DE2829983A1 - Verfahren zum gettern von halbleiterbauelementen und integrierten halbleiterschaltkreisen - Google Patents

Verfahren zum gettern von halbleiterbauelementen und integrierten halbleiterschaltkreisen

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DE2829983A1 DE19782829983 DE2829983A DE2829983A1 DE 2829983 A1 DE2829983 A1 DE 2829983A1 DE 19782829983 DE19782829983 DE 19782829983 DE 2829983 A DE2829983 A DE 2829983A DE 2829983 A1 DE2829983 A1 DE 2829983A1
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Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen
Berlin und München VPA 78 P 7 O 6 2 BRD
Verfahren zum Gettern von Halbleiterbauelementen und integrierten Halbleiterschaltkreisen.
Die vorliegende Patentanmeldung betrifft ein Verfahren zum Gettern von Halbleiterbauelementen und integrierten Halbleiterschaltkreisen, deren Strukturen in einkristallinen Halbleitermaterialsubstratscheiben, insbesondere in Siliziumeinkristallscheiben, erzeugt werden, bei dem sich die getternden Bereiche auf der Rückseite der Halbleiterkristallscheibe befinden.
Bei neuartigen Halbleiterbauelementen, wie sie heutzutage für die Elektronik zum Einsatz kommen, werden extreme Anforderungen hinsichtlich der Sperr- und Leckströme bzw. der Minoritätslebensdauern gestellt. Um diese Anforderungen erfüllen zu können, werden bei der Herstellung der Halbleiterbauelemente sogenannte Getterschritte durchgeführt, um Verunreinigungen - z. B. Schwermetalle - aus den aktiven Bereichen der Bauelemente herauszuziehen und abseits von diesen in anderen Bereichen festzulegen.
Edt 1 PIr / 6.7.1978
903884/0136
- VPA 73 ρ 7 Q 6 2 BRD
Die getternden Bereiche bestehen meistens aus ausgedehnten Versetzungsnetzwerken, welche sich an der von der die Bauelemente enthaltenden Oberfläche abgewandten Seite (Rückseite) der Halbleiterkristallscheibe befinden. Aus dem Journal of the Electrochemical Soc. 122 (.1975), Seiten 1725 bis 1729 ist z. B. bekannt, die Rückseiten der Halbleiterkristallscheiben mit einer Phosphordotierung zu belegen und dadurch ein Versetzungsnetzwerk zu erzeugen. Eine andere Möglichkeit der Erzeugung einer solchen Getterschicht ist in der DE-OS 27 14 413 (IBM) beschrieben, wobei eine Getterschicht in Form einer polykristallinen oder amorphen Halbleiterschicht auf der Rückseite von einkristallinen Halbleiterkristallscheiben erzeugt wird.
Die beste Wirkung einer Getterschicht würde erreicht werden, wenn die Getterschicht jeweils vor jedem kritischen Prozeßschritt (Hochtemperaturprozesse, Ionenimplantation) regeneriert werden könnte. Dies ist jedoch aus wirtschaftlichen Gründen und wegen des gesteuerten Ablaufs der einzelnen Maskierungs- und Abscheidungsprozesse in der heutigen Halbleitertechnologie nicht möglich.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugründe, ein Getterverfahren anzugeben, das umständliche Prozeßschritte, wie sie bei bekannten Verfahren durchgeführt werden, einspart und trotzdem im Endeffekt einen optimalen Gettereffekt erzielt.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die getternden Bereiche durch Laserlichtpulse erzeugt werden.
Dabei liegt es im Rahmen der Erfindung, daß die Laserbestrahlung jeweils vor den die zu getternden Verunreinigungen erzeugenden Prozeßschritten durchgeführt wird, so daß
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- f - VPA 78 ρ 7 Π 6 2 3RD
die durch die Laserstrahlung stark gestörten Kristallbereiche schon während des ProzeßSchrittes zu Getterung dienen.
In einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, die Laserbestrahlung so einzustellen, daß eine im Bereich von 0,5 bis 10 /um dicke Schicht auf der Scheibenrückseite mit einem ersten Laserpuls abgedampft wird und danach mit einem zweiten Laserpuls das für die Getterung erforderliche Versetzungsnetzwerk erzeugt wird, wobei die Dicke dieser Schicht auf 0,5 bis 10 /um, insbesondere auf 1 /um, eingestellt wird.
Zur Erzeugung der Laserstrahlung wird z. B. bei der Verwendung von Silizium als Halbleitermaterial wegen des günstigen Bandabstandes ein Rubinlaser (Wellenlänge 0,7 /um) verwendet, wobei für den Laserstrahl eine Ener-
/ ρ
giedichte im Bereich von 1 bis 10 Joule/cm eingestellt wird. Die Pulsdauer liegt im Bereich von 10 bis 50 ns.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel nach der Lehre der Erfindung wird für den Abdampfprozeß eine um den Faktor 2 höhere Energie eingestellt als für die Herstellung des als Getterschicht wirkenden Versetzungsnetzwerkes.
Durch die Verwendung der Laserlichtpulse zur Bestrahlung der Scheibenrückseite gestaltet sich das Verfahren nach der Lehre der Erfindung prozeßtechnisch außerordentlich einfach. Ein hoher Scheibendurchsatz ist bereits mit einem einzigen Laser möglich. Da dem Aufbringen des Versetzungsnetzwerkes durch Laserlichtpulse keine Reinigung oder Fototechnik vorangehen oder nachfolgen muß, ist das erfindungsgemäße Verfahren auch sehr wirtschaftlich. Außerdem hat das Verfahren nach der Lehre der Erfindung den Vorteil, daß mit dem ersten Puls auch der größte Teil der in einem eventuell schon vorangegangenen Getter-
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78 P 7 O 6 2 BRQ
schritt eingefangenen Verunreinigungen aus der Scheibenrückseite entfernt "wird. Im Gegensatz zu den bereits bekannten Getterverfahren kann auf diese Weise vermieden werden, daß sich die Getterschicht mit Verunreinigungen sättigt und im ungünstigsten Fall ihrerseits zur Quelle von Verunreinigungen wird, die in die Halbleiterkristallscheibe eindiffundieren.
7 Patentansprüche
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Claims (7)

