DE102018132244A1

DE102018132244A1 - Verfahren zur Herstellung von dotierten Halbleiterschichten

Info

Publication number: DE102018132244A1
Application number: DE102018132244.5A
Authority: DE
Inventors: Daniel Amkreutz; Martin Muske
Original assignee: Helmholtz Zentrum Berlin fuer Materialien und Energie GmbH
Current assignee: Helmholtz Zentrum Berlin fuer Materialien und Energie GmbH
Priority date: 2018-09-26
Filing date: 2018-12-14
Publication date: 2020-03-26
Anticipated expiration: 2038-12-15
Also published as: DE102018132244B4

Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung einer dotierten leitenden Schicht, umfassend die Bereitstellung einer porösen Schicht aus leitendem oder halbleitendem Material auf einer Oberfläche eines Substrats, und Ausführung eines plasmagestützten Dotierungsschritts zur Dotierung der porösen, Schicht unter Bildung einer dotierten Schicht, wobei in dem Dotierungsschritt die Dotanten im Verhältnis zu weiteren reaktiven Edukten überschüssig vorliegen.

Description

Stand der Technik
Dotierte leitende Schichten und Materialien sind in Bereichen wie der Elektrotechnik und der Photovoltaik unabdingbar. Die Herstellungsverfahren solcher dotierten leitenden Schichten und Materialien unterliegen ständigen Optimierungen, um bestmöglichste Ergebnisse in Bezug auf den Wirkungsgrad, die Leitfähigkeit, und die Produktionskosten zu erzielen.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von leitenden dotierten Schichten bekannt. Insbesondere in der Halbleitertechnik sind Verfahren zur Herstellung von leitenden dotierten Schichten bekannt. Übliche Herstellungsverfahren umfassen die Schritte

1) Chemische Gasphasenabscheidung, um eine Schicht eines halbleitenden Materials zu erzeugen
2) Dotierung der halbleitenden Schicht
3) Kristallisation dieser halbleitenden Schicht
4) Deposition von weiteren Passivierungsschichten, optische Vergütung
5) Aufbringung von Metallkontakten mittels Siebdruck

Die Gasphasenabscheidung wird häufig mittels LPCVD (low-pressure chemical vapor deposition) oder PECVD (Plasma enhanced chemical vapor deposition) durchgeführt. Dabei wird eine dünne amorphe oder nanokristalline Halbleiterschicht auf ein Substrat aufgebracht, die entsprechend der Funktion als Emitter- oder Absorber Kontakt dotiert wird. Die Dotierung dieser Schicht erfolgt üblicherweise in-situ beim Gasabscheidungsprozess oder ex-situ durch thermische Diffusion.
Anschließend wird die dotierte Halbleiterschicht kristallisiert, üblicherweise in einem Rohrofen, um die Dotierstoffe zu aktivieren, die Leitfähigkeit dieser Schicht zu erhöhen und die optischen Eigenschaften, insbesondere die Transparenz zu verbessern. Je nach Zellarchitektur wird dieser Vorgang für einen zweiten Kontakt erneut durchgeführt. Damit ist die Herstellung der Zellkontakte abgeschlossen und es folgen weitere Prozesse, z.B. zur Verringerung der optischen Verluste durch Reflexion, der Verringerung von Rekombination in Kontaktschichten sowie zur Metallisierung. Die Verringerung der optischen Verluste und die Verringerung von Rekombination werden durch weitere LPCVD oder PECVD Prozesse zur Abscheidung von wasserstoffhaltigem Halbleiternitrid erreicht, die Metallisierung üblicherweise durch Siebdruckverfahren und thermische Nachbehandlung.
Diese Verfahren sind zeitaufwendig und erreichen nur eine ungenügende Homogenität der Dotanten. Weiterhin ist es problematisch, dass durch die chemische Gasphasenabscheidung Wasserstoff auf die initiale halbleitende Schicht aufgebracht wird. In einem Dotierungsschritt können die Plätze, die durch Wasserstoff belegt sind, nicht durch Dotanten belegt werden. Somit muss Wasserstoff in diesen Verfahren durch einen langwierigen Temperschritt zunächst entfernt werden, bevor eine Dotierung aufgebracht werden kann. Wird der Wasserstoff nicht entfernt, ist der Dotierungsgrad entsprechend geringer und die Leitfähigkeit der resultierenden Materialien daher geringer.
