DE2705444A1 - Semiconductor prodn. process using locally limited heating - involves electromagnetic irradiation in specified pulses through mask - Google Patents

Abstract

The local limited heating of small regions in a semiconductor substrate is attained by electromagnetic irradiation. The latter is applied to the substrate in individual irradiation pulses through a mask. The pulse duration is kept below several milliseconds, and the irradiation energy exceeds 0.1 Joule per cm-2. The mask regions which cover the substrate sections not to be irradiated, are of material having several times greater reflection coefficient for the applied radiation than the substrate material. The mask material may be electrically conductive. A suitable layer, applied to the substrate surface, may be used as the mask. When a deposited layer is used for masking purposes its material may have a many times higher absorption coefficient than that of the substrate.

Description

Translated fromGerman

Verfahren zur lokal begrenzten Erwärmung eines Festkörpers.Method for locally limited heating of a solid.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur lokal begrenzten Erwärmungvon kleinen Bereichen eines Festkörpers, wie es im Oberbegriff des Patentanspruches1 näher angegeben ist.The invention relates to a method for locally limited heatingof small areas of a solid, as described in the preamble of the patent claim1 is specified.

Bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen und integrierten Schaltungenmüssen Festkörper, beispielsweise Halbleiterkristalle, zum Zwecke der Eindiffusionvon Dotierstoff oder zu#r Nachdiffusion von im Halbleiter befindlichen Dotierstoffteilchen,zur Ausheilung von Kristallgitterschäden oder auch zur elektrischen Aktivierungvon Dotierstoffelementen Erwärmungsprozessen unterworfen werden. Derartige Prozessefinden bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen wie auch integrierten SchaltungengewöFmlich mehrere Male während des gesamten Herstellungsprozesses statt. Nach demim Stand der Technik bekannten Verfahren wird dabei der ganze Festkörper, beispielsweisedas gesamte Hs1bleitersubstrat, und die darauf aufgebrachten Schichten, beispielsweiseEpitaxieschichten, Isolierschichten oder auch Leiterbahnen, erwärmt. Die Temperaturen,die jeweils bei einer solchen Erwärmung erreicht werden, mUssen an die jeweilige,für den Prozeß charakteristische Aktivierungsenergie angepaßt und so optimiert werden,daß bei einer einzelnen Erwärmung im wesentlichen nur die gewünschte und keine andereReaktion in dem Festkörper abläuft. Aus diesem Grunde muß häufig die Reihenfolgeder Herstellungsschritte in Temperaturstufen, die den verschiedenen Aktivierungsenergiender einzelnen Prozeß schritte entsprechen,angepaßt werden. Beisrielsazeisewird beim Eindiffundieren von zwei verschiedenen Dotierstoffelementen, von denendas eine mit hoher Diffu5jonsge5ch#?indig6eit, das andere mit einer niedrigen Ditfusionsgeschlwindigl-eitin dem betreffenden Festkörper eindiffundiert, vorzugsweise möglichst zuerst dieDotierung mit der zugehörigen Wärmebehandlung für das schwach diffundierende Elementund danach der Prozeßschritt für das stark diffundierende Element ausgeführt, dabei diesem Beispiel die zweite Wärmebehandlung mit einer geringeren Temperatur durchgeführtwerden kann und dadurch die von der ersten Wärmebehandlung erzielte Diffusionsstrukturfür das schwach diffundierende und zuerst eindiffundierte Element weniger verändertwird als bei einer umgekehrten Reihenfolge. Auf diese Weise kann beispielsweisedie Abweichung der durch Diffusionsmasken bestimmten Struktur eines Bauelementesvon dem Naskenmaß klein gehalten werden; dies ist insbesondere bei der Erzeugungvon Mikrostrukturen im Submikrometerbereich wesentlich, Eine Anpassung der einzelnenErwärmungaprozesse kann jedoch aufgrund anderer, gleichzeitig ablaufender physikalischeroder cnemischer Prozesse dennoch zu nicht optimalen Ergebnissen führen. Dies istbeispielsweise der Fall, wenn durch eine Ionenimplantation die Einsatzspannung einesAl-Gate-MOS-Transistors eingestellt wird, und zur Vermeidung unerunschwer Diffusionsprozesseder letzte Ausheilschritt für die lonenimplantation bei etwa 50000 durchgeführtwird, obgleich die für die Ausheilung optimale Temperatur 8000C beträgt. Weiterist bekannt, daß Temperaturbehandlungen sich negativ auf die Leck- und Restströmevon MOS-Bauelementen auswirken können.In the manufacture of semiconductor components and integrated circuitsneed solids, for example semiconductor crystals, for the purpose of diffusionof dopant or to postdiffusion of dopant particles located in the semiconductor,for healing crystal lattice damage or for electrical activationare subjected to heating processes by dopant elements. Such processesfound in the manufacture of semiconductor components as well as integrated circuitsusually held several times throughout the manufacturing process. After thisIn the method known in the art, the whole solid body, for examplethe entire semiconductor substrate and the layers applied to it, for exampleEpitaxial layers, insulating layers or even conductor tracks are heated. The temperatures,which are achieved in each case with such a warming, must be transferred to the respective,the activation energy characteristic of the process can be adapted and optimized,that with a single heating essentially only the desired one and no otherReaction takes place in the solid. For this reason, the order often has to bethe manufacturing steps in temperature levels, the different activation energiescorrespond to the individual process steps,be adjusted. For examplebecomes when two different dopant elements diffuse, of whichone with a high diffusion rate, the other with a low diffusion ratediffused into the solid in question, preferably first if possibleDoping with the associated heat treatment for the weakly diffusing elementand then carrying out the process step for the highly diffusing element, therein this example, the second heat treatment is carried out at a lower temperatureand thereby the diffusion structure achieved by the first heat treatmentless changed for the weakly diffusing and first diffused elementis than in a reverse order. In this way, for examplethe deviation of the structure of a component determined by diffusion masksbe kept small by the nose measure; this is particularly the case with generationof microstructures in the submicron range is essential, an adaptation of the individualHowever, heating processes can be due to other, simultaneous physicalor cnemical processes still lead to less than optimal results. This isFor example, if the threshold voltage of aAl gate MOS transistor is set, and to avoid undesirable diffusion processesthe final anneal step for the ion implant was performed at around 50,000although the optimal temperature for curing is 8000C. Furtherit is known that temperature treatments have a negative effect on leakage and residual currentsof MOS devices.

