilden einer porösen Struktur mit Öffnungen.
8C ist eine schematische vertikale Querschnittsansicht des Halbleitersubstratbereichs von 8B nach Ausbilden einer vergrabenen Oxidschicht mit Öffnungen.
8D ist eine schematische vertikale Querschnittsansicht des Halbleitersubstratbereichs von 8C nach Ausbilden funktionaler Elemente in einer Vorrichtungsschicht.
9A ist eine schematische vertikale Querschnittsansicht eines Bereichs eines Halbleitersubstrats zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Herstellen von Halbleitervorrichtungen gemäß einer Ausführungsform, bezogen auf eine als Ätzstopp genutzte vergrabene Oxidschicht, nach Ausbilden funktionaler Elemente in einer Vorrichtungsschicht.
9B ist eine schematische vertikale Querschnittsansicht des Halbleitersubstratbereichs von 9A nach Abdünnen von einer Rückseite.
9C ist eine schematische vertikale Querschnittsansicht des Halbleitersubstratbereichs von 9B nach Entfernen der vergrabenen Oxidschicht.
10A ist eine schematische horizontale Querschnittsansicht eines Bereichs eines Halbleitersubstrats gemäß einer Ausführungsform, bezogen auf eine vergrabene poröse Struktur mit porösen Säulen.
10B ist eine schematische vertikale Querschnittsansicht des Halbleitersubstratbereichs von 10A entlang einer Linie B-B.
11A ist eine schematische horizontale Querschnittsansicht eines Bereichs eines Halbleitersubstrats gemäß einer Ausführungsform, bezogen auf eine vergrabene poröse Struktur mit porösen Säulen und einer vergrabenen Oxidschicht.
11B ist eine schematische vertikale Querschnittsansicht des Halbleitersubstratbereichs von 11A entlang einer Linie B-B.
12A ist eine schematische horizontale Querschnittsansicht eines Bereichs eines Halbleitersubstrats gemäß einer Ausführungsform, die sich auf eine vergrabene Oxidschicht mit porösen Säulen bezieht.
12B ist eine schematische vertikale Querschnittsansicht des Halbleitersubstratbereichs von 12A entlang einer Linie B-B.
13A ist eine schematische vertikale Querschnittsansicht einer Halbleitervorrichtung, die eine poröse Struktur enthält, gemäß einer auf eine Halbleiterdiode bezogenen Ausführungsform.
13B ist eine schematische horizontale Querschnittsansicht des Halbleitervorrichtungsbereichs von 13A entlang einer Linie B-B.
14A ist eine schematische vertikale Querschnittsansicht einer Halbleitervorrichtung, die eine poröse Struktur enthält, gemäß einer Ausführungsform, die sich auf eine Transistorzellen enthaltende Halbleitervorrichtung bezieht.
14B ist eine schematische horizontale Querschnittsansicht des Halbleitervorrichtungsbereichs von 14A entlang einer Linie B-B.
15A ist eine schematische vertikale Querschnittsansicht einer Halbleitervorrichtung, die eine poröse Struktur und eine vergrabene Oxidschicht enthält, gemäß einer Ausführungsform, die sich auf eine logische Schaltungen enthaltende Halbleitervorrichtung bezieht.
15B ist eine schematische horizontale vertikale Querschnittsansicht des Halbleitervorrichtungsbereichs von 15A entlang einer Linie B-B in 15A.
16A ist eine schematische vertikale Querschnittsansicht einer Halbleitervorrichtung, die eine vergrabene Oxidschicht enthält, und ohne eine poröse Struktur, gemäß einer Ausführungsform, die sich auf eine logische Schaltungen enthaltende Halbleitervorrichtung bezieht.
16B ist eine schematische horizontale Querschnittsansicht des Halbleitervorrichtungsbereichs von 16A entlang einer Linie B-B in 16A.

DETAILBESCHREIBUNG
In der folgenden Detailbeschreibung wird Bezug genommen auf die begleitenden Zeichnungen, die einen Teil hiervon bilden und in denen für Veranschaulichungszwecke spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Offenbarung bzw. Erfindung ausgestaltet werden kann. Es ist zu verstehen, dass andere Ausführungsformen verwendet und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Beispielsweise können Merkmale, die für eine Ausführungsform veranschaulicht oder beschrieben sind, bei oder im Zusammenhang mit anderen Ausführungsformen verwendet werden, um zu noch einer weiteren Ausführungsform zu gelangen. Es ist beabsichtigt, dass die vorliegende Offenbarung derartige Modifikationen und Veränderungen umfasst. Die Beispiele sind mittels einer spezifischen Sprache beschrieben, die nicht als den Umfang der beigefügten Patentansprüche begrenzend aufgefasst werden sollte. Die Zeichnungen sind nicht maßstabsgetreu und dienen lediglich zu Veranschaulichungszwecken. Entsprechende Elemente sind in den verschiedenen Zeichnungen mit den gleichen Bezugszeichen versehen, falls nicht etwas anderes festgestellt wird.
Die Begriffe „haben“, „enthalten“, „umfassen“, „aufweisen“ und ähnliche Begriffe sind offene Begriffe, und die Begriffe geben das Vorhandensein der festgestellten Strukturen, Elemente oder Merkmale an, schließen jedoch das Vorhandensein von zusätzlichen Elementen oder Merkmalen nicht aus. Die unbestimmten Artikel und die bestimmten Artikel sollen sowohl den Plural als auch den Singular umfassen, falls sich aus dem Zusammenhang nicht klar etwas anderes ergibt.
Der Begriff „elektrisch verbunden“ beschreibt eine permanente niederohmige Verbindung zwischen elektrisch verbundenen Elementen, beispielsweise einen direkten Kontakt zwischen den betreffenden Elementen oder eine niederohmige Verbindung über ein Metall und/oder einen hochdotierten Halbleiter. Der Begriff „elektrisch gekoppelt“ umfasst, dass ein oder mehrere dazwischenliegende Elemente, die für eine Signalübertragung gestaltet sind, zwischen den elektrisch gekoppelten Elementen vorhanden sein können, beispielsweise Elemente, die gesteuert werden könne, um zeitweise eine niederohmige Verbindung in einem ersten Zustand und eine hochohmige elektrische Entkopplung in einem zweiten Zustand vorzusehen.
Die Figuren veranschaulichen relative Dotierungskonzentrationen durch Angabe von „^-“ oder „⁺“ neben dem Dotierungstyp „n“ oder „p“. Beispielsweise bedeutet „n^-“ eine Dotierungskonzentration, die niedriger als die Dotierungskonzentration eines „n“-Dotierungsgebiets ist, während ein „n⁺“-Dotierungsgebiet eine höhere Dotierungskonzentration hat als ein „n“-Dotierungsgebiet. Dotierungsgebiete der gleichen relativen Dotierungskonzentration haben nicht notwendigerweise die gleiche absolute Dotierungskonzentration. Beispielsweise können zwei verschiedene „n“-Dotierungsgebiete die gleichen oder verschiedene absolute Dotierungskonzentrationen haben.
1A bis 1C beziehen sich auf die Ausbildung einer vergrabenen porösen Struktur. Eine Maskenschicht wird auf einer Hauptoberfläche 701 eines Halbleitersubstrats 700 abgeschieden. Ein Fotolithografieprozess transformiert die Maskenschicht in eine Hilfsmaske 410 mit einer Vielzahl lateral getrennter Maskenöffnungen 415.
1A zeigt ein Halbleitersubstrat 700, z.B. einen nicht porösen einkristallinen Halbleiterkristall, der eine durch Sägen von einem einkristallinen Ingot erhaltene Scheibe sein kann oder aus einer solchen geschaffen sein kann. Beispielsweise kann das Halbleitersubstrat 700 eine flache Scheibe wie etwa ein Siliziumwafer, ein Germaniumwafer oder ein Wafer eines Verbundhalbleiters, z.B. SiC, GaN oder GaAs, mit einer planaren Hauptoberfläche 701 an einer Vorderseite sein. Eine Normale zur Hauptoberfläche 701 definiert eine vertikale Richtung, und zur Hauptoberfläche 701 parallele Richtungen sind horizontale oder laterale Richtungen.
