DE3922563A1

DE3922563A1 - Verfahren zur herstellung eines halbleiter-wafers

Info

Publication number: DE3922563A1
Application number: DE3922563A
Authority: DE
Inventors: Sueo Sakata; Toshio Naritomi; Ysunori Oka
Original assignee: KYUSHU ELECTRON METAL; Osaka Titanium Co Ltd
Current assignee: KYUSHU ELECTRON METAL; Osaka Titanium Co Ltd
Priority date: 1988-07-11
Filing date: 1989-07-08
Publication date: 1990-01-18
Also published as: JPH0222822A; DE3922563C2; US5051375A; JPH0529307B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiter-Wafers für Sie nachfolgende Herstellung von Halbleiter-Bauelementen.

Wenn ein Bereich eines Wafers wo Bauelemente erzeugt werden (dies ist im allgemeinen die Vorderseitenfläche) mit metallischen Verunreinigungen, insbesondere Übergangs metallen verunreinigt ist, werden die Eigenschaften des Bau elementes im wesentlichen dadurch verschlechtert, daß die Minoritäts-Ladungsträger-Stauzeit kurz und der Verluststrom einer p-n-Verbindung hoch sind. Demgemäß ist es wesentlich, eine metallische Verunreinigung der Zone eines Wafers, wo Bauelemente hergestellt werden (zukünftig kurz Bauelementen- Zone genannt) - soweit wie möglich zu verhindern.

Zur Verhinderung der vorbeschriebenen Verunreinigung sind verschiedene Getterverfahren bekannt (S.M. Sze: "VLSI Technology" McGRAW HILL, 1983, § 1.5.1.).

Wenn ein mit Metallen verunreinigter Wafer einer Wärmebehand lung ausgesetzt ist, bewegen sich die Metallatome im Wafer aufgrund thermischer Difusion. Im Fall einer Senke im Wafer bezüglich der Metalle werden die Metallatome abgeschieden und dadurch absorbiert und daran angelagert.

Wenn demgemäß Senken vorher mit hoher Dichte innerhalb nicht die Bauelement-Zone umfassenden Bereichen auftreten und so gar dann, wenn der Wafer im nachfolgenden Bauelement-Her stellungsprozeß verunreinigt wird, kann das Ausmaß der Verunreinigung der Bauelement-Zone durch Wärmebehandlung verringert werden.

Diese Technik wird Gettern genannt und kann grob in die bei den folgenden Kategorien eingeteilt werden:

1) das Extrinsic-Getter-Verfahren (EG); dies ist ein Verfahren, bei dem die Rückfläche des Wafers mit Absicht durch mechanischen Abrieb beschädigt wird, durch Sandstrahlen, Läppen oder dergl. oder durch die An wendung eines fokusierten Laserstrahls.
2) Das Intrinsic-Getter-Verfahren (IG); dies ist ein Verfahren, bei dem im Inneren des Wafers Mikroschäden mit hoher Dichte hervorgerufen werden, während Schäden bildende Atome (z.B. Sauerstoff), durch Verdampfung aus der Oberfläche des Wafers entfernt wer den, um so eine Abtragungszone (DZ) zu bilden.

Die Rückseitenbeschädigung (BD) und die Mikroschäden bilden jeweils Senken für metallische Verunreinigungen und ihre Wirksamkeit ist schon bestätigt worden (ibid.).

Bei dem auf Sandstrahlen basierenden Verfahren werden ge wöhnlich Abriebmittel benutzt, die aus Verbindungen be stehen, welche Elemente enthalten, die auch der Wafer auf weist, um eine Verunreinigung zu verhindern. In den Fällen z.B., in denen der Wafer aus Silizium besteht, werden als Ab riebmittel Quarz und Karborund benutzt. Eine Prüfung ihrer Konfiguration hat erkennen lassen, daß sie spitze Ecken auf weisen, wie in Fig. 6 gezeigt ist.

