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

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

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DE2705444A1 DE19772705444 DE2705444A DE2705444A1 DE 2705444 A1 DE2705444 A1 DE 2705444A1 DE 19772705444 DE19772705444 DE 19772705444 DE 2705444 A DE2705444 A DE 2705444A DE 2705444 A1 DE2705444 A1 DE 2705444A1
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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

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

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur lokal begrenzten Erwärmung von kleinen Bereichen eines Festkörpers, wie es im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher angegeben ist.The invention relates to a method for locally limited heating of small areas of a solid, as described in the preamble of the patent claim 1 is specified.

Bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen und integrierten Schaltungen müssen Festkörper, beispielsweise Halbleiterkristalle, zum Zwecke der Eindiffusion von Dotierstoff oder zu#r Nachdiffusion von im Halbleiter befindlichen Dotierstoffteilchen, zur Ausheilung von Kristallgitterschäden oder auch zur elektrischen Aktivierung von Dotierstoffelementen Erwärmungsprozessen unterworfen werden. Derartige Prozesse finden bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen wie auch integrierten Schaltungen gewöFmlich mehrere Male während des gesamten Herstellungsprozesses statt. Nach dem im Stand der Technik bekannten Verfahren wird dabei der ganze Festkörper, beispielsweise das gesamte Hs1bleitersubstrat, und die darauf aufgebrachten Schichten, beispielsweise Epitaxieschichten, 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 andere Reaktion in dem Festkörper abläuft. Aus diesem Grunde muß häufig die Reihenfolge der Herstellungsschritte in Temperaturstufen, die den verschiedenen Aktivierungsenergien der einzelnen Prozeß schritte entsprechen, angepaßt werden. Beisrielsazeise wird beim Eindiffundieren von zwei verschiedenen Dotierstoffelementen, von denen das eine mit hoher Diffu5jonsge5ch#?indig6eit, das andere mit einer niedrigen Ditfusionsgeschlwindigl-eit in dem betreffenden Festkörper eindiffundiert, vorzugsweise möglichst zuerst die Dotierung mit der zugehörigen Wärmebehandlung für das schwach diffundierende Element und danach der Prozeßschritt für das stark diffundierende Element ausgeführt, da bei diesem Beispiel die zweite Wärmebehandlung mit einer geringeren Temperatur durchgeführt werden kann und dadurch die von der ersten Wärmebehandlung erzielte Diffusionsstruktur für das schwach diffundierende und zuerst eindiffundierte Element weniger verändert wird als bei einer umgekehrten Reihenfolge. Auf diese Weise kann beispielsweise die Abweichung der durch Diffusionsmasken bestimmten Struktur eines Bauelementes von dem Naskenmaß klein gehalten werden; dies ist insbesondere bei der Erzeugung von Mikrostrukturen im Submikrometerbereich wesentlich, Eine Anpassung der einzelnen Erwärmungaprozesse kann jedoch aufgrund anderer, gleichzeitig ablaufender physikalischer oder cnemischer Prozesse dennoch zu nicht optimalen Ergebnissen führen. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn durch eine Ionenimplantation die Einsatzspannung eines Al-Gate-MOS-Transistors eingestellt wird, und zur Vermeidung unerunschwer Diffusionsprozesse der letzte Ausheilschritt für die lonenimplantation bei etwa 50000 durchgeführt wird, obgleich die für die Ausheilung optimale Temperatur 8000C beträgt. Weiter ist bekannt, daß Temperaturbehandlungen sich negativ auf die Leck- und Restströme von MOS-Bauelementen auswirken können.In the manufacture of semiconductor components and integrated circuits need solids, for example semiconductor crystals, for the purpose of diffusion of dopant or to postdiffusion of dopant particles located in the semiconductor, for healing crystal lattice damage or for electrical activation are subjected to heating processes by dopant elements. Such processes found in the manufacture of semiconductor components as well as integrated circuits usually held several times throughout the manufacturing process. After this In the method known in the art, the whole solid body, for example the entire semiconductor substrate and the layers applied to it, for example Epitaxial 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 other Reaction takes place in the solid. For this reason, the order often has to be the manufacturing steps in temperature levels, the different activation energies correspond to the individual process steps, be adjusted. For example becomes when two different dopant elements diffuse, of which one with a high diffusion rate, the other with a low diffusion rate diffused into the solid in question, preferably first if possible Doping with the associated heat treatment for the weakly diffusing element and then carrying out the process step for the highly diffusing element, there in this example, the second heat treatment is carried out at a lower temperature and thereby the diffusion structure achieved by the first heat treatment less changed for the weakly diffusing and first diffused element is than in a reverse order. In this way, for example the deviation of the structure of a component determined by diffusion masks be kept small by the nose measure; this is particularly the case with generation of microstructures in the submicron range is essential, an adaptation of the individual However, heating processes can be due to other, simultaneous physical or cnemical processes still lead to less than optimal results. This is For example, if the threshold voltage of a Al gate MOS transistor is set, and to avoid undesirable diffusion processes the final anneal step for the ion implant was performed at around 50,000 although the optimal temperature for curing is 8000C. Further it is known that temperature treatments have a negative effect on leakage and residual currents of MOS devices.