Das Halbleitersubstrat 700 kann eine oder mehrere verschieden dotierte nicht poröse kristalline Halbleiterschichten enthalten. Gemäß einer Ausführungsform ist das Halbleitersubstrat 700 mit einer mittleren Dotierstoffkonzentration von mindestens 10¹³ cm^-3 homogen p-dotiert. Die Hilfsmaske 410 kann beispielsweise eine Siliziumnitridmaske sein oder eine solche enthalten. Die Hilfsmaske 410 bildet ein regelmäßiges oder unregelmäßiges Gitter, das eine Vielzahl isolierter Maskenöffnungen 415 lateral voneinander trennt.
Die Maskenöffnungen 415 können sich in einer gleichmäßigen mittleren Dichte über zumindest einen Bereich der Hauptoberfläche 701 oder über die komplette Hauptoberfläche 701 verteilen, wobei die Maskenöffnungen 415 höchstens 50 % der Hauptoberfläche 701, z.B. höchstens 10 % oder höchstens 5 %, freilegen. Gemäß anderen Ausführungsformen kann die Hilfsmaske 410 erste Maskenabschnitte und zumindest einen zweiten Maskenabschnitt umfassen, wobei in den ersten Maskenabschnitten die Maskenöffnungen 415 sich in einer ersten mittleren Dichte verteilen und höchstens 50 % der Hauptoberfläche 701, z.B. höchstens 10 %, freilegen und die zumindest eine zweite Maskenabschnitt keine Maskenöffnungen 415 enthält.
Eine maximale laterale Breite w2 der Maskenöffnungen 415 beträgt höchstens 5 µm, z.B. höchstens 150 nm. Eine horizontale Querschnittsfläche der Maskenöffnungen 415 beträgt höchstens 25 µm², z.B. höchstens 22500 nm².
Eine poröse Struktur 780 wird im Halbleitersubstrat 700 beispielsweise mittels Anodisierung in einem Fluor enthaltenden Elektrolyt ausgebildet, wobei der Elektrolyt Fluorwasserstoffsäure (HF) und Ethanol enthalten kann. Eine Anodisierung zersetzt elektrochemisch in einem gewissen Maß den Siliziumkristall in dem Gebiet der porösen Struktur 780. Statt den Siliziumkristall gleichmäßig zu zersetzen, gräbt bzw. löst eine elektrochemische Zersetzung lokal Siliziumatome aus dem Siliziumkristallgitter aus, wobei sich kleine Löcher oder Poren innerhalb des Siliziumkristalls bilden, dessen Kristallskelett im Rest unbeeinflusst bleibt.
1B zeigt die poröse Struktur 780, die eine poröse Schicht 788 und eine Vielzahl poröser Säulen 789 umfasst. Die porösen Säulen 789 ragen vertikal von der porösen Schicht 788 in Richtung der Hauptoberfläche 701 in der vertikalen Projektion der Maskenöffnungen 415 vor und können sich von der Hauptoberfläche 701 zur porösen Schicht 788 erstrecken. Die Porosität der porösen Struktur 780 kann in einem Bereich von 10 % bis 70 % liegen.
Ein gitterartiger nicht poröser Bereich 790 zwischen der Hilfsmaske 410 und der porösen Schicht 788 bleibt in einem hohen Maße unbeeinflusst durch die Anodisierung und umgibt lateral die porösen Säulen 789.
Eine Anodisierung wirkt sich nicht auf einen nicht porösen Basisbereich 760 des Halbleitersubstrats zwischen der porösen Schicht 788 und einer Rückseite aus. An der zum Basisbereich 760 orientierten Seite kann die poröse Struktur 780 eine gitterförmige Notch bzw. Kerbe 778 umfassen, deren Maschen zwischen den porösen Säulen 789 lateral zentriert sind.
Die Hilfsmaske 410 wird entfernt, und eine nicht poröse Vorrichtungsschicht 770 wird auf der wieder freigelegten Hauptoberfläche 701 ausgebildet. Eine Ausbildung der Vorrichtungsschicht 770 kann einen Epitaxieprozess einschließen, wobei der gitterartige kristalline nicht poröse Bereich 790 ausreichend Information über das Kristallgitter liefert, so dass die Vorrichtungsschicht 770 sich mit einer hohen Kristallqualität sogar in der vertikalen Projektion der porösen Säulen 789 ausbildet, welche eine verhältnismäßig kleine horizontale Querschnittsfläche haben.
Wie in 1C gezeigt ist, schließt eine Ausbildung der Vorrichtungsschicht 770 ein Kristallwachstum in der vertikalen Projektion der porösen Säulen 789 ein. Gemäß einer Ausführungsform schließt eine Ausbildung der Vorrichtungsschicht 770 eine Wärmebehandlung in einer reduzierenden Atmosphäre, zum Beispiel in einer wasserstoffhaltigen Atmosphäre, ein, um eine durchgehende, nicht poröse, einkristalline Startschicht für eine nachfolgende Epitaxie zu bilden. Alternativ dazu oder zusätzlich kann die Wärmebehandlung ein Schichtausheilen einschließen, das entlang der Hauptoberfläche 701 selektiv wirksam ist.
Verglichen mit Verfahren, die eine epitaktische Schicht direkt auf einer porösen Schicht ausbilden, liefert der gitterartige nicht poröse Bereich 790 mit Öffnungen mit lateralen Abmessungen, die signifikant kleiner als eine laterale Ausdehnung einer Halbleitervorrichtung sind, eine geeignete Basis für ein epitaktisches Wachstum bei einer hohen Kristallqualität. Anders als Verfahren, die ein poröses Gitter bilden, das isolierte kristalline Vorrichtungsgebiete trennt, ist eine Zielgröße von Halbleitervorrichtungen, die aus dem Halbleitersubstrat 700 gebildet werden, das die Vorrichtungsschicht 770 umfasst, von einer Ausbildung der porösen Schicht entkoppelt. Distanzen zwischen benachbarten porösen Säulen 789 können signifikant kleiner als eine Randlänge von Halbleitervorrichtungen sein, die aus dem Halbleitersubstrat 700 erhalten werden.
Die vergrabene poröse Schicht 780 von 1C kann als Ätzstopp genutzt werden, wobei die poröse Struktur 780 nach Detektion eines Ätzstoppsignals, das bei Freilegung der porösen Struktur 780 erzeugt wird, teilweise entfernt oder ganz entfernt werden kann. Gemäß anderen Ausführungsformen kann die poröse Struktur 780 ein integraler Teil von Halbleitervorrichtungen werden, die aus dem Halbleitersubstrat 700 von 1C geschaffen werden. Alternativ dazu oder zusätzlich kann die poröse Struktur 780 ein Vorläufer für die Ausbildung einer vergrabenen Oxidschicht sein oder kann als Trennschicht in einem Waferschnittprozess wirksam sein.
2 bezieht sich auf die Verwendung der porösen Struktur 780 von 1C als Hilfsstruktur, um ein Abdünnen des Halbleitersubstrats 700 von 1C von einer der Hauptoberfläche 701 gegenüberliegenden Rückseite aus zu steuern.
Vom Halbleitersubstrat 700 von 1C aus beginnend werden funktionale Elemente von Halbleitervorrichtungen, zum Beispiel Transistorzellen, in der Vorrichtungsschicht 770 zwischen der Hauptoberfläche 701 und der porösen Struktur 780 gebildet. Vor oder nach Ausbilden einer Metallisierung an der Vorderseite kann das Halbleitersubstrat 700 von der Rückseite aus z.B. durch einen chemisch-mechanischen Polierprozess, durch Schleifen, durch Plasmaätzen oder durch einen nassen chemischen Prozess abgedünnt werden.
Eine Prozesssteuerung überwacht eine Eigenschaft des Aufbaus zum Abdünnen und erzeugt ein Stoppsignal, wenn die poröse Struktur 780 von der Rückseite aus einmal freigelegt ist. Das Stoppsignal kann genutzt werden, um den Abdünnprozess unmittelbar oder nach einer gewissen Nachlaufzeit zu stoppen. Die überwachte Eigenschaft kann beispielsweise eine optische Charakteristik der porösen Struktur 780 oder eine Fortschrittsgeschwindigkeit des Abdünnprozesses sein.
