JP4287913B2 - シリコンウェーハの製造方法 - Google Patents

シリコンウェーハの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP4287913B2
JP4287913B2 JP26623696A JP26623696A JP4287913B2 JP 4287913 B2 JP4287913 B2 JP 4287913B2 JP 26623696 A JP26623696 A JP 26623696A JP 26623696 A JP26623696 A JP 26623696A JP 4287913 B2 JP4287913 B2 JP 4287913B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silicon wafer
doping
film
silicon
doping substance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP26623696A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH09129568A (ja
Inventor
ゲーベル ヘルベルト
ゲーベル フェスナ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of JPH09129568A publication Critical patent/JPH09129568A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4287913B2 publication Critical patent/JP4287913B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B31/00Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor
    • C30B31/02Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor by contacting with diffusion materials in the solid state
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/22Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
    • H01L21/2225Diffusion sources
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/22Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
    • H01L21/225Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities using diffusion into or out of a solid from or into a solid phase, e.g. a doped oxide layer
    • H01L21/2251Diffusion into or out of group IV semiconductors
    • H01L21/2254Diffusion into or out of group IV semiconductors from or through or into an applied layer, e.g. photoresist, nitrides
    • H01L21/2255Diffusion into or out of group IV semiconductors from or through or into an applied layer, e.g. photoresist, nitrides the applied layer comprising oxides only, e.g. P2O5, PSG, H3BO3, doped oxides

