DE19545518A1

DE19545518A1 - Halbleitersubstrat mit ermittelbarer Kristallorientierung und Verfahren zum Herstellen und Verwenden desselben

Info

Publication number: DE19545518A1
Application number: DE19545518A
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Kimura; Keiji Yamauchi; Hidekazu Yamamoto; Shigehisa Yamamoto; Masafumi Katsumata; Yasukazu Mukogawa; Hajime Watanabe
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1995-02-17
Filing date: 1995-12-06
Publication date: 1996-08-22
Also published as: KR960032590A; US5876819A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Halbleitersubstrat und Verfahren zum Herstellen und Verwenden desselben. Insbe sondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Halbleiter substrat, dessen Kristallorientierung ermittelt werden kann, ein Verfahren zu seiner Herstellung und ein Verfahren zum Verwenden eines derartigen Halbleitersubstrats.

Die meisten der üblichen Halbleitersubstrate sind aus Sili zium (Si) gebildet. Speziell wird vom Standpunkt der Gleich mäßigkeitsforderung des Halbleiters ein aus einkristallinem Silizium gebildetes Substrat verwendet. Um dieses einkri stalline Siliziumsubstrat herzustellen, wird zunächst gemäß einem Verfahren zum tiegelfreien Zonenschmelzen (FZ-Verfah ren) durch epitaktisches Wachstum unter Verwendung eines Impfkristalls ein einkristalliner Siliziumstab gebildet. Dieser einkristalline Siliziumstab wird in einer zu seiner Wachstumsachse senkrechten Richtung zerschnitten und bear beitet.

Da das einkristalline Silizium Si-Atome aufweist, die im ganzen Kristall geordnet angeordnet sind, ist gemäß der Richtung, in der er zerschnitten wird, die die Oberfläche des Substrats bildende Kristallebene verschieden. Wenn die Kristallebene verschieden ist, dann wird die Natur eines Oxidfilms (SiO₂), der als Isolationsfilm dient, welcher für den funktionalen Aspekt der auf dem Substrat gebildeten Ein richtung benötigt wird, in einem nachfolgenden Herstellungs schritt nicht einheitlich sein. Dies verursacht eine Verrin gerung der Zuverlässigkeit der hergestellten Halbleiterein richtung.

Herkömmlicherweise ist an dem einkristallinen Siliziumsub strat eine eine bestimmte Kristallorientierung anzeigende Orientierungsflachseite oder Kerbe vorgesehen, so daß beim Bilden einer Einrichtung auf dem Substrat die Kristallorien tierung des das Substrat bildenden einkristallinen Siliziums leicht erkannt werden kann. Da gemäß dem epitaktischen Wachstum unter Verwendung eines Impfkristalls, wie vorste hend beschrieben, ein einkristalliner Siliziumstab herge stellt wird, wird gemäß der Kristallstruktur des Impfkri stalls in der Wachstumsachse, d. h. in der Richtung der Zy linderachse des Stabes, ein Kristall wachsen gelassen. Es ist daher nicht notwendig, die Kristallorientierung in der Richtung der Zylinderachse des Stabes zu erkennen. Ein Er kennen der Kristallorientierung in einer zu der Wachstums achse senkrechten Richtung wird durch Erkennen der einen Richtung auf der zu der Wachstumsachse senkrechten Ebene unter Verwendung der vorstehend genannten Orientierungs flachseite oder Kerbe ausgeführt.

Fig. 73 ist eine Draufsicht, die ein Halbleitersubstrat zeigt, welches eine herkömmliche Orientierungsflachseite vorgesehen hat. Unter Bezugnahme auf Fig. 73 weist ein her kömmliches Halbleitersubstrat eine an einer Siliziumscheibe 101a gebildete Orientierungsflachseite 120 zum Anzeigen der Kristallorientierung auf. Die Fig. 75 bis 78 sind Per spektivansichten eines Halbleitersubstrats mit der in Fig. 73 gezeigten herkömmlichen Orientierungsflachseite zum Be schreiben seines Herstellungsprozesses. Ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleitersubstrats mit herkömmlicher Orientierungsflachseite wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 74 bis 78 beschrieben.

Zunächst wird durch ein Verfahren zum tiegelfreien Zonen schmelzen (FZ-Verfahren) oder ein Czochralski-Ziehverfahren (CZ-Verfahren) ein einkristalliner Siliziumstab 103a, wie in Fig. 74 gezeigt, gebildet. Bei diesen Verfahren wird ein einkristalliner Impfkristall 130 in eine geschmolzene Lösung aus Si mit großer Reinheit getaucht, wodurch an der Oberflä che des Impfkristalls eine Kristallisation vorgeht. Die Si- Atome in der geschmolzenen Lösung werden gemäß der Anordnung der Atome in dem Impfkristall angeordnet und verfestigt, wo mit sich das sogenannte epitaktische Wachstum ergibt. Der ganze Stab stellt einen Einkristall mit einer geordneten An ordnung der Atome dar.

Die beiden Enden des gezogenen einkristallinen Silizium stabes 103a werden abgeschnitten. Der Stab weist ein Um fangsgebiet auf, dessen Durchmesser derart ist, daß sein Querschnitt ein echter Kreis ist. Somit wird zylindrisches einkristallines Silizium 103 vorgesehen, wie in Fig. 75 gezeigt.

Die Kristallorientierung in der Richtung der Zylinderachse des zylindrischen einkristallinen Siliziums 103 ist bekannt, da sie in Abhängigkeit von dem beim Bilden des einkristal linen Siliziumstabes verwendeten Impfkristall 130 bestimmt wird. Doch die Kristallorientierung in der zur Zylinderachse senkrechten Ebene wird nicht erkannt. Die Kristallorientie rung des Einkristalls 103 wird durch ein Röntgendiffrak tionsverfahren ermittelt, wie in Fig. 76 gezeigt.

Gemäß der erkannten Kristallorientierung wird in einer eine vorbestimmte Kristallorientierung anzeigenden Richtung eine als Orientierungsflachseite dienende Kerbe gebildet, wie in Fig. 77 gezeigt. Das zylindrische einkristalline Silizium 103 mit einem abgeschnittenen Abschnitt wird in eine vorbe stimmte Dicke zerschnitten, wie in Fig. 78 gezeigt. Jeder Abschnitt wird einem Schleifprozeß unterzogen, wodurch sich eine Siliziumscheibe 101a ergibt. Somit wurde ein Halblei tersubstrat mit einer herkömmlichen Orientierungsflachseite gebildet.

Fig. 79 ist eine Draufsicht, welche ein Halbleitersubstrat mit einer herkömmlichen Kerbe zeigt. Unter Bezugnahme auf Fig. 79 weist ein herkömmliches Halbleitersubstrat eine in einer Siliziumscheibe 101b gebildete Kerbe 119 auf, welche die Kristallorientierung anzeigt.

Die Fig. 80 bis 82 sind Perspektivansichten des Halblei tersubstrats mit der herkömmlichen Kerbe der Fig. 79 zum Beschreiben seines Herstellungsprozesses. Der Prozeß zum Herstellen eines Halbleitersubstrats mit herkömmlicher Kerbe wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 80 bis 82 beschrieben. Der Schritt, der dem in den vorstehend genann ten Fig. 74 und 75 gezeigten Schritt folgt, ist in Fig. 80 dargestellt. Bei dem in Fig. 80 dargestellten Schritt wird durch ein Röntgendiffraktionsverfahren die Kristall orientierung des in zylindrischer Form gebildeten einkri stallinen Siliziums erkannt. Gemäß der erkannten Kristall orientierung wird in einer eine vorbestimmte Kristallorien tierung anzeigenden Richtung ein als Kerbe dienender Ab schnitt gebildet, wie in Fig. 81 gezeigt. Das zylindrische einkristalline Silizium 103 mit einem abgeschnittenen Ab schnitt wird in eine vorbestimmte Dicke zerschnitten, wie in Fig. 82 gezeigt. Jeder Abschnitt wird einem Schleifprozeß unterzogen, wodurch sich eine Siliziumscheibe 101b ergibt. Somit wird ein Halbleitersubstrat mit einer herkömmlichen Kerbe gebildet.

Bei den herkömmlichen Halbleitersubstraten mit Orientie rungsflachseite oder Kerbe, wie in den Fig. 73 und 79 gezeigt, ist die Marke (die Orientierungsflachseite, die Kerbe) direkt auf der Siliziumscheibe vorgesehen. Daher wird durch den Abschnitt dieser Marke die Fläche der Hauptober fläche der Siliziumscheibe verkleinert. Im Ergebnis war es ein Problem, daß die wirksame Verwendungsfläche der Sili ziumscheibe verkleinert wird. Es war auch ein Problem bei derartigen herkömmlichen Halbleitersubstraten, daß die Dicke eines Resistfilms in dem Abschnitt der Marke im Vergleich zu derjenigen in den anderen Abschnitten vergrößert wird, wo durch eine Ungleichmäßigkeit der Dicke des Resistfilms ver ursacht wird. Ferner war es ein Problem, daß infolge einer Spannungskonzentration in dem Kerbenabschnitt die mechani sche Festigkeit verkleinert wird. Es war auch ein Nachteil, daß Fremdgegenstände aus dem Kerbenbildungsabschnitt erzeugt wurden, welche in dem Fall eines Halbleitersubstrats mit Kerbe besonders bedeutsam sind.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ver kleinerung der mechanischen Festigkeit und der wirksamen Verwendungsfläche und eine Ungleichmäßigkeit eines Resist films bei einem Halbleitersubstrat zu vermeiden.

Eine andere Aufgabe der vorliegengen Erfindung ist es, ins besondere eine Verkleinerung der mechanischen Festigkeit bei einem Halbleitersubstrat zu verhindern.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Halbleitersubstrat ohne Problem mit einer Verkleinerung der mechanischen Festigkeit und der wirksamen Verwendungsfläche und einer Ungleichmäßigkeit eines Resistfilms bei einem Ver fahren zum Herstellen eines Halbleitersubstrats leicht her zustellen.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Halbleitersubstrat leicht herzustellen, welches bei einem Verfahren zum Herstellen des Halbleitersubstrats keine Ver kleinerung insbesondere der mechanischen Festigkeit auf weist.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Kristallorientierung einer Epitaxieschicht bei einem Verfah ren zum Verwenden eines Halbleitersubstrats leicht zu erken nen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Kristallorientierung einer Halbleiterscheibe mit einer an ihr gebildeten Marke bei einem Verfahren zum Verwenden eines Halbleitersubstrats leicht zu erkennen.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein Halbleitersubstrat eine Halbleiterscheibe und eine Ermitt lungsmarke. Die Halbleiterscheibe hat einen gänzlich eine Kreiskontur aufweisenden Außenumfang. Die Marke ist in einem vorbestimmten Gebiet auf der Oberfläche der Halbleiterschei be gebildet, um die Kristallorientierung der Halbleiter scheibe zu ermitteln. Vorzugsweise ist die Ermittlungsmarke gebildet in der Nähe des Außenumfangs der Halbleiterscheibe.