Ziel ist es somit, ein Verfahren bereitzustellen, bei dem sowohl der Zeitaufwand verringert, als auch der Dotierungsgrad und die Homogenität der Dotanten in der halbleitenden Schicht erhöht werden können. Ein höherer Dotierungsgrad geht mit einer höheren Leitfähigkeit des resultierenden Materials einher.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer dotierten Schicht bereitzustellen, wobei Schichten mit einem hohen Dotierungsgrad unter geringem zeitlichem Aufwand bereitgestellt werden. Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch den Gegenstand des ersten Anspruches. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Definitionen
Leitende Materialien sind Materialien, die den elektrischen Strom leiten. Insbesondere sind leitende Materialien dotierte Halbleiter oder transparente leitfähige Oxide.
Halbleiter sind Materialien, deren elektrische Leitfähigkeit zwischen der von elektrischen Leitern (>10⁴ S/cm) und der von Nichtleitern (<10^-8 S/cm) liegt. Erfindungsgemäße Halbleiter sind Elementhalbleiter, Verbindungshalbleiter. Besondere Ausführungsformen sind Silizium, Germanium, Selen, Galliumarsenid, Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CuInGaSe₂), Kupfer-Indium-Disulfid (CuInS₂) und Kupfer-Indium-Gallium-Disulfid (CuInGaS₂).
Transparente leitende Oxide umfassen erfindungsgemäß Indiumzinnoxid, Fluorzinnoxid, Aluminiumzinkoxid, Antimonzinnoxid, Indiumzinkoxid oder eine Mischung daraus.
Halbleiterverbindungen sind chemische Verbindungen, die einen Halbleiter und weitere Elemente umfassen. Nicht einschränkende Beispiele hierfür sind SiH₄, Silane, insbesondere höhere Silane, oder Siloxane.
Dotanten werden Materialien, insbesondere halbleitenden Materialien, zugefügt, um deren Leitfähigkeit und Leitungscharakter gezielt zu steuern. Dotanten der vorliegenden Erfindungen umfassen n- und p-Dotanten. n-Dotanten sind Elektronendonatoren, wohingegen p-Dotanten Elektronenakzeptoren darstellen. Insbesondere stammen p-Dotanten aus der 3. Hauptgruppe des Periodensystems und umfassen insbesondere Bor, Aluminium, Gallium, Indium, und Thallium. n-Dotanten umfassen insbesondere Elemente der 5. Hauptgruppe, insbesondere Stickstoff, Phosphor, Arsen, Antimon und Bismut.
Dotantenvorläufer sind chemische Verbindungen, die in dem Dotierungsschritt unter den herrschenden Bedingungen zu Dotanten reagieren und in die poröse Schicht eingebracht werden. Beispielhafte, aber nicht abschließende Dotantenvorläufer sind PH₃ oder B₂H₆. Diese können unter den im Plasma herrschenden Bedingungen zu elementarem Phosphor bzw. Bor, oder zu aktiviertem PH bzw. Bor reagieren.
Porös umfasst insbesondere Poren im Bereich von kleiner gleich 2 nm (mikroporös).
Ein Plasma bezeichnet eine Gasumgebung, die geladene Teilchen aufweist. Das Plasma ist insbesondere ein Niederdruckplasma, und/oder ein Niedertemperaturplasma.
Eine Aktivierung im Plasma umfasst eine energetische Anregung von Atomen und Molekülen und/oder eine Dissoziierung von Molekülen unter den im Plasma herrschenden Bedingungen.
Mit inert wird ein Teilchen charakterisiert, welches sich unter den gegebenen Bedingungen nicht an chemischen Reaktionen und Prozessen beteiligt und unverändert vorliegt.
Substrate umfassen Materialien, auf denen eine poröse Schicht aufgebracht werden kann. Substrate umfassen ein Basisträgermaterial (wie z.B. ein Siliziumwafer) oder ein Basisträgermaterial mit Beschichtung (wie z.B. ein Siliziumwafer mit einer Schicht aus Tunneloxid). Substrate sind z.B. Halbleiter, beschichtete Halbleiter, Kunststoffe, beschichtete Kunststoffe, Metalle, beschichtete Metalle, Glas oder beschichtetes Glas, insbesondere technisches oder beschichtetes technisches Glas. Es ist möglich, dass die poröse Schicht und das Substrat aus dem gleichen Material aufgebaut sind.
Ein Tunneloxid ist eine sehr dünne Schicht von Halbleiteroxid, die auf einen Halbleiter aufgebracht wird, um eine Rekombination zwischen entgegengesetzten Ladungen zu verringern. Tunneloxid ist insbesondere eine dünne Schicht von Siliziumdioxid auf Silizium.
Wasserstofffrei bezieht sich auf einen Gehalt an Wasserstoff der unterhalb eines Stoffmengenanteils von 10 %, insbesondere unterhalb von 5 % und insbesondere unterhalb von 1 %, liegt.
Der Stoffmengenanteil bezeichnet die relativen Mengen an Atomen eines Elements im Vergleich zu einem anderen Element oder anderen Elementen in Prozent. Vorliegend bezieht sich der Stoffmengenanteil des Wasserstoffs auf die Elemente der porösen Schicht.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer dotierten leitenden Schicht beschrieben, welches umfasst