Die heutige Meinung ist, daß Schäden oder Risse, die auf treten, wenn das Partikel gegen eine flache Platte gestoßen wird, hauptsächlich durch Scherbeanspruchung hervorgerufen werden (S. Timoshenko und J.N. Goodier: "Theory of Elasticity", 2. ed. McGRAW HILL, 1951, p. 366-375).

Der Erfindung geht eine Berechnung voraus bezüglich der Ver teilung der inneren Spannung des Wafers auf der Basis der Theorie von Hertz u.a. (H.R.Hertz: J. Math (Crelle′s J.) vol. 92, 1881 und a.) unter angenommenen Fällen, in denen drei Arten polygonaler Abriebmittel vertikal gegen die Rückfläche eines Silizium-Wafers geschleudert werden. Die Berechnung wurde übrigens unter der Annahme getroffen, daß der Poissonsche Beiwert des Siliziums 0,42 betrug (Sze,An hang A).

Die Fig. 7A, 7B, und 7C sind graphische Darstellungen, die jeweils die Druckbeanspruchung in Richtung der Norm auf ihre Kontaktflächen während des Auftreffens zeigen, während die Fig. 7A′, 7B′ und 7C′ graphische Darstel lungen sind, die die Verteilung der dementsprechenden Scherbeanspruchung erläutern.

Die Tiefe eines Punktes, wo die Scherbeanspruchung ihr Maximum hat, ist im wesentlichen gleich der Größe des Teils der Berührung zwischen dem Wafer und dem Abriebmittel.

In allen diesen Fällen hat das Abriebmittel eine Gestalt, bei dem spitze Ecken vorgesehen sind, sodaß ein Kontakt bereich zwischen dem Wafer und dem Abriebmittel sehr klein ist. Deshalb wurde der Punkt, wo die Scherbeanspruchung ihr Maximum erhält, genau in einem Schichtteil der Ober fläche der Rückseitenfläche des Wafers gefunden.

Aus diesem Grund treten Risse hauptsächlich in der Ober fläche auf, in der eine Vielzahl von der Oberfläche ab platzbarer schuppiger Partikel vorhanden sein können.

Um diese schuppigen Partikel zu entfernen, wird nach dem Sandstrahlen eine Ultraschallreinigung durchgeführt, jedoch werden die schuppigen Partikel nicht vollständig entfernt.

Einige der verbleibenden schuppigen Partikel platzen während des Herstellungsprozesses der Bauelemente vom Wafer ab, er reichen die Bauelementenzone der Waferoberfläche und verursachen möglicherweise eine Unterbrechung o.dergl. im Bauelement. Dementsprechend ist das Resultat dieser Bau elemente verschlechtert.

Deshalb hat man beim herkömmlichen Gettern mit Sandstrahlen die Blasintensität reduziert, um das Auftreten von schuppi gen Partikeln zu unterdrücken. Es ergab sich, daß es unmög lich war, einen ausgezeichneten Gettereffekt zu erhalten, der eine Reduzierung der Schaden-Erscheinungsrate auf ein niedrigeres Niveau erlauben würde.

Demgemäß ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiter-Wafern zu schaffen, das ei nen ausgezeichneten Getter-Effekt beim Sandstrahlen hat und die Verringerung der Erscheinungsrate schuppiger Partikel auf ein niedriges Niveau erlaubt.

Zu diesem Zweck ist gemäß der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiter-Wafers vorgesehen, der durch Sandstrahlen beim Herstellungsvorgang des Halbleiter-Wafers gegettert wird, wobei das Verfahren folgende Schritte auf weist: Abriebmittel die je eine Konfiguration mindetens ähn lich einer Kugel aufweisen, werden gegen die Rückfläche des Halbleiter-Wafers geblasen, eine Scherbeanspruchung mit ei nem Maximalwert im Innern des Wafers erzeugt wird und dem gemäß Beschädigungen hauptsächlich im Inneren des Wafers erzeugt werden.