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコンウェーハの一方の面に高いドーピング物質濃度を有するドーピング物質フィルムを施与し、続く拡散工程で処理するシリコンウェーハの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
ヨーロッパ特許第350531号明細書からすでに、シリコンウェーハ上にドーピング物質フィルムを施与し、続いて拡散工程で大量のドーピング物質をシリコンウェーハ内に導入するかかるシリコンウェーハの製造方法は公知である。該方法は同時に、シリコンウェーハの両方の面に適用できる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、前記形式のシリコンウェーハの製造方法をさらに改良することであった。
【0004】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、本発明により、冒頭に記載した形式の方法において、拡散工程において、シリコンウェーハの他方の面に、低いドーピング物質濃度を有するにすぎない中性フィルムを施与しておくことにより解決される。
【0005】
従来の技術に対して、請求項1の特徴を有する本発明の方法は、シリコンウェーハの一方の面の上にはわずかなドーピング物質が導入されるにすぎないという利点を有する。従って、そうして生じた拡散ゾーンは、低濃度のドーピングおよびわずかな浸入深さを有するにすぎない。そのため、この層はさらなる処理工程において特に容易に剥離することができる。それにより、シリコン材料の多大な損失が生じない。
【0006】
請求項2以降で挙げられている手段によって、請求項1に基づく方法のさらに有利な発展および改善が可能である。多数のシリコンウェーハを積層体に配置することによって、ドーピングフィルムおよび中性フィルムのわずかな消費で、多数のシリコンウェーハを同時に加工することができる。シリコン単結晶からのワイヤソー切断機を使用してのシリコンウェーハの切出しによって、シリコンウェーハは、フィルム拡散に非常に適する表面を有する。こうしてシリコンの材料の消費を減少させ、必要な後加工工程の数を減らすことができる。中性フィルムに面したシリコンウェーハの表面の後処理は、ラッピングおよびポリシングによって特に容易に達成できる。この加工方法には、わずかな材料消費が結び付いているにすぎない。
【0007】
【実施例】
次に図面に示した実施例につき、本発明を詳細に説明する。
【0008】
図1には、シリコン単結晶10が示されており、該シリコン単結晶からワイヤソー切断機11で個々のシリコンウェーハを切出す。ワイヤソー切断機11は、高速で運動する切断ワイヤからなる。ワイヤ上には砥粒、例えばダイヤモンド粉が施与されている。シリコン単結晶10のこの切断方式によって、良好な表面質を有するシリコンウェーハ1が得られる。こうしてシリコン単結晶10から切出されたシリコンウェーハ1は、洗浄工程後直接、シリコンウェーハ1の表面質改良のために表面の更なる剥離工程を必要とせずに、さらに加工することができる。さらにこうして形成された表面は、ドーピング物質の浸入にとって好ましい多少の微細表面荒さを有している。
【0009】
図2には、こうして得られたシリコンウェーハ1のさらなる加工が示されている。各シリコンウェーハ1は、表面をワイヤソー切断機によって形成された2つの面を有している。この表面の一方に拡散フィルム2を、そしてもう一方には中性フィルム3を施与する。拡散フィルムはヨーロッパ特許第350531号明細書に記載されている通り、有機バインダー、無機バインダーおよびドーピング物質から構成される。この場合、ドーピング物質濃度は、シリコンウェーハ1の高濃度のドーピングを達するために、できる限り高く選択する。中性フィルム2は、実質的に有機バインダーおよび無機バインダーからなる。理想的には、中性フィルム2は、シリコンウェーハ1のドーピングを引き起こす可能性のあるドーピング物質を有していない。実際にはドーピング物質を含有しない中性フィルム2を得るのは極めて困難である。その際障害となるのはとりわけ、いかなる不純物が存在するのかを再現可能に予測ができないことである。そのため少量の、それゆえ精密に調整可能なシリコンウェーハ1のドーピングが中性フィルム2に向いた面の上に得られるように、中性フィルムにも少量のドーピング物質が見込まれている。図2に示されている通り、好ましくは多数のシリコンウェーハ1を、多数の拡散フィルム2および中性フィルム3とともに積層体に配置する。その際上のフィルムおよび下のフィルムを除いて、全ての拡散フィルム2および全ての中性フィルム3を2つのシリコンウェーハ1間に配置する。従って、フィルムの必要数は少なく抑えられ、多数のシリコンウェーハ1を1回の拡散工程で加工できる。引き続き、図2に記載の積層体を高温、例えば1250℃で拡散炉内で拡散する。その際、有機バインダーは分解し、拡散物質がシリコンウェーハ1の表面に浸透する。この際、シリコンウェーハ1の直接の積み重ねは、無機バインダーによって防止される。次いで、充分な長さの拡散時間によって、ドーピング物質はシリコンウェーハ1の深部に浸入せしめられる。拡散後、個々のシリコンウェーハ1を互いに分離する。
【0010】
図3には、こうした拡散直後のシリコンウェーハ1が示されている。シリコンウェーハ1は下面に、ドーピングフィルム2のドーピング物質によって引き起こされた比較的厚い拡散ゾーンを有する。中間のゾーン4はまだシリコンウェーハ1およびシリコン単結晶10の初期のドーピングを有している。上面には、中性フィルム2のドーピング物質によって引き起こされた比較的薄いドーピングゾーン6が配置される。ドーピング物質濃度とドーピングフィルムの構造の大きな差異のため、シリコンウェーハ1の下面の拡散ゾーンは、シリコンウェーハ1の上面から出発して拡がる拡散ゾーンより著しく深くシリコンウェーハ1内に浸入している。
【0011】
図4には、上部の層6を除去した別の加工工程後のシリコンウェーハ1が示されている。この除去は、例えばラッピングおよびポリシングによって行う、従ってその際半導体素材の製造のさらなる後続加工、例えばリソグラフィ工程に特に好適である、特に平滑な上面7が生じる。
【0012】
本発明は、いわゆる背面拡散ウェーハの製造に特に好適である。かかるウェーハは、図4に示されているようなシリコンウェーハであり、この場合には上層4が低濃度のドーピングを有し、下層5が上層4と同じ導電型の高濃度のドーピングを有する。かかるシリコンウェーハは特にダイオードおよびパワートランジスタの製造のために使用される。その際、高濃度でドープされ、ひいては特に低い抵抗を有する下層5が可能な限り厚くなることが望ましい。そのため高いドーピング物質濃度および長い拡散時間が必要となる。しかしながら、上層4はそれと異なり、低濃度のドーピングを有するべきである。下層5を拡散過程によって導入する場合には、シリコンプレート1の上面に同様に高濃度でドープされた層が導入されるのを阻止しなければならない。このことは本発明による方法においては、特に低いドーピング物質濃度を有する中性フィルムを使用することで特に容易に達成される。さらに、中性フィルムの低いドーピング物質濃度には、反対の導電型のドーピング物質を使用することも可能である。その結果図3に示した通り、中間工程において上層6が例えばp型ドーピングを、2つの下層4および5が例えばn型ドーピングを有する。その後、p型ドープされた上層は選択的エッチング工程によって特に容易に除去することができる。その際、上層6の厚さとは、p型ドープされた上層6とn型ドープされた層4の間のpn接合であると理解されるべきである。中性フィルム2の低いドーピング物質濃度に基づき、薄い表面層のみがp型ドープされるにすぎなので、シリコンウェーハ1のわずかな厚さのみを剥離することが必要であるにすぎない。従って、本発明による方法は非常に経済的である。さらに、シリコン素材の消耗も本発明によるワイヤソー切断により少量に抑えられる。というのも、ワイヤソー切断の際の切断幅は特に狭く押さえることができるからである。さらに、ワイヤソー切断の際の表面の損傷は、内周刃式切断機の通常の切断による損傷より明らかに少ないので、シリコンウェーハを切断後、通常のシリコン材料を剥離する更なる処理工程を経ずに直接拡散に使用することが出来る。それにより、ワイヤソー切断機とフィルム拡散の組み合わせによって、シリコン材料の特に少量の損失が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図1】ワイヤソー切断機によるシリコン単結晶からのシリコンウェーハの切出しを示す図である。
【図2】シリコンウェーハとその間に配置されたフィルムからなる積層体を示す図である。
【図3】拡散工程後の個々のシリコンウェーハを示す図である。
【図4】低濃度でドープされた上層を除去した後のシリコンウェーハを示す図である。
【符号の説明】
1 シリコンウェーハ、 2 ドーピング物質フィルム、 3 中性フィルム、 4,6 上層、 5 下層、 7 上面、 10 シリコン単結晶、 11ワイヤソー切断機