2 zeigt ein Halbleitersubstrat 700 mit einer rückseitigen Oberfläche 702, die durch einen unteren Rand der porösen Struktur 780 definiert ist. Ein Restteil bzw. -bereich des nicht porösen Basisbereichs 760 von 1 kann ein nicht poröses Gitter 786 bilden, dessen Maschen zwischen den porösen Säulen 789 wie auf der linken Seite von 2 veranschaulicht lateral zentriert sind. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann der nicht poröse Basisbereich 760 von 1C so vollständig entfernt werden, dass ein gitterartiger Hohlraum 7860 in der rückseitigen Oberfläche 702 wie auf der rechten Seite von 2 veranschaulicht ausgebildet werden kann. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die rückseitige Oberfläche 702 z.B. durch Schleifen oder Polieren planarisiert werden.
3A bis 3D beziehen sich auf ein Verfahren, das eine poröse Struktur 780 wie oben beschrieben als Vorläufer für eine vergrabene Oxidschicht nutzt.
3A zeigt eine Hilfsmaske 410, die wie unter Bezugnahme auf 1A im Detail beschrieben auf einer Hauptoberfläche 701 eines Halbleitersubstrats 700 ausgebildet ist. Eine poröse Struktur 780 wird mittels Anodisierung zwischen der Hauptoberfläche 701 und einem Basisbereich 760 ausgebildet, der von der Anodisierung unbeeinflusst bleibt.
3B zeigt die poröse Struktur 780, die eine poröse Schicht 788 und poröse Säulen 789 zwischen der Hauptoberfläche 701 und der porösen Schicht 788 umfasst. Die Porosität der porösen Struktur 780 kann in einem Bereich von 25 % bis 85 % liegen, zumindest in einem vertikalen Abschnitt der porösen Schicht 788, die direkt an den nicht porösen Basisbereich 760 grenzt.
Eine Oxidschicht 750 wird dann aus zumindest einem vertikalen Abschnitt der porösen Struktur 780, der direkt an den nicht porösen Basisbereich 760 grenzt, mittels Oxidation gebildet, die z.B. zumindest eine einer thermischen Oxidation und einer anodischen Oxidation umfassen kann. Gemäß einer Ausführungsform umfasst eine Oxidation eine anodische Oxidation in einem Elektrolyt, der eine Sauerstoffquelle, zum Beispiel Wasser, enthält. Die Oxidschicht 750 kann auch in einem gewissen Maß auf Kosten des nicht porösen Basisbereichs 760 wachsen.
3C zeigt die in einem vertikalen unteren Abschnitt der porösen Struktur 780 von 3B ausgebildete Oxidschicht 750. Die Oxidschicht 750 kann einen dichten unteren Bereich entlang dem nicht porösen Basisbereich 760 und einen weniger dichten Bereich in einer Distanz zum nicht porösen Basisbereich 760 umfassen, wobei der dichte untere Bereich sich vorwiegend in dem nicht porösen Basisbereich 760 von 3B ausbildet und der weniger dichte Bereich in der porösen Struktur 780 von 3B ausgebildet wird.
Eine vertikale Ausdehnung der verbleibenden porösen Schicht 788 ist signifikant reduziert. Alternativ dazu kann die poröse Struktur 780 von 3B z.B. durch einen Oxidationsprozess, der eine Wärmebehandlung in einer Sauerstoff enthaltenden Umgebung einschließt, vollständig in eine Oxidschicht transformiert werden. An der zu dem nicht porösen Basisbereich 760 orientierten Seite kann die Oxidschicht 750 eine gitterförmige Einkerbung 757 enthalten, deren Maschen zwischen den porösen Säulen 789 lateral zentriert sind.
Die Hilfsmaske 410 wird entfernt, und eine nicht poröse Vorrichtungsschicht 770 wird mittels Epitaxie auf der Hauptoberfläche 701 ausgebildet.
3D zeigt das Halbleitersubstrat 700, das die nicht poröse Vorrichtungsschicht 770 enthält, wobei eine freigelegte planare Oberfläche der Vorrichtungsschicht 770 die neue Hauptoberfläche 701 des Halbleitersubstrats 700 bildet. Aufgrund der Ausbildung auf dem gitterartigen nicht porösen Bereich 790 und der vergleichsweise kleinen lateralen Querschnitte der porösen Säulen 789 ist eine Kristallqualität der Vorrichtungsschicht 770 sogar in einer vertikalen Projektion der porösen Säulen 789 vergleichsweise hoch.
Die vergrabene Oxidschicht 750 ist in einer Distanz zur Hauptoberfläche 701 ausgebildet. Die poröse Struktur 780 umfasst eine poröse Schicht 788 und poröse Säulen 789, die von der porösen Schicht 788 aus in Richtung der Vorderseite vorragen. Eine vertikale Ausdehnung v1 der porösen Schicht 788 kann in einem Bereich von 0,1 µm bis 5 µm, zum Beispiel von 0,5 µm bis 1 µm, liegen. Eine vertikale Ausdehnung v2 der porösen Säulen 789 kann im Bereich von einigen Nanometern liegen, und eine vertikale Ausdehnung v3 der vergrabenen Oxidschicht 750 kann in einem Bereich von 0,1 µm bis 4 µm, zum Beispiel von 0,1 µm bis 0,2 µm, liegen. Eine mittlere Distanz p1 von Mitte zu Mitte zwischen benachbarten porösen Säulen 789 kann in einem Bereich von 200 nm bis 5 µm liegen. Eine maximale horizontale Breite w1 der porösen Säulen 789 kann in einem Bereich von 100 nm bis 2 µm liegen.
Die vergrabene Oxidschicht 750 kann als eine Schicht genutzt werden, die ein Abdünnen des Halbleitersubstrats 700 von der Rückseite aus steuert, wobei die vergrabene Oxidschicht 750 teilweise oder vollständig entfernt werden kann oder Teil einer geschichteten Trennstruktur für einen Waferschnittprozess sein kann. Alternativ dazu kann die vergrabene Oxidschicht 750 in SOI-(Silizium-auf-Isolator-)Vorrichtungen genutzt werden, wobei die vergrabene Oxidschicht 750 in der Vorrichtungsschicht 770 ausgebildete elektronische Elemente von dem nicht porösen Basisbereich 760 zwischen der vergrabenen Oxidschicht 750 und der Rückseite elektrisch entkoppelt.
4A und 4B beziehen sich auf Details der Hilfsmaske 410. Die Hilfsmaske 410 kann eine einzige Schicht sein oder kann ein Schichtstapel sein, der Teilschichten aus zwei oder mehr verschiedenen Materialien enthält. Beispielsweise umfasst die Hilfsmaske 410 eine Siliziumnitridschicht.
Die Maskenöffnungen 415 können unregelmäßig angeordnet sein oder können ein regelmäßiges Muster bilden. Beispielsweise können die Maskenöffnungen 415 entlang Reihen angeordnet sein, zum Beispiel in Reihen und Spalten, oder in Reihen, wobei benachbarte Reihen entlang einer longitudinalen Achse der Reihen um z.B. die Hälfte einer Distanz von Mitte zu Mitte zwischen benachbarten Maskenöffnungen 415 innerhalb der Reihe zueinander verschoben sind. Die Maskenöffnungen 415 können über Bereiche oder über eine komplette Hauptoberfläche 701 eines Halbleitersubstrats 700 in einer gleichen mittleren Dichte ausgebildet sein, wobei die Maskenöffnungen 415 höchstens 50 % der Hauptoberfläche 701, z.B. höchstens 10 %, freilegen.
Gemäß anderen Ausführungsformen kann die Hilfsmaske 410 erste Maskenabschnitte und zumindest einen zweiten Maskenabschnitt umfassen, wobei in den ersten Maskenabschnitten sich die Maskenöffnungen 415 in einer ersten mittleren Dichte verteilen und höchstens 50 % der Hauptoberfläche 701, z.B. höchstens 10 %, freilegen und der zumindest eine zweite Maskenabschnitt keine Maskenöffnungen 415 enthält oder Maskenöffnungen 415 in einer zweiten mittleren Dichte enthält, die signifikant geringer als die erste mittlere Dichte ist.