Daher kann die Kristallorientierung einer Halbleiterscheibe leicht ermittelt werden, während sie ihre frühere Form einer kreisförmigen Halbleiterscheibe ohne charakteristische Form, wie beispielsweise die herkömmlich verwendete Orientierungs flachseite, behält. Durch Bilden der Ermittlungsmarke auf dem Außenumfang der Halbleiterscheibe wird der beim Ermit teln der Kristallorientierung einer Halbleiterscheibe er zeugte Fehler im Vergleich zu dem Fall, daß im Zentralab schnitt einer Halbleiterscheibe eine Ermittlungsmarke gebil det ist, wesentlich verkleinert.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ent hält ein Halbleitersubstrat eine erste und eine zweite Halb leiterscheibe. Die erste Halbleiterscheibe hat einen gänz lich eine Kreiskontur aufweisenden Außenumfang. Die zweite Halbleiterscheibe ist mit der ersten Halbleiterscheibe ver bunden und hat ein vorbestimmtes Gebiet ihrer Oberfläche in einer Struktur ausgebildet, welche ihre Kristallorientierung ermitteln kann.

Folglich kann die Kristallorientierung der zweiten Halblei terscheibe leicht ermittelt werden, während eine Verkleine rung der mechanischen Festigkeit verhindert wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ent hält ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleitersubstrats einen Schritt zum Bilden eines einkristallinen Halbleiters in einer zylindrischen Form, einen Schritt zum Ermitteln der Kristallorientierung des einkristallinen Halbleiters, einen Schritt zum Einführen von Störstellen in ein vorbestimmtes Gebiet des einkristallinen Halbleiters, um ein die Kristall orientierung anzeigendes Störstellengebiet zu bilden, und einen Schritt zum Bearbeiten des einkristallinen Halblei ters, um eine Mehrzahl von Halbleiterscheiben zu bilden.

Folglich wird ein Halbleitersubstrat mit einem Störstellen gebiet zum Ermitteln der Kristallorientierung einer Halblei terscheibe, welches in einem vorbestimmten Gebiet der Halb leiterscheibe mit einem gänzlich eine Kreiskontur aufweisen den Außenumfang gebildet wird, leicht hergestellt.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ent hält ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleitersubstrats einen Schritt zum Bilden eines einkristallinen Halbleiters in einer zylindrischen Form, einen Schritt zum Umwandeln eines vorbestimmten Gebiets des einkristallinen Halbleiters in ein anderes Material mittels chemischer Reaktion nach Er mitteln der Kristallorientierung des einkristallinen Halb leiters, um ein die Kristallorientierung anzeigendes Gebiet aus anderem Material zu bilden, und einen Schritt zum Be arbeiten des Halbleitersubstrats, um eine Mehrzahl von Halb leiterscheiben zu bilden.

Folglich kann ein Halbleitersubstrat mit einem Gebiet aus anderem Material zum Ermitteln der Kristallorientierung der Halbleiterscheibe, welches in einem vorbestimmten Gebiet der Halbleiterscheibe mit einem gänzlich eine Kreiskontur auf weisenden Außenumfang gebildet wird, leicht hergestellt wer den.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ent hält ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleitersubstrats einen Schritt zum Bearbeiten eines einkristallinen Halblei ters in einer zylindrischen Form, einen Schritt zum Ermit teln der Kristallorientierung des einkristallinen Halblei ters, um einen Film zum Erkennen der Kristallorientierung in einem vorbestimmten Gebiet auf einer Oberfläche der Außenum fangsseite des einkristallinen Halbleiters zu bilden, und einen Schritt zum Bearbeiten des einkristallinen Halblei ters, um eine Mehrzahl von Halbleiterscheiben zu bilden.

Folglich wird ein Halbleitersubstrat mit einem Film zum Er mitteln der Kristallorientierung einer Halbleiterscheibe, welcher in einem vorbestimmten Gebiet des Halbleiters mit einem gänzlich eine Kreiskontur aufweisenden Außenumfang ge bildet wird, leicht hergestellt.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ent hält ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleitersubstrats einen Schritt zum Bearbeiten eines einkristallinen Halblei ters in einer zylindrischen Form, einen Schritt zum Ermit teln der Kristallorientierung des einkristallinen Halblei ters und zum anschließenden Bilden einer ersten die Kri stallorientierung anzeigenden Ermittlungsmarke in einem vor bestimmten Gebiet auf dem Außenumfang des einkristallinen Halbleiters, einen Schritt zum Bearbeiten des einkristalli nen Halbleiters, um eine Mehrzahl von Halbleiterscheiben zu bilden, und einen Schritt zum Bilden einer zweiten die Kri stallorientierung anzeigenden Ermittlungsmarke in einem vor bestimmten Gebiet auf einer Hauptoberfläche der Halbleiter scheibe mit der ersten Ermittlungsmarke als Referenz.

Folglich wird ein Halbleitersubstrat mit einer Ermittlungs marke mit einer vorbestimmten Oberflächenstruktur zum Ermit teln der Kristallorientierung einer Halbleiterscheibe in einem vorbestimmten Gebiet der Hauptoberfläche bei einer Halbleiterscheibe mit einem gänzlich eine Kreiskontur auf weisenden Außenumfang leicht hergestellt. Die erste Ermitt lungsmarke kann aus einem zum Verhindern einer Beschädigung der Halbleiterscheibe verwendeten Teil bei dem Schritt zum Bilden der ersten Ermittlungsmarke in dem einkristallinen Halbleiter gebildet werden. Im Ergebnis kann ein Halbleiter substrat mit einer Ermittlungsmarke zum Erkennen der Kri stallorientierung leicht hergestellt werden, während der Schritt zum Anbringen der ersten Ermittlungsmarke ausgelas sen wird.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ent hält ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleitersubstrats einen Schritt zum Bilden einer ersten Halbleiterscheibe mit einem gänzlich eine Kreisform aufweisenden Außenumfang, einen Schritt zum Bilden einer zweiten Halbleiterscheibe, deren Außenumfang teilweise dazu ausgebildet ist, die Kri stallorientierung zu ermitteln, und einen Schritt zum Zusam menverbinden der ersten und der zweiten Halbleiterscheibe.

Folglich kann ein Halbleitersubstrat, das eine Verkleinerung der mechanischen Festigkeit verhindert und eine Ermittlung der Kristallorientierung der zweiten Halbleiterscheibe er laubt, leicht hergestellt werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ent hält ein Verfahren zum Verwenden eines Halbleitersubstrats einen Schritt zum Wachsenlassen einer Epitaxieschicht, die einen der Kristallorientierung entsprechenden Stufenab schnitt auf ihrer oberen Oberfläche aufweist, auf einer Hauptoberfläche einer Halbleiterscheibe und einen Schritt zum Erkennen der Kristallorientierung der Epitaxieschicht unter Verwendung ihres Stufenabschnittes.

Folglich kann die Kristallorientierung einer Epitaxieschicht leicht erkannt werden, was bei einem Halbleitersubstrat, auf dem eine Epitaxieschicht wachsen zu lassen ist, keine beson deren Schritte erfordert.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ent hält ein Verfahren zum Verwenden eines Halbleitersubstrats einen Schritt zum Wachsenlassen einer Epitaxieschicht mit einer konkaven und einer konvexen Fläche auf ihrer oberen Oberfläche mit einer der Hauptorientierung entsprechenden Struktur auf einer Hauptoberfläche einer Halbleiterscheibe und einen Schritt zum Ermitteln der Struktur der konkaven und der konvexen Fläche, um die Kristallorientierung der Epitaxieschicht zu erkennen.

Folglich wird ohne besondere Schritte, die bei einem Halb leitersubstrat erforderlich sind, auf dem eine Epitaxie schicht wachsen zu lassen ist, die Kristallorientierung der Epitaxieschicht leicht erkannt.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ent hält ein Verfahren zum Verwenden eines Halbleitersubstrats einen Schritt zum Unterscheiden der physikalischen Natur eines Halbleiterscheibenabschnitts, in dem eine Ermittlungs marke gebildet ist, von derjenigen des anderen Abschnitts der Halbleiterscheibe und einen Schritt zum Ermitteln der Lage der Ermittlungsmarke unter Verwendung eines Unter schieds der physikalischen Eigenschaft, um die Kristall orientierung der Halbleiterscheibe zu erkennen.

Folglich kann die Kristallorientierung der Halbleiterscheibe leicht erkannt werden.

Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung augen scheinlicher werden, wenn diese in Verbindung mit den beige fügten Zeichnungen zur Kenntnis genommen wird.

Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine Perspektivansicht, welche ein Halblei tersubstrat gemäß einer ersten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 und 3 Konzeptionsdarstellungen zum Beschreiben eines Verfahrens zum Verwenden eines Halb leitersubstrats gemäß der in Fig. 1 gezeig ten ersten Ausführungsform;

Fig. 4-7 Perspektivansichten des Halbleitersubstrats der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungs form zum Beschreiben eines ersten bis vierten Schrittes seines ersten Herstellungspro zesses;

Fig. 8-11 Perspektivansichten des Halbleitersubstrats der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungs form zum Beschreiben eines ersten bis vierten Schrittes seines zweiten Herstellungspro zesses;

Fig. 12-15 Perspektivansichten des Halbleitersubstrats der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungs form zum Beschreiben eines ersten bis vierten Herstellungsschrittes seines dritten Herstel lungsprozesses;

Fig. 16 eine Perspektivansicht, welche ein Halblei tersubstrat gemäß einer zweiten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 17 und 18 vergrößerte Schnittansichten des in Fig. 16 gezeigten Gebietes A;

Fig. 19 eine Perspektivansicht eines vollendeten Er zeugnisses des Halbleitersubstrats gemäß der in Fig. 16 gezeigten zweiten Ausführungsform nach seiner ersten Herstellungsbearbeitung;

Fig. 20-23 Perspektivansichten des Halbleitersubstrats gemäß der in Fig. 16 gezeigten zweiten Aus führungsform zum Beschreiben eines ersten bis vierten Schrittes seines ersten Herstellungs prozesses;

Fig. 24 eine Perspektivansicht eines vollendeten Er zeugnisses des Halbleitersubstrats gemäß der in Fig. 16 gezeigten zweiten Ausführungsform nach einem zweiten Herstellungsprozeß;

Fig. 25-28 Perspektivansichten des Halbleitersubstrats gemäß der in Fig. 16 gezeigten zweiten Aus führungsform zum Beschreiben eines ersten bis vierten Schrittes seines zweiten Herstel lungsprozesses;

Fig. 29 eine Perspektivansicht, welche ein Halblei tersubstrat gemäß einer dritten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 30-32 Perspektivansichten des Halbleitersubstrats gemäß der in Fig. 29 gezeigten dritten Aus führungsform zum Beschreiben eines ersten bis dritten Schrittes seiner Herstellungsbearbei tung;