Schließlich sind. die an dem gesamten Halbleitersubstrat ausgeführtenWärmeprozesse auch deshalb kritisch. weil wegen der exponentiellen Temperaturabhängigkeitder thermischen Prozesse die Konstanz der Temperatur für die gesamte Erwärmungszeitsehr genau eingehalten werden muß. Dabei ist weiter zu berücksichtigen, daß nichtnur die bei der Erwärmung erreichte Endtemperatur für das Ergebnis maßgeblich ist,sondern auch die Geschwindigkeit, mit der ein solcher Festkörper aufgeheizt bzw.wieder abgek¢5hlt wird.Finally are. those carried out on the entire semiconductor substrateThis is one of the reasons why heating processes are critical. because because of the exponential temperature dependenceof the thermal processes the constancy of the temperature for the entire heating timemust be adhered to very precisely. It should also be taken into account that notonly the final temperature reached during heating is relevant for the result,but also the speed with which such a solid is heated oris cooled down again.

Die mit der Erwärmung des gesamten Festkörpers verbundenen Pro-blemekönnten vermieden werden, wenn für die einzelnen Temperaturprozesse die Erwärmungauf diejenigen Festkörperbereiche beschränkt wird, in denen der gewJnschte Wärmeprozeßablaufen soll.The problems associated with the heating of the entire solidblemecould be avoided if the heating for the individual temperature processesis limited to those areas of the solid body in which the desired heating processshould expire.

So YJrde es beispielsweise zu':: Eindiffundieren von Dotierstoff geniger,~#nn ausschließlich die#enigen Bereiche erwärmt werden, die mit Dotierstoff belegtund dotiert werden sollen. Desetsprechend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahrenanzugeben, mit dem eine lokal begrenzte Erxarmung von kleinen Bereichen eines Festkörpersermöglicht wird.For example, it is easier to diffuse dopant,~ # nn only those areas that are covered with dopant are heatedand should be endowed. Accordingly, it is the object of the invention to provide a methodindicate with which a locally limited expansion of small areas of a solidis made possible.

