DE4331894A1 - Halbleitersubstrat mit Gettereffekt und Verfahren zur Herstellung desselben - Google Patents
Halbleitersubstrat mit Gettereffekt und Verfahren zur Herstellung desselbenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Halbleitersubstrat
mit Gettereffekt und auf Verfahren zur Herstellung eines solchen
Halbleitersubstrates mit Gettereffekt.
Speziell wird ein Halbleitersubstrat so verbessert, daß es den
Gettereffekt für einen langen Zeitraum behält.
Bei einer Halbleitervorrichtung, bei der eine unbeabsichtigte
Kontamination mit Störstellen bzw. Verunreinigungen sehr uner
wünscht ist, ist die Gettertechnik zur Verbesserung der Eigen
schaften der Vorrichtung sehr wichtig. Gettern meint die Entfer
nung von schweren Metallen wie Cu, Fe und Au aus dem elektrisch
aktivierten Bereich der Halbleitervorrichtung.
Fig. 10 ist eine Schnittansicht eines der Anmelderin bekannten
Halbleitersubstrates mit Gettereffekt. Die Schnittansicht aus
Fig. 10 ist entlang der Linie A-A aus Fig. 11 genommen, die das
Halbleitersubstrat in einer perspektivischen Ansicht zeigt. Wie
in Fig. 10 gezeigt, ist eine polykristalline Siliziumschicht 2
zur Bedeckung der Seitenwand- und der rückseitigen Oberfläche
eines Einkristallsiliziumwafers 1 vorgesehen. An dem Einkristall
siliziumwafer 1 anhaftende Schwermetallverunreinigungen 3 werden
mit der polykristallinen Siliziumschicht 2 gegettert, wie Fig.
12 zeigt, so daß die Oberfläche des Einkristallsiliziumwafers 1
sauber bzw. rein gehalten werden kann.
Fig. 13 zeigt Schnittansichten eines Halbleitersubstrates in den
entsprechenden Schritten in der Abfolge eines Verfahrens zur Her
stellung des bekannten Halbleitersubstrates mit Gettereffekt.
Wie Fig. 13(a) zeigt, wird der Einkristallsiliziumwafer 1 vor
bereitet, indem beide Oberflächen einem chemischen Ätzen unter
zogen werden. Der Einkristallsiliziumwafer 1 wird unter Benutzung
von zum Beispiel Fluorwasserstoff, Salpetersäure oder Essigsäure
geätzt.
Wie Fig. 13(b) zeigt, wird durch chemische Gasphasenabscheidung
(CVD) eine polykristalline Siliziumschicht 2 auf der gesamten
Oberfläche des Einkristallsiliziumwafer 1 abgeschieden.
Wie Fig. 13(c) zeigt, wird nur eine Seite des Einkristallsili
ziumwafers 1 einer Spiegelpolitur unterworfen.
Bei der derart strukturierten bekannten Halbleitervorrichtung mit
Gettereffekt wird das polykristalline Silizium, das die polykri
stalline Siliziumschicht 2 bildet, da die polykristalline Silizi
umschicht 2 wie in Fig. 10 freigelegt ist, während des Herstel
lungsprozesses der Halbleitervorrichtung zu SiO2 oxidiert, was in
keiner polykristallinen Siliziumschicht resultiert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Halbleitersubstrat
mit Gettereffekt zu ermöglichen, das so verbessert ist, daß das
Aufbrauchen bzw. die Erschöpfung des polykristallinen Siliziums
während des Herstellungsprozesses der Halbleitervorrichtung ver
hindert wird, und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen
Halbleitersubstrates mit Gettereffekt zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Halbleitersubstrat nach An
spruch 1 oder ein Verfahren nach Anspruch 4 oder 17.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekenn
zeichnet.
Ein Halbleitersubstrat mit Gettereffekt weist nach einem ersten
Aspekt ein Halbleitersubstrat mit einer vorderen Oberfläche und
einer rückseitigen Oberfläche auf. Eine polykristalline Silizium
schicht ist auf der rückseitigen Oberfläche des Halbleitersub
strates ausgebildet. Eine Siliziumnitridschicht ist auf der rück
seitigen Oberfläche des Halbleitersubstrates zur Bedeckung der
polykristallinen Siliziumschicht ausgebildet.
Eine Halbleitersubstrat mit Gettereffekt weist nach einem zweiten
Aspekt ein Halbleitersubstrat mit einer vorderen Oberfläche und
einer rückseitigen Oberfläche auf. Eine polykristalline Silizium
schicht ist auf der rückseitigen Oberfläche des Halbleitersub
strates ausgebildet. Eine Siliziumoxidschicht ist über der rück
seitigen Oberfläche des Halbleitersubstrates zur Bedeckung der
polykristallinen Siliziumschicht ausgebildet. Eine Siliziumni
tridschicht ist über dem Halbleitersubstrat zur Bedeckung der
Siliziumoxidschicht ausgebildet.
Bei einem Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrates
mit Gettereffekt nach einem dritten Aspekt wird ein Halbleiter
substrat mit einer vorderen Oberfläche und einer rückseitigen
Oberfläche anfänglich vorbereitet. Eine polykristalline Silizium
schicht wird auf der rückseitigen Oberfläche des Halbleitersub
strates ausgebildet. Eine Siliziumnitridschicht wird über der
rückseitigen Oberfläche des Halbleitersubstrates zur Bedeckung
der polykristallinen Siliziumschicht ausgebildet.