4A und 4B zeigen einen Bereich eines Halbleitersubstrats 700, wo die Maskenöffnungen 415 ein regelmäßiges Muster aus Reihen und Spalten bilden. Eine Distanz p2 von Mitte zu Mitte zwischen benachbarten Maskenöffnungen 415 kann in einem Bereich von 0,2 µm bis 10 µm, zum Beispiel von 0,8 µm bis 1 µm, liegen. Eine maximale laterale Breite w2 der Maskenöffnungen 415 kann in einem Bereich von 50 nm bis 5 µm, zum Beispiel von 200 nm bis 300 nm, liegen. Die minimale laterale Breite w2 kann zumindest das Zweifache des mittleren Durchmessers von Poren in einer porösen Struktur sein, die in einer späteren Phase ausgebildet wird, wobei der mittlere Durchmesser der Poren in einem Bereich von 1 nm bis 1 µm liegen kann.
Die Maskenöffnungen 415 können wie veranschaulicht die gleiche laterale Ausdehnung entlang zwei orthogonalen horizontalen Richtungen aufweisen. Gemäß anderen Ausführungsformen kann eine Breite der Maskenöffnungen 415 entlang einer ersten horizontalen Richtung größer als entlang einer zweiten horizontalen Richtung, die zur ersten horizontalen Richtung orthogonal ist, sein. Ein horizontaler Querschnitt der Maskenöffnungen 415 kann ein Polygon mit oder ohne abgerundete Ecken, zum Beispiel ein Kreuz, ein Rechteck oder ein Quadrat wie in 4A veranschaulicht, sein.
Gemäß anderen Ausführungsformen kann der horizontale Querschnitt der Maskenöffnungen 415 ein Oval oder eine Ellipse, zum Beispiel ein Kreis wie in 4B veranschaulicht, sein.
5A bis 5B beziehen sich auf die Bildung einer vergrabenen Oxidschicht mittels thermischer Oxidation einer porösen Struktur, wie oben beschrieben.
Eine poröse Struktur wird in einem Halbleitersubstrat 700, wie unter Bezugnahme auf 1A und 1B beschrieben, ausgebildet. Der mittlere Durchmesser von Poren in der porösen Struktur kann in einem Bereich von 1 nm bis 1 µm liegen. Eine Wärmebehandlung in einer Sauerstoff oder eine geeignete Sauerstoffverbindung enthaltenden Atmosphäre kann die poröse Struktur 780 von 1B vollständig in eine Oxidschicht 750 transformieren.
5A zeigt die Oxidschicht 750, die einen Schichtabschnitt 758 und Säulenabschnitte 759 umfasst, die von dem Schichtabschnitt 758 vorragen und direkt an die Hauptoberfläche 701 grenzen, wobei die Säulenabschnitte 759 durch einen nicht porösen Bereich 790 des Halbleitersubstrats 700 lateral voneinander getrennt sind. Die Hilfsmaske 410 wird entfernt, und Silizium wird mittels Epitaxie auf der Hauptoberfläche 701 abgeschieden.
5B zeigt die epitaktisch gewachsene Vorrichtungsschicht 770, die direkt auf dem nicht porösen Bereich 790 und über den Säulenabschnitten 759 ausgebildet wurde. Die Siliziumatome der Vorrichtungsschicht 770 wachsen in Übereinstimmung bzw. Einklang mit dem nicht gestörten und kompletten Siliziumkristall des nicht porösen Bereichs 790 und überwachsen lateral die vergleichsweise kleinen Säulenabschnitte 759 der vergrabenen Oxidschicht 750 von allen Seiten.
6A bis 6D beziehen sich auf eine Ausführungsform, um eine vertikale Ausdehnung des nicht porösen Bereichs 790 von 1B, 3B oder 5A zu vergrößern.
Eine Hilfsschicht 742 wird auf einem Basissubstrat 741 des Halbleitersubstrats 700 ausgebildet, wobei die Hilfsschicht 742 und das Basissubstrat 741 einen horizontalen Übergang j1 ausbilden. Das Basissubstrat 741 kann ein p-Typ oder ein n-Typ sein. Die veranschaulichte Ausführungsform zeigt ein Basissubstrat 741 vom p-Typ und eine n-dotierte Hilfsschicht 742, wobei ein Übergang j1 einen pn-Übergang ausbildet.
Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Hilfsschicht 742 intrinsisch sein oder kann in einer signifikant geringeren mittleren Dotierstoffkonzentration als das Basissubstrat 741 den gleichen Leitfähigkeitstyp wie das Basissubstrat 741 aufweisen. Beispielsweise ist die mittlere Netto-Dotierstoffkonzentration im Basissubstrat 741 zumindest zwei Größenordnungen höher als in der Hilfsschicht 742.
Eine vertikale Ausdehnung v4 der Hilfsschicht 742 kann im Bereich von 10 nm bis 10 µm, zum Beispiel in einem Bereich von 10 nm bis 100 nm, liegen. Die Hilfsschicht 742 kann beispielsweise mittels Epitaxie einschließlich einer in-situ-Dotierung oder mittels Implantation gebildet werden. Eine Hilfsmaske 410 wird auf einer Hauptoberfläche 701 eines Halbleitersubstrats 700 ausgebildet, das das Basissubstrat 741 und die Hilfsschicht 742 umfasst, wobei die Hauptoberfläche 701 von einer freigelegten Oberfläche der Hilfsschicht 742 gebildet wird.
6A zeigt die Hilfsmaske 410, die Maskenöffnungen 415 enthält, die erste Bereiche der Hilfsschicht 742 freilegen und zweite Bereiche der Hilfsschicht 742 bedecken. Die Hilfsmaske 410 kann einen ersten Bereich 411, z.B. einen Siliziumnitridbereich oder einen Siliziumoxidbereich, der direkt an die Hauptoberfläche 701 grenzt, und einen zweiten Bereich 412, z.B. einen Fotoresistbereich auf dem ersten Bereich 411, umfassen.
Dotierstoffe vom p-Typ werden durch die Maskenöffnungen 415 implantiert, um dotierte Säulen 745 vom p-Typ auszubilden, wobei die Hilfsmaske 410 als Implantationsmaske wirksam ist.
6B zeigt die dotierten Säulen 745, die sich in der vertikalen Projektion der Maskenöffnungen 415 von der Hauptoberfläche 701 in das Basissubstrat 741 erstrecken, wobei die dotierten Säulen 745 vom p-Typ die Hilfsschicht 742 perforieren.
Der zweite Bereich 412 der Hilfsmaske 410 kann entfernt werden, und mittels Anodisierung wird eine poröse Struktur 780 ausgebildet. Die Anodisierung erhöht eine Porosität selektiv in den Gebieten vom p-Typ, die die dotierten Säulen 745 vom p-Typ einschließen, und lässt die Hilfsschicht 742 vorwiegend unbeeinflusst.
6C zeigt die mittels Anodisierung im Halbleitersubstrat 700 von 6B ausgebildete poröse Struktur 780. Die poröse Struktur 780 umfasst eine poröse Schicht 788 in einer Distanz zur Hauptoberfläche 701 und poröse Säulen 789, die sich zwischen der Hauptoberfläche 701 und der porösen Schicht 788 erstrecken. Eine vertikale Ausdehnung v2 der porösen Säulen 789 ist zumindest gleich der vertikalen Ausdehnung v4 der Hilfsschicht 742.
Der nicht poröse Bereich 790 zwischen der Hauptoberfläche 701 und der porösen Schicht 788 enthält zumindest einen ersten Bereich 791, der direkt an die Hauptoberfläche 701 grenzt und von einem Restbereich der Hilfsschicht 742 gebildet wird. Außerdem kann der nicht poröse Bereich 790 einen zweiten Bereich 792 enthalten, der von einem unbeeinflussten obersten Abschnitt des Basissubstrats 741 gebildet wird.
Eine Oxidschicht 750 kann mittels anodischer Oxidation gebildet werden. Der erste Bereich 411 der Hilfsmaske 410 kann entfernt werden, und eine nicht poröse Vorrichtungsschicht 770 kann auf der Hauptoberfläche 701 von 6C gebildet werden.
6D zeigt das Halbleitersubstrat 700 mit der neuen Hauptoberfläche 701, die von einer freigelegten Oberfläche der Vorrichtungsschicht 770 gebildet wird. In der vergrabenen Oxidschicht 750 kann eine Porosität oder Dichte mit abnehmender Distanz zur Hauptoberfläche 701 abnehmen. Alternativ dazu wird ein vergleichsweise dichter unterer Bereich 751 der vergrabenen Oxidschicht 750 teilweise auf Kosten des nicht porösen Basisbereichs 760 von 6C gebildet, und ein vergleichsweise poröser oder weniger dichter Bereich 752 kann zwischen der verbleibenden porösen Struktur 780 und dem vergleichsweise dichten unteren Bereich 751 der vergrabenen Oxidschicht 750 gebildet werden. Maschen einer gitterförmigen Einkerbung 757 an der Unterseite der Oxidschicht 750 sind zwischen den porösen Säulen 789 zentriert.