Fig. 33 eine Perspektivansicht, welche ein Halblei tersubstrat gemäß einer vierten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 34-36 Perspektivansichten des Halbleitersubstrats gemäß der in Fig. 33 gezeigten vierten Aus führungsform zum Beschreiben eines ersten bis dritten Schrittes seines Herstellungspro zesses;

Fig. 37 eine Perspektivansicht, welche ein Halblei tersubstrat gemäß einer fünften Ausführungs form der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 38-41 Perspektivansichten des Halbleitersubstrats gemäß der in Fig. 37 gezeigten fünften Aus führungsform zum Beschreiben eines ersten bis vierten Schrittes seines Herstellungspro zesses;

Fig. 42 eine Perspektivansicht, welche ein Halblei tersubstrat gemäß einer sechsten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 43-45 Perspektivansichten des Halbleitersubstrats gemäß der in Fig. 42 gezeigten sechsten Aus führungsform zum Beschreiben eines ersten bis dritten Schrittes seines Herstellungspro zesses;

Fig. 46 eine Draufsicht, welche ein Halbleitersub strat gemäß einer siebenten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 47 eine Seitenansicht, welche das Halbleitersub strat gemäß der siebenten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 48 eine Perspektivansicht, welche eine zweite Siliziumscheibe gemäß der in den Fig. 46 und 47 dargestellten siebenten Ausführungs form zeigt;

Fig. 49 eine Perspektivansicht, welche eine erste Siliziumscheibe gemäß der in den Fig. 46 und 47 dargestellten siebenten Ausführungs form zeigt;

Fig. 50 eine Draufsicht, welche die zusammen verbun dene erste und zweite Scheibe der Fig. 46 und 47 zeigt;

Fig. 51 eine Seitenansicht, welche die zusammen ver bundene erste und zweite Siliziumscheibe der Fig. 46 und 47 zeigt;

Fig. 52 eine Draufsicht, welche ein Halbleitersub strat gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 53 eine Seitenansicht, welche das Halbleitersub strat gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 54 eine Perspektivansicht, welche eine zweite Siliziumscheibe gemäß der in den Fig. 52 und 53 dargestellten achten Ausführungsform zeigt;

Fig. 55 eine Perspektivansicht, welche eine erste Si liziumscheibe gemäß der in den Fig. 52 und 53 dargestellten achten Ausführungsform zeigt;

Fig. 56 eine Draufsicht, welche die zusammen verbun dene erste und zweite Siliziumscheibe der Fig. 52 und 53 zeigt;

Fig. 57 eine Seitenansicht, welche die zusammen ver bundene erste und zweite Siliziumscheibe der Fig. 52 und 53 zeigt;

Fig. 58 eine Seitenansicht, welche ein Siliziumsub strat mit einer bei einem Verfahren zum Ver wenden eines Halbleitersubstrats gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Er findung verwendeten epitaktisch gewachsenen Schicht zeigt;

Fig. 59 eine Draufsicht, welche ein Siliziumsubstrat mit einer beim Verfahren zum Verwenden des Halbleitersubstrats gemäß der neunten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung verwen deten epitaktisch gewachsenen Schicht zeigt;

Fig. 60 eine Konzeptionsdarstellung zum Beschreiben eines Verfahrens zum Erkennen der Kristall orientierung mittels eines Laserstrahls gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 61 eine Perspektivansicht, welche einen Schritt in einem Fall zeigt, daß auf der Oberfläche dies Substrats in der neunten Ausführungsform eine die Kristallorientierung anzeigende Marke angebracht ist;

Fig. 62 eine Konzeptionsdarstellung zum Beschreiben eines Verfahrens zum Erkennen der Kristall orientierung eines epitaktisch gewachsenen Siliziumsubstrats gemäß einer zehnten Aus führungsform der vorliegenden Erfindung mittels eines Mikroskops;

Fig. 63 eine vergrößerte Schnittansicht des in Fig. 62 gezeigten Gebietes A;

Fig. 64 eine Perspektivansicht, welche den Zustand beim Anbringen einer die Kristallorientierung anzeigenden Marke auf der Oberfläche des Sub strats gemäß der zehnten Ausführungsform zeigt;

Fig. 65 eine Konzeptionsdarstellung zum Beschreiben eines Verfahrens zum Erkennen der Kristall orientierung gemäß einer Lichtreflexion bei einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 66 eine Konzeptionsdarstellung zum Beschreiben einer Modifikation eines Verfahrens zum Er kennen der Kristallorientierung gemäß einer Lichtreflexion bei der elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 67 eine Konzeptionsdarstellung zum Beschreiben eines Verfahrens zum Erkennen der Kristall orientierung gemäß einer Änderung des elek trischen Widerstandes einer zwölften Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 68 eine Konzeptionsdarstellung zum Beschreiben einer Modifikation des Verfahrens zum Er kennen der Kristallorientierung gemäß einer Änderung des elektrischen Widerstandes der zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 69 eine Konzeptionsdarstellung zum Beschreiben eines Verfahrens zum Erkennen der Kristall orientierung gemäß einer Änderung des absor bierten Betrages einer Hochfrequenzleistung einer dreizehnten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung;

Fig. 70 eine Konzeptionsdarstellung zum Beschreiben eines Verfahrens zum Erkennen der Kristall orientierung gemäß einer Änderung der Dielek trizitätskonstante einer vierzehnten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 71 eine Konzeptionsdarstellung zum Beschreiben eines Verfahrens zum Erkennen der Kristall orientierung gemäß einer Änderung des Dreh winkels der Polarisationsebene von durchge lassenem Licht einer fünfzehnten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung;

Fig. 72 eine Detaildarstellung des Ermittlungsab schnitts der Konzeptionsdarstellung der Fig. 71;

Fig. 73 eine Draufsicht, welche ein Halbleitersub strat mit einer herkömmlichen Orientierungs flachseite zeigt;

Fig. 74-78 Perspektivansichten eines Halbleitersubstrats mit der in Fig. 73 gezeigten herkömmlichen Orientierungsflachseite zum Beschreiben eines ersten bis fünften Schrittes seines Herstel lungsprozesses;

Fig. 19 eine Draufsicht, welche ein Halbleitersub strat mit einer herkömmlichen Kerbe zeigt; und

Fig. 80-82 Perspektivansichten des Halbleitersubstrats mit der in Fig. 79 gezeigten herkömmlichen Kerbe zum Beschreiben eines ersten bis drit ten Schrittes seines Herstellungsprozesses.

Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrie ben.

Die erste Ausführungsform

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 eines Halbleitersubstrats gemäß einer ersten Ausführungsform ist auf dem Außenumfangab schnitt einer Siliziumscheibe 1 ein Störstellengebiet 2 zum Ermitteln der Kristallorientierung der Siliziumscheibe 1 ge bildet. Phosphor, Bor, Arsen, Antimon und Sauerstoff können als in dem Störstellengebiet 2 enthaltene Störstellen aufge führt werden.

Im Unterschied zu den herkömmlichen Halbleiterscheiben mit einer angebrachten Orientierungsflachseite oder Kerbe, wel che in den Fig. 73 und 79 gezeigt sind, weist die Scheibe der ersten Ausführungsform eine vollkommen kreisförmige Kon tur auf, um die Erzeugung verschiedener Probleme, denen bei herkömmlichen Erzeugnissen begegnet wird, wie beispielsweise die Verkleinerung der wirksamen Fläche und der mechanischen Festigkeit, die Ungleichmäßigkeit des Resists und die Erzeu gung von Fremdgegenständen, zu verhindern.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird ein Verfahren zum Verwen den des Halbleitersubstrats der ersten Ausführungsform be schrieben. Bei diesem Verwendungsverfahren wird mittels einer Kombination eines Infrarotgenerators 8a und eines Infrarotdetektors 8b der absorbierte Betrag eines durch eine Siliziumscheibe 1 hindurchgehenden Infrarotstrahls 9 gemes sen. Der Außenumfangsabschnitt der Siliziumscheibe 1 wird abgetastet, um den absorbierten Betrag des Infrarotstrahls an entsprechenden Stellen des Umfangsabschnitts zu messen. Da das Störstellengebiet 2 den Infrarotstrahl aufgrund der enthaltenen Störstellen absorbiert, ist der absorbierte Be trag des Infrarotstrahls im Störstellengebiet 2 größer als derjenige in anderen Abschnitten. Wenn beispielsweise ein Infrarotstrahl mit einer Wellenlänge von wenigstens 10000 Å verwendet wird, dann ist der Absorptionskoeffizient wenig stens 0,4, wenn der Widerstand des Störstellengebiets nicht größer als 0,5 Ωcm ist. Durch Ermitteln eines Punktes, in dem der absorbierte Betrag des Infrarotstrahls groß ist, kann die Lage des Störstellengebiets 2 ermittelt werden. Daher kann die Kristallorientierung der Siliziumscheibe 1 leicht erkannt werden. Das Erkennen der Kristallorientierung kann durch einen willkürlichen Schritt ausgeführt werden.

Fig. 3 ist eine Darstellung zum Beschreiben eines anderen Verfahrens zur Verwendung des Halbleitersubstrats der ersten Ausführungsform. Unter Bezugnahme auf Fig. 3 kann dieses andere Verfahren verwendet werden bei einer Siliziumscheibe 1 mit einem Gebiet 2, das Störstellen von einem Typ enthält welcher sich von demjenigen der in der Siliziumscheibe 1 enthaltenen Störstellen unterscheidet. Der Außenumfangsab schnitt der Siliziumscheibe 1 wird unter Verwendung eines aus einer Nichtkontakt-PN-Bestimmungseinrichtung 40 erzeug ten optischen Impulses 42 abgetastet. Eine fotoelektro motorische Kraft, die durch das Abtasten der Siliziumscheibe 1 mit dem optischen Impuls 42 erzeugt wird, wird durch eine Nichtkontakt-Ermittlungseinrichtung 41 unter Ausnutzung einer elektrostatischen Kopplung ermittelt. Gemäß dem Unter schied des Leitfähigkeitstyps der Störstellen in dem Sili ziumsubstrat 1 unterscheidet sich die Polarität der erzeug ten fotoelektromotorischen Kraft. Daher unterscheidet sich die Polarität der fotoelektromotorischen Kraft, die in dem Störstellen enthaltenden Gebiet 2 erzeugt wird, von derjeni gen in dem anderen Abschnitt der Siliziumscheibe 1. Die Lage des Störstellen enthaltenden Gebiets 2 wird durch Ermitteln dieses Unterschieds mittels der Ermittlungseinrichtung 41 ausfindig gemacht. Die Kristallorientierung kann auf der Grundlage der Ermittlung der Lage des Störstellen enthalten den Gebiets erkannt werden. Die Ermittlung der Kristall orientierung kann durch einen willkürlichen Schritt ausge führt werden.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 7 wird nachstehend ein erster Herstellungsprozeß des Halbleitersubstrats der ersten Ausführungsform beschrieben.