Bei einem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung
mit Gettereffekt nach einem vierten Aspekt wird anfänglich ein
Halbleitersubstrat mit einer vorderseitigen Oberfläche und einer
rückseitigen Oberfläche vorbereitet. Eine polykristalline Silizi
umschicht wird auf der rückseitigen Oberfläche des Halbleitersub
strates ausgebildet. Eine Siliziumoxidschicht wird auf der poly
kristallinen Siliziumschicht ausgebildet. Eine Siliziumnitrid
schicht wird auf der Siliziumoxidschicht ausgebildet.
Bei dem Halbleitersubstrat mit Gettereffekt entsprechend dem er
sten Aspekt dient die über der rückseitigen Oberfläche des Halb
leitersubstrates zur Bedeckung der polykristallinen Silizium
schicht ausgebildete Siliziumnitridschicht als eine Schicht zur
Verhinderung von Sauerstoffübertragung, weshalb die polykristal
line Siliziumschicht nicht in Kontakt mit Sauerstoff kommt.
Bei dem Halbleitersubstrat mit Gettereffekt entsprechend dem
zweiten Aspekt ist die Siliziumoxidschicht zwischen der polykri
stallinen Siliziumschicht und der Siliziumnitridschicht ausgebil
det. Der thermische Ausdehnungskoeffizient der Siliziumoxid
schicht liegt zwischen denen der Siliziumnitridschicht und der
polykristallinen Siliziumschicht. Dementsprechend dient die Sili
ziumoxidschicht als eine Pufferschicht, die das Abschälen bzw.
Ablösen der Siliziumnitridschicht von der polykristallinen Sili
ziumschicht aufgrund der Differenz zwischen deren thermischen
Ausdehnungskoeffizienten verhindert.
Bei dem Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrates mit
Gettereffekt entsprechend dem dritten Aspekt ist die Siliziumni
tridschicht, die die Übertragung bzw. den Kontakt von Sauerstoff
verhindert, über der rückseitigen Oberfläche des Halbleitersub
strates zur Bedeckung der polykristallinen Siliziumschicht ausge
bildet, wodurch das Halbleitersubstrat, bei dem der Kontakt von
Sauerstoff mit der polykristallinen Siliziumschicht verhindert
wird, erhalten werden kann.
Bei dem Verfahren zum Herstellung eines Halbleitersubstrates mit
Gettereffekt entsprechend dem vierten Aspekt wird zwischen der
polykristallinen Siliziumschicht und der Siliziumnitridschicht
die Siliziumoxidschicht ausgebildet. Der thermische Ausdehnungs
koeffizient der Siliziumoxidschicht liegt zwischen den
thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Siliziumnitridschicht
und der polykristallinen Siliziumschicht. Dementsprechend die
Siliziumoxidschicht als eine Pufferschicht, die verhindert, daß
sich die Siliziumnitridschicht von der polykristallinen
Siliziumschicht aufgrund der Differenz zwischen den thermischen
Ausdehnungskoeffizienten der Siliziumnitridschicht und der
polykristallinen Siliziumschicht abschält bzw. ablöst. Als Folge
kann ein Halbleitersubstrat mit Gettereffekt erhalten werden, bei
dem verhindert wird, daß sich die Siliziumnitridschicht vom
Substrat ablöst.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich
aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figu
ren.
Von den Figuren zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht eines Halbleitersubstrates mit
Gettereffekt nach einer ersten Ausführungsform;
Fig. 2 eine Schnittansicht eines Halbleitersubstrates,
die zeigt, daß eine Schichtdicke der polykristal
linen Siliziumschicht von nicht weniger als 0,2 µm
benötigt wird;
Fig. 3 eine Schnittansicht eines Halbleitersubstrates mit
Gettereffekt nach einer anderen Ausführungsform;
Fig. 4 Schnittansichten eines Halbleitersubstrates in den
entsprechenden Schritten in der Abfolge eines Ver
fahrens zur Herstellung des Halbleitersubstrates
mit Gettereffekt nach der ersten Ausführungsform;
Fig. 5 Schnittansichten des Halbleitersubstrates in den
entsprechenden Schritten in der Abfolge eines Ver
fahrens zur Herstellung des in Fig. 1 gezeigten
Halbleitersubstrates mit Gettereffekt;
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur
Spiegelpolitur eines Einkristallsiliziumwafers;
Fig. 7 Schnittansichten des Halbleitersubstrates in den
entsprechenden Schritten in der Abfolge eines Ver
fahrens zur Herstellung des in Fig. 3 gezeigten
Halbleitersubstrates mit Gettereffekt;
Fig. 8 Schnittansichten des Halbleitersubstrates in den
entsprechenden Schritten in der Abfolge eines an
deren Verfahrens zur Herstellung des in Fig. 1
gezeigten Halbleitersubstrates mit Gettereffekt;
Fig. 9 Schnittansichten des Halbleitersubstrates in den
entsprechenden Schritten in der Abfolge eines an
deren Verfahrens zur Herstellung des in Fig. 3
gezeigten Halbleitersubstrates mit Gettereffekt;
Fig. 10 eine Schnittansicht eines bekannten Halbleitersub
strates mit Gettereffekt;
Fig. 11 eine perspektivische Ansicht eines Einkristallsi
liziumwafers;
Fig. 12 eine schematische Darstellung, die den Getteref
fekt zeigt; und
Fig. 13 Schnittansichten des Halbleitersubstrates in den
entsprechenden Schritten in der Abfolge eines Ver
fahrens zur Herstellung eines bekannten Halblei
tersubstrates mit Gettereffekt.