Fig. 1 erläutert die Rechenergebnisse der Beanspruchung im Fall, daß Abriebmittel die mindestens kugelähnlich sind, gegen die Rückfläche eines Silizium-Monokristall-Wafers 2 geblasen werden. Zu bemerken ist, daß der Poissonsche Bei wert des Siliziums mit 0,42 (S.M.Sze, ibid.) angenommen wurde.

In diesem Fall war die Kontaktfläche zwischen der Rückseite des Wafers und dem Abriebmittel groß und der Punkt, bei dem die Scherbeanspruchung ihr Maximum hatte lag im Inneren des Wafers (auf einer Tiefe von etwa 7/10 des Radius′ des Kontakt abschnittes). Demgemäß wurden zahlreiche Beschädigungen im Inneren des Wafers hervorgerufen, während die Zahl der Ris se, die in der Oberfläche auftraten klein ist. Daraus folgt, daß die Menge der erzeugten schuppigen Partikel bemerkens wert klein ist und das Produktionsergebnis der Bauelemente dadurch verbessert werden kann.

Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfin dung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung.

Es zeigt:

Fig. 1A ein Diagramm, das die Verteilung der Beanspruchung während der Zeit widergibt, zu der kugelförmige Abriebmittel gemäß der Erfindung gegen einen Halb leiter-Wafer geblasen werden;

Fig. 1B zeigt ein Diagramm, das den Punkt maximaler Bean spruchung im Inneren des Wafers veranschaulicht;

Fig. 2 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehungen zwischen der Minoritätsträger-Stauzeit t _g im Sili zium-Wafer und der Zahl der schuppigen Partikel an dessen Oberfläche erläutert;

Fig. 3 ist eine graphische Darstellung, die die Verände rungen in der Größe versetzter oder verschobener Massen wiedergibt, die auf der Rückseitenfläche des Silizium-Wafers ausgebildet sind;

Fig. 4A-C schematische Diagramme, die einen Zustand der Rück seitenfläche eines Wafers in den Fällen erläutern, in denen die kugelförmigen Abriebmittel gegen die Rückfläche gemäß der Erfindung geblasen werden, wobei Fig. 4A den Zustand nach dem Sandblasen er läutert, Fig. 4B einen Zustand der Rückfläche, nachdem ein Oxydfilm durch Wärmebehandlung ent fernt worden ist und 4C einen Zustand der Versetzungs verteilung nachdem dem Sandblasen eine Wärmebe handlung und eine selektive Ätzung nachgeschaltet wurden;

Fig. 5A-C schematische Diagramme, die den Zustand der Rückseiten fläche des Wafers in Fällen veranschaulichen, in de nen Abriebmittel mit spitzen Ecken gemäß des her kömmlichen Verfahrens gegen die Rückseitenfläche geblasen werden, wobei Fig. 5A den Zustand nach dem Sandblasen, Fig. 5B ein Zustand der Rückseiten fläche darstellt, nachdem ein Oxydfilm durch Wärmebehandlung entfernt worden ist und Fig. 5C einen Zustand der Versetzungs- oder Verschiebungs verteilung zeigt, wobei nach dem Sandstrahlen ei ne Wärmebehandlung und ein selektives Ätzen statt gefunden haben;

Fig. 6 ein schematisches Diagramm eines Abriebmittels mit spitzen Ecken;

Fig. 7A-C Modelle der Verteilung der Druckbeanspruchung zu dem Zeitpunkt, in dem die Abriebmittel mit den in Fig. 6 gezeigten spitzen Ecken auf den Halb leiter-Wafer treffen, während die Fig. 7A′, 7B′ und 7C′ Modelle von Scherbeanspruchungen dar stellen, die der vorerwähnten Verteilung der Kon takt-Druckbeanspruchung entsprechen;