Ähnlich wie im herkömmlichen Fall wird ein durch das Verfah ren zum tiegelfreien Zonenschmelzen (FZ-Verfahren) oder das Czochralski-Ziehverfahren (CZ-Verfahren) hergestellter ein kristalliner Siliziumstab bearbeitet, um zylindrisches ein kristallines Silizium 3 zu bilden, wie in Fig. 4 gezeigt. Die Kristallorientierung des zylindrischen einkristallinen Siliziums 3 wird durch ein Röntgenstrahldiffraktionsverfah ren erkannt. Dann werden in den der Kristallorientierung entsprechenden Außenumfangsabschnitt mittels Ionenimplanta tion schlitzweise parallel zur Zylinderachse Störstellen implantiert. Phosphor, Bor, Arsen, Antimon oder Sauerstoff werden als Störstellen verwendet. Beispielsweise werden die Störstellen unter Verwendung von Bor mit einer Implanta tionsenergie von 500 keV mit einem Betrag von wenigstens 1 × 10¹⁵ Atome/cm³ implantiert.

Dann werden, wie in Fig. 6 gezeigt, die implantierten Stör stellen mittels Wärmebehandlung in das einkristalline Sili zium 3 diffundiert, um ein Störstellendiffusionsgebiet 5 zu bilden. Eine derartige Diffusion von Störstellen verursacht eine Ausbreitung der Störstellen, um eine nachfolgende Er mittlung des Störstellengebiets zu erleichtern. Dann wird das zylindrische einkristalline Silizium 3 mit dem Störstel lendiffusionsgebiet 5 in eine vorbestimmte Dicke ähnlich wie im herkömmlichen Fall zerschnitten, wie in Fig. 7 gezeigt. Dann wird ein Schleifschritt ausgeführt, wodurch sich eine Siliziumscheibe 1 ergibt. Somit wird ein Halbleitersubstrat der ersten Ausführungsform vervollständigt, welches ein auf der Oberfläche der kreisförmigen Siliziumscheibe 1 gebil detes Störstellengebiet aufweist.

Ein zweiter Herstellungsprozeß des Halbleitersubstrats der ersten Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 8 bis 11 beschrieben. Ähnlich wie im herkömm lichen Fall wird ein durch das FZ-Verfahren oder das CZ-Ver fahren gebildeter einkristalliner Siliziumstab bearbeitet, wodurch sich zylindrisches einkristallines Silizium 3 er gibt, wie in Fig. 8 gezeigt.

Die Kristallorientierung des zylindrischen einkristallinen Siliziums 3 wird durch ein Röntgenstrahldiffraktionsverfah ren erkannt. Dann wird mit dem der Kristallorientierung ent sprechenden Außenumfangsabschnitt parallel zu der Zylinder achse ein Störstellen enthaltender Siliziumstab 6 in Kontakt gebracht. Die Störstellen in dem Siliziumstab 6 werden mit tels Wärmebehandlung in das einkristalline Silizium 3 dif fundiert, um ein Störstellendiffusionsgebiet 5 zu bilden, in welchem die Störstellen diffundiert werden, wie in Fig. 10 gezeigt. Phosphor, Bor, Arsen, Antimon oder Sauerstoff wer den als zu verwendende Störstellen aufgeführt. Außer dem derartige Störstellen enthaltenden Siliziumstab 6 als Halb leiterstab kann ein Siliziumdioxidstab verwendet werden.

Unter Bezugnahme auf Fig. 11 wird das zylindrische einkri stalline Silizium 3 mit dem Störstellendiffusionsgebiet 5 in eine vorbestimmte Dicke zerschnitten, wie in Fig. 11 ge zeigt, und einem Schleifschritt unterzogen, wodurch sich eine Siliziumscheibe 1 ergibt. Somit wird ein Halbleitersub strat der ersten Ausführungsform vervollständigt, welches ein auf der Oberfläche der kreisförmigen Siliziumscheibe 1 gebildetes Störstellengebiet aufweist.

Ein dritter Herstellungsprozeß des Halbleitersubstrats der ersten Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 12 bis 15 beschrieben.

Wie in Fig. 12 gezeigt, wird ein durch das FZ-Verfahren oder das CZ-Verfahren gebildeter einkristalliner Silizium stab bearbeitet, um zylindrisches einkristallines Silizium 3 zu bilden. Nach dem Erkennen der Kristallorientierung des zylindrischen einkristallinen Siliziums 3 mittels Röntgen strahldiffraktion wird auf dem der Kristallorientierung ent sprechenden Außenumfangsabschnitt parallel zur Zylinderachse eine Nut 7a gebildet, wie in Fig. 13 gezeigt.

Dann wird, wie in Fig. 14 dargestellt, eine Störstellen enthaltende Siliziumschmelzlösung in die Nut 7a gegossen und verfestigt, wodurch sich ein Störstellengebiet 7 ergibt. Dann wird, wie in Fig. 15 gezeigt, das zylindrische einkri stalline Silizium 3 in eine vorbestimmte Dicke zerschnitten und dann einem Schleifschritt unterzogen, wodurch sich eine Siliziumscheibe 1 ergibt. Somit wird ein Halbleitersubstrat der ersten Ausführungsform vervollständigt, welches eine Struktur aufweist, bei der auf der Hauptoberfläche der kreisförmigen Siliziumscheibe 1 ein Störstellengebiet gebil det ist.

Die zweite Ausführungsform

Unter Bezugnahme auf Fig. 16 weist ein Halbleitersubstrat gemäß einer zweiten Ausführungsform eine auf dem Außenum fangsabschnitt einer Siliziumscheibe 1 gebildete ermittel bare Marke 15 zum Erkennen der Kristallorientierung der Si liziumscheibe 1 auf. Die Marke 15 (15a, 15b) bildet einen Teil der Oberfläche der Siliziumscheibe 1 und weist eine vorbestimmte Oberflächenstruktur auf, wie in Fig. 17 oder Fig. 18 gezeigt. Ähnlich wie bei der vorstehend beschrie benen ersten Ausführungsform weist die zweite Ausführungs form im Unterschied zu dem in den Fig. 73 und 79 gezeig ten herkömmlichen Halbleitersubstrat, das eine Orientie rungsflachseite oder Kerbe enthält, einen vollkommen kreis förmigen Außenumfang der Siliziumscheibe 1 auf. Daher kommen Probleme, denen bei herkömmlichen Erzeugnissen begegnet wird, wie beispielsweise eine Verkleinerung der wirksamen Fläche und der mechanischen Festigkeit, eine Ungleichmäßig keit eines Resists und eine Erzeugung von Fremdgegenständen, nicht vor.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 19 bis 23 wird nachstehend ein erster Herstellungsprozeß des Halbleitersubstrats der zweiten Ausführungsform beschrieben.

Wie in Fig. 20 gezeigt, wird ein durch das FZ-Verfahren oder das CZ-Verfahren gebildeter einkristalliner Silizium stab so verarbeitet, daß sich zylindrisches einkristallines Silizium 3 ergibt. Nach Ermitteln der Kristallorientierung des zylindrischen einkristallinen Siliziums 3 mittels eines Röntgenstrahldiffraktionsverfahrens wird eine ermittelbare Marke aus einem Belagmaterial, wie beispielsweise aus Tinte, Farbe, magnetischem Puder oder dergleichen, auf den Außenum fangsabschnitt des Zylinders entsprechend der Kristallorien tierung und parallel zu der Zylinderachse aufgebracht, wie in Fig. 21 gezeigt. Das zylindrische einkristalline Sili zium 3, auf das die Marke aufgebracht ist, wird zerschnit ten, wie in Fig. 22 gezeigt, wobei die Marke 16 immer noch aufgebracht ist.

Wie in Fig. 23 gezeigt, wird dann an einer die Kristall orientierung der Siliziumscheibe 1 anzeigenden Stelle auf der Grundlage der Marke 16 mittels eines Schmelzverfahrens unter Verwendung eines Laserstrahls, eines mechanischen Ver fahrens, wie beispielsweise durch Vorsehen eines Ein schnittes, oder eines chemischen Verfahrens, wie beispiels weise durch Ätzen, eine Marke 15 aufgebracht, die nicht ab gerieben wird, selbst wenn sie einem nachfolgenden Prozeß unterworfen wird. Somit wird das Halbleitersubstrat der in Fig. 19 gezeigten zweiten Ausführungsform vervollständigt.

Ein zweiter Herstellungsprozeß des Halbleitersubstrats der zweiten Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 24 bis 28 beschrieben.

Wie in Fig. 25 gezeigt, wird ein durch das FZ-Verfahren oder das CZ-Verfahren gebildeter einkristalliner Silizium stab so verarbeitet, daß sich zylindrisches einkristallines Silizium 3 ergibt. Die Kristallorientierung des zylindri schen einkristallinen Siliziums 3 wird mittels eines Rönt genstrahldiffraktionsverfahrens erkannt. Dann wird, wie in Fig. 26 gezeigt, an einer die Kristallorientierung anzei genden Stelle ein Scheibenfuß 17 zum Verhindern einer Be schädigung der Scheibe bei einem nachfolgenden Schneidepro zeß befestigt. Der Scheibenfuß 17 ist aus einem Strukturma terial wie beispielsweise Kohlenstoff oder Keramik gebildet. Der Scheibenfuß 17 ist an dem zylindrischen einkristallinen Silizium 3 mittels dazwischen vorgesehenen Klebstoffs befe stigt.

Das zylindrische einkristalline Silizium 3 mit dem daran be festigten Scheibenfuß 17 wird zusammen mit dem daran befe stigten Scheibenfuß 17 in eine vorbestimmte Dicke zerschnit ten, wie in Fig. 27 gezeigt. Schließlich wird an einer die Kristallorientierung der Siliziumscheibe anzeigenden Stelle auf der Grundlage des zerschnittenen Scheibenrußes 17 mit tels eines Schmelzverfahrens unter Verwendung eines Laser strahls, eines schneidenden mechanischen Verfahrens oder eines chemischen Verfahrens, wie beispielsweise durch Ätzen, eine Marke 15 aufgebracht, die nicht abgerieben wird, selbst wenn sie einem nachfolgenden Prozeß unterworfen wird, wie in Fig. 28 gezeigt. Somit wird ein Halbleitersubstrat gemäß der in Fig. 24 gezeigten zweiten Ausführungsform vervoll ständigt.