Wie in Fig. 1 gezeigt, ist eine polykristalline Siliziumschicht
2 zur Bedeckung der Seitenwand bzw. der seitlichen Oberfläche und
der rückseitigen Oberfläche eines einkristallinen Siliziumwafers
1 ausgebildet. Die Schichtdicke der polykristallinen Silizium
schicht 2 ist nicht weniger als 0,2 µm. Die gesamte Oberfläche der
polykristallinen Siliziumschicht 2 ist mit einer Siliziumnitrid
schicht 11 bedeckt. Die Siliziumnitridschicht 11 ist so dicht,
daß ein Sauerstoffmolekül nicht übertragen werden kann, das
heißt, daß ein Sauerstoffmolekül sie nicht durchdringen kann.
Daher kommt die polykristalline Siliziumschicht 2 während des
Herstellungsprozesses der Halbleitervorrichtung nicht in Kontakt
mit Sauerstoff. Als Konsequenz kann ein Ver- bzw. Aufbrauch des
polykristallinen Siliziums, das die Funktion des Getterns von
Schwermetallverunreinigungen hat, verhindert werden. Im folgenden
wird der Grund dafür, daß eine Schichtdicke der polykristallinen
Siliziumschicht 2 von nicht weniger als 0,2 µm benötigt wird,
dargelegt.
Wie Fig. 2 zeigt, wächst bei einem Wärmebehandlungsprozeß zur
Herstellung der Halbleitervorrichtung auf der rückseitigen Ober
fläche des einkristallinen Siliziumwafers 1 ein monokristallines
Silizium in einer Festphasenepitaxie. Als ein Ergebnis des Fest
phasenepitaxiewachstums von einkristallinem Silizium wird die
polykristalline Siliziumschicht 2 um ungefähr 0,2 µm verbraucht.
Darum wird, um während des Herstellungsprozesses der Halbleiter
vorrichtung einen Gettereffekt zu behalten, eine Dicke der poly
kristallinen Siliziumschicht 2 von nicht weniger als 0,2 µm benö
tigt.
Wie Fig. 3 zeigt wird eine polykristalline Siliziumschicht 2 auf
der seitlichen und der rückseitigen Oberfläche eines Einkristall
siliziumwafers 1 ausgebildet. Die Oberfläche der polykristallinen
Siliziumschicht 2 ist mit einer Siliziumoxidschicht 12 bedeckt.
Eine Siliziumnitridschicht 11 bedeckt die Siliziumoxidschicht 12.
Auch bei dieser Ausführungsform beträgt die Schichtdicke der Po
lykristallinen Siliziumschicht 2 nicht weniger als 0,2 µm. Der
thermische Ausdehnungskoeffizient der Siliziumoxidschicht 12
liegt zwischen denen der polykristallinen Siliziumschicht 2 und
der Siliziumnitridschicht 11. Die Siliziumoxidschicht 12 dient
als eine Pufferschicht, die das Ablösen der Siliziumnitridschicht
11 von der polykristallinen Siliziumschicht 2 aufgrund der Diffe
renz zwischen deren thermischen Ausdehnungskoeffizienten verhin
dert. Die Schichtdicke der Siliziumoxidschicht 12 ist ungefähr
10nm (100 Å), und die der Siliziumnitridschicht 11 ist ungefähr
30nm (300 Å).
Diese Ausführungsform bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstel
lung des in Fig. 1 gezeigten Halbleitersubstrates mit Getteref
fekt.
Wie Fig. 1 zeigt, wird ein Einkristallsiliziumwafer 1 mit einer
vorderen Oberfläche und einer rückseitigen Oberfläche vorberei
tet. Eine polykristalline Siliziumschicht 2 wird auf der Seiten-
und der Bodenoberfläche des Einkristallsiliziumwafers 1 ausgebil
det. Durch Plasmavakuumabscheidung mit SiH4 + NH3 Gas wird auf der
gesamten Oberfläche der polykristallinen Siliziumschicht 2 eine
Siliziumnitridschicht 11 ausgebildet.
Diese Ausführungsform bezieht sich auf ein anderes Verfahren zur
Herstellung des in Fig. 1 gezeigten Halbleitersubstrates. Eine
polykristalline Siliziumschicht 2 wird auf der Seitenwand- und
der Rückoberfläche des einkristallinen Siliziumwafers 1 ausgebil
det. Die Oberfläche der polykristallinen Siliziumschicht 2 wird
bei einer Temperatur von nicht weniger als 1200°C in Kontakt mit
Stickstoffgas gebracht, um nitriert zu werden, wodurch die Sili
ziumnitridschicht 11 ausgebildet wird.
Diese Ausführungsform bezieht sich auf ein weiteres Verfahren zur
Herstellung des in Fig. 1 gezeigten Halbleitersubstrates mit
Gettereffekt. Wie Fig. 1 zeigt wird eine polykristalline Silizi
umschicht 2 auf der Seitenwand- und der Rückoberfläche des Ein
kristallsiliziumwafers 1 ausgebildet. Stickstoffionen werden zur
Ausbildung einer Siliziumnitridschicht 11 auf der gesamten Ober
fläche der polykristallinen Siliziumschicht 2 in die gesamte
Oberfläche der polykristallinen Siliziumschicht 2 implantiert.
