DE1816083A1 - Verfahren zur Getterung schnell diffundierender Verunreinigungen in Halbleiterkristallen - Google Patents
Verfahren zur Getterung schnell diffundierender Verunreinigungen in HalbleiterkristallenInfo
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Description
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT München 2, 2Ü0E7.1968
Berlin und München 7ittelsbaeherplatz 2
1816083 pa 68/3248
Verfahren zur Getterung schnell diffundierender Ver-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfuhren zur Getterung schnell diffundierender Verunreinigungen in Harbleiterkristallen
durch Aufbringen von Getterbelägen auf der Rückseite der für die Fertigung von Halbleiterbauelementen vorgesehenen
Kriställscheiben.
■ Eine schwankende Versetzungsdichte in Einkristallscheiben
kann die Reproduzierbarkeit bzw. Effektivität verschiedener Verfahrensschritte bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen
sehr stark beeinflussen. Die Ursache dafür liegt vorwiegend in der Rolle, welche diese Gitterdeffekte als
Reservoir für schnell diffundierende Verunreinigungen spielen. Eine ganz besondere Bedeutung kommt derartigen Vorgängen
zu, wenn die betreffende Verunreinigung aktiv in die Ladungsträgerbilans des Halbleiterkörpers eingreift»
Dies ist z.B. der Fall bei der Anwesenheit von Kupfer in Gerraanium- oder Galliumarsenidkristallen»
Die Erfindung dient zur Lösung der Aufgabes auf einfache
und schnelle Weise-den unkontrollierbaren Einfluß solcher Verunreinigungen auszuschalten.
Die Erfindung geht bei der Lösung dieser Aufgebe von der
■Überlegung aus, daß durch Erzeugung einer großen inneren
Oberfläche bei der Bildung eines Getterbjelags auf der Rückseite,
der für die Fertigung der Halbleiterbauelemente vorgesehenen Kristallscheiben die rasch diffundierenden Verunrei-
PA 9/501/460 Edt/Au - 2 -
16. Dezember 1*968 r roo'c/·* aea
Uvseib/ labe
BAD ORIGINAL,
pa 9/5o 1/460
nigungen (Frerndatome wie ζ. Β. Kupfer) zur Ausscheidung
gezwungen v/erden, wenn die Abkühlung der Halbleiterbauelemente nach dem letzten bei ι höherer ffloraporatur stattfindenden
Verfahrensschritt in der richtigen V/eise vorgenommen wird. Die Temperbehandlung der Kristalle erfolgt
doshalb in einem Temperaturbereich, in dem die Diffusion
substitutionoll eingebauter Störstellen (pn-Übergänge) vernachlässigbar, diejenige von interstitiell wandernden
Störstellen jedoch noch'ausreichend ist, um deren Abzug
von der gegenüberliegenden Grenzfläche in die Getterschicht zu gewährleisten.
^ ' Es wird deshalb erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die
" Getterbeläge in mikrokristalliner bis amorpher hochreiner Form als Dünnschicht aus arteigenem Material, aus Reaktionsprodukten
"xeses Materials mit verschiedenen Nichtmetallen oder aus arteigenem Material mit eingelagerten
Reaktionsprodukten" dieser Art gebildet werden. Y/ichtig
ist, daß zwischen dem Getterbelagmaterial und dem Halbleitersubstrat
.eine gute Haftfestigkeit besteht, was gegebenenfulls
durch eine geeignete Vorbehandlung der entsprechenden Substratoberfläche erreicht v/erden kann.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel nach'.der Lehre der Srfindung
werden Gettergeläge durch Aufampfen im Vakuum erzeugt.
Ill V k Dabei kommen, wenn binäre Verbindungen wie z. B. A B-Verbindungen
verwendet werden, zv/ei getrennte Verdampferquollen für die einzelnen Elemente zur Anwendung. Sine
andere Möglichkeit des Aufdampfens des Getterbelages im Hochvakuum (io mm Hg) ist durch das Verfahren der "Flashevaporation",
d'-.h. durch blitzartige völlige Verdampfung
kleiner Substanzmengen der halbleitenden Verbindung gegeben.
3s kann aber auch eine solche Verfahrensweise, gewählt weiden,
bei welcher mit Hilfe einer reinen Gasreaktion geux1-
009826/1998
BAD ORIGINAL
PA 9/5π1/46ο - «9» -
beitet wird, beispielsweise durch Pyrolyse entsprechend ,zersotzlicher und leicht flüchtiger Ausgangsverbindungen.
Eine weitere Möglichkeit bietet sich durch eine chemische Transportreaktion bei relativ niedrigen Substrattempei-aturen
an. Dabei wird das den Getterbelag bildende Material, z.B.
Silicium, von einem ala Quelle dienenden Halbleiterkörper auf das Substrat mittels eines Transportgases, z. B. Jod,
Übertragen.