Die dritte Ausführungsform

Fig. 29 ist eine Perspektivansicht, welche ein Halbleiter substrat gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegen den Erfindung zeigt. Unter Bezugnahme auf Fig. 29 weist ein Halbleitersubstrat der dritten Ausführungsform Siliziumoxid 45 zum Ermitteln der Kristallorientierung auf, welches im Außenumfangsabschnitt einer Siliziumscheibe 1 gebildet ist. Das Siliziumoxid 45 ist so gebildet, daß es in der Silizium scheibe 1 vergraben ist. Ähnlich wie bei der vorstehend be schriebenen ersten und zweiten Ausführungsform hat die Sili ziumscheibe 1 der dritten Ausführungsform im Unterschied zu dem in den Fig. 73 und 79 gezeigten herkömmlichen Halb leitersubstrat mit einer Orientierungsflachseite oder Kerbe einen gänzlich eine Kreiskontur aufweisenden Außenumfang. Daher kommen die Probleme, denen bei den herkömmlichen Er zeugnissen begegnet wird, wie beispielsweise eine Verkleine rung der wirksamen Fläche und der mechanischen Festigkeit, eine Ungleichmäßigkeit des Resistfilms und eine Erzeugung von Fremdgegenständen, nicht vor. Da in dem Markenabschnitt andere Atome als Silizium und Sauerstoff nicht vorhanden sind, sieht die dritte Ausführungsform den Vorteil vor, daß im Vergleich zu demjenigen der ersten Ausführungsform eine Verunreinigung der Siliziumscheibe aufgrund von Störstellen nicht leicht vorkommt.

Ein Herstellungsprozeß des Halbleitersubstrats der dritten Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 30 bis 32 beschrieben.

Wie in Fig. 30 gezeigt, wird ein durch das FZ-Verfahren oder das CZ-Verfahren gebildeter einkristalliner Silizium stab so verarbeitet, daß sich zylindrisches einkristallines Silizium 3 ergibt. Die Kristallorientierung des zylindri schen einkristallinen Siliziums wird mittels eines Röntgen strahldiffraktionsverfahrens erkannt. Dann wird, wie in Fig. 31 gezeigt, im Außenumfangsabschnitt des Zylinders ent sprechend der Kristallorientierung und parallel zur Zylin derachse mittels eines Abtastbetriebs unter Verwendung eines Laserstrahls Siliziumoxid 48 gebildet. Das Siliziumoxid 48 wird so gebildet, daß es in dem zylindrischen einkristalli nen Silizium 3 vergraben ist. Das zylindrische einkristalli ne Silizium 3 mit dem darin gebildeten Siliziumoxid 48 wird zerschnitten, wie in Fig. 32 gezeigt. Somit wird das Halb leitersubstrat der in Fig. 29 gezeigten dritten Ausfüh rungsform vervollständigt.

Die vierte Ausführungsform

Fig. 33 ist eine Perspektivansicht, welche ein Halbleiter substrat gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegen den Erfindung zeigt. Unter Bezugnahme auf Fig. 33 weist das Halbleitersubstrat der vierten Ausführungsform einen zum Er mitteln der Kristallorientierung vorgesehenen Film 50 aus einem Nitrid, aus Polysilizium oder einem Metallsilizid auf, welcher auf der Seitenoberfläche des Außenumfangsabschnitts einer Siliziumscheibe 1 gebildet ist. Der Film 50 ist so ge bildet, daß er an der Seitenoberfläche des Außenumfangs der Siliziumscheibe 1 eng anliegend haftet. Ähnlich wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen weist die Sili ziumscheibe 1 der vierten Ausführungsform im Unterschied zu dem in den Fig. 73 und 79 gezeigten herkömmlichen Halb leitersubstrat mit einer Orientierungsflachseite oder Kerbe einen gänzlich eine Kreiskontur aufweisenden Außenumfang auf. Daher kommen Probleme, denen bei herkömmlichen Erzeug nissen begegnet wird, wie beispielsweise eine Verkleinerung der wirksamen Fläche und der mechanischen Festigkeit, eine Ungleichmäßigkeit des Resistfilms und eine Erzeugung von Fremdgegenständen, nicht vor.

Ein Herstellungsprozeß des Halbleitersubstrats der vierten Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 34 bis 36 beschrieben.

Wie in Fig. 34 gezeigt, wird ein durch das FZ- oder das CZ- Verfahren gebildeter einkristalliner Siliziumstab so verar beitet, daß sich zylindrisches einkristallines Silizium 3 ergibt. Die Kristallorientierung des zylindrischen einkri stallinen Siliziums 3 wird mittels eines Röntgenstrahldif fraktionsverfahrens erkannt. Dann wird die der Kristall orientierung entsprechende Seitenoberfläche des Außenumfangs des Zylinders parallel zu der Zylinderachse mit Licht abge tastet, wodurch ein Film 52 wie beispielsweise ein Nitrid film, ein Polysiliziumfilm oder ein Metalltypsilizidfilm mittels Foto-CVD gebildet wird. Die Details der Foto-CVD werden in den Appl. Phys. Lett. 43(8), 15 Oct. 1983, S. 774-776 beschrieben. Das zylindrische einkristalline Silizium 3 mit dem Film 52 wird zerschnitten, wie in Fig. 36 gezeigt. Somit wird ein Halbleitersubstrat gemäß der in Fig. 33 dar gestellten vierten Ausführungsform vervollständigt.

Die fünfte Ausführungsform

Fig. 37 ist eine Perspektivansicht, welche ein Halbleiter substrat gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegen den Erfindung zeigt. Unter Bezugnahme auf Fig. 37 weist ein Halbleitersubstrat der fünften Ausführungsform ein im Außen umfangsabschnitt einer Siliziumscheibe 1 gebildetes Gebiet mit magnetischer Substanz 60 auf, um die Kristallorientie rung zu ermitteln. Das Gebiet mit magnetischer Substanz 60 ist so gebildet, daß es in der Siliziumscheibe 1 vergraben ist. Das Gebiet mit magnetischer Substanz 60 ist zum Bei spiel aus Co, Ni oder Ti gebildet. Ähnlich wie bei der vor stehend beschriebenen ersten Ausführungsform hat die fünfte Ausführungsform im Unterschied zu dem in den Fig. 13 und 79 gezeigten herkömmlichen Halbleitersubstrat mit einer Orientierungsflachseite oder Kerbe einen vollkommen kreis förmigen Außenumfang der Siliziumscheibe 1. Daher kommen die Probleme, denen bei herkömmlichen Erzeugnissen begegnet wird, wie beispielsweise eine Verkleinerung der wirksamen Fläche und der mechanischen Festigkeit, eine Ungleichmäßig keit des Resistfilms und eine Erzeugung von Fremdgegenstän den, nicht vor. Ferner sieht die fünfte Ausführungsform den besonderen Vorteil vor, daß eine Ermittlung der Marke magne tisch ohne physischen Kontakt leicht ausgeführt werden kann, da als Markierung eine magnetische Substanz verwendet wird.

Ein Herstellungsprozeß des Halbleitersubstrats der fünften Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 38-41 beschrieben.

Wie in Fig. 38 gezeigt, wird ein durch das FZ-Verfahren oder das CZ-Verfahren gebildeter einkristalliner Silizium stab so verarbeitet, daß sich zylindrisches einkristallines Silizium 3 ergibt. Die Kristallorientierung des zylindri schen einkristallinen Siliziums 3 wird mittels eines Rönt genstrahldiffraktionsverfahrens erkannt. Dann wird parallel zur Zylinderachse in einem der Kristallorientierung entspre chenden Außenumfangsabschnitt des Zylinders eine Nut 61 ge bildet, wie in Fig. 39 gezeigt. Wie in Fig. 40 darge stellt, wird auf der Nut 61 eine magnetische Substanz 62 ab gelagert. Das zylindrische einkristalline Silizium 3 mit der in die Nut 61 gefüllten magnetischen Substanz wird zer schnitten, wie in Fig. 41 gezeigt. Somit wird das Halblei tersubstrat der in Fig. 37 gezeigten fünften Ausführungs form vervollständigt.

Die sechste Ausführungsform

Fig. 42 ist eine Perspektivansicht, welche ein Halbleiter substrat gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegen den Erfindung zeigt. Unter Bezugnahme auf Fig. 42 weist ein Halbleitersubstrat der sechsten Ausführungsform ein in einem Außenumfangsabschnitt einer Siliziumscheibe 1 gebildetes Ge biet mit magnetischer Substanz 65 auf, um die Kristallorien tierung zu ermitteln. Das Gebiet mit magnetischer Substanz 65 ist so gebildet, daß es in der Siliziumscheibe 1 vergra ben ist. Das Gebiet mit magnetischer Substanz 65 ist zum Beispiel aus Co, Ni oder Ti gebildet. Ähnlich wie bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform hat die sechste Ausführungsform im Unterschied zu dem in den Fig. 73 und 79 gezeigten herkömmlichen Halbleitersubstrat mit einer Orientierungsflachseite oder Kerbe einen vollkommen kreisförmigen Außenumfang der Siliziumscheibe 1. Daher kom men die Probleme, denen bei herkömmlichen Erzeugnissen be gegnet wird, wie beispielsweise eine Verkleinerung der wirk samen Fläche und der mechanischen Festigkeit, eine Ungleich mäßigkeit des Resistfilms und eine Erzeugung von Fremdgegen ständen, nicht vor. Ferner sieht die sechste Ausführungsform den besonderen Vorteil vor, daß die Marke magnetisch ohne physischen Kontakt leicht ermittelt werden kann, da die Marke aus einer magnetischen Substanz gebildet ist.

Ein Herstellungsprozeß des Halbleitersubstrats der sechsten Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 43 bis 45 beschrieben.

Wie in Fig. 43 gezeigt, wird ein durch das FZ-Verfahren oder das CZ-Verfahren gebildeter einkristalliner Silizium stab so verarbeitet, daß sich zylindrisches einkristallines Silizium 3 ergibt. Die Kristallorientierung des zylindri schen einkristallinen Siliziums 3 wird mittels eines Rönt genstrahldiffraktionsverfahrens erkannt. Dann wird parallel zur Zylinderachse in einem der Kristallorientierung entspre chenden Außenumfangsabschnitt des Zylinders eine magnetische Substanz 66 implantiert, wie in Fig. 44 gezeigt. Dann wird das zylindrische einkristalline Silizium 3 zerschnitten, wie In Fig. 45 gezeigt. Somit wird das Halbleitersubstrat der In Fig. 42 gezeigten sechsten Ausführungsform vervollstän digt.

Die siebente Ausführungsform

Unter Bezugnahme auf die Fig. 46 und 47 weist ein Halb leitersubstrat gemäß einer siebenten Ausführungsform eine erste Siliziumscheibe 1 mit einem vollkommen kreisförmigen Außenumfang und eine zweite Siliziumscheibe 18 mit einer Orientierungsflachseite auf, welche zusammen verbunden sind. Im Ergebnis wird die zweite Siliziumscheibe 18 mit einer Orientierungsflachseite mittels der ersten Siliziumscheibe 1 mit einer Kreisform verstärkt. Somit kann die mechanische Festigkeit im Vergleich zu dem in Fig. 73 gezeigten Halb leitersubstrat mit Orientierungsflachseite verbessert wer den.

Ein Herstellungsprozeß des Halbleitersubstrats der siebenten Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 48 bis 51 beschrieben.