Die Stickstoffionen werden mit wenigstens 7×1022Atome/cm2 im
plantiert. Mit diesem Verfahren kann eine Siliziumnitridschicht
11, bei der die Stickstoffatome gleichförmig verteilt sind, er
halten werden.
Diese Ausführungsform bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstel
lung des in Fig. 3 gezeigten Halbleitersubstrates mit Getteref
fekt. Wie Fig. 3 zeigt, wird eine polykristalline Silizium
schicht 2 auf der Seitenwand- und der Rückoberfläche eines Ein
kristallsiliziumwafers 1 ausgebildet. Eine Siliziumoxidschicht 12
wird auf der gesamten Oberfläche der polykristallinen Siliziumschicht 2
ausgebildet. Eine Siliziumnitridschicht 11 wird auf der
gesamten Oberfläche der Siliziumoxidschicht 12 durch chemische
Gasphasenabscheidung (CVD) mit SiH4 + NH3 Gas ausgebildet.
Diese Ausführungsform bezieht sich auf ein anderes Verfahren zur
Herstellung des in Fig. 3 gezeigten Halbleitersubstrates mit
Gettereffekt. Eine polykristalline Siliziumschicht 2 wird auf der
Seitenwand- und der Rückoberfläche eines Einkristallsiliziumwa
fers 1 ausgebildet. Eine Siliziumoxidschicht 12 wird auf der ge
samten Oberfläche der polykristallinen Siliziumschicht 2 ausge
bildet. Die Oberfläche der Siliziumoxidschicht wird mit Wasser
stoff reduziert. Der mit Wasserstoff reduzierte Abschnitt wird
bei einer Temperatur von nicht weniger als 1200°C in Kontakt mit
Stickstoffgas gebracht, so daß auf der gesamten Oberfläche der
Siliziumoxidschicht 12 eine Siliziumnitridschicht 11 ausgebildet
wird.
Diese Ausführungsform bezieht sich auf ein weiteres Verfahren zur
Herstellung des in Fig. 3 gezeigten Halbleitersubstrates mit
Gettereffekt. Eine polykristalline Siliziumschicht 2 wird auf der
Seitenwand- und der Rückoberfläche eines Einkristallsiliziumwa
fers ausgebildet. Eine Siliziumoxidschicht 12 wird auf der gesam
ten Oberfläche der polykristallinen Siliziumschicht 2 ausgebil
det. Die Oberfläche der Siliziumoxidschicht 12 wird mit Wasser
stoffgas reduziert. In den mit Wasserstoffgas reduzierten Ab
schnitt werden Stickstoffionen implantiert, so daß auf der gesam
ten Oberfläche der Siliziumoxidschicht 12 eine Siliziumnitrid
schicht 11 ausgebildet wird.
Diese Ausführungsform bezieht sich auf ein weiteres Verfahren zur
Ausbildung des in Fig. 3 gezeigten Halbleitersubstrates mit Get
tereffekt. Auf der Seitenwand und der rückseitigen Oberfläche des
Einkristallsiliziumwafers 1 wird eine polykristalline
Siliziumschicht 2 ausgebildet. Die Oberfläche der polykristallinen Sili
ziumschicht 2 wird thermisch oxidiert, so daß auf der gesamten
Oberfläche der polykristallinen Siliziumschicht 2 eine Silizium
oxidschicht 12 ausgebildet wird. Auf der gesamten Oberfläche der
Siliziumoxidschicht 12 wird eine Siliziumnitridschicht 11 ausge
bildet.
Diese Ausführungsform bezieht sich auf ein weiteres Verfahren zur
Herstellung des in Fig. 3 gezeigten Halbleitersubstrates mit
Gettereffekt. Auf der Seitenwand und auf der rückseitigen Ober
fläche des monokristallinen Siliziumwafers 1 wird eine polykri
stalline Siliziumschicht 2 ausgebildet. Durch chemische Gaspha
senabscheidung (CVD) unter Benutzung von SiH4 + O2 Gas wird auf
der gesamten Oberfläche der polykristallinen Siliziumschicht 2
eine Siliziumoxidschicht 12 ausgebildet. Durch chemische Gaspha
senabscheidung unter Benutzung von SiH4 + NH3 Gas wird auf der
gesamten Oberfläche der Siliziumoxidschicht 12 eine Siliziumni
tridschicht 11 ausgebildet. Entsprechend dieser Ausführungsform
können die Siliziumoxidschicht 12 und die Siliziumnitridschicht
11 nacheinander durch einfachen Austausch der Gase ausgebildet
werden. Desweiteren kann dieser Vorgang bei einer niedrigen Tem
peratur ausgeführt werden, wodurch Kristalldefekte oder Kontami
nationen verhindert werden.
Diese Ausführungsform bezieht sich auf ein weiteres Verfahren zur
Herstellung des in Fig. 3 gezeigten Halbleitersubstrates mit
Gettereffekt. Auf der Seitenwand und auf der rückseitigen Ober
fläche eines einkristallinen Siliziumwafers 1 wird eine polykri
stalline Siliziumschicht 2 ausgebildet. Durch ein entsprechendes
Verfahren wird auf der polykristallinen Siliziumschicht 2 eine
Siliziumoxidschicht 12 ausgebildet. Die Oberfläche des Silizium
oxidschicht 12 wird mit Wasserstoffgas reduziert. Danach wird der
reduzierte Abschnitt bei einer Temperatur von nicht weniger als
1200°C im Kontakt mit N2 Gas gebracht, so daß eine Siliziumni
tridschicht 11 ausgebildet wird.