Es liegt auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung, daß die Getterbeläge durch eine Grenzflächenreaktion des Halbleitermaterials
mit der Gasphase gebildet werden. Diese Methode wird insbesondere dann angewandt, wenn die gebildeten
Getterbeläge aus einer mikrokristallinen bis amorphen Fremdphase, die jedoch keine neuen Verunreinigungen
einbringen darf, erzeugt wird. Dabei werden vorzugsweise Nitride, Oxide oder Carbide des entsprechenden Halblei torraaterials oder auch deren Einlagerung in arteigenes
Material; als Dünnschichten auf der Rückseite der Halbleiterkristallscheibe
gebildet.
Außerdem ist es noch Möglich, die Getterschicht oder den
Getterbelag durch Ionenbeschuß der Oberflache der Halbleiterkristallscheibe
eu erzeugen. Dabei entsteht im Bereich der Eindringtiefe der energiereichen Teilchen eine gestörte
Oberflächenschicht auf der Halbleiterkristallscheibe, durch welche eine größere inntsro Oberfläche zum Einfangen der
Fremdatcne .geschaffen wird.
Gemäß der Lehre der Erfindung soll die Korngröße des die Dünnschicht bildenden'Materials 1 /u nicht überschreiten. Die
Getterwirkung der Schicht wird umso günstiger, je mehr der amorphe Zustand erreicht wird. Bei einer Scheibendicke des
Halbleiterausgangsmaterials von 2oo/U haben sich je nach Verunreinigungskonsentration im Substrat und innerer Oberfläche
des Gctterbereiches Dicken der öetterschicht zwischen
_ 4 _ 0 0 9 8 2 6/1998 bad
j',-! 9/tJo ι/ Ί-bw . -^-
5oo und 5o ooo $ bewährt.
Das Verfahren nach der Lehre der Erfindung ist anwendbar bei der Herstellung aller Halbleiterbauelemente wie Transietoren,
Dioden oder integrierten Schaltkreisen, gleichgültig, 5 ob sie nach der Legierungs-,Mesa- oder Planartechnik gefertigt
sind. Das Verfahren ist unabhängig vom Materialtyp
III V und läßt sich gleich gut für Silicium, Germanium, AB-
TT YJ
oder A B -Verbindungen verwenden.
Die in der Zeichnung dargestellte Figur zeigt im Sehnittbild einen mit einer Dünnschicht versehenen Halbleiteraus-P
gangskristall. Dabei bedeutet das Bezugszeiclien 1 einen aus
Silicium bestehenden Halbleiterkristall von 2oo /a Dicke
und 2 die nach dem Verfahren nach der lehre der Erfindung beispielsweise durch eine thermische Zersetzung von Monosilan
gebildete Getterschicht, welche eine Schichtdicke von 1/Ioyu aufweist.
Λο Patentansprüche 1 Figur
009826/1998 BAD ORIGINAL - 5'-
Claims (9)
- VA 9/5ο 1/46ο - ß -S-. i. IL JJ.. ä- J?. JL ik.-1. Verfahren zur Getterung schnell diffundierender Verunreinigungen in Halbleiterkristallen durch Aufbringen von Getterbelägen auf der Rückseite der für die Fertigung von Halbleiterbauelementen vorgesehenen Kristallscheiben, dadurch gekennzeichnet, daß die Getterbeläge in mikrokristalliner bis amorpher, hochreiner Form als Dünnschicht aus arteigenem Material, aus Reaktionsprodukten dieses Materials mit verschiedenen Nichtmetallen oder aus arteigenem Material mit eingelagerten Reaktionsprodukten dieser Art gebildet werden.
- 2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Getterbeläge durch eine Grenzflächenreaktion des Halbleitermaterials mit der Gasphase gebildet werden.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Getterbeläge durch Aufdampfen im Hochvakuum erzeugt. werden.
- 4» Verfahren nach mindestens einem der Patentansprüche VMs 3 > dadurch gekennzeichnet, daß die Getterbeläge durch Pyrolyse der entsprechenden Verbindungen erzeugt werden»
- 5= Verfahren nach mindestens einem der Patentansprüche 1 bis 45 dadurch gekennzeichnet, daß die Getterbeläge durch eine Transportreaktion bei relativ niedriger■Substrattemperatur erzeugt werden»
- 6. Verfahren nach mindestens einem der Patentansprüche 1 bis 5? dadurch gekennzeichnet, daß als Betterbelfigl ein Nitrid, Oxyd oder Karbid des entsprechenden Halbleitermaterial» erzeugt wird»009826/1 998 ΩΛη Λ , ™ 6 "BAD ORiGINALΓΑ 9/5 ο 1/4 6 ο
- 7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Getterbelag durch Ionenbeschuß der Halbleiterkristallscheibe gebildet wird.
- 8. Verfahren nach mindestens einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Korngröße des den Getterbelag bildenden Materials weniger als 1 /u. beträgt.
- 9. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, dadurch ■ gekennzeichnet, daß bei einer Kristallscheibendicke desAusgangsmaterials von 2oo/u der Getterbelag in einer Dicke * zwischen 5oo und 5o ooo 2 aufgebracht v/ird.1o. Halbleiterbauelement mit auf der Rückseite befindlichem Getterbelag, hergestellt nach einem Verfahren nach mindestens einem der Patentansprüche 1 bis 9·D 0 9 8 2 6 / 1 9 9 8 BAD 0RK3INAL
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| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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