Eine zweite Siliziumscheibe mit einer Orientierungsflachsei te, wie in Fig. 48 gezeigt, und eine erste Siliziumscheibe 1 mit einem gänzlich eine Kreiskontur aufweisenden Außenum fang, wie in Fig. 49 gezeigt, werden einzeln gebildet. Die Orientierungsflachseite der in Fig. 48 gezeigten zweiten Siliziumscheibe 18 wird an einer vorbestimmten Stelle zum Anzeigen der mittels eines Röntgenstrahldiffraktionsverfah rens erkannten Kristallorientierung gebildet.

Durch Zusammenverbinden der ersten und der zweiten Silizium scheibe 18 und 1 wird ein Halbleitersubstrat mit einem in den Fig. 50 und 51 gezeigten Aufbau erhalten. Dann wird die zweite Siliziumscheibe 18 so bearbeitet, daß sie eine vorbestimmte Dicke aufweist, und das Halbleitersubstrat der in den Fig. 46 und 47 dargestellten siebenten Ausfüh rungsform vervollständigt.

Die achte Ausführungsform

Unter Bezugnahme auf die Fig. 52 und 53 weist ein Halb leitersubstrat einer achten Ausführungsform eine erste Sili ziumscheibe 1 mit einem vollkommen kreisförmigen Außenumfang und eine zweite Siliziumscheibe 19 mit einer Kerbe auf, wel che zusammen verbunden sind. Durch Verstärken der eine Kerbe enthaltenden zweiten Siliziumscheibe 19 mit kleiner mechani scher Festigkeit mittels der ersten Siliziumscheibe 1 mit einer vollkommen kreisförmigen Kontur kann bei dem Halblei tersubstrat der vorliegenden achten Ausführungsform die me chanische Festigkeit im Vergleich zu derjenigen des in den Fig. 73 und 79 gezeigten herkömmlichen Halbleitersub strats mit Orientierungsflachseite oder Kerbe verbessert werden.

Ein Herstellungsverfahren des Halbleitersubstrats der achten Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 54 bis 57 beschrieben.

Eine zweite Siliziumscheibe 19 mit einer Kerbe, wie in Fig. 54 gezeigt, und eine erste Siliziumscheibe 1 mit einem voll kommen kreisförmigen Außenumfang, wie in Fig. 55 gezeigt, werden einzeln gebildet. Die Kerbe der in Fig. 54 gezeigten zweiten Siliziumscheibe 19 wird an einer vorbestimmten Stel le auf der Grundlage des Erkennens der Kristallorientierung mittels eines Röntgenstrahldiffraktionsverfahrens vorgese hen. Durch Zusammenverbinden der ersten und der zweiten Si liziumscheibe 19 und 1 wird das Halbleitersubstrat mit dem in den Fig. 56 und 57 gezeigten Aufbau erhalten. Dann wird die zweite Siliziumscheibe 19 so bearbeitet, daß sie eine vorbestimmte Dicke aufweist, wodurch das Halbleitersub strat der in den Fig. 52 und 53 dargestellten achten Aus führungsform vervollständigt wird.

Die neunte Ausführungsform

Ein Verfahren zum Verwenden eines Halbleitersubstrats gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 58 bis 61 beschrieben. Die Fig. 58 und 59 sind eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht eines epitaktisch gewachsenen Silizium substrats. Eine epitaktisch gewachsene Schicht 10 wird auf einer Oberfläche eines Siliziumsubstrats 1 gebildet. Ein epitaktisch gewachsenes Substrat 11 wird aus der epitaktisch gewachsenen Schicht 10 und dem Siliziumsubstrat 1 gebildet. Durch epitaktisches Wachsenlassen von Silizium auf dem Sili ziumsubstrat 1 wird in einer zu der Kristallebene (110) parallelen Richtung ein zur Hauptoberfläche des Silizium substrats 1 senkrechter Stufenabschnitt 12 gebildet.

Da der Stufenabschnitt 12 in einer Richtung mit konstanter Beziehung zur Kristallorientierung gebildet wird, ergibt eine Ermittlung der Richtung des Stufenabschnitts 12 ein Erkennen der Kristallorientierung. Insbesondere wird, wie in Fig. 60 gezeigt, auf den Stufenabschnitt 12 Licht, das durch den Stufenabschnitt 12 zu reflektieren ist, zum Bei spiel ein Laserstrahl 13, gebracht.

Die Richtung des Stufenabschnitts 12 kann durch Ermitteln der Richtung des reflektierten Laserstrahls 13 erkannt wer den. Daher kann die Kristallorientierung erkannt werden. Nach dem Erkennen der Kristallorientierung kann die epitak tisch gewachsene Schicht 10 verwendet werden oder kann an einer speziellen die Kristallorientierung anzeigenden Stelle auf der Hauptoberfläche der epitaktisch gewachsenen Schicht 10 eine Marke 15 aufgebracht werden, wie in Fig. 61 ge zeigt, um ein Erkennen der Kristallorientierung bei einem nachfolgenden Schritt zu erleichtern.

Die zehnte Ausführungsform

Ein Verfahren zum Verwenden eines Halbleitersubstrats gemäß einer zehnten Ausführungsform wird nachstehend unter Bezug nahme auf die Fig. 62 bis 64 beschrieben. Fig. 62 ist eine Konzeptionsdarstellung zum Beschreiben eines Verfahrens zum Erkennen der Kristallorientierung eines epitaktisch ge wachsenen Siliziumsubstrats. Eine Vergrößerung eines Ermitt lungsabschnitts A der Fig. 62 ist in Fig. 63 gezeigt. Wie in Fig. 63 gezeigt, wird in einer der Kristallorientierung eigenen geordnet konkaven und konvexen Art und Weise, die im allgemeinen als "Stufen-und-Terrassen-Art" bezeichnet wird, die Oberfläche eines epitaktisch gewachsenen Siliziumsub strats 10 gebildet. Durch Ermitteln der Richtung der kon kaven und der konvexen Fläche mit einem Tastkopfrastertyp mikroskop (zum Beispiel einem Atomkraftmikroskop) 14 kann die Kristallorientierung des epitaktisch gewachsenen Sili ziumsubstrats 10 erkannt werden. Das epitaktisch gewachsene Siliziumsubstrat 10 kann nach dem Erkennen der Kristall orientierung verwendet werden, oder es kann, wie in Fig. 64 gezeigt, an einer speziellen die Kristallorientierung anzei genden Stelle der Oberfläche des Siliziumsubstrats 10 eine Marke 15 aufgebracht werden, um ein Erkennen der Kristall orientierung bei einem nachfolgenden Schritt zu erleichtern.

Die elfte Ausführungsform

Unter Bezugnahme auf Fig. 65 wird ein Verfahren zum Verwen den eines Halbleitersubstrats gemäß einer elften Ausfüh rungsform beschrieben. Bei dem Halbleitersubstrat der elften Ausführungsform wird auf dem Außenumfangsabschnitt einer Si liziumscheibe 1 ein Oxidfilm 74 gebildet, um die Kristall orientierung zu ermitteln. Licht aus einer Einrichtung 70, die elliptisch polarisiertes Licht in einem Einfallswinkel aussendet, zum Beispiel aus einer He-Ne-Laserstrahlungsein richtung, wird in konstanter Richtung durch ein optisches Filter 71 hindurch auf ein vorbestimmtes Gebiet auf der Si liziumscheibe 1 gestrahlt. Das reflektierte Licht, das in einer Ebene polarisiertes Licht ist, geht so durch ein opti sches Filter 72 hindurch, daß es durch einen Ermittlungsein richtungsverstärker 73, zum Beispiel durch hochempfindliche Fotodioden, ermittelt wird. Das ermittelte Licht, das durch das Oxidgebiet 74 der Siliziumscheibe 1 reflektiert wird, hat einen Brechungsindex, der sich von demjenigen unter scheidet, wenn es durch ein anderes Gebiet als das Oxidge biet reflektiert wird. Durch Ermitteln dieses Unterschiedes des Brechungsindex unter Verwendung einer Polarisations analyse, während sich die Siliziumscheibe 1 um die Achse im Zentrum ihrer Hauptoberfläche herum dreht, kann die Lage des Oxidfilms 74 ermittelt werden, um die Kristallorientierung zu erkennen.

Daher kann die Kristallorientierung der Siliziumscheibe 1 erkannt werden, wie vorstehend beschrieben.

Alternativ kann durch den Ermittlungseinrichtungsverstärker 73 die Lichtintensität ermittelt werden. In diesem Fall wird ein Unterschied des Reflexionsvermögens von Licht in dem Oxidgebiet 74 und anderen Gebieten ausgenutzt. Die Marke 74 zum ermitteln der Kristallorientierungsmarke 74 ist bei dem vorliegenden Verfahren verwendbar, solange ihr Brechungs index oder ihr Lichtreflexionsvermögen anders als derjenige oder dasjenige der Siliziumscheibe 1 ist. Sie kann aus einem Nitrid, einem Metallsilizid oder dergleichen gebildet sein und ist nicht auf das vorstehend beschriebene Oxid be schränkt.

Wenn auf dem Seitenabschnitt der Siliziumscheibe 1 die Er mittlungsmarke 74 gebildet ist, dann ist das vorliegende Verfahren anwendbar durch Daraufrichten von Licht aus der Seitenrichtung der Siliziumscheibe, wie in Fig. 66 gezeigt. Jedes Teil in Fig. 66 ist demjenigen ähnlich, welches in Fig. 65 gezeigt ist, und die mit gleichen Bezugszeichen der Fig. 65 versehenen Teile haben dieselbe Funktion.

Die zwölfte Ausführungsform

Fig. 67 ist eine Konzeptionsdarstellung zum Beschreiben eines Verfahrens zum Verwenden eines Halbleitersubstrats ge mäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung. Unter Bezugnahme auf Fig. 67 wird ein Verfahren zum Verwenden eines Halbleitersubstrats gemäß der zwölften Aus führungsform beschrieben. Das Halbleitersubstrat der zwölf ten Ausführungsform weist ein im Außenumfangsabschnitt einer Siliziumscheibe 1 gebildetes Oxidgebiet 84 auf, um die Kri stallorientierung zu ermitteln. Die Siliziumscheibe 1 ist auf einem Unterteil 80 angebracht, wie in Fig. 67 gezeigt. Das Unterteil 80 funktioniert so, daß es die Siliziumscheibe 1 elektrisch verbindet mit der einen Elektrode 81. Eine andere Elektrode 82 ist mit einem vorbestimmten Gebiet am Rand der Siliziumscheibe 1 in Kontakt gebracht. Folglich kann der elektrische Widerstand der Siliziumscheibe 1 mit tels einer Einrichtung zur Messung des elektrischen Wider standes 83 gemessen werden. Die Siliziumscheibe 1 wird mit dem Zentrum der Hauptoberfläche als Achse gedreht, um den elektrischen Widerstand des Randabschnitts der Silizium scheibe zu messen. Wenn das Oxidgebiet 84 in Kontakt mit der Elektrode 82 gebracht wird, dann nimmt der Meßwert des elek trischen Widerstandes wesentlich zu, da das Oxid ein Isola tor ist. Insbesondere ist der elektrische Widerstand im Si liziumsubstrat etwa einige zehn Ω·cm, wogegen der Wert im Oxid unendlich ist. Die Lage des Oxidgebiets kann durch Er mitteln einer Änderung des gemessenen Wertes des elektri schen Widerstandes leicht erkannt werden. Folglich kann die Kristallorientierung der Siliziumscheibe erkannt werden.