- Bereitstellung einer porösen Schicht aus leitendem oder halbleitendem Material auf einer Oberfläche eines Substrats,
- Ausführung eines plasmagestützten Dotierungsschritts zur Dotierung der porösen Schicht unter Bildung einer dotierten Schicht, wobei in dem Dotierungsschritt die Dotanten im Verhältnis zu weiteren reaktiven Edukten überschüssig vorliegen.

Die Porosität der halbleitenden Schicht wird sich in dem plasmagestützen Dotierungsschritt zu Nutze gemacht, um beliebige Dotanten in kurzer Zeit in die halbleitende Schicht einzubringen.
In dem Dotierungsschritt wird die bereitgestellte poröse Schicht mit im Plasma aktivierten Dotanten in Kontakt gebracht. Die Dotanten werden durch die im Plasma herrschenden Bedingungen aktiviert und lagern sich an der porösen Schicht an. Auf Grund der Porosität diffundieren die Dotanten leicht in die halbleitende Schicht.
Die plasmagestützte Aktivierung der Dotanten kann zeitgleich und ortsgleich mit der Dotierung stattfinden.
Die Dotanten liegen im Verhältnis zu weiteren reaktiven Edukten, insbesondere den schichtbildenden reaktiven Edukten, überschüssig vor. Im Dotierungsschritt ist das Stoffmengenverhältnis der Dotanten zu den reaktiven Edukten, insbesondere schichtbildenden Edukten, größer 1, insbesondere größer einem Wert zwischen 1 und 100.000 und im Besonderen größer einem Wert zwischen 1 und 1.000. Die weiteren reaktiven Edukte werden bei den im Dotierungsschritt vorliegenden Bedingungen durch das Plasma aktiviert.
Dadurch wird erreicht, dass die Dotierung im Wesentlichen ohne Schichtwachstum auf der porösen Schicht erfolgen kann.
Die weiteren reaktiven Edukte sind insbesondere schichtbildende Edukte, welche auf der zu dotierenden Schicht während des Dotierungsschrittes ein Schichtwachstum bewirken. Insbesondere umfassen schichtbildende reaktiven Edukte Silanen, Germanen oder Derivaten davon oder eine Mischung daraus, insbesondere Siliziumwasserstoffe, Organosilane, insbesondere methylierte Silane, Halogensilane, Germaniumwasserstoffe, Organogermane, insbesondere methylierte Germane, oder Halogengermane oder eine Mischung daraus, insbesondere SiH₄, GeH₄, SiHCl₃, SiCH₃H₃, GeHCl₃, GeCH₃H₃ oder eine Mischung daraus, insbesondere SiH₄ und SiHCl₃. Die weiteren schichtbildenden reaktiven Edukte werden bei den im Dotierungsschritt vorliegenden Bedingungen durch das Plasma aktiviert. Dies bewirkt, dass die reaktiven Edukte an der Oberfläche des Substrates anlagern. Um ein Schichtwachstum zu verhindern, und somit die Konzentration und die Homogenität der Verteilung der Dotanten in der dotierten Schicht zu erhöhen, wird der Anteil an reaktiven Edukten weitestgehend auf die Dotanten beschränkt.
In einer Ausführungsform liegen keine schichtbildenden reaktiven Edukte vor. Hiermit sind z.B. den Prozess stabilisierende Verdünnungsgase wie N2, Ar und H2, gemeint. Diese werden je nach Prozessführung benötigt, um Druck und Plasma stabil zu halten.
Durch das Reduzieren bzw. Verhindern von Schichtwachstum durch Reduzierung bzw. Abwesenheit der schichtbildenden reaktiven Edukte und durch das Diffundieren der Dotanten in die poröse Schicht wird ein erhöhter Dotierungsgrad und eine homogenere Verteilung der Dotanten in der dotierten leitenden Schicht bewirkt.
Die Dichte der porösen Schicht liegt in einem Bereich der < 100 % und > 10 %, insbesondere < 100 % und > 50 % und insbesondere < 100 % und > 80 % der Reindichte des leitenden oder halbleitenden Materials ist. Weiterhin ist der Brechungsindex der porösen Schicht geringer als der des entsprechenden Materials mit Reindichte. Die Beziehung „kleiner als“ (<) bezieht alle Dichten mit ein, die nachweislich kleiner der Reindichte des betreffenden Materials sind und somit, bei gleicher Masse und gleicher stofflicher Zusammensetzung, Poren vorliegen müssen.
Die Dichte kann über optische Verfahren (Khardani et al. 2007) oder über Röntgenreflektometrie (Parratt 1954, Holy 1993) bestimmt werden. Ist die Dichte der Schicht auf 10 % bis 20 % der Reindichte des Materials verringert, ist mit dem Vorliegen von zum Beispiel Nanostäben oder Nanopartikeln zu rechnen.
Die poröse Schicht umfasst insbesondere Poren im Bereich von kleiner gleich 2 nm (mikroporös).
Die poröse Schicht weist einen Stoffmengenanteil von Wasserstoff von unter 10 %, insbesondere von unter 5 % und insbesondere von unter 1 % auf.
Eine Bereitstellung der porösen Schicht mit einem geringen Wasserstoffanteil ist vorteilhaft für die anschließende Dotierung, da hierdurch mögliche Plätze zur Andockung der Dotanten nicht bereits durch Wasserstoff gesättigt sind. Somit kann ein höherer Dotierungsgrad erreicht werden. Auf Grund des verhältnismäßig geringen Wasserstoffanteils entfallen zudem lang andauernde Temperschritte, die in herkömmlichen Verfahren nötig sind, um den Wasserstoffanteil in der Schicht zu verringern, bevor die dotierte Schicht kristallisiert werden kann. Ohne Entfernung des Wasserstoffs aus der dotierten Schicht würden die Schichten während eines Kristallisationsschrittes abplatzen.