Diese Aufgabe wird durch ein wie im Oberbegriff der Patentansprüche1 u. 8 näher bezeichnetes Verfahren gelöst, das erfindunrsgemäß nach der im kennzeichnendenTeil der Patentanspruche 1 u.8 angegebenen Weise ausgestaltet ist.This object is achieved by a as in the preamble of the claims1 and 8 more detailed method solved, according to the invention according to the characterizingPart of claims 1 and 8 specified manner is designed.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung und bevorzugte Anwendungendes erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous embodiments of the invention and preferred applicationsof the method according to the invention emerge from the subclaims.

Der Erfindung gemäß wird der Festkörper nicht wie bei den üblichenWärmebehandlungsverfahren in einem Ofen als Ganzes erwärmt, sondern mit Hilfe absorbierterelektromagnetischer Strahlung, beispielsweise mit Laserstrahlimpulsen, lokal erwärmt.Dadurch, daß die Bestrahlungszeit weniger als 1/us beträgt, z.B. einige ns, wirdvermieden, daß von der bestrahlten Stelle des Festkörpers aus der gesamte Festkörperallmählich erwärmt wird. Die Erwärmung bleibt somit im wesentlichen auf den bestrahltenBereich beschränkt. Die Strahlnngsintensität ist so groß bemessen, daß in dem bestrahltenBereich die vorgesehene Temperatur erreicht wird. Die notwendige Strahlungsmengekann dabei sowohl in einem einzelnen Puls wie auch in einer Folge von mehreren einzelnenPulsen dem jeweiligen Festkörperbereich zugeführt werden. Zur Beschränkung der Erwärmungauf die gewiinschten Festkörperbereiche wird gemäß der Erfindung eine Bestrahlungsmaskeverwendet. Dabei kann die Bestrahlungsmaske einmal so ausgestaltet sein, daß siedie zu erwärmenden Bereiche des Festkörpers frei läßt und die nicht zu erwärmendenBereiche abdeckt. Eine solche Maske kann sowohl ineinen Abstandvon einigen /um von der Oberfläche des Festkörpers entfernt angebracht werden, siekann aber auch unmittelbar gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung alsSchicht auf dem Festkörper aufgebracht werden. In dem letzteren Fall wird für dieBestrahlungsmaske ein Material verwendet, das einen höheren Reflelftionskoeffizientenfiir die verwendete Strahlung aufweist als das Material des Festkörpers. Als solcheMaterialien sind z.B. elektrisch gut leitende Materialien, insbesondere Metalle,wegen ihres hohen Reflexionskoeffizienten geeignet.According to the invention, the solid is not like the usualHeat treatment process in a furnace as a whole heated, but with the help of absorbedelectromagnetic radiation, for example with laser beam pulses, locally heated.In that the irradiation time is less than 1 / µs, e.g. a few nsavoided that from the irradiated point of the solid from the entire solidis gradually heated. The heating thus remains essentially on the irradiatedArea restricted. The radiation intensity is dimensioned so large that in the irradiatedThe intended temperature is reached. The necessary amount of radiationcan be used in a single pulse as well as in a sequence of several individual pulsesPulses are fed to the respective solid body region. To limit heatingAccording to the invention, an irradiation mask is applied to the desired solid body regionsused. The irradiation mask can be designed so that itleaves the areas of the solid body to be heated free and those not to be heatedAreas covering. Such a mask can be used ina distanceof a few / µm away from the surface of the solid, theybut can also directly according to a preferred embodiment of the invention asLayer are applied to the solid. In the latter case, for theIrradiation mask uses a material that has a higher coefficient of reflectionfor the radiation used as the material of the solid. As suchMaterials are e.g. materials with good electrical conductivity, especially metals,suitable because of their high reflection coefficient.