7A bis 7C beziehen sich auf Details der Ausbildung einer Vorrichtungsschicht 770 wie in 1C, 3D und 6D veranschaulicht.
7A zeigt ein Halbleitersubstrat 700 mit einer vergrabenen Oxidschicht 750 zwischen einer porösen Struktur 780 und einem nicht porösen Basisbereich 760, wobei die poröse Struktur 780 eine poröse Schicht 788 und poröse Säulen 789, wie unter Bezugnahme auf 1B, 3C und 6C beschrieben, umfasst.
Eine nicht poröse kristalline Startschicht 771 wird gebildet. Beispielsweise wird das Halbleitersubstrat 700 einer Wärmebehandlung, z.B. in einer reduzierenden Atmosphäre, die Wasserstoff enthalten kann, unterzogen. Die Wärmebehandlung hat eine Umordnung der Siliziumatome in einer dünnen Schicht entlang der freigelegten Hauptoberfläche 701 des Halbleitersubstrats 700 zur Folge, wobei sich die Atome in dem porösen Bereich 789 in einem Reflow-Prozess umordnen und eine durchgehende dünne Startschicht 771 hoher Kristallqualität bilden. Alternativ dazu oder zusätzlich kann die Schicht 771 mittels Epitaxie oder durch Umordnung der Atome an der Oberfläche 701 durch ein Laser-Ausheilen gebildet werden.
Wie in 7B veranschaulicht ist, bildet sich die Startschicht 771 auch entlang einer Oberseite der porösen Säulen 789, wobei das poröse Einkristallskelett der porösen Säulen 789 lokal wieder vervollständigt wird, so dass die Startschicht 771 poröse Restabschnitte der porösen Säulen 789 bedeckt. Eine Hauptschicht 772 wird mittels Epitaxie auf der Startschicht 771 ausgebildet.
7C zeigt die auf der Startschicht 771 ausgebildete Hauptschicht 772. Da die Startschicht 771 eine hohe Kristallqualität zeigt, wächst die Hauptschicht 772 mit hoher Kristallqualität und zeigt nicht mehr Kristalldefekte als epitaktische Schichten, die direkt auf einem nicht porösen einkristallinen Siliziumkristall aufgewachsen werden. Die Startschicht 771 und die Hauptschicht 772 bilden die Vorrichtungsschicht 770, in welcher funktionale Elemente von Halbleitervorrichtungen, z.B. Transistorzellen, in einer späteren Phase gebildet werden.
Die poröse Struktur 780 und die vergrabene Oxidschicht 750 können geschlossene Schichten ohne Öffnungen bilden und sich über den kompletten horizontalen Querschnitt des Halbleitersubstrats 700 erstrecken, wobei die geschlossenen Schichten nur ein Randgebiet entlang der Kante des Halbleitersubstrats 700 aussparen. Alternativ dazu können die poröse Struktur 780 und die vergrabene Oxidschicht 750 Öffnungen innerhalb von Vorrichtungsgebieten und/oder innerhalb eines Schnittfugengebiets aussparen.
8A bis 8D beziehen sich auf die Ausbildung einer porösen Struktur 780 und/oder einer vergrabenen Oxidschicht, die eine oder mehrere Öffnungen enthalten, die die Vorrichtungsschicht 770 mit dem nicht porösen Basisbereich 760 verbinden.
Zu diesem Zweck enthält eine auf einer Hauptoberfläche 701 eines Halbleitersubstrats 700 ausgebildete Hilfsmaske 410 ungleichmäßig verteilte Maskenöffnungen 415. Beispielsweise enthalten erste Maskenabschnitte 401 Maskenöffnungen 415 in einer hohen Dichte, und zumindest ein zweiter Maskenabschnitt 402 enthält keine Maskenöffnungen oder Maskenöffnungen 415 in einer geringen Dicke. Die zweiten Maskenabschnitte 402 können innerhalb eines gitterförmigen Schnittfugengebiets 690 der Hauptoberfläche 701 ausgebildet sein, wobei das Schnittfugengebiet 690 Vorrichtungsgebiete 610 lateral trennt. Das Schnittfugengebiet 690 kann mit dem zweiten Maskenabschnitt 402 zusammenfallen.
8A zeigt erste Maskenabschnitte 401, die Maskenöffnungen 415 enthalten, und einen gitterartigen zweiten Maskenabschnitt 402 ohne Maskenöffnungen 415, wobei der zweite Maskenabschnitt 402 innerhalb eines Schnittfugengebiets 690 der Hauptoberfläche 701 ausgebildet ist.
Eine poröse Struktur 780 wird unterhalb des ersten Maskenabschnitts 401 gebildet.
Wie in 8B veranschaulicht ist, umfasst die poröse Struktur 780 eine Vielzahl lateral getrennter Inselbereiche 781, die vorwiegend unterhalb der ersten Maskenabschnitte 401 ausgebildet sind und die in einem Bereich unterhalb des zweiten Maskenabschnitts 402 fehlen, wobei sich die Inselbereiche 781 in einem gewissen Maße lateral bis unter den zweiten Maskenabschnitt 402 erstrecken. Zumindest ein Teil der porösen Struktur 780 kann z.B. mittels thermischer Oxidation und/oder mittels anodischer Oxidation in eine vergrabene Oxidschicht 750 transformiert werden.
8C zeigt, dass die vergrabene Oxidschicht 750 unterhalb der ersten Maskenabschnitte 401 selektiv ausgebildet ist und in zumindest einem Teil des Halbleitersubstrats 700 in der vertikalen Projektion des zweiten Maskenabschnitts 402 fehlt. Die vergrabene Oxidschicht 750 kann sich zumindest teilweise auf Kosten des nicht porösen Basisbereichs 760 von 8B bilden und kann einen dichten unteren Bereich, der direkt an den verbleibenden Teil des porösen Basisbereichs 760 grenzt, und einen weniger dichten Bereich umfassen, der in einem Bereich der porösen Struktur 780 von 8B ausgebildet ist. Die Hilfsmaske 410 wird entfernt, und eine Vorrichtungsschicht 770 mit hoher Kristallqualität wird auf der Basis des nicht porösen Bereichs 790 gebildet. Funktionale Elemente von Halbleitervorrichtungen können in Vorrichtungsgebieten 610 der Vorrichtungsschicht 770 gebildet werden.
8D zeigt Transistorzellen TC als eine Ausführungsform funktionaler Elemente, die in den Vorrichtungsgebieten 610 der Vorrichtungsschicht 770 in der vertikalen Projektion der vergrabenen Oxidschicht 750 gebildet wurden. Statt der Transistorzellen oder zusätzlich zu diesen können die Vorrichtungsgebiete 610 der Vorrichtungsschicht 770 Anodengebiete von Leistungs-Halbleiterdioden oder dotierte Gebiete anderer funktionaler Halbleiterelemente, z.B. logischer Schaltungen, enthalten. Die vergrabene Oxidschicht 750 und die poröse Struktur 780 enthalten Öffnungen, so dass nicht poröse einkristalline Säulen 768 die Vorrichtungsschicht 770 mit dem nicht porösen Basisbereich 760 z.B. im Schnittfugengebiet 690 verbinden.
9A bis 9C beziehen sich auf eine Ausführungsform, die eine vergrabene Oxidschicht 750, die auf eine der oben beschriebenen Weisen gebildet wurde, in einem selbstjustierenden Abdünnprozess nutzt.
Transistorzellen TC sind in einer Vorrichtungsschicht 770 eines Halbleitersubstrats, wie unter Bezugnahme auf 3D, 5B oder 6D beschrieben, gebildet.