Fig. 8A ein Diagramm, das schematisch eine Vorrichtung zur Messung der Stauzeit (generation lifetime) gemäß des MOS C-1 Verfahrens erläutert, während Fig. 8B ein Diagramm darstellt, das schematisch die Ge staltung einer Meßelektrode und einer Schutzelektrode dieser Vorrichtung erläutert;

Fig. 9A-C Diagramme, die die Verfahren zu dem Zeitpunkt er läutern, in dem die Stauzeit durch die Vorrichtung gemäß Fig. 8 gemessen wird, wobei Fig. 9A eine graphi sche Darstellung der Beziehung zwischen einer Elektrodenspannung V und der Zeit t ist. Fig. 9B eine graphische Darstellung ist, die die Beziehungen zwischen den Kapazitäten C der Meßelektrode und der Zeit t veranschaulicht und Fig. 9C eine graphi sche Darstellung (Zerbst Graphik) ist zur Bestim mung der Stauzeit t _g von Minoritätsträgern, wobei Fig. 9B einer axialen Umwandlung ausgesetzt ist und der Gradient eines linearen Abschnittes durch 1/t _g ausgedrückt ist; und

Fig. 10 eine graphische Darstellung, die die Beziehungen zwischen jedem Beispiel und der Erzeugungsdauer oder Stauzeit (generation lifetime) erläutert.

Beispiel 1 (Vorbereitung der Probestücke)

Eine Vielzahl Silikonwafer (Durchmesser: 127 mm, Dicke; 0,6 mm) die als Hauptfläche eine Kristallorientierung von 100 auf weisen, wurde aus einem Silizium-Monokristallblock gebildet (Oi) = 14×10¹⁷ Atome/cc oder weniger und nach dem Ziehver fahren (Czochralski-Methode) und auf der Rückseitenfläche des Silizium-Wafers wurde eine Beschädigte Schicht durch Sandblasen gebildet.

Mit anderen Worten wurde eine Vielzahl von Silizium-Wafern vorbereitet, die unterschiedliche Grade von Anfälligkeit für eine Beschädigung aufweisen, in dem sie gesandstrahlt wurden unter Verwendung kugelförmiger Abriebmittel (Größe: einige µm bis mehrere Dutzend µm) gemäß der Erfindung und herkömmlicher Abriebmittel mit spitzen Ecken (Größe: meh rere µm bis mehrere Dutzend µm) aus Gründen des Vergleiches, wobei die Blasgeschwindigkeit und die Blaszeit und die Dichte der Abriebmittel (Gehalt an Abriebmitteln: 1-20%) verändert wurden.

(Beobachtung durch Raster- Elektronenmikroskop (SEM)

Anschließend wurden die oben beschriebenen verschiedenen Typen von Silizium-Wafern, deren Oberflächen durch mechano chemisches Polieren mittels Quarz geschliffen worden sind für zwei Stunden bei 1000° in trocke ner Sauerstoff-Atmosphäre (Strömungsgeschwindigkeit des O₂: 5 l/min) einer Wärmebehandlung unterworfen und wurden dann in Flußsäure (Mischungsverhältnis: 50% Flußsäure : reines Wasser = 1 : 10) eingetaucht, um so Proben zur Untersuchung des Auftretens von schuppigen Partikeln und zur Beobachtung des Zustandes deren Auftretens vorzubereiten.

Als Beispiel der Durchführung des genannten Sandstrahlens erläutert Fig. 4A ein schematisches Diagramm von Schußmarken (Auftreffmarken der Abriebmittel) basierend auf einer mikros kopischen Fotografie der Rückseitenfläche eines Wafers in Fällen, wo kugelförmige Abriebmittel aus Al₂O₃ mit einer durchschnittlichen Korngröße von 23 µm gegen einen Wafer geblasen wurden. Darüberhinaus zeigt Fig. 5A ein schematisches Diagramm von Schußmarken in Fällen, wo Abrieb mittel mit spitzen Ecken bestehend aus SiO₂ und mit ähnlicher durchschnittlicher Korngröße von 23 µm gegen einen Wafer ge blasen worden sind.