Durch das bekannte Verfahren der Ionenirnplar#ation kann für Sonderfälleeine solche Nake z.B. auch ins Innere des Festkörpers gelegt werden. Dazu werdendiese Maskenbereiche durch Implantation so hoch dotiert, daß dort die Elektronendichtebis zu dem Wert ansteigt. bei dem eine ausreichende Reflexion gewährleistet ist.The well-known method of ionization can be used for special casesSuch a nake, for example, can also be placed inside the solid. To bethese mask areas are so highly doped by implantation that the electron density thereup to the value increases. where sufficient reflection is guaranteed.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird als Bestrahlungsmaskeauf dem Festkörper eie Schicht abgeschieden und diese Schicht so mit Strukturenversehen, daß gerade die zu erwärmenden Bereiche des Festkörpers bedeckt sind. Indiesem Fall wird für die Bestrahlungsmaske ein Material ausgewählt, dessen Absorptionskoeffizientfür die verwendete Strahlung wesentlich größer ist als der Absorptionskoeffizientdes Festkörpers. Bei Bestrahlung des mit der Bestrahlungsmaske versehenen Festkörperswird die Strahlung dann bevorzugt in dem Material der Maske absorbiert, wobei diesesMaterial erhitzt wird. Da diese Bestrahlungsmaske als Schicht auf dem Festkörperaufgebracht ist, wird entsprechend der Struktur der Bestrahlungsmaske diese Strukturin die von der Bestrahlungsmaske abgedeckten Bereiche des Festkörpers übertragen.In another embodiment of the invention, the radiation maskA layer is deposited on the solid body and this layer has structuresprovided that just the areas to be heated of the solid are covered. InIn this case, a material is selected for the radiation mask, its absorption coefficientfor the radiation used is significantly greater than the absorption coefficientof the solid. When irradiating the solid body provided with the irradiation maskthe radiation is then preferably absorbed in the material of the mask, this beingMaterial is heated. As this radiation mask as a layer on the solid bodyis applied, this structure is corresponding to the structure of the irradiation masktransferred into the areas of the solid body covered by the irradiation mask.

Als Strahlungsquelle für die Erwärmung wird bevorzugt ein Laser, insbesondereein abstimmbarer Laser, verwendet. Abstimnbare Laser haben den Vorteil, daß dieFrequenz der emittierten Strahlung an den Frequenzverlauf des Absorptions- bzw.Reflexionskoeffizienten des Festkörpers bzw. des Materials der Bestrahlungsmaskeangepaßt werden kann.A laser, in particular, is preferred as the radiation source for the heatinga tunable laser, is used. Tunable lasers have the advantage that theFrequency of the emitted radiation to the frequency curve of the absorption orReflection coefficients of the solid or of the material of the radiation maskcan be customized.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Bestrahlungmit zwei kohärenten, einander überlagerten Laserstrahlbündeln. In diesem Fall erhältman auf der Oberflache des Festkörpers ein Interferenzbild, das in den Bereichender Maxima zu einer starten Erwärmung des Festkörpers führt. Beispielsweise kannzur Erwärmung des Festkörpers in parallel verlaufenden, äquidistanten Streifen dieLaserstrahlauelle mit einer Doppelschlitzblende oder einem Biprisma versehen sein,so daß man auf dem Festkörper als Interferenzbild ein Bild von parallel verlaufendenMaxima bzw. Minima erhält.According to a further embodiment of the invention, the irradiation takes placewith two coherent, superimposed laser beams. In this case, receivesone on the surface of the solid body an interference pattern that in the areasthe maxima leads to a start of heating of the solid. For example, canfor heating the solid in parallel, equidistant strips theLaser beam sources be provided with a double slit aperture or a biprism,so that on the solid body as an interference image, an image of parallel linesMaxima or minima received.