Wie in 9A veranschaulicht ist, kann eine Transistorzelle TC eine Gatestruktur 150 enthalten, zum Beispiel eine Graben-Gatestruktur 150, die sich von einer Hauptoberfläche 701 des Halbleitersubstrats 700 in die Vorrichtungsschicht 770 erstreckt, wobei die Gatestruktur 150 eine leitfähige Gateelektrode 155 und ein Gatedielektrikum 159 zwischen der Gateelektrode 155 und der Vorrichtungsschicht 770 umfasst. In der Vorrichtungsschicht 770 kann zwischen den Transistorzellen und der Oxidschicht 750 eine Driftschicht 731 ausgebildet sein. Sourcezonen 110 des Leitfähigkeitstyps der Driftschicht 731 können entlang der Hauptoberfläche 701 ausgebildet sein. Bodygebiete 125, die erste pn-Übergänge pn1 mit der Driftschicht 731 und zweite pn-Übergänge pn2 mit der Sourcezone 110 bilden, können die Sourcezonen 110 von der Driftzone 131 trennen. Gemäß anderen Ausführungsformen enthalten die Transistorzellen TC planare Gatestrukturen 150, die über der Hauptoberfläche 701 ausgebildet sind. Zusätzlich zu den Transistorzellen TC können Feldelektroden gebildet werden, die sich von der Hauptoberfläche 701 in die Vorrichtungsschicht 770 erstrecken können. Die Driftschicht 731 kann eine Kompensationsstruktur, zum Beispiel eine Superjunction-Struktur, enthalten.
Das Halbleitersubstrat 700 kann von einer der Hauptoberfläche 701 gegenüberliegenden Rückseite aus abgedünnt werden, wobei ein Basisbereich 760 zwischen der vergrabenen Oxidschicht 750 und der Rückseite vollständig entfernt wird.
9B zeigt das abgedünnte Halbleitersubstrat 700 nach einem Abdünnprozess, der bei oder nach Freilegung der Oxidschicht 750 stoppt, welche eine rückseitige Oberfläche 702 des abgedünnten Halbleitersubstrats 700 definiert.
Die Oxidschicht 750 kann entfernt werden. Eine Entfernung der Oxidschicht 750 kann einen Ätzprozess, der Siliziumoxid bezüglich der porösen Struktur 780 selektiv entfernt, und/oder ein weiteres CMP einschließen, das bei oder nach Freilegung der porösen Struktur 780 stoppt.
9C zeigt das Halbleitersubstrat 700 mit der an der Rückseite freigelegten porösen Struktur 780.
Durch die rückseitige Oberfläche 702, die die poröse Struktur 780 freilegt, können Verunreinigungen, z.B. Dotierstoffe oder Wasserstoff, in die poröse Struktur 780 und/oder in die Vorrichtungsschicht 770 implantiert werden, um z.B. eine Pufferschicht oder eine Feldstoppschicht mit einer Netto-Dotierstoffkonzentration, die zumindest zweimal, zum Beispiel zumindest zehnmal, so hoch wie in der Driftschicht 731 ist, zu definieren und/oder einen hochdotierten Kontaktbereich entlang der rückseitigen Oberfläche 702 bilden, wobei eine Dotierstoffkonzentration im Kontaktbereich ausreichend hoch ist, um einen niederohmigen Kontakt zwischen dem Kontaktbereich und einer auf der rückseitigen Oberfläche 702 ausgebildeten Metallschicht zu ermöglichen.
10A bis 12B beziehen sich auf Halbleitersubstrate, die zumindest eine einer porösen Struktur mit Säulenabschnitten und einer vergrabenen Oxidschicht mit Säulenabschnitten enthalten.
10A bis 10B veranschaulichen ein Halbleitersubstrat 700 mit einer vergrabenen porösen Struktur 780, die eine poröse Schicht 788 und poröse Säulen 789 umfasst, die von der porösen Schicht 788 in Richtung der Hauptoberfläche 701 vorragen. Die poröse Struktur 780 ist von sowohl einer Hauptoberfläche 701 an der Vorderseite als auch einer der Vorderseite gegenüberliegenden rückseitigen Oberfläche 702 beabstandet. Ein nicht poröser Basisbereich 760, der p-dotiert sein kann, liegt zwischen der porösen Struktur 780 und der rückseitigen Oberfläche 702. Die poröse Struktur kann eine mechanische Spannung im Halbleitersubstrat 700 reduzieren und kann genutzt werden, um eine Wölbung eines Wafers zu reduzieren.
Eine vertikale Ausdehnung v1 der porösen Schicht 788 kann in einem Bereich von 0,1 µm bis 5 µm, zum Beispiel von 0,5 µm bis 1 µm, liegen. Eine vertikale Ausdehnung v2 der porösen Säulen 789 kann im Bereich von einigen Nanometern liegen. Eine mittlere Distanz p1 von Mitte zu Mitte zwischen benachbarten porösen Säulen 789 kann in einem Bereich von 200 nm bis 5 µm liegen. Eine maximale horizontale Breite w1 der porösen Säulen 789 kann in einem Bereich von 100 nm bis 2 µm liegen.
Ein gitterförmiger nicht poröser Bereich 790 bettet die porösen Säulen 789 lateral ein. Der nicht poröse Bereich 790 kann einen unipolaren Übergang, zum Beispiel einen p/p^-- oder einen n/n^--Übergang, oder einen pn-Übergang mit einer nicht porösen kristallinen Vorrichtungsschicht 770 bilden, welche funktionale Elemente von Halbleitervorrichtungen enthalten kann. An einer zur rückseitigen Oberfläche 702 orientierten Seite kann die vergrabene Oxidschicht 750 eine gitterförmige Kerbe 787 enthalten, die von den vertikalen Projektionen benachbarter poröser Säulen 789 gleich beabstandet ist. Für weitere Details der porösen Struktur 780 wird auf die Beschreibung der 1A bis 9C verwiesen.
11A bis 11B veranschaulichen ein Halbleitersubstrat 700, das eine vergrabene Oxidschicht 750 zwischen einer porösen Struktur 780 und einem Basisbereich 760 des Halbleitersubstrats 700 zwischen der vergrabenen Oxidschicht 750 und einer rückseitigen Oberfläche 702 enthält. Eine Dichte oder Porosität der vergrabenen Oxidschicht 750 kann mit abnehmender Distanz zur Hauptoberfläche 701 zunehmen.
Eine Grenzfläche zwischen der porösen Struktur 780 und der vergrabenen Oxidschicht 750 kann zur Hauptoberfläche 701 vorwiegend parallel sein. An der zur rückseitigen Oberfläche 702 orientierten Seite kann die vergrabene Oxidschicht 750 eine gitterförmige Einkerbung 757 enthalten, die zu den vertikalen Projektionen der porösen Säulen 789 lateral gleich beabstandet ist und die mit dem nicht porösen einkristallinen Halbleitermaterial des nicht porösen Basisbereichs 760 gefüllt sein kann. Für weitere Details der porösen Struktur 780 und der Oxidschicht 750 wird auf die Beschreibung der 1A bis 10B verwiesen.
12A bis 12B beziehen sich auf eine vergrabene Oxidschicht 750, die von sowohl der Hauptoberfläche 701 als auch einer rückseitigen Oberfläche 702 des Halbleitersubstrats 700 beabstandet ist. An einer zur Hauptoberfläche 701 orientierten Seite kann die vergrabene Oxidschicht 750 Säulenabschnitte 759 enthalten, die in Richtung der Hauptoberfläche 701 vorragen. Der gitterförmige nicht poröse Bereich 790 bettet die Säulenbereiche 759 lateral ein. An einer zur rückseitigen Oberfläche 702 orientierten Seite kann die vergrabene Oxidschicht 750 eine gitterförmige Einkerbung 757 enthalten. Eine vertikale Ausdehnung v5 der Oxidschicht 750 kann in einem Bereich von 100 nm bis 5 µm, z.B. in einem Bereich von 0,5 µm bis 1 µm, liegen.
Halbleitervorrichtungen, die aus Halbleitersubstraten wie oben beschrieben gebildet werden, können zumindest einen Bereich einer gemäß den hierin beschriebenen Verfahren ausgebildeten porösen Struktur enthalten.
In 13A und 13B ist die Halbleitervorrichtung 500 eine Leistungs-Halbleiterdiode mit einem Halbleiterbereich 100, der aus Siliziumcarbid besteht. Beispielsweise kann der Halbleiterbereich 100 auf Silizium (Si), Germanium (Ge) oder einem Verbundhalbleiter wie etwa SiC, z.B. 4H-SiC (SiC des 4H-Polytyps), 2H-SiC, 6H-SiC oder 15R-SiC, basieren. Eine erste Oberfläche 101 des Halbleiterbereichs 100 an der Vorderseite ist parallel zu einer gegenüberliegenden zweiten Oberfläche 102 auf der Rückseite.