Ein Vergleich der beiden Proben ergibt, daß das Beschädigungs muster, das durch die Schußmarken hervorgerufen wird bei Verwendung der kugelförmigen Abriebmittel gemäß Fig. 4A deutlich unterschiedlich von demjenigen ist, bei dem Abrieb mittel mit spitzen Ecken gemäß Fig. 5A verwendet worden sind.

(Messung der Erzeugungsdauer bzw. Stauzeit (generation lifetime))

Um das Ergebnis des Getter-Verfahrens auszuwerten, wurden Bauelemente auf einem Wafer gebildet und deren Eigenschaften wurden gemessen. Zum Verfahren ist zu sagen, daß die Probe- Wafer zuerst in eine 0,5%ige wässrige Lösung von Flußsäure eingetaucht wurden und dann in einer Reinigungslösung 15 Mi nuten lang gereinigt wurden. Danach wurde eine wässrige Lösung, die lppm Ni(NO₃)₂ enthielt auf die Probe getropft, so daß jede Probe mit Schwermetallen verunreinigt wurde. Nachdem die Proben gedreht und getrocknet wurden, wurden sie in einem Diffusionsofen einer Wärmebehandlung bei 1000°C für 2 Stunden unterworfen, wodurch auf ihren Oberflächen Oxydfilme von 750Å gebildet wurden. Danach wurden 3 mm-quadratische Aluminium Elektrodenfilme auf den Oberflächen der Proben mittels Vakuumablagerung und Lithographie gebildet, wodurch MOS-Kondensatoren (Bauele mente, die eine dreilagige Struktur aus Metall, Oxydfilm und Halbleiter aufweisen) hergestellt wurden. Bezüglich dieser MOS-Kondensatoren wurde die Stauzeit (generation lifetime) der Minoritätsträger in den Wafern gemessen gemäß dem MOS C-t Verfahren.

Das MOS C-t Verfahren wurde wie folgt durchgeführt: gemäß Fig. 8 wurde ein Oxydfilm 7 auf der Oberfläche eines Halb leiter-Wafers 6 gebildet und eine 3 mm-quadratische Meß elektrode 8 aus einem metallischen Film und eine diese umgebende Schutzelektrode 9 wurden auf dem Oxydfilm 7 vorgesehen und die Stauzeit der Minoritätsträger wurde durch eine Vorrichtung gemessen, in welcher ein Kapazitäts meßgerät 12 mit einem Primärrechner 11 verbunden ist und die Vorrichtung zwischen der Meßelektrode 8 und einer Stufe 10 vorgesehen ist.

Im Falls eines P-Typ-Wafers, wurden -3 V sowohl an die Meß elektrode 8 als auch an die Schutzelektrode 9 in Richtung der Sammlung (Fig. 9A) angelegt und die Spannung der Meßelektrode 8 wurde in Umkehrrichtung gewechselt. Dann wurde die Ver änderung der Kapazität C der Probeelektrode über die Zeit gemessen und die Kapazität C wurde als Funktion der Zeit t (Fig. 9B) erhalten. Die axiale Umwandlung dieser Fig. 9B wurde durchgeführt und -d/dt (Cox/C) ² längs der Ordinaten aufgetragen, während (Cf/C-1) längs der Abszissen (Zerbst Plan) aufgetragen wurde mit dem Ergebnis, daß sich die in Fig. 9C gezeigte Kurve ergab. Aus der Steigung ihres linearen Teils wurde die Stauzeit (generation lifetime) der Minoritätsträger bestimmt entsprechend des Zerbst-Ver fahrens (M. Zerbst, Z. Angew, Phys., 22, 30 (1966). Es ist darauf hinzuweisen, daß Cox eine Oxydfilmkapazität und Cf eine Gleichgewichtskapazität bezeichnen.