Diese Ausführungsform bezieht sich auf ein weiteres Verfahren zur
Herstellung des in Fig. 3 gezeigten Halbleitersubstrates mit
Gettereffekt. Auf der Seitenwand und auf der rückseitigen Ober
fläche eines einkristallinen Siliziumwafers 1 wird eine polykri
stalline Siliziumschicht 2 ausgebildet. Zur Ausbildung einer Si
liziumoxidschicht 12 auf der gesamten Oberfläche der polykristal
linen Siliziumschicht 2 werden in die gesamte Oberfläche der Po
lykristallinen Siliziumschicht 2 Sauerstoffionen implantiert.
Danach wird durch ein entsprechendes Verfahren eine Siliziumni
tridschicht 11 auf der gesamten Oberfläche der Siliziumoxid
schicht 12 ausgebildet.
Diese Ausführungsform bezieht sich auf ein weiteres Verfahren zur
Herstellung des in Fig. 3 gezeigten Halbleitersubstrates mit
Gettereffekt.
Wie Fig. 4(a) zeigt wird auf der Seitenwand und auf der rücksei
tigen Oberfläche des Einkristallsiliziumwafers 1 eine polykri
stalline Siliziumschicht 2 ausgebildet.
Wie die Fig. 4(a) und (b) zeigen, werden in eine Oberfläche 2a
der polykristallinen Siliziumschicht 2 Sauerstoffionen 13 mit
einer solchen Energie implantiert, daß die Sauerstoffionen 13 in
einen Zwischenschichtabschnitt der polykristallinen Silizium
schicht 2 verbleiben, um eine Siliziumoxidschicht 12 in dem Zwi
schenschichtabschnitt der polykristallinen Siliziumschicht 2
auszubilden.
Wie die Fig. 4(c) und (d) zeigen, werden in die Oberfläche der
polykristallinen Siliziumschicht 2 zur Ausbildung einer Silizium
nitridschicht 11 auf der Oberfläche der polykristallinen Silizi
umschicht 2 Stickstoffionen 14 implantiert. Entsprechend dieser
Ausführungsform kann der Prozeß effektiv vereinfacht werden.
Diese Ausführungsform bezieht sich auf ein weiteres Verfahren zur
Herstellung des in Fig. 1 gezeigten Halbleitersubstrates mit
Gettereffekt.
Wie Fig. 5(a) zeigt, werden auf der gesamten Oberfläche eines
Einkristallsiliziumwafers 1, dessen Oberfläche durch ein entspre
chendes Verfahren geätzt ist, eine polykristalline Silizium
schicht 2 und eine Siliziumnitridschicht 11 ausgebildet.
Wie die Fig. 5(b) zeigt, wird eine Spiegelpolitur so ausgeführt,
daß die Oberfläche des Einkristallsiliziumwafers 1 erscheint,
wodurch das in Fig. 1 gezeigte Halbleitersubstrat mit Getteref
fekt erhalten werden kann.
Fig. 6 zeigt ein Verfahren zur Spiegelpolitur. Ein geätzter Wa
fer 52 wird mit Wachs 53 auf einer Keramikplatte 51 fixiert. Der
geätzte Wafer 52 wird auf einem Brei 55 (kolloidales Silika bzw.
Siliziumoxid + Lauge + Wasser) (Schmirgelpulveremulsion) auf ei
nem Schmirgeltuch 54 plaziert. Die Keramikplatte 51 wird gedreht,
während der geätzte Wafer 52 auf das Schmirgeltuch 54 gedruckt
wird, wodurch die Oberfläche des geätzten Wafers 52 spiegelpo
liert wird.
Diese Ausführungsform bezieht sich auf ein weiteres Verfahren zur
Herstellung des in Fig. 3 gezeigten Halbleitersubstrates mit
Gettereffekt.
Wie Fig. 7(a) zeigt, wird auf der Oberfläche eines Einkristall
siliziumwafers 1, dessen Oberfläche geätzt ist, eine polykristal
line Siliziumschicht 2 ausgebildet. Durch ein entsprechendes Ver
fahren wird auf der gesamten Oberfläche der polykristalline Sili
ziumschicht 2 eine Siliziumoxidschicht 12 ausgebildet. Durch ein
entsprechendes Verfahren wird auf der gesamten Oberfläche der
Siliziumoxidschicht 12 eine Siliziumnitridschicht 11 ausgebildet.
Wie Fig. 7(b) zeigt, wird eine Spiegelpolitur ausgeführt, so daß
die Oberfläche des Einkristallsiliziumwafers 1 freigelegt wird,
wodurch das in Fig. 3 gezeigte Halbleitersubstrat mit Getteref
fekt erhalten werden kann.
Diese Ausführungsform bezieht sich auf ein weiteres Verfahren zur
Herstellung des in Fig. 3 gezeigten Halbleitersubstrates mit
Gettereffekt.