Eine Driftstruktur 130 grenzt direkt an die zweite Oberfläche 102. Die Driftstruktur 130 kann eine schwach dotierte Driftzone 131 und einen hochdotierten Kontaktbereich 139 zwischen der Driftzone 131 und der zweiten Oberfläche 102 umfassen, wobei der Kontaktbereich 139 den gleichen Leitfähigkeitstyp wie die Driftzone 131 aufweist.
Die Driftstruktur 130 kann durch einen niederohmigen Kontakt mit einer zweiten Lastelektrode 320, die direkt an die zweite Oberfläche 102 grenzt, elektrisch verbunden oder damit gekoppelt sein. Beispielsweise ist eine Dotierstoffkonzentration im Kontaktbereich 139 entlang der zweiten Oberfläche 102 ausreichend hoch, um einen niederohmigen Kontakt mit der zweiten Lastelektrode 320 zu bilden. Die zweite Lastelektrode 320 bildet einen Kathodenanschluss K der Halbleiterdiode oder ist mit einem solchen elektrisch verbunden oder gekoppelt.
Die Driftstruktur 130 kann zwischen der Driftzone 131 und der ersten Oberfläche 101 und zwischen der Driftzone 131 und der zweiten Oberfläche 102 weitere dotierte Gebiete, zum Beispiel eine Puffer- oder Feldstoppschicht 138 zwischen der Driftzone 131 und dem Kontaktbereich 139, enthalten.
In einem zentralen Gebiet der Halbleitervorrichtung 500 bildet ein Anodengebiet 122 einen pn-Hauptübergang pnx mit der Driftstruktur 130, zum Beispiel mit der Driftzone 131. Der pn-Hauptübergang pnx kann zur ersten Oberfläche 101 parallel sein. Eine erste Lastelektrode 310 grenzt direkt an das Anodengebiet 122 und kann einen Anodenanschluss A bilden oder mit einem solchen elektrisch verbunden oder gekoppelt sein. Eine dielektrische Schicht 210 kann Seitenwände der ersten Lastelektrode 310 bedecken. Eine Abschlussstruktur kann zwischen dem zentralen Gebiet und einer seitlichen Oberfläche 103 des Halbleiterbereichs 100 ausgebildet sein.
Der Halbleiterbereich 100 enthält einen porösen Bereich 180, der einen Schichtbereich 188 und eine Vielzahl lateral getrennter Säulenbereiche 189 umfasst, die sich von dem Schichtbereich 188 in Richtung der ersten Oberfläche 101 erstrecken. Der poröse Bereich 180 kann ausschließlich mit dem Kontaktbereich 139 überlappen, kann mit der Puffer- oder Feldstoppschicht 138 überlappen oder kann mit der Driftzone 131 überlappen.
Eine vertikale Ausdehnung v6 des Schichtbereichs 188 kann in einem Bereich von 100 nm bis 10 µm, zum Beispiel von 500 nm bis 5 µm, liegen. Eine vertikale Ausdehnung v7 der Säulenbereiche 189 kann im Bereich von einigen Nanometern liegen. Eine mittlere Distanz p6 von Mitte zu Mitte zwischen benachbarten Säulenbereichen 189 kann in einem Bereich von 200 nm bis 5 µm liegen. Eine maximale horizontale Breite w6 der Säulenbereiche 189 kann in einem Bereich von 100 nm bis 2 µm liegen.
Der poröse Schichtbereich 188 kann eine gitterförmige Vertiefung 187 an der Rückseite enthalten, wobei eine Mitte von Maschen der gitterförmigen Vertiefung 187 in einer vertikalen Projektion der porösen Säulenbereiche 189 liegt. Die gitterförmige Vertiefung 187 kann zum Beispiel mit nicht porösem einkristallinem Halbleitermaterial gefüllt sein.
Der poröse Bereich 180 kann mechanische Spannung zwischen dem hochdotierten Kontaktbereich und der Driftzone 131 reduzieren, kann Getter-Plätze für Verunreinigungen, z.B. Metallatome, vorsehen und/oder kann genutzt werden, um Vorrichtungsparameter wie etwa Unempfindlichkeit gegen Kurzschlüsse abzustimmen. Alternativ dazu oder zusätzlich kann der poröse Bereich 180 eine Ladungsträger-Rekombinationsrate lokal erhöhen, um Schaltcharakteristiken einer Halbleitervorrichtung, z.B. eines IGBT, zu verbessern und/oder kann eine Haftung zwischen dem Halbleiterbereich 100 und der zweiten Lastelektrode 320 verbessern.
14A und 14B zeigen eine Halbleitervorrichtung 500, die Transistorzellen TC enthält. Die Halbleitervorrichtung 500 kann zum Beispiel ein IGFET (Feldeffekttransistor mit isoliertem Gate), ein IGBT (Bipolartransistor mit isoliertem Gate) oder eine MCD (MOS-gesteuerte Diode) sein. Im Hinblick auf Details des Halbleiterbereichs 100 der Driftstruktur 130 und des porösen Bereichs 180 wird auf die Beschreibung der Halbleiterdiode in 13A und 13B verwiesen.
Statt eines Anodengebiets enthält die Halbleitervorrichtung 500 der 14A und 14B Transistorzellen TC, wobei in jeder Transistorzelle TC ein Bodygebiet 125 ein Sourcegebiet von der Driftstruktur 130 trennt. Die Bodygebiete 125 können erste Transistor-pn-Übergänge pn1 mit der Driftstruktur 130, z.B. mit der Driftzone 131, bilden. Die Bodygebiete 125 bilden zweite Transistor-pn-Übergänge mit den Sourcezonen.
Eine erste Lastelektrode 310, die mit den Bodygebieten 125 und den Sourcegebieten der Transistorzellen TC elektrisch verbunden ist, kann einen ersten Lastanschluss L1, welcher ein Anodenanschluss einer MCD, ein Sourceanschluss eines IGFET oder ein Emitteranschluss eines IGBT sein kann, bilden oder kann mit einem solchen elektrisch verbunden oder gekoppelt sein.
Eine zweite Lastelektrode 320, die mit dem Kontaktbereich 139 elektrisch verbunden ist, kann einen zweiten Lastanschluss L2, welcher ein Kathodenanschluss einer MCD, ein Drainanschluss eines IGFET oder ein Kollektoranschluss eines IGBT sein kann, bilden oder kann mit einem solchen elektrisch verbunden oder gekoppelt sein.
Die Transistorzellen TC können Transistorzellen mit planaren Gateelektroden oder Graben-Gateelektroden sein, wobei die Graben-Gateelektroden einen lateralen Kanal oder einen vertikalen Kanal steuern können. Gemäß einer Ausführungsform sind die Transistorzellen TC n-Kanal-FET-Zellen mit p-dotierten Bodygebieten 125, n-dotierten Sourcezonen und einer n-dotierten Driftzone 131.
15A und 15B beziehen sich auf eine SOI-Halbleitervorrichtung 500, z.B. eine CMOS-(komplementäre Metall-Oxid-Halbleiter-)Vorrichtung. Gemäß der veranschaulichten Ausführungsform ist die SOI-Halbleitervorrichtung 500 eine intelligente Leistungsvorrichtung, die sowohl eine Vielzahl paralleler Transistorzellen TC als auch Logik/Treiberschaltungen IC enthält, wobei eine Gateverdrahtung 330 die Gateelektroden der Transistorzellen TC mit einer Ausgangsstufe einer der Logik/Treiberschaltungen IC elektrisch verbinden kann.
Ein Halbleiterbereich 100 der SOI-Halbleitervorrichtung 500 enthält einen porösen Bereich 180, der einen Schichtbereich 188 und eine Vielzahl lateral getrennter Säulenbereiche 189 umfasst, die sich vom Schichtbereich 188 in Richtung der ersten Oberfläche 101 erstrecken.