Ein beliebiges Gebiet zum Ermitteln der Kristallorientie rung, welches auf dem Außenumfangsabschnitt der Silizium scheibe gebildet ist, kann verwendet werden, solange es einen elektrischen Widerstand aufweist der sich von dem jenigen der Siliziumscheibe unterscheidet. Beispielsweise ist das vorliegende Verfahren unter Verwendung eines Ge bietes aus einem Nitrid, aus Polysilizium, aus einem Silizid oder dergleichen anwendbar. In diesen Fällen ist zum Bei spiel der elektrische Widerstand eines Nitridfilms ähnlich wie bei einem Oxidfilm unendlich. Im Falle des Polysiliziums wird durch Wählen der Dotierungsbedingung (Störstellen implantationsbedingung) ein elektrischer Widerstand fest gesetzt, welcher sich von demjenigen des Siliziumsubstrats zur Erleichterung einer Ermittlung ausreichend, zum Beispiel um weniger als 1/100 oder mehr als das 100fache des elek trischen Widerstandes des Siliziumsubstrats, unterscheidet. Im Falle des Silizids ist der elektrische Widerstand nicht großer als 0,01 Ω·cm. Selbst wenn somit ein Nitridfilm ver wendet wird, hat er einen elektrischen Widerstand, der sich von den einigen zehn Ω·cm des Siliziumsubstrats ausreichend unterscheidet. Ähnlich wie bei dem vorstehend beschriebenen Oxid kann die Lage des Films ermittelt werden, um die Kri stallorientierung der Siliziumscheibe zu erkennen.

Ähnlich wie bei der vorhergehenden Ausführungsform kann die Lage eines Gebietes, wie beispielsweise eines Oxids oder dergleichen, ermittelt werden durch Anordnen von Elektroden, wie in Fig. 68 gezeigt, um den elektrischen Widerstand zwi schen zwei Punkten auf dem Außenumfangsabschnitt der Sili ziumscheibe zu messen.

Die dreizehnte Ausführungsform

Fig. 69 ist eine Konzeptionsdarstellung zum Beschreiben eines Verfahrens zum Verwenden eines Halbleitersubstrats ge mäß einer dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Er findung. Unter Bezugnahme auf Fig. 69 wird ein Verfahren zum Verwenden eines Halbleitersubstrats der dreizehnten Aus führungsform beschrieben. Ein Halbleitersubstrat der drei zehnten Ausführungsform weist eine auf dem Außenumfang einer Siliziumscheibe 1 gebildete Marke 96 auf, um die Kristall orientierung zu ermitteln. Eine beliebige Marke 96, die eine Leitfähigkeit aufweist, die sich von derjenigen der Sili ziumscheibe unterscheidet, zum Beispiel eine aus einem Oxid, einem Nitrid, einem Metallsilizid oder dergleichen, kann verwendet werden.

Die Ermittlungseinrichtung weist eine um ein Ferrit 90 herum gewickelte Spule 91 auf. Ein Kapazitätselement 95 ist zwi schen Anschlüssen 93 und 94 angeordnet. Durch eine Hochfre quenzkonstantstromquelle 92 wird Hochfrequenz erzeugt. Die Einrichtung ist in einem Randgebiet der Siliziumscheibe ohne Kontakt mit dem Ferrit 90 angeordnet. Unter dieser Bedingung wird am Rand der Siliziumscheibe 1 durch induktive Kopplung ein Wirbelstrom erzeugt.

Insbesondere wird innerhalb der Siliziumscheibe 1 durch induktive Kopplung mit einer Hochfrequenzschaltung ein Wirbelstrom erzeugt. Der erzeugte Wirbelstrom wird als Joulesche Wärme verloren. Durch Ausnutzen der Tatsache, daß die Absorption der Hochfrequenzleistung durch den Wirbel strom (die Joulesche Wärme) in der Siliziumscheibe 1 und die Leitfähigkeit eine positive Korrelation aufweisen, kann ein Unterschied der Leitfähigkeit zwischen der Siliziumscheibe 1 und der Marke 96 ohne physischen Kontakt ermittelt werden.

Die Spannung über den Anschlüssen 93 und 94 wird gemessen, während sich die Siliziumscheibe 1 mit dem Zentrum der Hauptoberfläche als Achse dreht. Da sich die Leitfähigkeit des Markenabschnitts 96 von derjenigen des anderen Ab schnitts unterscheidet, ändert sich die gemessene Spannung, wenn die Marke 96 an dem Ferritabschnitt 90 ankommt. Die Lage der Marke 96 kann durch Ermitteln dieser Änderung er mittelt werden, wodurch die Kristallorientierung der Sili ziumscheibe 1 erkannt wird.

Die vierzehnte Ausführungsform

Fig. 70 ist eine Konzeptionsdarstellung zum Beschreiben eines Verfahrens zum Verwenden eines Halbleitersubstrats gemäß einer vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Er findung. Unter Bezugnahme auf Fig. 70 wird ein Verfahren zum Verwenden des Halbleitersubstrats der vierzehnten Aus führungsform beschrieben. Das Halbleitersubstrat der vier zehnten Ausführungsform weist ein auf dem Außenumfangsab schnitt einer Siliziumscheibe 1 gebildetes Oxidgebiet 204 auf, um die Kristallorientierung zu ermitteln. Wie in Fig. 70 gezeigt, ist auf einem Unterteil 201 die Siliziumscheibe 1 angebracht. Das Unterteil 201 verbindet die Siliziumschei be 1 elektrisch mit der einen Elektrode einer Einrichtung zur elektrostatischen Kapazitätsmessung. Die andere Elek trode der Einrichtung zur elektrostatischen Kapazitätsmes sung 203 ist mit einer parallel zu der Hauptoberfläche der Siliziumscheibe 1 vorgesehenen Elektrode 202 elektrisch ver bunden. Folglich kann die aus der Siliziumscheibe 1 und der Elektrode 202 gebildete elektrostatische Kapazität gemessen werden. Diese elektrische Kapazität ist der Dielektrizitäts konstante des Materials proportional, welches zwischen den beiden die elektrostatische Kapazität festlegenden Elektro den vorhanden ist. Durch Drehen der Siliziumscheibe 1 mit dem Zentrum ihrer Hauptoberfläche als Achse kann eine Ände rung der elektrostatischen Kapazität ermittelt werden, da sich die Dielektrizitätskonstante des Oxidfilmgebiets 204 von derjenigen des anderen Gebiets unterscheidet. Durch Er mitteln einer Stelle auf der Siliziumscheibe 1, an welcher sich diese elektrostatische Kapazität ändert, kann die Lage des Oxidfilmgebiets 204 ermittelt werden, um die Kristall orientierung zu bestimmen.

Ein beliebiges Gebiet, das im Außenumfangsabschnitt der Si liziumscheibe gebildet ist, um die Kristallorientierung zu ermitteln, kann verwendet werden, solange es eine Dielektri zitätskonstante aufweist, welche sich von derjenigen der Si liziumscheibe unterscheidet. Beispielsweise kann bei dem vorliegenden Verfahren ein aus einem Nitrid gebildetes Ge biet verwendet werden.

Die fünfzehnte Ausführungsform

Fig. 71 ist eine Konzeptionsdarstellung zum Beschreiben eines Verfahrens zum Verwenden eines Halbleitersubstrats ge mäß einer fünfzehnten Ausführungsform der vorliegenden Er findung. Unter Bezugnahme auf Fig. 71 wird ein Verfahren zum Verwenden eines Halbleitersubstrats gemäß der fünfzehn ten Ausführungsform beschrieben. Das Halbleitersubstrat 1 der fünfzehnten Ausführungsform weist ein im Außenumfangsab schnitt einer Siliziumscheibe 1 gebildetes Gebiet 212 mit einer magnetischen Substanz auf, um die Kristallorientierung zu ermitteln. Als magnetische Substanz können Co, Ni, Ti oder dergleichen verwendet werden. Mittels eines monochro matisches linear polarisiertes Licht aussendenden Laser oszillators 210 wird auf die Siliziumscheibe 1 monochroma tisches Laserlicht 213 gerichtet. Das durchgelassene Licht wird durch eine Ermittlungseinrichtung 211 ermittelt. Dieses Verfahren wird in Fig. 72 detailliert beschrieben. Unter Bezugnahme auf Fig. 72 wird mittels eines Laseroszillators 210 monochromatisches Laserlicht 213 ausgesendet, welches eine Polarisationsebene aufweist, die im Uhrzeigersinn be züglich der Ausbreitungsrichtung des Lichts gemäß dem Mate rial, durch welches es hindurchgeht, d. h. gemäß dem Pegel des Magnetfeldes der Siliziumscheibe, gedreht wird. Dies wird Faraday-Effekt genannt. Der Drehwinkel α der Polarisa tionsebene wird das Produkt aus H und 1 und V, wenn 1 [m] in dem durchstrahlten Material mit einer Stärke H [A/m] des Magnetfeldes fortgeschritten wird. Hier ist V eine vom Mate rial abhängige Proportionalitätskonstante, die Verdetsche Konstante genannt wird. Durch Ermitteln einer Änderung des Drehwinkels α der Polarisationsebene mittels einer Ermitt lungseinrichtung 211 kann leicht erkannt werden, ob das monochromatische Laserlicht 213 durch das Gebiet mit ma gnetischer Substanz 212 oder ein anderes Gebiet hindurch geht. Durch Ermitteln der Lage des Gebiets mit magnetischer Substanz 212 kann die Kristallorientierung der Silizium scheibe 1 erkannt werden.

Gemäß dem vorstehend beschriebenen Faraday-Effekt wird die Drehung der Polarisationsebene des durchgehenden Lichts er mittelt. Ähnlich kann durch Ermitteln der Drehung der Pola risationsebene des reflektierten Lichts (Kerr-Effekt) die Lage des Gebiets mit magnetischer Substanz 212 ermittelt werden, um die Kristallorientierung zu erkennen.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend be schriebenen Ausführungsformen beschränkt und enthält die jenigen in einem Bereich, welche jenen des Patentanspruchs bereichs im wesentlichen äquivalent sind.

Obwohl die vorliegende Erfindung detailliert beschrieben und dargestellt worden ist, ist es selbstverständlich, daß die selbe nur veranschaulichend und beispielhaft ist und keiner Beschränkung unterliegt, wobei der Inhalt und der Bereich der vorliegenden Erfindung nur durch die beigefügten An sprüche beschränkt sind.