Durch dieses Herstellungsverfahren wird somit ein Dotierungsgrad in der dotierten leitenden Schicht von wenigstens 10¹⁵ cm^-3 erreicht, insbesondere zwischen 10¹⁴cm^-3 und 10²² cm^-3, insbesondere zwischen 10¹⁷cm^-3 und 10²¹ cm^-3 und insbesondere zwischen 10¹⁷cm^-3 und 10²⁰ cm^-3. Zur Bestimmung des Dotierstoffgehalts kann der Schichtwiderstand mittels 4-Punktmessung bestimmt werden und daraus der Dotierungsgrad ermittelt werden (Miccoli et al. 2015). Der Dotierungsgrad kann weiterhin mittels ECV (Electrochemical capacitance-voltage depth profiling) bestimmt werden. (Basaran et al. 1995).
Es ist zudem keine in-situ Dotierung während des Verdampfungsprozesses nötig, wodurch die Komplexität des Dotierungsschrittes verringert wird. Im Gegensatz zu PECVD-Prozessen wird keine zusätzliche Schicht hergestellt. Es ist zudem nicht notwendig, wie bei der Ionenimplantation oder Plasma-Immersion, eine Beschleunigungsspannung zwischen Elektrode und Wafer anzulegen, um aktivierte Dotanten in die poröse Schicht zu implantieren. Dadurch wird der apparative Aufwand deutlich verringert.
In einer Aktivierungskammer, insbesondere eine Vakuumkammer mit Parallelplattenkonfiguration, wird ein Druck zwischen 10^-10 mbar und 10 mbar eingestellt und die zu dotierende Schicht eingebracht. Insbesondere wird in der Aktivierungskammer ein Druck von 10^-8 mbar bis 10^-3 mbar, insbesondere ein Druck von 10^-7 mbar bis 10^-5 mbar eingestellt.
Der Dotierungsschritt wird bei einer Temperatur von 20 °C bis 900 °C, insbesondere bei einer Temperatur von 20 °C bis 500 °C, insbesondere bei einer Temperatur von 100 °C bis 500 °C durchgeführt. Somit werden das Substrat und die zu dotierende Schicht auf die oben angegebene Temperatur vorgeheizt.
Die Dotanten oder die Dotantenvorläufer werden anschließend in die Aktivierungskammer eingeleitet. Die Dotanten werden mit einer Rate von 0,1 mL/min bis 1000 mL/min, insbesondere einer Rate von 1 mL/min bis 100 mL/min, insbesondere einer Rate von 1 mL/min bis 50 mL/min in die Aktivierungskammer eingeleitet. Die Angaben beziehen sich auf Raten unter Normbedingungen. Die Dotanten oder Dotantenvorläufer sind bei den in der Aktivierungskammer herrschenden Bedingungen gasförmig.
Der Dotierungsschritt erfolgt mit einem Prozessdruck von 0,01 mbar bis 100 mbar, insbesondere 0,1 mbar bis 50 mbar, insbesondere 0,1 mbar bis 20 mbar.
Während des Dotierungsschrittes können zudem in der Aktivierungskammer Verdünnungsgase vorhanden sein. Diese werden in die Aktivierungskammer eingeleitet. Die Verdünnungsgase werden mit einer Rate von 1 mL/min bis 1000 mL/min in die Aktivierungskammer eingeleitet, insbesondere mit einer Rate von 50 mL/min bis 500 mL/min, insbesondere mit einer Rate von 80 mL/min bis 200 mL/min eingeleitet. Die Angaben beziehen sich auf Raten unter Normbedingungen.
Das Verdünnungsgas ist bei den im Dotierungsschritt vorliegenden Bedingungen inert. Es wird somit nicht vom Plasma aktiviert. Das Verdünnungsgas zählt somit nicht zu den reaktiven Edukten und wird während des Dotierungsschrittes chemisch nicht verändert. Das Verdünnungsgas lagert sich nicht an der porösen Schicht ab. Das Verdünnungsgas ist ein inertes Gas, insbesondere ein Edelgas, Stickstoff oder Wasserstoff oder eine Mischung daraus, insbesondere ist das Verdünnungsgas Argon oder Wasserstoff.
Die Dotanden werden mittels eines Plasmas aktiviert. Das Plasma kann durch Zündung einer Gasentladung mittels Hochfrequenzanregung oder mittels Gleichstromentladung bereitgestellt werden.
Die Leistungsdichte des Plasmas beträgt 0,1 mW/cm² bis 50 W/cm², insbesondere 0,5 W/cm² bis 10 W/cm².
Die poröse Schicht wird im Dotierungsschritt mit n- oder p-Dotanten dotiert wird, wobei n-Dotanten Elemente der 5. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente umfassen, insbesondere Stickstoff, Phosphor, Arsen, Antimon, Bismut, insbesondere Stickstoff, Phosphor, Arsen, Antimon, insbesondere Phosphor und wobei p-Dotanten Elemente der 3. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente umfassen, insbesondere Bor, Aluminium, Gallium, Indium, Thallium, insbesondere Bor, Aluminium, Gallium, Indium, insbesondere Bor oder Phosphor. Die Dotanten können als Dotanten oder Dotantenvorläufer in den Dotierungsschritt eingebracht werden.
Die Aktivierung der Dotanten im Plasma wird beispielhaft an zwei Beispielen gezeigt. Diese Beispiele dienen nur dem Verständnis und sind nicht als abschließend zu verstehen:

Phosphordotierung: 2 PH₃ + e- → 2P + 3H₂ oder PH₃ + EA → PH* + H₂
Bordotierung: B₂H₆ + e- → 2B + 3H₂ oder B₂H₆ + EA → 2B* + 3H₂

Durch Einbringung von n-Dotanten wird ein n-Emitter oder n-Absorberkontakt bereitgestellt. Durch die Einbringung von p-Dotanten wird ein p-Emitter oder p-Absorberkontakt bereitgestellt.
In einer weiteren Ausführungsform kann der Dotierungsschritt durch eine Maske zur Bereitstellung lokal unterschiedlicher Dotierungen erfolgen. So können lokal unterschiedliche Dotierungen erreicht werden. Dies wäre vorteilhaft, um direkt elektronische Bauelemente in eine zuvor hergestellte Halbleiterschicht einzudotieren.
Der Dotierungsschritt wird nach einer Dauer von 1 s bis 600 s, insbesondere 1 s bis 180 s, beendet.
Das Material der porösen Schicht ist ein Elementhalbleiter, ein Verbindungshalbleiter, ein transparent leitendes Oxid oder eine Mischung daraus.
Das Material der porösen Schicht kann amorph, nanokristallin, mikrokristallin, monokristallin oder polykristallin vorliegen.
Das Material der porösen Schicht ist Silizium, Germanium, Selen, Galliumarsenid, Kuper-Indium-Gallium-Diselenid, Kupfer-Indium-Disulfid, Kupfer-Indium-Gallium-Disulfid, Indiumzinnoxid, Fluorzinnoxid, Aluminiumzinkoxid, Antimonzinnoxid, Indiumzinkoxid oder eine Mischung daraus, insbesondere Silizium, Galliumarsenid, Indiumzinkoxid, Kuper-Indium-Gallium-Diselenid oder eine Mischung daraus, insbesondere Silizium.
Das Substrat weist ein Basisträgermaterial (in diesem Fall entspricht das Substrat dem Basisträgermaterial) oder ein Basisträgermaterial mit wenigstens einer beschichteten Oberfläche auf.
Das Basisträgermaterial ist ein Halbleiter, Metall, Kunststoff oder Glas. Das Basisträgermaterial ist in einer Ausführungsform Silizium, insbesondere ein Siliziumwafer. Das Basisträgermaterial ist in einer weiteren Ausführungsform ein sägerauer Siliziumwafer. Das Basisträgermaterial ist in einer weiteren Ausführungsform ein nass-chemisch geätzter Siliziumwafer. Die Basisträgermaterialien können vor Aufbringung der porösen Schicht mit weiteren Schichten versehen werden. Das Basisträgermaterial kann aus demselben Material geschaffen sein, wie die poröse Schicht.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Basisträgermaterial amorphes Silizium jedweder Art, wobei Silizium mit/ohne Wasserstoff, vordotiert oder intrinsisch vorliegen kann.
Die beschichte Oberfläche des Basisträgermaterials ist ein Halbleiter oder ein Oxid. In einer Ausführungsform ist die beschichte Oberfläche des Basisträgermaterials SiOx, Al₂O₃, SiNx, SiOxNy, Siliziumdioxid, insbesondere als Tunneloxid.
Tunneloxid ist eine dünne Oxidschicht, die üblicherweise durch nass-chemische oder trockene Oxidation auf das Basisträgermaterial aufgebracht wird. Insbesondere ist ein Tunneloxid eine Siliziumdioxidschicht.
Die Bereitstellung der porösen Schicht erfolgt mittels Elektronenstrahlverdampfung oder Spin coating, insbesondere mittels Elektronenstrahlverdampfung.
Bei der Elektronenstrahlverdampfung wird die poröse Schicht ausgehend von einem Substrat zunächst ohne Dotierung mittels Hochraten-Verdampfen eines Halbleiters oder einer Halbleiterverbindung hergestellt.
Die Depositionsrate liegt zwischen 1 nm/min bis 1000 nm/min, insbesondere 1 nm/min bis 100 nm/min, insbesondere zwischen 1 nm/min bis 25 nm/min.
Die so bereitgestellte poröse Schicht weist eine Schichtdicke von 0,1 nm bis 500 nm, insbesondere von 1 nm bis 200 nm, insbesondere von 1 nm bis 100 nm auf. Dadurch ergibt sich eine Prozesszeit von wenigen Sekunden ergibt.
Die Depositionsgeschwindigkeit, mit der die poröse Schicht auf das Substrat aufgebracht wird, ist zehnfach höher als bei im Stand der Technik bekannten Verfahren. Die Prozesszeit fällt somit deutlich geringer aus, als bei bekannten Verfahren. Darüber hinaus wird das Substrat nur einseitig beschichtet. Dadurch entfällt ein aufwändiges Rückätzen der parasitären Beschichtung, wie sie beim LPCVD-Verfahren nötig ist, bei dem immer beide Seiten des Substrats beschichtet werden. Die Depositionsrate beim Elektronenstrahlverdampfen ist etwa um eine Größenordnung höher als bei LPCVD oder PECVD-Prozessen. Ein weiteres Merkmal der Elektronenstrahlverdampfung ist, dass die bereitgestellten Schichten porös sind und nur einen geringen Anteil an Wasserstoff aufweisen.
Die Elektronenstrahlverdampfung kann mit handelsüblichen Verdampfern durchgeführt werden. Handelsübliche Verdampfer nutzen insbesondere mehrere Tiegel sowie mehrere Transversal- oder Axialquellen mit höherer Leistung. Insbesondere wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Eintiegel-Verdampfer mit Transversalquelle verwendet..
Die Temperatur des Substrats bei der Elektronenstrahlverdampfung ist 20 °C bis 900 °C, insbesondere 300 °C bis 500 °C, insbesondere 150 °C bis 500 °C. Vor Beginn des Depositionsprozesses wird ein Druck von kleiner gleich 5·10^-6 mbar eingestellt (Basisdruck der Kammer vor Deposition).
Die Leistung der Elektronenstrahlquelle umfasst 0,1 kW/cm² bis 50 kW/cm², insbesondere 0,1 kW/cm² bis 10 kW/cm², insbesondere 0,5 kW/cm² bis 2 KW/cm².
Zur Erhöhung der Schichtdickenhomogenität des Verdampferprozesses kann das Substrat rotierend beschichtet werden. Die Rotationsgeschwindigkeit beträgt dabei zwischen 1 U/min und 100 U/min, insbesondere 3 U/min bis 15 U/min.
Beim spin coating wird die poröse Schicht mittels Rotation auf einem drehbar gelagerten Halter eines flüssigen oder in Lösung gebrachten Halbleiters auf die Oberfläche eines Substrats aufgebracht. Die poröse Schicht kann auch mittels Rotation einer flüssigen oder in Lösung gebrachten Halbleiterverbindung auf einem drehbar gelagerten Halter auf die Oberfläche eines Substrates aufgebracht werden. Insbesondere wird die poröse Schicht mittels Rotation eines in Lösung gebrachten Halbleiters oder einer in Lösung gebrachten Halbleiterverbindung auf die Oberfläche eines Substrates gebracht. Der Prozess kann, insbesondere bei der Verwendung von Silicium-Präkursoren unter Schutzgasatmosphäre, insbesondere unter Stickstoffatmosphäre, erfolgen.
Das Substrat wird während des Spin Coating Prozesses auf Rotationsgeschwindigkeiten von 100 U/min bis 10000 U/min, insbesondere auf 500 U/min bis 5000 U/min, insbesondere auf 1000 U/min bis 4000 U/min beschleunigt.
Die poröse Schicht auf dem Substrat wird nach dem Spin coating thermisch behandelt. Die thermische Behandlung erfolgt insbesondere bei einer Temperatur von 50 °C bis 700 °C, insbesondere bei einer Temperatur von 100 °C bis 500 °C, insbesondere bei einer Temperatur von 100 °C bis 300 °C.
Für das Spin Coating kann eine handelsübliche Lackschleuder mit Lösungsmittelabzug verwendet werden.
Die fertig dotierte Schicht wird in einem thermischen Kristallisationsschritt behandelt.
Der Kristallisationsschritt kann mittels

a. Dauerstrich Diodenlaser Bestrahlung
b. Aufheizen der Halbleiterschicht
c. Rapid Thermal Annealing (schnelle thermische Ausheilung),