Claims (6)

  1. シリコンウェーハの一方の面に高いドーピング物質濃度を有するドーピング物質フィルムを配置し、また、前記シリコンウェーハの他方の面に低いドーピング物質濃度を有する中性フィルムを配置し、続いて拡散工程を行うことで、前記一方の面に高濃度でドープされた層を形成するとともに、前記他方の面に低濃度でドープされた層を形成し、その後、前記低濃度でドープされた層を除去することを特徴とする、シリコンウェーハの製造方法。
  2. 前記拡散工程の際、多数の前記シリコンウェーハを前記ドーピング物質フィルムおよび前記中性フィルムと共に1つの積層体として配置する、請求項1記載の製造方法。
  3. 前記シリコンウェーハをワイヤソー切断機によってシリコン単結晶から切出し、それ以上のシリコン剥離を行わずにさらに前記拡散工程で処理をする、請求項1または2記載の製造方法。
  4. 前記除去はラッピングおよびポリシングにより行う、請求項1から3までのいずれか1項記載の製造方法。
  5. 前記シリコンウェーハが前記拡散工程前に実質的に均一な、低濃度の第1の導電型のドーピング物質を有し、前記ドーピング物質フィルムが前記第1の導電型のためのドーピング物質を有する、請求項1から4までのいずれか1項記載の製造方法。
  6. 前記中性フィルムが、第2の導電型の低濃度のドーピング物質を有する、請求項1から5までのいずれか1項記載の製造方法。
JP26623696A 1995-10-17 1996-10-07 シリコンウェーハの製造方法 Expired - Lifetime JP4287913B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19538612A DE19538612A1 (de) 1995-10-17 1995-10-17 Verfahren zur Herstellung einer Siliziumscheibe
DE19538612.4 1995-10-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09129568A JPH09129568A (ja) 1997-05-16
JP4287913B2 true JP4287913B2 (ja) 2009-07-01

Family

ID=7775061

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP26623696A Expired - Lifetime JP4287913B2 (ja) 1995-10-17 1996-10-07 シリコンウェーハの製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5759909A (ja)
EP (1) EP0773310B1 (ja)
JP (1) JP4287913B2 (ja)
DE (2) DE19538612A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4636685B2 (ja) * 1998-01-21 2011-02-23 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング ダイオードの製造方法
US7122149B2 (en) * 2002-07-12 2006-10-17 Applied Research Associates, Inc. Apparatus and method for continuous depyrogenation and production of sterile water for injection
US7902453B2 (en) * 2005-07-27 2011-03-08 Rensselaer Polytechnic Institute Edge illumination photovoltaic devices and methods of making same
US7732303B2 (en) * 2008-01-31 2010-06-08 International Business Machines Corporation Method for recycling of ion implantation monitor wafers