Dieses Verfahren kann beispielsweise zur Erzeugung von Uberstrukturendurch periodische Dotierung in einem Halbleiter angewendet werden. Ein weiteresAnwendungsgebiet dieses Verfahrens besteht bei der Herstellung von CCD-Schaltungen,von Wellenleitern sowie Gittern in der integrierten Optik. Bei der Verwendung vonzwei kohärenten, einander Uberlagerten Laserstrahlbündeln für die Bestrahlung kannmit den bekannten holografischen Methoden auf der Oberfläche des zu bestrahlendenFestkörpers auch ein beliebiges Bild von Bestrahlungsmaxima erzeugt und dadurchdie an den Stellen der Maxima liegenden Bereiche des Festkörpers erwärmt werden,so daß in einem solchen Fall die Verwendung einer Bestrahlungsmaske nicht notwendigist.This method can be used, for example, to generate superstructuresby periodic doping in a semiconductor. Another oneThis process is used in the manufacture of CCD circuits,of waveguides and gratings in the integrated optics. When usingtwo coherent, superimposed laser beams for the irradiation canwith the known holographic methods on the surface of the to be irradiatedSolid body also generates an arbitrary image of irradiation maxima and therebythe areas of the solid at the points of the maxima are heated,so that in such a case the use of a radiation mask is not necessaryis.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich besonders vorteilhaft zurlokal begrenzten (vertikal wie lateral) Ausheilung von gestörten Kristallgittern,insbesondere im Submikrometerbereich, sowie zur lokal begrenzten elektrischen Aktivierungvon Dotierstoffen in Halbleiterbauelementen anwenden, bei denen die bei herkömmlichenErwärmungsverfahren des gesamten Festkörpers auftretenden Diffusionsvorgänge vermiedenwerden. Weitere Möglichkeiten bestehen in einem lokal begrenzten Eindiffundierenvon Dotierstoffen.The inventive method can be particularly advantageous forlocally limited (vertical and lateral) healing of disturbed crystal lattices,especially in the submicrometer range, as well as for locally limited electrical activationof dopants in semiconductor components where the conventionalDiffusion processes occurring during the heating process of the entire solid are avoidedwill. Further possibilities exist in a locally limited diffusionof dopants.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren in einem die Allgemeinheitnicht beschränkenden Beispiel beschrieben und anhandder Figu@ennäher erläutert. Als Beispiel dient der Prozeß der Pusheilung von Gitterschädenin selbstsustierend implantierten Source- und Drain-Anschlüssen eines M0S-Al-Gate-Transistors.In der Fig.1 ist dieses Verfahren schematisch dargestellt.In the following, the method according to the invention is presented in a general waynon-limiting example described and based onthe figuresexplained in more detail. The process of push healing of lattice damage serves as an examplein self-sustaining implanted source and drain connections of a M0S-Al gate transistor.This method is shown schematically in FIG.

Fig. @eirt ein Beispiel, bei der sich die Maske unmittelbar auf de@Festkörper befindet.Fig. @Eirt an example in which the mask is directly on the @Solid is located.

Fig.2 zeigt ein Beispiel. bei der die Naske von dem Festkörper getrenntist Der VOS-Transistor ist ein Transistor, der in einer üblichen Al-Gate-Teohnologlehergestellt ist. Ein solcher MOS-Transistor besteht aus einem p-leitenden Siliziumsubstrat1, auf dem ein thermischers Oxid 2 von etwa 1 Dicke aufgewachsen ist. In diesemOxid 2 befinden sich Fenster, durch die das Source-Gebiet 30 und das Drain-Gebiet31 durch Eindiffundieren eines Dotierungsstoffes n-dctiert werden. Danach wird dasSiliziumsubstrat in dem Gebiet, das über den vorgesehenen Source-, Drain- und Gate-Gebietenliegt, von der Oxidschicht 2 befreit und es wird ein etwa 120 ritt dickes Gate-Oxid4 aufgewachsen, in das Fenster für die Source- und Drain-Kontalfte eingeätzt werden.Danach wird eine Aluminiumschicht über die gesamte Struktur gedampft und sodannso geätzt, daß nur die Source-, Drain- und Gate-Kontakte 60, 61 und 62 stehenbleiben.Fig.2 shows an example. in which the nose is separated from the solidThe VOS transistor is a transistor that is used in a common Al-Gate-Teohnologleis made. Such a MOS transistor consists of a p-type silicon substrate1 on which a thermal oxide 2 of about 1 thickness is grown. In thisOxide 2 are windows through which the source region 30 and the drain region31 can be n-coded by diffusing in a dopant. After that, that willSilicon substrate in the area that is above the intended source, drain and gate areasis freed from the oxide layer 2 and it becomes a gate oxide about 120 rode thick4, etched into the window for the source and drain contalfte.After that, an aluminum layer is vaporized over the entire structure and thenetched so that only the source, drain and gate contacts 60, 61 and 62 remain.