Die thermische Behandlung der dotierten Schicht dient der Reduktion von Kristallgitterfehlern und damit der Erhöhung der elektronischen Qualität der Kontaktschicht sowie der Aktivierung der eingebrachten Dotierstoffe.
Die Kristallisation der dotierten Schicht mittels Aufheizens kann in einem Ofen, insbesondere in einem Rohrofen erfolgen. Die dotierte Schicht wird auf eine Temperatur oberhalb der Dotiertemperatur, insbesondere auf eine Temperatur von 20 °C bis 1200 °C, insbesondere eine Temperatur von 100 °C bis 1000 °C, insbesondere auf eine Temperatur von 500 °C bis -900 °C gebracht. Die thermische Behandlung erfolgt unter einem Spülgas, insbesondere einem inerten Spülgas, insbesondere unter einem Edelgas oder Stickstoff.
Beim Rapid Thermal Annealing wird die dotierte Schicht innerhalb von wenigen Sekunden (bei Si-Wafern mit bis zu 400 K/s) und für 10 Sekunden bis 30 Minuten, insbesondere 1 Minute bis 5 Minuten, auf Temperaturen von 600 °C bis 1100 °C, insbesondere 900 °C bis 1100 °C durch mehrere Halogenlampen mit einer Gesamtleistung von mindestens 40 kW gebracht. Abhängig vom verwendeten Substrat kann ein langsameres Aufheizen/Abkühlen notwendig sein, insbesondere bei Glassubstraten sollten Aufheiz- und Abkühlraten, vor allem im Temperaturbereich von 400 °C bis 500 °C, von 10 K/s nicht überschritten werden. Damit können Beschädigungen in den Schichten bzw. deren Abheben vom Substrat und die Zerstörung des Substrates verhindert werden. Das Rapid Thermal Annealing findet in aller Regel unter Schutzgas, einem Inertgas, insbesondere Stickstoff oder im Vakuum statt.
Bei der thermischen Behandlung mittels Diodenlinienlasers wird die dotierte Schicht auf eine Temperatur oberhalb der Depositionstemperatur im Bereich zwischen 500°C und 1600°C gebracht. Die dotierte Schicht wird unter dem Diodenlaser mit einer Geschwindigkeit von 1 mm/s und 100 mm pro Sekunde, insbesondere einer Geschwindigkeit von 1 mm/s bis 50 mm/s, insbesondere einer Geschwindigkeit von 1 mm/s bis 10 mm/s verfahren. Die dotierte Schicht wird dabei mit einer Leistungsdichte zwischen 1 W/mm² und 300 W/mm², insbesondere einer Leistungsdichte zwischen 5 W/mm² und 100 W/mm², insbesondere einer Leistungsdichte zwischen 5 W und 50 W/mm² bestrahlt.
Diodenlaser besitzen einen sehr hohen Wirkungsgrad und ermöglichen die Energie präzise an den notwendigen Stellen einzusetzen, um den Kristallisationsvorgang einzuleiten. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, den Prozess deutlich schneller durchzuführen als z.B. in Öfen (Minuten bis Sekunden im Gegensatz zu Stunden) und darüber hinaus mit sehr geringem Energieaufwand. Darüber hinaus sind derartige Laser leicht auf beliebige Längen skalierbar
Die Kristallisation kann auch mittels Linien-Elektronenstrahlen erfolgen. Hierzu werden die aus einer Glühkathode austretenden Eletronen mittels einer Beschleunigungsspannung zwischen 1 kV und 100 kV, insbesondere zwischen 3 kV und 60 kV und insbesondere zwischen 3 kV und 10 kV auf das Substrat beschleunigt und mittels elektrostatischer oder elektronmagnetischer Linsensysteme auf eine Linie abgebildet. Die Emissionsstromdichte beträgt dabei zwischen 0.1 mA/cm und 1000 mA/cm Linienlänge insbesondere zwischen 1 mA/cm und 100 mA/cm. Während des Kristallisationsprozesses wird das Substrat mit einer Geschwindigkeit (entsprechend dem Abschnitt Diodenlaser) zwischen 1 mm/s und 50 mm/s verfahren.
Durch die Kombination von Elektronenstrahlverdampfen, plasmagestützten Dotieren und insbesondere Laserkristallisation mittels Diodenlinienlasers lässt sich eine Herstellungszeit von dotierten Schichten von teilweise unter einer Minute statt bisher von mehreren Stunden erreichen.
Die Bereitstellung der porösen Schicht, und der Dotierungsschritt und bei Bedarf der Kristallisationsschritt zum Aufbau eines Mehrschichtsystems wiederholt werden.
Mögliche Anwendungsbereiche dieser so hergestellten dotierten Schichten umfassen Photovoltaik, Mikroelektronik und Sensorik.
Figurenliste

1: Eingruppierung des beschriebenen Verfahrens in den Stand der Technik
2: Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Schichtsystem eines Halbleiterbauteils. Zweiseitige Varianten (links), Einseitige Variante (rechts)
3: Skizze einer Apparatur zur Durchführung der plasmagestützten Dotierung.

In der 1 ist der Parameterbereich (Zeit und Temperatur) der Dotierung, wie er erfindungsgemäß vorliegt (plasmagestützte Dotierung), eingeordnet im Vergleich zu bekannten Methoden aus dem Stand der Technik. Die ausgezeichnete Stellung, die das erfindungsgemäße Verfahren einnimmt, bezüglich im Vergleich niedriger Temperaturen bei gleichzeitig kurzen Verfahrenszeiten, ist ersichtlich. Gekoppelt an die Vorteile der erfindungsgemäß eingesetzten porösen Schicht liegen die Vorteile in einem vereinfachten, schonenderen und Kosten sparenden Verfahren, das zudem eine hohe Homogenität der Dotanten gewährleistet und materialschonend ist.
Beispiele für Schichtsysteme, wie sie sich aus einer erfindungsgemäßen Anwendung des Verfahrens ergeben können, sind in der 2 gegeben. Dabei ist eine erste Schicht 1 eine dotierte mikroporöse Halbleiterschicht entsprechend der Erfindung, eine optionale zweite Schicht 2 (linke Abbildungen) SiO₂ eine Zwischenschicht, Zwischenschichtstapel oder ein Tunneloxyd und eine dritte Schicht 3 ist gebildet aus einem Siliziumwafer, Glas, Keramik oder aus Polymer- oder Metallfolie. Es können durch wiederholte Anwendung von Deposition und Dotierung auch Mehrfachschicht-Systeme (Multilayer) gebildet werden. In der Abbildung sind einseitige Varianten oben abgebildet und zweiseitige Varianten unten.
Die 3 zeigt eine Vorrichtung, wie Sie erfindungsgemäß für die plasmagestützte Dotierung verwendbar und aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die Vorrichtung besteht aus einem Generator a, Elektroden b und d, einem Gaseinlass f und einem Ausgang zum Abpumpen der Vorrichtung e. Die Anordnung eines zu beschichtenden Substrats e, auf der unteren Elektrode d, ist mit angezeigt.
Ausführungsbeispiele
Allgemeine Versuchsvorschriften
Substrate: Alle Substrate die dem Verfahren standhalten, können verwendet werden. Insbesondere können verwendet werden Siliziumwafer, Siliziumwafer beschichtet mit Tunneloxid oder transparenten leitfähigen Oxiden (TCO) oder Emitter/Absorber-schichten, Glas, Metallfolie, Kunststoff.
Elektronenstrahlverdampfung: Alle üblichen Formen von Verdampfern sind einsetzbar. Ausführungsbeispiel: Eintiegel-Verdampfer mit „Transversalquelle“. Diese ermöglicht eine maximale Beschichtungsrate von 1 Mikrometer pro Minute. Kommerzielle Systeme nutzen mehrere Tiegel sowie dazu mehrere Transversalquellen oder „Axialquellen“ mit höherer Leistung und sind ebenfalls verwendbar. Ein Verfahren und System zur Elektronenstrahlverdampfung im erfindungsgemäßen Sinne ist z.B. in der Veröffentlichung von T. Sontheimer 2010 beschrieben. Das Verfahren wird bis zu einer, als initial bezeichneten Schichtdicke von 1 bis 200 nm durchgeführt.
Die Elektronenstrahlverdampfung wird im Ausführungsbeispiel bei einer Substrattemperatur von 400 °C und einem Basisdruck der Kammer vor Beginn der Deposition von p ≤ 10^-6 mbar, mit einer Depositionsrate von 25 nm/min, bei einer Leistung der Elektronenstrahlquelle von 1,9 kW/cm² durchgeführt. Die Deposition wird nach einer Dauer von 6 Minuten beendet.
SpinCoating: Handelsübliche Lackschleuder mit Abzugsanschluss für die Lösemittel. Die Applikation des Materials kann vor oder während der Rotation erfolgen, üblicherweise vor dem Start der Rotation. Bei der Verwendung von Siliziumpräkursoren ist für den Prozess eine Sickstoff-Umgebung notwendig. Das Substrat wird auf einen drehbar gelagerten Halter aufgebracht. Dann wird eine Präkursorschicht, die das leitende Material enthält, z.B. höhere Silane oder Siloxane, dosiert. Die Beschleunigung des Substrates erfolgt bis auf 100 U/Min bis 10000 U/Min. Das Verfahren wird bis zu einer, als initial bezeichneten Dicke von 1 nm bis 200 nm durchgeführt.
Das Spin Coating erfolgt im Ausführungsbeispiel nach folgenden Schritten:

i. Aufbringen einer in Lösung gebrachten Halbleiterschicht aus Neopentasilan (in diesem Fall erfolgt die Arbeit unter N2-Atmosphäre);
ii. Beschleunigen des Substrats auf eine Geschwindigkeit von 1000 U/Min. Halten dieser Geschwindigkeit für 30 Sekunden;
iii. Polymerisation mittels UV licht;
iv. Entnahme der Schicht und thermische Konvertierung mittels Heizplatte bei einer Temperatur von 400°C für 2 Minuten.

Dotanten: für p-Typ: Elemente der 3. Hauptgruppe: Bor, Aluminium, Gallium, Indium, (Thallium)
für n-Typ: Elemente der 5. Hauptgruppe: Stickstoff, Phosphor, Arsen, Antimon, (Bismut)
Bestimmung des Dotierstoffgehaltes: Es kann der Schichtwiderstand mittels 4-Punkt Messung bestimmt und daraus der Dotierstoffgehalt bestimmt werden (Miccoli et al. 2015) oder mittels „ECV“ (Electrochemical capacitance-voltage depth profiling, Basaran et al. 1995).
Kristallisationsschritt: Zur Kristallisation wird Energie in Form von Wärme in die Schicht eingebracht. Dabei können unterschiedliche Energiequellen wie Öfen, Laser- oder Elektronenquellen eingesetzt werden. Um bei dem Kristallisationsschritt den Eintrag von Verunreinigungen zu minimieren, erfolgt dieser üblicherweise im Vakuum oder unter Inertgas-Atmosphäre. Der zu erzielende Temperaturbereich beträgt in der porösen Schicht zwischen 600°C und 1600°C für eine Zeitspanne von Millisekunden (bei der Nutzung von Laser- oder Elektronenquellen) bis mehreren Stunden (im Falle von Ofen-Prozessen). Zum Abbau von thermischen Spannungen wird bei Ofen-Prozessen die Poröse Schicht innerhalb von Stunden aufgeheizt und abgekühlt, im Falle von Laser- oder Elekronenquellen bis zu einer Temperaturgrenze von 500°C innerhalb weniger Minuten aufgeheizt und abgekühlt.
Ausführungsbeispiele für die plasmagestützte Dotierung und die Kristallisation
Plasmagestützte Dotierung - Ausführungsbeispiel 1
Ausgangslage ist eine poröse Schicht auf einem Trägersubstrat wie Glas oder Silizium.

i. Einbringung der porösen Schicht in eine Vakuumkammer mit parallel Platten Konfiguration und einem Basisdruck von 3*10^-7 mBar
ii. Aufheizen auf eine Temperatur von 380 °C
iii. Einleitung des bei Prozessdruck gasförmigen Dotanten mit einer Rate von 10 ml/min
iv. Einstellung eines Prozessdruckes von 1 mBar
v. Zufügen eines Verdünnungsgases wie H₂ oder Edelgase mit einer Rate von 100 ml/min H₂.
vi. Zünden einer Gasentladung mittels Hochfrequenzanregung HF 60 MHz bei einer Leistungsdichte von 1 W/cm²
vii. Beenden nach 3 Minuten. Die Dotierstoffkonzentration in der Schicht entspricht 1*10¹⁹ cm^-3, bis zu einer Tiefe von 80 Nanometern.

Plasmagestützte Dotierung - Ausführungsbeispiel 2
Ausgangslage ist eine poröse Schicht auf einem Trägersubstrat wie Glas oder Silizium.

i. Einbringung der porösen leitenden Schicht in eine Vakuumkammer mit parallel Platten Konfiguration und einem Basisdruck von 3*10^-7 mBar
ii. Aufheizen auf eine Temperatur von 380 °C
iii. Einleitung des bei Prozessdruck gasförmigen Dotanten mit einer Rate von 10 ml/min sowie SiH4 mit einer Rate von 1ml/min
iv. Einstellung eines Prozessdruckes von 1 mBar
v. Zufügen von H₂ mit einer Rate von 100 ml/min H₂.
vi. Zünden einer Gasentladung mittels Hochfrequenzanregung HF 60 MHz bei einer Leistungsdichte von 1 W/cm², Beenden nach 1 Minute

Die Dotierstoffkonzentration in der Schicht entspricht ca. 5*10¹⁹ cm^-3- 1*10²⁰ cm^-3 bis zu einer Tiefe von 80 Nanometern.
Kristallisationsschritt

I. mittels Dauerstrich Diodenlinienlaser:
1. a. Vorheizen der dotierten Schicht auf eine Temperatur oberhalb der Depositionstemperatur
2. b. Verfahren der Halbleiterschicht unter dem Diodenlaser mit einer Verfahrgeschwindigkeit von 3 mm/s
3. c. Bestrahlen der Schicht mit einer Leistungsdichte von 10 W/cm
II. mittels Aufheizen der Siliziumschicht in einem Rohrofen auf eine Temperatur von 800 °C, unter N₂ Spülgas für eine Zeitdauer von 30 Minuten.