Ein Einkristallsiliziumwafers 1, auf dessen Seitenwand und auf
dessen rückseitiger Oberfläche eine polykristalline Silizium
schicht 2 ausgebildet ist, wird vorbereitet. Über der gesamten
Oberfläche des Einkristallsiliziumwafers 1 wird eine Siliziumni
tridschicht 11 abgeschieden (Fig. 8(a)).
Wie Fig. 8(b) zeigt, wird die Siliziumnitridschicht 11 durch
Ätzen so entfernt, daß nur die Oberfläche des Einkristallsilizi
umwafers 1 freigelegt wird, wodurch das in Fig. 1 gezeigte Halb
leitersubstrat mit Gettereffekt ausgebildet werden kann.
Diese Ausführungsform bezieht sich auf ein weiteres Verfahren zur
Herstellung des in Fig. 3 gezeigten Halbleitersubstrates mit
Gettereffekt. Wie Fig. 9(a) zeigt, wird ein Einkristallsilizium
wafers 1, auf dessen Seitenwand und auf dessen rückseitiger Ober
fläche eine polykristalline Siliziumschicht 2 ausgebildet ist,
vorbereitet. Über der gesamten Oberfläche des Einkristallsilizi
umwafers 1 wird eine Siliziumoxidschicht 12 ausgebildet. Über der
gesamten Oberfläche der Siliziumoxidschicht 12 wird eine Silizi
umnitridschicht 11 ausgebildet. Die Siliziumnitridschicht 11 und
die Siliziumoxidschicht 12 werden so entfernt, daß nur die Ober
fläche des Einkristallsiliziumwafers 1 freigelegt wird, wodurch
das in Fig. 3 gezeigte Halbleitersubstrat mit Gettereffekt er
halten werden kann.
Wie oben beschrieben, ist bei dem Halbleitersubstrat mit Getter
effekt entsprechend dem ersten Aspekt eine Siliziumnitridschicht
zur Verhinderung des Durchganges von Sauerstoff auf der rücksei
tigen Oberfläche des Halbleitersubstrates ausgebildet, so daß sie
eine polykristalline Siliziumschicht bedeckt, wodurch die poly
kristalline Siliziumschicht während des Herstellungsprozesses der
Halbleitervorrichtung nicht in Kontakt mit Sauerstoff kommt. Als
Folge kann ein Halbleitersubstrat, das einen Gettereffekt für ei
nen langen Zeitraum behält, erhalten werden.
Bei dem Halbleitersubstrat mit Gettereffekt entsprechend dem
zweiten Aspekt ist zwischen einer polykristallinen Silizium
schicht und einer Siliziumnitridschicht eine Siliziumoxidschicht
vorgesehen. Der thermische Expansionskoeffizient der Silizium
oxidschicht liegt zwischen denen der Siliziumnitridschicht und
der polykristallinen Siliziumschicht.
Demzufolge dient die Siliziumoxidschicht als eine Pufferschicht,
die verhindert, daß sich aufgrund der Differenz zwischen deren
thermischen Expansionskoeffizienten die Siliziumnitridschicht von
der polykristallinen Siliziumschicht ablöst. Als ein Ergebnis
kann ein Halbleitersubstrat erhalten werden, das den Gettereffekt
für eine lange Zeit aufrechterhält.
Bei dem Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrates mit
Gettereffekt entsprechend dem dritten Aspekt wird auf der rück
seitigen Oberfläche des Halbleitersubstrates zur Bedeckung einer
polykristallinen Siliziumschicht eine als Sauerstoffdurchgangs
verhinderungsschicht dienende Siliziumnitridschicht ausgebildet,
wodurch ein Halbleitersubstrat, bei dem die polykristalline Sili
ziumschicht nicht in Kontakt mit Sauerstoff kommt, erhalten wer
den kann.
Bei dem Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrates mit
Gettereffekt entsprechend dem vierten Aspekt wird zwischen einer
polykristallinen Siliziumschicht und einer Siliziumnitridschicht
eine Siliziumoxidschicht ausgebildet. Der thermische Ausdehnungs
koeffizient der Siliziumoxidschicht liegt zwischen denen der Si
liziumnitridschicht und der polykristallinen Siliziumschicht.
Daher dient die Siliziumoxidschicht als eine Pufferschicht und
verhindert das Ablösen der Siliziumnitridschicht von der polykri
stallinen Siliziumschicht aufgrund des Unterschiedes von deren
thermischen Ausdehnungskoeffizienten. Als Folge wird ein Halblei
tersubstrat erhalten, das so verbessert ist, daß es den Getter
effekt für eine lange Zeit aufrecht erhalten kann.
Claims (17)
1. Halbleitersubstrat mit Gettereffekt mit
einem Halbleitersubstrat (1) mit einer vorderen Oberfläche und einer rückseitigen Oberfläche;
einer polykristallinen Siliziumschicht (2), die auf der rücksei tigen Oberfläche des Halbleitersubstrates (1) ausgebildet ist; und
einer Siliziumnitridschicht (11), die über der rückseitigen Ober fläche des Halbleitersubstrates (1) so ausgebildet ist, daß sie die polykristalline Siliziumschicht (2) bedeckt.
einem Halbleitersubstrat (1) mit einer vorderen Oberfläche und einer rückseitigen Oberfläche;
einer polykristallinen Siliziumschicht (2), die auf der rücksei tigen Oberfläche des Halbleitersubstrates (1) ausgebildet ist; und
einer Siliziumnitridschicht (11), die über der rückseitigen Ober fläche des Halbleitersubstrates (1) so ausgebildet ist, daß sie die polykristalline Siliziumschicht (2) bedeckt.
2. Halbleitersubstrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schichtdicke der polykristallinen Siliziumschicht (2)
nicht weniger als 0,2 µm trägt.
3. Halbleitersubstrat nach Anspruch 1 oder 2, das weiter
eine Siliziumoxidschicht (12), die über der rückseitigen Oberflä
che des Halbleitersubstrates (1) so ausgebildet ist, daß sie die
polykristalline Siliziumschicht (2) bedeckt, aufweist, und
bei dem die Siliziumnitridschicht (11) so über der rückseitigen
Oberfläche des Halbleitersubstrates (1) ausgebildet ist, daß sie
die Siliziumoxidschicht (12) bedeckt.
4. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrates mit
Gettereffekt mit den Schritten:
Vorbereiten eines Halbleitersubstrates (1) mit einer vorderen Oberfläche und einer rückseitigen Oberfläche;
Ausbilden einer polykristallinen Siliziumschicht (2) auf der rückseitigen Oberfläche des Halbleitersubstrates (1); und
Ausbilden einer Siliziumnitridschicht (11) über der rückseitigen Oberfläche des Halbleitersubstrates (1), so daß die polykristal line Siliziumschicht (2) bedeckt wird.
Vorbereiten eines Halbleitersubstrates (1) mit einer vorderen Oberfläche und einer rückseitigen Oberfläche;
Ausbilden einer polykristallinen Siliziumschicht (2) auf der rückseitigen Oberfläche des Halbleitersubstrates (1); und
Ausbilden einer Siliziumnitridschicht (11) über der rückseitigen Oberfläche des Halbleitersubstrates (1), so daß die polykristal line Siliziumschicht (2) bedeckt wird.
5. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrates nach
Anspruch 4 mit den weiteren Schritten:
Ausbilden einer Siliziumoxidschicht (12) auf der polykristallinen Siliziumschicht; und
Ausbilden der Siliziumnitridschicht (11) auf der Siliziumoxid schicht (12).
Ausbilden einer Siliziumoxidschicht (12) auf der polykristallinen Siliziumschicht; und
Ausbilden der Siliziumnitridschicht (11) auf der Siliziumoxid schicht (12).
6. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrates nach
Anspruch 4 oder 5, wobei
die Siliziumnitridschicht (11) durch Nitrieren der Oberfläche der
polykristallinen Siliziumschicht (2) unter Wärme ausgebildet
wird.
7. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrates nach
Anspruch 4 oder 5, wobei
die Siliziumnitridschicht (11) durch Implantation von Stickstoff
ionen in die Oberfläche der polykristallinen Siliziumschicht (2)
ausgebildet wird.
8. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrates nach
Anspruch 4 oder 5, wobei
die Siliziumnitridschicht (11) durch chemische Gasphasenabschei
dung ausgebildet wird.
9. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrates nach
einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei die Siliziumoxidschicht (12)
durch chemische Gasphasenabscheidung ausgebildet wird.
10. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrates nach
einem der Ansprüche 5 bis 9 mit den weiteren Schritten:
Reduzierung der Oberfläche der Siliziumoxidschicht (12) mit Was serstoff nach der Ausbildung der Siliziumoxidschicht (12) auf der polykristallinen Siliziumschicht (2); und
Nitrieren der reduzierten Oberfläche der Siliziumoxidschicht (12).
Reduzierung der Oberfläche der Siliziumoxidschicht (12) mit Was serstoff nach der Ausbildung der Siliziumoxidschicht (12) auf der polykristallinen Siliziumschicht (2); und
Nitrieren der reduzierten Oberfläche der Siliziumoxidschicht (12).
11. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrates nach
Anspruch 10, wobei
das Nitrieren durch in Kontaktbringen von Stickstoffgas unter
Wärme mit der reduzierten Oberfläche der Siliziumoxidschicht (12)
erfolgt.
12. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach
Anspruch 10, wobei
das Nitrieren durch Implantierung von Stickstoffionen in die re
duzierte Oberfläche der Siliziumoxidschicht (12) erfolgt.
13. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrates nach
einem der Ansprüche 4 bis 12, wobei
die polykristalline Siliziumschicht (2) auf der gesamten Oberflä che des Halbleitersubstrates (1) ausgebildet wird;
die Siliziumnitridschicht (11) über der gesamten Oberfläche des Halbleitersubstrates (1) so ausgebildet wird, daß sie die poly kristalline Siliziumschicht (2) bedeckt; und
die Siliziumnitridschicht (11) so geätzt wird, daß nur die Ober fläche des Halbleitersubstrates (1) freigelegt wird.
die polykristalline Siliziumschicht (2) auf der gesamten Oberflä che des Halbleitersubstrates (1) ausgebildet wird;
die Siliziumnitridschicht (11) über der gesamten Oberfläche des Halbleitersubstrates (1) so ausgebildet wird, daß sie die poly kristalline Siliziumschicht (2) bedeckt; und
die Siliziumnitridschicht (11) so geätzt wird, daß nur die Ober fläche des Halbleitersubstrates (1) freigelegt wird.
14. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrates nach
einem der Ansprüche 4 bis 13 mit den weiteren Schritten:
Ausbilden einer Siliziumoxidschicht (12) über der gesamten Ober fläche des Halbleitersubstrates (1) zur Bedeckung der polykri stallinen Siliziumschicht (2);
Ausbilden der Siliziumnitridschicht (11) über der gesamten Ober fläche des Halbleitersubstrates (1) zur Bedeckung der Silizium oxidschicht (12); und
Ätzen der Siliziumoxidschicht (12) und der Siliziumnitridschicht (11), so daß nur die Oberfläche des Halbleitersubstrates (1) freigelegt wird.
Ausbilden einer Siliziumoxidschicht (12) über der gesamten Ober fläche des Halbleitersubstrates (1) zur Bedeckung der polykri stallinen Siliziumschicht (2);
Ausbilden der Siliziumnitridschicht (11) über der gesamten Ober fläche des Halbleitersubstrates (1) zur Bedeckung der Silizium oxidschicht (12); und
Ätzen der Siliziumoxidschicht (12) und der Siliziumnitridschicht (11), so daß nur die Oberfläche des Halbleitersubstrates (1) freigelegt wird.
15. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrates nach
einem der Ansprüche 4 bis 14, wobei
in dem Schritt der Vorbereitung des Halbleitersubstrates (1), dessen rückseitige Oberfläche und Seitenwandoberfläche mit der polykristallinen Siliziumschicht (2) bedeckt wird;
die Siliziumnitridschicht (11) über der gesamten Oberfläche des Halbleitersubstrates (1) so ausgebildet wird, daß die polykri stalline Siliziumschicht (2) bedeckt wird; und
die Siliziumnitridschicht (11) so geätzt wird, daß nur die Ober fläche des Halbleitersubstrates (1) freigelegt wird.
in dem Schritt der Vorbereitung des Halbleitersubstrates (1), dessen rückseitige Oberfläche und Seitenwandoberfläche mit der polykristallinen Siliziumschicht (2) bedeckt wird;
die Siliziumnitridschicht (11) über der gesamten Oberfläche des Halbleitersubstrates (1) so ausgebildet wird, daß die polykri stalline Siliziumschicht (2) bedeckt wird; und
die Siliziumnitridschicht (11) so geätzt wird, daß nur die Ober fläche des Halbleitersubstrates (1) freigelegt wird.
16. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrates nach
Anspruch 15 mit den weiteren Schritten:
Ausbilden einer Siliziumoxidschicht (12) über der gesamten Ober fläche des Halbleitersubstrates, so daß die polykristalline Sili ziumschicht (2) bedeckt wird;
Ausbilden der Siliziumnitridschicht (11) über der gesamten Ober fläche des Halbleitersubstrates (1), so daß die Siliziumoxid schicht (12) bedeckt wird; und
Ätzen der Siliziumoxidschicht (12) und der Siliziumnitridschicht (11), so daß nur die Oberfläche des Halbleitersubstrates (1) freigelegt wird.
Ausbilden einer Siliziumoxidschicht (12) über der gesamten Ober fläche des Halbleitersubstrates, so daß die polykristalline Sili ziumschicht (2) bedeckt wird;
Ausbilden der Siliziumnitridschicht (11) über der gesamten Ober fläche des Halbleitersubstrates (1), so daß die Siliziumoxid schicht (12) bedeckt wird; und
Ätzen der Siliziumoxidschicht (12) und der Siliziumnitridschicht (11), so daß nur die Oberfläche des Halbleitersubstrates (1) freigelegt wird.
17. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrates mit
Gettereffekt mit den Schritten:
Vorbereiten eines Halbleitersubstrates (1) mit einer vorderen Oberfläche und einer rückseitigen Oberfläche;
Ausbilden einer polykristallinen Siliziumschicht (2) auf der rückseitigen Oberfläche des Halbleitersubstrates (1);
Implantieren von Sauerstoffionen in eine Oberfläche der polykri stallinen Siliziumschicht (2) mit einer solchen Energie, daß die Sauerstoffionen in einem Zwischenschichtabschnitt der polykri stallinen Siliziumschicht (2) zur Ausbildung einer Siliziumoxid schicht (12) in dem Zwischenschichtabschnitt der polykristallinen Siliziumschicht (2) verbleiben; und
Implantieren von Stickstoffionen in die Oberfläche der polykri stalline Siliziumschicht (2) zur Ausbildung einer Siliziumnitrid schicht (11) auf der Siliziumoxidschicht (12) und in der Oberflä che der polykristallinen Siliziumschicht (2).
Vorbereiten eines Halbleitersubstrates (1) mit einer vorderen Oberfläche und einer rückseitigen Oberfläche;
Ausbilden einer polykristallinen Siliziumschicht (2) auf der rückseitigen Oberfläche des Halbleitersubstrates (1);
Implantieren von Sauerstoffionen in eine Oberfläche der polykri stallinen Siliziumschicht (2) mit einer solchen Energie, daß die Sauerstoffionen in einem Zwischenschichtabschnitt der polykri stallinen Siliziumschicht (2) zur Ausbildung einer Siliziumoxid schicht (12) in dem Zwischenschichtabschnitt der polykristallinen Siliziumschicht (2) verbleiben; und
Implantieren von Stickstoffionen in die Oberfläche der polykri stalline Siliziumschicht (2) zur Ausbildung einer Siliziumnitrid schicht (11) auf der Siliziumoxidschicht (12) und in der Oberflä che der polykristallinen Siliziumschicht (2).
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