Dabei wird die Gate-Metallisierung 61 so ausgebildet, daß sie schmälerist als die Ausdehnung des Source-Diffusionsgebietes 30 bzw. des Drain-Diffusionsgebietes31. Zur Vermeidung erhöhter Gate-kapazitäten wird an dem Source-Gebiet 30 ein Anschluß-Gebiet50 und an das Drain-Gebiet 31 ein Anschluß-Gebiet 51 durch Ionenimplantation mitn-Dotierstoff hergestellt. Die lonenimplantetion erfolgt "selbstjustierend", d.h.die Al-Metallisierungsschicht dient als Maske für die Implantation. Nach der ImplantationmSissen die in den Bereich 50 bzw. 51 befindlichen Ionen durch eine Temperaturbehandlungelektrisch aktiviert werden. Zu dieser Aktivierung wird nun das erfindungsgemäßeVerfahren angewendet. Die Aluminiumschicht 60, 61 und 62 wird bei dieser Aktivierungals Bestrahlungsmaske verwendet. Zur Bestrahlung wird ein Laserlichtpuls z.B. mit10 ns Pulsdauer und einer Leistungvon etwa 5 Joule pro cm2 eingesetzt.Die Metallisierungsschichten 60, 61 und 62 reflektieren das Licht 7 des Laserpulses,so daß nur die von diesen Metallisierungsschichten freien Bereiche 50 bzw. 51 erwärmtwerden. Die an diese Gebiete angrenzenden Bereiche liegen unter den Metallisierungsschichtenund erfahren eine nur vernachlässigbar kleine Erwärmung. Auf diese Weise wird mitdem erfinsungsgemaßen Verfahren eine Aus- bzw. Ur.'erdifçusion der Bereiche 50 bzw.51, z.B. unter dem Gate-Bereich 61, vermieden, so da die parasitären Kapazitätenzwischen Gate und Scurce/Drain nicht erhöht werden.The gate metallization 61 is formed so that it is narroweris than the extent of the source diffusion region 30 or the drain diffusion region31. To avoid increased gate capacitances, a connection region is provided on the source region 3050 and to the drain region 31 a connection region 51 by ion implantationn-type dopant produced. The ion implantation is "self-adjusting", i.the Al metallization layer serves as a mask for the implantation. After the implantationmSissen the ions located in the area 50 or 51 by means of a temperature treatmentbe activated electrically. The activation according to the invention is now used for this activationProcedure applied. The aluminum layer 60, 61 and 62 is activated during this activationused as a radiation mask. A laser light pulse is used for the irradiation, e.g. with10 ns pulse duration and one powerof about 5 joules per cm2 are used.The metallization layers 60, 61 and 62 reflect the light 7 of the laser pulse,so that only the areas 50 and 51 free of these metallization layers are heatedwill. The areas adjoining these areas lie under the metallization layersand experience only a negligibly small increase in temperature. That way, withAccording to the method according to the invention, a diffusion of the areas 50 or51, e.g. under the gate region 61, so that the parasitic capacitancesbetween gate and scurce / drain cannot be increased.

Eine weitere Anwendung des erfindunnsgemäßen Verfahrens besteht inder Herstellung von steilen Dotierungsprofilen in einen Halbleiter (Fig.2). Daszu dotierende Substrat 21 wird mit einer dünnen Schicht 22 von Dotierstoff beispielsweisedurch Aufdampfen versehen. Sodann wird durch eine Bestrahlungsmaske 33 des mit derDotierstoffschicht versehene Substrat mit einem Laserimpuls bestrahlt. Die Maskebesteht dabei aus einem für dieses Licht 7 stark reflektierenden Material, z.B.aus Metall. An den von der Maske freien Bereichen des Substrates tritt eine starkeErwärmung auf, die aufgrund des hohen Temperaturgradientens zu den nicht bestrahltenBereichen zu einem steilen Dotierungsprofil in dem Halbleitersubstrat führt.Another application of the method according to the invention consists inthe production of steep doping profiles in a semiconductor (Fig.2). ThatSubstrate 21 to be doped is coated with a thin layer 22 of dopant for exampleprovided by vapor deposition. Then is through an irradiation mask 33 with theThe substrate provided with a dopant layer is irradiated with a laser pulse. The maskconsists of a material that is highly reflective for this light 7, e.g.made of metal. In the areas of the substrate free of the mask, there is a strong oneHeating up, which due to the high temperature gradient to the non-irradiatedAreas leads to a steep doping profile in the semiconductor substrate.