Die Kristallisationsschritte sind kompatibel für alle Ausführungsbeispiele.
Zitierte Nichtpatentliteratur

T. Sontheimer et al. 2010: T. Sontheimer et al., Challenges and opportunities of electron beam evaporation in the preparation of poly-Si thin film solar cells, proc. 35th IEEE PVSC Honolulu, S. 614-619, 2010
Khardani et al. 2007: M. Khardani et al., Bruggeman effective medium approach for modelling optical properties of porous silicon: comparison with experiment, Physica status solidi (c) 4, No. 6, S. 1986-1990 (2007)
Parratt 1954: L.G. Parratt, Surface Studies of Solids by Total Reflection of X-Rays, Physical Review, Vol 95(2), S. 359-369, 1954
Holy 1993: V. Holy et al., X-ray reflection from rough layered systems, Physical Review B, Vol. 47(23), S. 15896-15903, 1993
Miccoli et al. 2015: I. Miccoli, The 100th anniversary of the four-point probe technique: the role of probe geometries in isotropic and anisotropic systems, Journal of Physics: Condensed Matter 27, 223201: 1-30, 2015
Basaran et al. 1995: E. Basaran et al., Electrochemical capacitance-voltage depth profiling of heavily boron-doped silicon, Journal of Crystal Growth, 157, S. 109-112, 1995

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

T. Sontheimer et al. 2010: T. Sontheimer et al., Challenges and opportunities of electron beam evaporation in the preparation of poly-Si thin film solar cells, proc. 35th IEEE PVSC Honolulu, S. 614-619, 2010 [0095]
Khardani et al. 2007: M. Khardani et al., Bruggeman effective medium approach for modelling optical properties of porous silicon: comparison with experiment, Physica status solidi (c) 4, No. 6, S. 1986-1990 (2007) [0095]
Parratt 1954: L.G. Parratt, Surface Studies of Solids by Total Reflection of X-Rays, Physical Review, Vol 95(2), S. 359-369, 1954 [0095]
Holy 1993: V. Holy et al., X-ray reflection from rough layered systems, Physical Review B, Vol. 47(23), S. 15896-15903, 1993 [0095]
Miccoli et al. 2015: I. Miccoli, The 100^th anniversary of the four-point probe technique: the role of probe geometries in isotropic and anisotropic systems, Journal of Physics: Condensed Matter 27, 223201: 1-30, 2015 [0095]
Basaran et al. 1995: E. Basaran et al., Electrochemical capacitance-voltage depth profiling of heavily boron-doped silicon, Journal of Crystal Growth, 157, S. 109-112, 1995 [0095]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer dotierten leitenden Schicht, umfassend - Bereitstellung einer porösen Schicht aus leitendem oder halbleitendem Material auf einer Oberfläche eines Substrats, - Ausführung eines plasmagestützten Dotierungsschritts zur Dotierung der porösen, Schicht unter Bildung einer dotierten Schicht, wobei in dem Dotierungsschritt die Dotanten im Verhältnis zu weiteren reaktiven Edukten überschüssig vorliegen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Dichte der porösen Schicht < 100 % bis > 10 %, insbesondere < 100 % bis > 50 %, insbesondere < 100 % bis > 80 % der Reindichte des leitenden oder halbleitenden Materials entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Dotierungsschritt das Stoffmengenverhältnis der Dotanten zu den reaktiven Edukten, insbesondere schichtbildenden Edukten, größer 1 ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die poröse Schicht einen Stoffmengenanteil an Wasserstoffanteil von unter 10 %, insbesondere von unter 5 %, insbesondere von unter 1 %, aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Dotierungsschritt a. bei einer Temperatur von 20 °C bis 900 °C, insbesondere bei einer Temperatur von 300 °C bis 500 °C, insbesondere bei einer Temperatur von 150 °C bis 500 °C erfolgt, und/oder b. mit einem Prozessdruck von 0,01 mbar bis 100 mbar, insbesondere 0,1 mbar bis 50 mbar, insbesondere 0,1 mbar bis 20 mbar erfolgt und/oder c. Dotanten mit einer Flussrate von 0,1 mL/min bis 1000 mL/min, insbesondere einer Rate von 1 mL/min bis 100 mL/min, insbesondere einer Rate von 1 mL/min bis 50 mL/min zugegeben werden, d. in Anwesenheit inerten Verdünnungsgases erfolgt, wobei insbesondere das Verdünnungsgas mit einer Rate von 1 mL/min bis 1000 mL/min, insbesondere mit einer Rate von 50 mL/min bis 500 mL/min, insbesondere mit einer Rate von 80 mL/min bis 200 mL/min zugegeben wird, und/oder e. ein Plasma mit einer Leistungsdichte von 0,1 mW/cm² bis 50 W/cm², insbesondere 0,5 W/cm² bis 10 W/cm², aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bereitstellung der porösen Schicht mittels Elektronenstrahlverdampfung oder Spin coating erfolgt, insbesondere mittels Elektronenstrahlverdampfung.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei a. bei dem Elektronenstrahlverdampfen die Depositionsrate zwischen 1 nm bis 1000 nm liegt, insbesondere zwischen 1 nm bis 100 nm und insbesondere zwischen 5 nm bis 25 nm und die Rotationsgeschwindigkeit ≥ 10 U/min, insbesondere ≥ 15 U/min, ist und b. beim Spin-coating die Proben-Rotationsgeschwindigkeit ≥100 U/min, insbesondere ≥ 1000 U/min, ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die poröse Schicht eine Schichtdicke von 0,1 nm bis 500 nm, insbesondere von 1 nm bis 200 nm, insbesondere von 1 nm bis 100 nm aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kristallisationsschritt ein thermischer Schritt ist, der insbesondere mittels a. Dauerstrich Diodenlaser Bestrahlung b. Aufheizen der Halbleiterschicht c. Rapid Thermal Annealing, d. Linien-Elektronenstrahl, insbesondere mittels Dauerstrich Diodenlaser Bestrahlung erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bereitstellung der porösen Schicht, und der Dotierungsschritt und bei Bedarf der Kristallisationsschritt zum Aufbau eines Mehrschichtsystems wiederholt werden.