Ein vergrabenes Oxidgebiet 250 bildet eine vorwiegend horizontale Grenzfläche mit einer Unterseite des porösen Bereichs 180. Ein niederohmiger oder hochohmiger Halbleiter-Basiskörper 160 kann zwischen dem vergrabenen Oxidgebiet 250 und einer Zusatzmetallisierung 340 an der Rückseite ausgebildet sein. Das vergrabene Oxidgebiet 250 kann einen dichten unteren Bereich entlang dem Halbleiter-Basiskörper 160 und einen weniger dichten Bereich an der zur ersten Oberfläche 101 orientierten Seite umfassen. An der zur zweiten Oberfläche 102 orientierten Seite kann das vergrabene Oxidgebiet 250 eine gitterförmige Aussparung 257 enthalten, die zu den vertikalen Projektionen der Säulenbereiche 189 lateral gleich beabstandet ist und die mit nicht porösem einkristallinem Halbleitermaterial des Halbleiter-Basiskörpers 160 gefüllt sein kann. Für weitere Details des porösen Bereichs 180 und des vergrabenen Oxidgebiets 250 wird auf die Beschreibung der 1A bis 11B verwiesen.
16A und 16B zeigen eine andere SOI-Halbleitervorrichtung 500 mit einem vergrabenen Oxidgebiet 250, das Oxidsäulen 259 umfasst, die von einem Oxidschichtabschnitt 258 in Richtung der ersten Oberfläche 101 vorragen. Ein gitterförmiger nicht poröser Abschnitt des Halbleiterbereichs 100 bettet die Oxidsäulen 259 lateral ein. An einer zur zweiten Oberfläche 102 orientierten Seite kann das vergrabene Oxidgebiet 250 eine gitterförmige Aussparung 257 enthalten, die zu den vertikalen Projektionen der Oxidsäulen 259 lateral gleich beabstandet ist und die mit nicht porösem einkristallinem Halbleitermaterial gefüllt sein kann. Für weitere Details des vergrabenen Oxidgebiets 250 wird auf die Beschreibung der 1A bis 12B verwiesen.
Obwohl spezifische Ausführungsformen hier veranschaulicht und beschrieben sind, ist es für den Fachmann selbstverständlich, dass eine Vielzahl von alternativen und/oder äquivalenten Gestaltungen für die gezeigten und beschriebenen spezifischen Ausführungsformen herangezogen werden kann, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Diese Anmeldung soll daher jegliche Anpassungen oder Veränderungen der hier diskutierten spezifischen Ausführungsformen abdecken. Daher ist beabsichtigt, dass diese Erfindung lediglich durch die Patentansprüche und deren Äquivalente begrenzt ist.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, wobei das Verfahren umfasst: Ausbilden einer Hilfsmaske mit einer Vielzahl von Maskenöffnungen auf einer Hauptoberfläche eines kristallinen Halbleitersubstrats; Ausbilden einer porösen Struktur im Halbleitersubstrat, wobei die poröse Struktur eine poröse Schicht in einer Distanz zur Hauptoberfläche und poröse Säulen umfasst, die von der porösen Schicht in Richtung der Hauptoberfläche vorragen und durch einen nicht porösen Bereich lateral voneinander getrennt sind; und Ausbilden einer nicht porösen Vorrichtungsschicht auf dem nicht porösen Bereich und auf den porösen Säulen.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Abdünnen des Halbleitersubstrats von einer der Hauptoberfläche gegenüberliegenden Rückseite aus, wobei das Abdünnen als Antwort auf eine Detektion einer Freilegung der porösen Struktur gestoppt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend: selektives Entfernen der porösen Struktur.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Ausbilden der nicht porösen Vorrichtungsschicht eine Wärmebehandlung in einer Wasserstoff enthaltenden Atmosphäre umfasst, um eine nicht poröse kristalline Startschicht zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei ein Ausbilden der Vorrichtungsschicht ein Ausbilden einer Hauptschicht auf der Startschicht mittels Epitaxie umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Ausbilden einer Oxidschicht aus zumindest einem unteren Abschnitt der porösen Struktur.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Oxidschicht teilweise in einem nicht porösen Basisbereich zwischen der porösen Struktur und einer der Hauptoberfläche gegenüberliegenden Seite gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei ein dichter unterer Bereich der Oxidschicht auf Kosten eines nicht porösen Basisbereichs zwischen der porösen Struktur und einer der Hauptoberfläche gegenüberliegenden Seite gebildet wird und ein weniger dichter Bereich der Oxidschicht aus einem Bereich der porösen Struktur gebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei ein Ausbilden der Oxidschicht zumindest eine einer anodischen Oxidation und einer thermischen Oxidation umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die porösen Säulen in Säulenabschnitte der Oxidschicht umgewandelt werden.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei ein Ausbilden der Vorrichtungsschicht ein epitaktisches Wachstum umfasst, wobei die Säulenabschnitte der Oxidschicht lateral überwachsen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11, ferner umfassend: Abdünnen des Halbleitersubstrats von einer der Hauptoberfläche gegenüberliegenden Rückseite aus, wobei das Abdünnen als Antwort auf eine Freilegung der Oxidschicht gestoppt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend: selektives Entfernen der Oxidschicht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Maskenöffnungen ein regelmäßiges Muster bilden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei eine Querschnittsfläche der Maskenöffnungen höchstens 25 µm² beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei eine Distanz von Mitte zu Mitte der Maskenöffnungen höchstens 10 µm beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei ein Flächenverhältnis der Maskenöffnungen zur Hauptoberfläche höchstens 1:2 beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Hilfsmaske ein Gitter oder eine Vielzahl von regelmäßig angeordneten Gittern bildet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei die poröse Struktur mittels Anodisierung gebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, ferner umfassend: Ausbilden einer Hilfsschicht auf einem Basissubstrat, um das Halbleitersubstrat zu bilden, wobei die Hilfsschicht und das Basissubstrat einen Übergang bilden und eine freigelegte Oberfläche der Hilfsschicht die Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats bildet, wobei der Übergang einer eines pn-Übergangs, eines n⁺⁺/n^--Übergangs und eines p⁺⁺/p^--Übergangs ist.
Verfahren nach Anspruch 18, ferner umfassend: Ausbilden dotierter Säulen eines Leitfähigkeitstyps des Basissubstrats in der vertikalen Projektion der Maskenöffnungen, wobei die dotierten Säulen sich von der Hauptoberfläche zum Übergang erstrecken.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, wobei die poröse Struktur eine Vielzahl lateral getrennter Inselbereiche enthält.
Halbleitersubstrat, umfassend: eine poröse Schicht in einer Distanz zu einer Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats; poröse Säulen, die sich von der porösen Schicht in Richtung der Hauptoberfläche erstrecken; und einen nicht porösen Bereich, der die porösen Säulen lateral voneinander trennt.
Halbleitersubstrat nach Anspruch 23, wobei die poröse Schicht eine gitterförmige Kerbe an einer der Hauptoberfläche gegenüberliegenden Seite aufweist, wobei Maschen der gitterförmigen Kerbe zwischen den porösen Säulen lateral zentriert sind.
Halbleitersubstrat nach Anspruch 23, ferner umfassend: eine Oxidschicht zwischen der porösen Schicht und einer der Hauptoberfläche gegenüberliegenden Rückseite, wobei die Oxidschicht an die poröse Schicht grenzt.
Halbleitersubstrat nach Anspruch 25, wobei die Oxidschicht eine gitterförmige Einkerbung an einer der Hauptoberfläche gegenüberliegenden Seite aufweist und Maschen der gitterförmigen Einkerbung zwischen den porösen Säulen lateral zentriert sind.
Halbleitersubstrat nach einem der Ansprüche 23 bis 26, wobei eine Querschnittsfläche der porösen Säulen höchstens 25 µm² beträgt.
Halbleitervorrichtung, umfassend: einen porösen Schichtbereich in einer Distanz zu einer ersten Oberfläche eines Halbleiterbereichs; poröse Säulenbereiche, die sich von dem porösen Schichtbereich in Richtung der ersten Oberfläche erstrecken, wobei die porösen Säulenbereiche lateral voneinander getrennt sind.
Halbleitervorrichtung nach Anspruch 28, wobei der poröse Schichtbereich eine gitterförmige Vertiefung an einer der Hauptoberfläche gegenüberliegenden Seite aufweist, wobei Maschen der gitterförmigen Vertiefung zwischen den porösen Säulenbereichen zentriert sind.