Um den Zustand des Auftretens schuppiger Partikel zu prü fen wurden die kugelförmigen Abriebmittel aus Al₂O₃ ge gen die Rückseitenfläche des Wafers geblasen, der dann einer Wärmebehandlung bei 1000°C für zwei Stunden aus gesetzt wurde, wonach der Oxydfilm entfernt wurde. Fig. 4B zeigt ein schematisches Diagramm, das einen Zustand der Rückseitenfläche des Wafers basierend auf einer Mikrofoto grafie zeigt, während Fig. 5B ein schematisches Diagramm zeigt, das den Zustand des Auftretens schuppiger Partikel im Fall von Abriebmitteln mit spitzen Ecken SiO₂ erläutert, die auf ähnliche Weise aufgeblasen wurden. Die Ergebnisse zeigen, daß die Menge an auftretenden schuppigen Partikeln im Fall der Verwendung von Abriebmitteln mit spitzen Ecken groß ist.

Um den Zustand des Auftretens von schuppigen Partikeln zu prüfen zeigt Fig. 2 einen Fall, in welchem eine Anzahl schuppiger Partikel (0.25 µm oder größer) auf einem 1,884 mm²- Abschnitt auf dem Wafer von einem Oberflächen-Prüfgerät gezählt und längs der Ordinaten aufgetragen wurde, während die Stauzeit t _g des MOS-Kondensators längs der Abszissen aufgetragen wurde.

Fig. 2 zeigt, daß im Fall von Wafern, auf die herkömmliche Ab riebmittel mit spitzen Ecken aufgeblasen wurden und die einem genügenden Getterungseffekt ausgesetzt worden sind, bei einer Stauzeit t _g über 10^-4 sec. die Zahl der schuppi gen Partikel auf der Oberfläche 10² oder mehr betrug und anwuchs im Verhältnis zur Stauzeit t _g. Weiterhin war im Fall von Wafern, bei denen die Zahl der schuppigen Partikel 10² oder weniger betrug die Stauzeit t _g 10^-4 sec. oder weniger. Demgegenüber wiesen im Fall von Wafern, auf die kugelförmige Abriebmittel gemäß der Erfindung aufgeblasen worden sind, die Wafer bei einer Stauzeit t _g von 10^-4 sec. oder darüber nur 10² oder weniger schuppige Partikel auf den Oberflächen auf.

Mit anderen Worten läßt sich erkennen, daß im Fall von Wafern, gegen die Abriebmittel mit spitzen Ecken geblasen wurden, die Zahl der schuppigen Partikel mit Zunahme des Gettereffektes anstieg, während im Fall von Wafern, gegen die kugelförmige Abriebmittel geblasen wurden sogar dann, wenn der Gettereffekt zunahm, das Auftreten von schuppi gen Partikeln unterdrückt werden konnte.

(Beobachtung der Verteilung von Versetzungen)

Zur Ermittlung der mechanischen Beschädigung der, wie oben beschrieben, hergestellten Wafer, wurden diese einer Wärme behandlung bei 1150°C für zwei Stunden ausgesetzt und ein selektives Ätzen wurde durchgeführt unter Verwendung der sogenannten Spritzerlösung (dash solution) und der Zustand der Verteilung der Versetzung auf der Rückseitenfläche wurde mittels eines optischen Mikroskopes beobachtet. Die Ergeb nisse sind in den Fig. 3 bis 5 gezeigt.

Fig. 3 ist eine graphische Darstellung, in welcher die Größe einer versetzten Masse längs der Abszisse aufgetragen ist, während die Frequenz längs der Ordinate aufgetragen ist. Die Graphik zeigt, daß im Fall von Wafern, die mit spitzecki gen Abriebmitteln beaufschlagt worden sind, eine breitenförmi ge Verteilung bezüglich der Größe der versetzten Massen vor handen ist und ihre Größe ungleichförmig ist. Demgegenüber ist im Fall von Wafern, die von kugelförmigen Abriebmitteln beaufschlagt worden sind, das Ausmaß der Verteilung der Größe der versetzten Massen gering und ihre Größe ist gleichför mig.