Claims

1. Halbleitersubstrat, welches umfaßt:
eine Halbleiterscheibe (1) mit einem gänzlich eine Kreis kontur aufweisenden Außenumfang und
eine in einem vorbestimmten Gebiet einer Oberfläche der Halbleiterscheibe gebildete Ermittlungsmarke (2) zum Er mitteln der Kristallorientierung der Halbleiterscheibe.

2. Halbleitersubstrat nach Anspruch 1, bei welchem sich das vorbestimmte Gebiet, in dem die Ermittlungsmarke (2) ge bildet ist, in der Nähe des Außenumfangs der Halbleiter scheibe (1) befindet.

3. Halbleitersubstrat nach Anspruch 1, bei welchem die Er mittlungsmarke (2) ein Störstellendiffusionsgebiet (5) um faßt.

4. Halbleitersubstrat nach Anspruch 1, bei welchem die Er mittlungsmarke (2) Störstellen enthaltendes vergrabenes Si lizium (7) umfaßt.

5. Halbleitersubstrat nach Anspruch 1, bei welchem die Er mittlungsmarke (2) eine Marke (15) umfaßt, die aus einem Ab schnitt der Oberfläche der Halbleiterscheibe gebildet ist und eine vorbestimmte Oberflächenstruktur aufweist.

6. Halbleitersubstrat nach Anspruch 1, bei welchem die Ermittlungsmarke (2) einen Film (50) umfaßt, der auf einer Seitenoberfläche des Außenumfangs der Halbleiterscheibe ge bildet ist.

7. Halbleitersubstrat nach Anspruch 1, bei welchem die Ermittlungsmarke (2) Siliziumoxid (48) umfaßt, das so gebil det ist, daß es in dem Halbleitersubstrat vergraben ist.

8. Halbleitersubstrat nach Anspruch 1, bei welchem die Er mittlungsmarke (2) eine magnetische Substanz (60) umfaßt.

9. Halbleitersubstrat, welches umfaßt:
eine erste Halbleiterscheibe (1) mit einem insgesamt kreis förmigen Außenumfang und
eine zweite Halbleiterscheibe (18), welche mit der ersten Halbleiterscheibe verbunden ist und in einer Anordnung ge bildet ist, so daß die Kristallorientierung eines vorbe stimmten Gebiets ihrer Oberfläche ermittelt werden kann.

10. Verfahren zum Herstellen eines Halbleitersubstrats, welches die Schritte umfaßt:
einen Schritt zum Bearbeiten eines einkristallinen Halblei ters (3) in zylindrischer Art und Weise,
nach einem Schritt zum Ermitteln der Kristallorientierung des einkristallinen Halbleiters (3) einen Schritt zum Ein führen von Störstellen in ein vorbestimmtes Gebiet des ein kristallinen Halbleiters, um ein die Kristallorientierung anzeigendes Störstellengebiet (2) zu bilden, und
einen Schritt zum Bearbeiten des einkristallinen Halbleiters (3), um eine Mehrzahl von Halbleiterscheiben (1) zu bilden.

11. Verfahren zum Herstellen eines Halbleitersubstrats nach Anspruch 10, bei welchem der Schritt zum Einführen von Stör stellen einen Schritt zum Implantieren von Störstellen in den Außenumfang des einkristallinen Halbleiters (3) unter Verwendung eines Ionenimplantationsverfahrens umfaßt.

12. Verfahren zum Herstellen eines Halbleitersubstrats nach Anspruch 10, bei welchem der Schritt zum Einführen von Stör stellen einen Schritt zum Vorsehen eines Kontaktes zwischen einem Störstellen enthaltenden Halbleiterstab (6) und dem Außenumfang des einkristallinen Halbleiters (3) und zum Dif fundieren der Störstellen aus dem Halbleiterstab in den ein kristallinen Halbleiter umfaßt.

13. Verfahren zum Herstellen eines Halbleitersubstrats nach Anspruch 10, bei welchem der Schritt zum Einführen von Stör stellen einen Schritt zum Vergraben eines Störstellen ent haltenden Halbleitermaterials (7) in einem vorbestimmten Ge biet des einkristallinen Halbleiters (3) umfaßt.

14. Verfahren zum Herstellen eines Halbleitersubstrats, welches die Schritte umfaßt:
einen Schritt zum Bearbeiten eines einkristallinen Halblei ters (3) in zylindrischer Art und Weise,
nach einem Schritt zum Ermitteln der Kristallorientierung des einkristallinen Halbleiters einen Schritt zum Umwandeln eines vorbestimmten Gebiets des einkristallinen Halbleiters in ein Gebiet mit anderer Substanz mittels chemischer Reak tion, um ein die Kristallorientierung anzeigendes Gebiet von einem anderen Materialtyp (45) zu bilden, und
einen Schritt zum Bearbeiten des einkristallinen Halblei ters, um eine Mehrzahl von Halbleiterscheiben (1) zu bilden.

15. Verfahren zum Herstellen eines Halbleitersubstrats nach Anspruch 14, bei welchem der Schritt zur chemischen Reaktion eine Oxidation umfaßt.

16. Verfahren zum Herstellen eines Halbleitersubstrats, welches die Schritte umfaßt:
einen Schritt zum Bearbeiten eines einkristallinen Halblei ters (3) in zylindrischer Art und Weise,
nach einem Schritt zum Ermitteln der Kristallorientierung des einkristallinen Halbleiters einen Schritt zum Bilden eines Films (50) in einem vorbestimmten Gebiet auf einer Weitenoberfläche eines Umfangsabschnitts in einem vorbe stimmten Gebiet des einkristallinen Halbleiters zum Erkennen der Kristallorientierung und
einen Schritt zum Bearbeiten des einkristallinen Halblei ters, um eine Mehrzahl von Halbleiterscheiben (1) zu bilden.

17. Verfahren zum Herstellen eines Halbleitersubstrats nach Anspruch 16, bei welchem der Schritt zum Bilden eines Films (50) einen Schritt zum Bilden einer Nut (61) in einem Außen umfangsabschnitt des einkristallinen Halbleiters längs der Richtung einer Zylinderachse des einkristallinen Halbleiters und zum Ablagern eines Filmmaterials (62) im Innern der Nut umfaßt.

18. Verfahren zum Herstellen eines Halbleitersubstrats, welches die Schritte umfaßt:
einen Schritt zum Bearbeiten eines einkristallinen Halblei ters (3) in zylindrischer Art und Weise,
nach einem Schritt zum Ermitteln der Kristallorientierung des einkristallinen Halbleiters einen Schritt zum Bilden einer ersten die Kristallorientierung anzeigenden Ermitt lungsmarke (16) in einem vorbestimmten Gebiet eines Außen umfangsabschnitts des einkristallinen Halbleiters,
einen Schritt zum Bearbeiten des einkristallinen Halblei ters, um eine Mehrzahl von Halbleiterscheiben (1) zu bilden, und
einen Schritt zum Bilden einer zweiten die Kristallorientie rung anzeigenden Ermittlungsmarke (15) in einem vorbestimm ten Gebiet einer Hauptoberfläche der Halbleiterscheibe auf der Grundlage der ersten Ermittlungsmarke.

19. Verfahren zum Herstellen eines Halbleitersubstrats nach Anspruch 18, bei welchem die erste Ermittlungsmarke (16) eine unter Verwendung eines ermittelbaren Belagmaterials aufgebrachte Marke umfaßt.

20. Verfahren zum Herstellen eines Halbleitersubstrats nach Anspruch 18, bei welchem die erste Ermittlungsmarke (16) ein Teil (17) zum Verhindern einer Beschädigung der Halbleiter scheibe beim Bearbeiten des einkristallinen Halbleiters (3) umfaßt.

21. Verfahren zum Herstellen eines Halbleitersubstrats, welches die Schritte umfaßt:
einen Schritt zum Bilden einer ersten Halbleiterscheibe (1) mit einem gänzlich eine Kreiskontur aufweisenden Außenum fang,
einen Schritt zum Bilden einer zweiten Halbleiterscheibe (18), bei der ein Abschnitt ihres Außenumfangs eine Struktur aufweist, mit welcher ihre Kristallorientierung ermittelt werden kann, und
einen Schritt zum Zusammenverbinden der ersten und der zwei ten Halbleiterscheibe.

22. Verfahren zum Verwenden eines Halbleitersubstrats, welches die Schritte umfaßt:
einen Schritt zum Wachsenlassen einer Epitaxieschicht (10), die einen der Kristallorientierung entsprechenden Stufenab schnitt auf ihrer oberen Oberfläche aufweist, auf einer Hauptoberfläche einer Halbleiterscheibe (1) und
einen Schritt zum Erkennen der Kristallorientierung der Epi taxieschicht unter Verwendung des Stufenabschnitts (12) der Epitaxieschicht.

23. Verfahren zum Verwenden eines Halbleitersubstrats, welches die Schritte umfaßt:
einen Schritt zum Wachsenlassen einer Epitaxieschicht, die eine konkave und eine konvexe Fläche (10a) auf ihrer oberen Oberfläche mit einer der Kristallorientierung entsprechenden Struktur enthält, auf einer Hauptoberfläche einer Halblei terscheibe (1) und
einen Schritt zum Ermitteln der Struktur der konkaven und der konvexen Fläche, um die Kristallorientierung der Epi taxieschicht zu erkennen.

24. Verfahren zum Verwenden eines Halbleitersubstrats, welches die Schritte umfaßt:
einen Schritt zum Unterscheiden einer physikalischen Eigen schaft eines Abschnitts einer Halbleiterscheibe, in welchem eine Ermittlungsmarke gebildet ist, um ihre Kristallorien tierung zu ermitteln, von derjenigen des übrigen Abschnitts der Halbleiterscheibe und
einen Schritt zum Ermitteln der Lage der Ermittlungsmarke unter Ausnutzung eines Unterschieds der physikalischen Eigenschaften.

25. Verfahren zum Verwenden eines Halbleitersubstrats nach Anspruch 24, bei welchem die physikalische Eigenschaft einen Lichtbrechungsindex umfaßt.

26. Verfahren zum Verwenden eines Halbleitersubstrats nach Anspruch 24, bei welchem die physikalische Eigenschaft einen elektrischen Widerstand umfaßt.

27. Verfahren zum Verwenden eines Halbleitersubstrats nach Anspruch 24, bei welchem die physikalische Eigenschaft einen absorbierten Betrag von Hochfrequenzleistung umfaßt.

28. Verfahren zum Verwenden eines Halbleitersubstrats nach Anspruch 24, bei welchem die physikalische Eigenschaft eine Dielektrizitätskonstante umfaßt.

29. Verfahren zum Verwenden eines Halbleitersubstrats nach Anspruch 24, bei welchem die physikalische Eigenschaft eine Polarität einer totoelektromotorischen Kraft umfaßt.

30. Verfahren zum Verwenden eines Halbleitersubstrats nach Anspruch 24, bei welchem die physikalische Eigenschaft einen Drehwinkel einer Polarisationsebene durchgelassenen Lichts umfaßt.