  1. Patentansprüche.
    Verfahren zum Gettern von Halbleiterbauelementen und integrierten Halbleiterschaltkreisen, deren Strukturen in einkristallinen Halbleitermaterialsubstratscheiben, insbesondere in Siliziumeinkristallscheiben, erzeugt werden, bei dem sich die getternden Bereiche auf der Rückseite der Halbleiterkristallscheibe befinden, dadurch gekennzeichnet, daß die getternden Bereiche durch Laserlichtpulse erzeugt werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Laserbestrahlung jeweils vor den die zu getternden Verunreinigungen erzeugenden Prozeßschritte durchgeführt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Laserbestrahlung so eingestellt wird, daß eine im Bereich von 0,5 bis 10 /um dicke Schicht auf der Scheibenrückseite mit einem ersten Laserpuls abgedampft und danach mit einem zweiten Laserpuls das für die Getterung erforderliche Versetzungsnetzwerk erzeugt wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Dicke der Getterschicht auf 0,5 bis 10 /um, insbesondere auf 1 /um, eingestellt wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß bei Verwendung von Silizium als Halbleitermaterial zur Erzeugung der Laserstrahlung ein Rubinlaser verwendet wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß für den Abdampf-
    909884/0136
    ORIGINAL INSPECTED
    - 2 - VPA 78 P 7 O 6 2 BRD
    prozeß eine um den Faktor 2 höhere Energie eingestellt wird als für die Herstellung des Versetzungsnetzwerkes.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß ein Laserstrahl mit
    einer Energiedichte im Bereich von 1 bis 10 Joule/cm verwendet wird, und daß die Pulsdauer auf 10 bis 50 ns eingestellt wird.
    909884/0136
DE19782829983 1978-07-07 1978-07-07 Verfahren zum gettern von halbleiterbauelementen und integrierten halbleiterschaltkreisen Withdrawn DE2829983A1 (de)

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