Da der Grad der Anisotropie der Gestalt der kugelförmigen Abriebmitteln klein ist, ist dies erkennbar auf die Tat sache zurückzuführen, daß die den Abriebmitteln mitgeteil te Kraft auf den Wafer wie er ist ausgeübt wird. Bedient man sich dieses Phänomens, ist es möglich, die Größe der versetzten Massen zu kontrollieren. Da weiterhin die Stu fung oder Klassifizierung der kugelförmigen Abriebmittel einfach ist, können die Kontrolleigenschaften bezüglich der Größe der versetzten Massen weiter verbessert werden.

Darauf hinzuweisen ist noch, daß bezüglich der Kontrolle der Größe und Tiefe der versetzten Massen es nötig ist, das Material und die Korngröße der verwendeten kugelför migen Abtriebmittel auszuwählen.

Als Beispiele der vorerwähnten versetzten Massen, die durch ein Mikroskop beobachtet worden sind, ist in Fig. 4C ein schematisches Diagramm gezeigt für den Fall, daß kugelför mige Abriebmittel aus Al₂O₃ verwendet werden, während ein schematisches Diagramm für den Fall in Fig. 5C gezeigt ist, daß Abriebmittel mit spitzen Ecken aus SiO₂ benutzt wurden. Aus den Ergebnissen erkennt man, daß unzählige Versetzungen (kleine Striche) um die Schußmarken (große schwarze Abschnitte) herum im Fall von Fig. 4C gemäß der Erfindung festzustellen sind und daß der Betrag interner Beschädigung groß ist. Im Gegensatz dazu können im Fall von Fig. 5C unter Verwen dung von spitzeckigen Abriebmitteln nicht viele Versetzungen um die Schußmarken herum festgestellt werden, obwohl unzählige kleine Schußmarken vorhanden sind.

Beispiel 2 (Bereitung von Proben)

Eine Vielzahl von Silizium-Wafern (Durchmesser: 152,4 mm, Dicke: 675 µm) mit einer kristallinen Orientierung von 100 als Hauptoberfläche wurde aus einem Silizium-Monokristall block von (Oi) = 14×10¹⁷ Atomen/cc oder weniger durch das Ziehverfahren (Czochralski Verfahren) erzeugt. Kugelförmige Abriebmittel aus Al₂O₃ mit einer durchschnittlichen Korngröße von 23 µm wurden mit einer Blasintensität von 1,0 kg/cm² gegen die Rückseitenfläche von Silizium-Wafern geblasen, die als Pro ben gemäß der Erfindung verwendet werden. Außerdem wurden spitzeckige Abriebmittel mit einer durchschnittlichen Korn größe von 23 µm bestehend aus SiO₂ mit einer Strahlintensität von 0,4 kg/cm² gegen die Rückseitenfläche von Silizium-Wafern geblasen, die als Proben eines Vergleichsbeispieles benutzt werden. Beschädigte Schichten wurden jeweils an den Rückseiten flächen der Wafer durch Sandstrahlen gebildet.

Die Oberflächen der Silizium-Wafer, die den vorgenannten Sand strahlen ausgesetzt worden sind, wurden poliert und dann ge waschen.

Anschließend wurden Proben der Silizium-Wafer genommen, in denen eine Beschädigung in den Rückseitenflächen der Silizium- Wafer unter folgenden Bedingungen vorgesehen war:

Fall 1: Gesandstrahlt mit kugelförmigen Abriebmitteln
Fall 2: Gesandstrahlt mit scharfeckigen Abriebmitteln
Fall 3: nicht gesandstrahlt.