13 Patentansprüche 2 FigurenL e e r s e i t e13 claims 2 figuresL e r s e i t e

Claims (1)

Translated fromGerman

Pe tentansprUche 1. Verfahren zur lokal begrenzten Erwärmung von kleinenBereichen eines Festkörpers durch Bestrahlung mit elektromagnetischer Strahlung,dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Festkörper in einzelnen Bestrahlungspulsendurch eine Bestrahlungsmaske hindurch mit einer Pulsdauer unterhalb einer ms undeiner Strahlungsleistung über 0,1 Joule cm 2 bestrahlt awird, 2. Verfahren nachAnspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß mit der Bestrahlungsmaskedie nicht zu erwä.rtnenden Bereiche des Festkörpers abgedeckt !erden, und daß fürdie abdeckenden Strukturen der Maske ein Material verwendet wird, das für die verwendeteStrahlung einen mehrfach größeren Reflexionskoeffizienten besitzt als das Materialdes Festkörpers.Patent claims 1. Method for locally limited heating of small onesAreas of a solid by exposure to electromagnetic radiation,as a result, that the solid body is in individual radiation pulsesthrough an irradiation mask with a pulse duration of less than one ms anda radiation power of more than 0.1 joule cm 2 is irradiated, 2nd method according toClaim 1, characterized in that with the irradiation maskthe areas of the solid body not to be mentioned must be covered! and that forThe covering structures of the mask are made of a material that is used for theRadiation has a reflection coefficient that is several times greater than that of the materialof the solid. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h -n et , daß für die abdeckenden Strukturen der Bestrahlungsmaske ein elektrisch leitendesMaterial verwendet wird. 3. The method according to claim 2, characterized in that g e k e n n z e i c h -n et that an electrically conductive one for the covering structures of the radiation maskMaterial is used. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z ei c h -n e t, daß als Bestrahlungsmaske eine auf die Oberfläche des Festkörpers aufgebrachte,mit Strukturen versehene Schicht verwendet wird. 4. The method according to claim 2, characterized in that g e k e n n z ei c h -n e tthat as an irradiation mask an applied to the surface of the solid,structured layer is used. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n et , daß als Bestrahlungsmaske eine auf die Oberfläche des Festkörpers abgeschiedeneund mit Strukturen versehene Schicht verwendet wird, die die zu erwärmenden Bereichedes Festkörpers bedeckt und die aus einem Material besteht, das für die reroer.deteStrahlung einen mehrfach gröberen Absorptionskoeffizienten besitzt als das Materialdes Festkörpers,6. Verfahren nach einem der Anspriche 1 bis 5,dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß als Quelle für die zur Erwärmung verwendeteStrahlung ein Laser verwendet wird. 5. The method according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c h -n et that as a radiation mask a deposited on the surface of the solidand structured layer is used, which is the areas to be heatedof the solid and which consists of a material suitable for the reroer.deteRadiation has an absorption coefficient that is several times greater than that of the materialof the solid,6. The method according to any one of claims 1 to 5,in that it is used as a source for heatingRadiation a laser is used.7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß ein Laser mit abstimmbarer Resonanzfrequenz verwendet wird.7. The method according to claim 6, characterized in that g e k e n n z e i c h -n e tthat a laser with tunable resonance frequency is used. Verfahren zur lokel begrenzten Erwärmung von leinen Bereichen einesFestkörpers durch Bestrahlung mit elektromagnetischer Strahlung, dadurch g e k en n z e i c h n e t , daß die Bestrahlung mit zwei kohärenten, einander überlagertenLaserstrahlbündeln erfolgt. Method for locally limited heating of linen areas of aSolid body by exposure to electromagnetic radiation, thereby g e k en n n e i n e t that the irradiation with two coherent, superimposed one anotherLaser beam bundling takes place.9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß als Strahlenquelle ein abstimmbarer Laser verwendet wird.9. The method according to claim 8, characterized in that g e k e n n z e i c h -n e tthat a tunable laser is used as the radiation source.1O.Anwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zumEindiffundieren von Dotierstoff in einen Halbleiterkörper.1O.Application of a method according to one of claims 1 to 9 toDiffusion of dopant into a semiconductor body.11. Anwendung eines Verfahrens nach Anspruch 9 zur He'rstellung. vonperiodischen Dotierungsstrukturen in einem Halbleiterkörper.11. Use of a method according to claim 9 for preparation. fromperiodic doping structures in a semiconductor body.12.Anwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zumlokalen Ausheilen von Gitterstörungen in einem kristallinen Festkörper.12.Application of a method according to any one of claims 1 to 9 forlocal healing of lattice defects in a crystalline solid.13.Verfahren nach eine oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurchg e k e n n æ e i c h n e t , daß die Bestrahlungsmaske ins Innere des Festkörpersgelegt wtird.13.Verfahren according to one or more of claims 1 to 7, characterizedg e k e n n æ e i c h n e t that the radiation mask into the interior of the solid bodywill be laid.