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3281291A (en) * 1963-08-30 1966-10-25 Rca Corp Semiconductor device fabrication
US3956036A (en) * 1975-02-10 1976-05-11 Victory Engineering Corporation Method of diffusing silicon slices with dopant at high temperatures
DE3207870A1 (de) * 1982-03-05 1983-09-15 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Dotierungsfolie zur dotierung von halbleiterkoerpern und verfahren zu deren herstellung
US5225235A (en) * 1987-05-18 1993-07-06 Osaka Titanium Co., Ltd. Semiconductor wafer and manufacturing method therefor
US5024867A (en) * 1987-10-28 1991-06-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Dopant film and methods of diffusing impurity into and manufacturing a semiconductor wafer
JPH0715893B2 (ja) * 1988-07-14 1995-02-22 株式会社東芝 ドーパントフイルムおよび半導体基板の不純物拡散方法
US5240882A (en) * 1988-06-28 1993-08-31 Naoetsu Electronics Co. Process and apparatus for making discrete type substrates by re-slicing a wafer
DK170189B1 (da) * 1990-05-30 1995-06-06 Yakov Safir Fremgangsmåde til fremstilling af halvlederkomponenter, samt solcelle fremstillet deraf
DE4133820A1 (de) * 1991-10-12 1993-04-15 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur herstellung von halbleiterelementen
EP0709878B1 (en) * 1994-10-24 1998-04-01 Naoetsu Electronics Company Method for the preparation of discrete substrate plates of semiconductor silicon wafer

Also Published As

Publication number Publication date
US5759909A (en) 1998-06-02
JPH09129568A (ja) 1997-05-16
EP0773310B1 (de) 2000-07-12
EP0773310A1 (de) 1997-05-14
DE59605585D1 (de) 2000-08-17
DE19538612A1 (de) 1997-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4925809A (en) Semiconductor wafer and epitaxial growth on the semiconductor wafer with autodoping control and manufacturing method therefor
CN1134827C (zh) 具有以锯法完成的台面结构的半导体芯片
JPH04162609A (ja) ディスクリート素子用基板の製造方法
EP0715769B1 (en) Self-aligned cmos process
US2814853A (en) Manufacturing transistors
JPH03165577A (ja) 半導体デバイスとその製造方法
JP4287913B2 (ja) シリコンウェーハの製造方法
JPH06112120A (ja) 半導体エピタキシャル基板の製造方法
KR950004383A (ko) 반도체 장치의 제조에 사용하는 재료 및 이것의 제조방법
JP5532754B2 (ja) 半導体装置の製造方法
US5653803A (en) Method of manufacturing a substrate for manufacturing silicon semiconductor elements
US5225235A (en) Semiconductor wafer and manufacturing method therefor
JP3951487B2 (ja) Soi基板及びその製造方法
EP4057323B1 (en) Method for thinning a silicon carbide substrate
EP0391561A3 (en) Forming wells in semiconductor devices
JP4636685B2 (ja) ダイオードの製造方法
JPH01293613A (ja) ディスクリート素子用基板及びその製造方法
JPS5587429A (en) Manufacture of semiconductor device
JP2915893B1 (ja) 拡散ウエーハの製造方法及びその拡散ウエーハ
JPS55124238A (en) Method of fabricating semiconductor device
JP2553666B2 (ja) 半導体装置の製造方法
AU6916194A (en) Structure for use in producing semiconductor devices with buried contacts and method for its preparation
JP2943006B2 (ja) 半導体基板の製造方法
JPH08186167A (ja) 張り合わせ誘電体分離ウェーハの製造方法
JPS5799736A (en) Fabrication of semiconductor substrate

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050801

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070614

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20070911

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20070914

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20071015

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20071018

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20071113

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20071116

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071210

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20080919

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081117

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20090105

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090227

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090330

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120403

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130403

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140403

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term