Um den Effekt der vorgenannten Beschädigung der Rückseitenflä chen und der Wärmebehandlungen bezüglich der Stauzeit (generation lifetime) zu prüfen, wurde die Wärmebehandlung folgendermaßen durchgeführt:

Probe Nr. 1:
Oberflächenpoliert und nicht wärmebehandelt

Probe Nr. 2:

(1) wärmebehandelt bei 1000°C während vier Stunden in einer Sauerstoffatmosphäre (O₂ Strömungsgeschwindigkeit: 5 l/min)

Probe Nr. 3:

(1) wärmebehandelt bei 1000°C während vier Stunden in einer Sauerstoffatmosphäre (O₂ Strömungsgeschwindigkeit: 5 l/min)
(2) wärmebehandelt bei 1000°C während sechs Stunden in einer Stickstoffatmosphäte (N₂ Strömungsgeschwindigkeit: 5 l/min)

ProbeNr. 4:

(1) wärmebehandelt bei 1000°C während vier Stunden in einer Sauerstoffatmosphäre (O₂ Strömungsgeschwindigkeit: 5 l/min)
(2) wärmebehandelt bei 1200°C während sechs Stunden in einer Stickstoffatmosphäre (N₂ Strömungsgeschwindigkeit: 5 l/min)
(3) wärmebehandelt bei 1000°C während sechs Stunden in einer Sauerstoffatmosphäre (O₂ Strömungsgeschwindigkeit: 5 l/min).

Nach der Wärmebehandlung wurden die vorgenannten Proben 2 bis 4 weiterbehandelt durch Eintauchen in eine wässrige Lösung von Flußsäure (50% Flußsäure: reines Wasser = 1 : 1 (volumenmäßig)).

(Messung der Stauzeit (generation lifetime))

Auf dieselbe Weise wie im Beispiel 1 wurde die Stauzeit t _g der Minoritätsträger in Wafern gemäß dem COS C-t Verfahren gemessen. Die Ergebnisse sind in Fig. 10 gezeigt.

Fig. 10 ergibt, daß die gemäß der Erfindung mit kugelförmigen Abriebmitteln auf den Rückseitenflächen der Wafers gesandstrahl ten Proben eine längere Stauzeit t _g erreicht wird unabhängig davon, ob eine oder keine Wärmebehandlung stattfindet und daß die Proben, die auf den Rückseitenflächen unter anderen Be dingungen beschädigt werden, übertroffen werden.

Wie oben beschrieben, ist es gemäß der Erfindung möglich, Wafer herzustellen, in denen die Erscheinungsmenge schup piger oder blättriger Partikel an den Rückseitenflächen der Wafer klein ist, ohne eine Abnahme im Gettereffekt in Kauf nehmen zu müssen. Auch ist es möglich die Größe versetzter Massen zu steuern, die an den Rückseitenflächen der Wafer gebildet sind, um eine gleichmäßige Größe zu er halten. Demgemäß ist es leicht möglich, gleichmäßig geschä digte Schichten im Sinne der erforderlichen Verletzbarkeit bezüglich Schädigung zu bilden, wodurch das Herstellungs ergebnis der Bauelemente verbessert wird.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiter-Wafers durch Gettern mittels Sandstrahlen in einem Halbleiter-Wafer- Herstellungsverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß Ab riebmittel, die je eine der Kugelform mindestens ähnli che Gestalt haben gegen die Rückseitenfläche des Halb leiter-Wafers geblasen werden, daß eine Scherbeanspru chung erzeugt wird, deren maximale Größe im Inneren des Wafers liegt und daß eine Beschädigung hauptsächlich im Inneren des Wafers erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korngröße der Abriebmittel im Bereich von 3 µm bis 70 µm liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abriebmittel aus Al₂O₃ oder SiO₂ bestehen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß der Wafer aus Silizium besteht.