Schließlich sind. die an dem gesamten Halbleitersubstrat ausgeführten Wärmeprozesse auch deshalb kritisch. weil wegen der exponentiellen Temperaturabhängigkeit der thermischen Prozesse die Konstanz der Temperatur für die gesamte Erwärmungszeit sehr genau eingehalten werden muß. Dabei ist weiter zu berücksichtigen, daß nicht nur 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 substrate This is one of the reasons why heating processes are critical. because because of the exponential temperature dependence of the thermal processes the constancy of the temperature for the entire heating time must be adhered to very precisely. It should also be taken into account that not only the final temperature reached during heating is relevant for the result, but also the speed with which such a solid is heated or is cooled down again.

Die mit der Erwärmung des gesamten Festkörpers verbundenen Pro- bleme könnten vermieden werden, wenn für die einzelnen Temperaturprozesse die Erwärmung auf diejenigen Festkörperbereiche beschränkt wird, in denen der gewJnschte Wärmeprozeß ablaufen soll.The problems associated with the heating of the entire solid bleme could be avoided if the heating for the individual temperature processes is limited to those areas of the solid body in which the desired heating process should expire.

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

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

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

Der Erfindung gemäß wird der Festkörper nicht wie bei den üblichen Wärmebehandlungsverfahren in einem Ofen als Ganzes erwärmt, sondern mit Hilfe absorbierter elektromagnetischer Strahlung, beispielsweise mit Laserstrahlimpulsen, lokal erwärmt. Dadurch, daß die Bestrahlungszeit weniger als 1/us beträgt, z.B. einige ns, wird vermieden, daß von der bestrahlten Stelle des Festkörpers aus der gesamte Festkörper allmählich erwärmt wird. Die Erwärmung bleibt somit im wesentlichen auf den bestrahlten Bereich beschränkt. Die Strahlnngsintensität ist so groß bemessen, daß in dem bestrahlten Bereich die vorgesehene Temperatur erreicht wird. Die notwendige Strahlungsmenge kann dabei sowohl in einem einzelnen Puls wie auch in einer Folge von mehreren einzelnen Pulsen dem jeweiligen Festkörperbereich zugeführt werden. Zur Beschränkung der Erwärmung auf die gewiinschten Festkörperbereiche wird gemäß der Erfindung eine Bestrahlungsmaske verwendet. Dabei kann die Bestrahlungsmaske einmal so ausgestaltet sein, daß sie die zu erwärmenden Bereiche des Festkörpers frei läßt und die nicht zu erwärmenden Bereiche abdeckt. Eine solche Maske kann sowohl in einen Abstand von einigen /um von der Oberfläche des Festkörpers entfernt angebracht werden, sie kann aber auch unmittelbar gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung als Schicht auf dem Festkörper aufgebracht werden. In dem letzteren Fall wird für die Bestrahlungsmaske ein Material verwendet, das einen höheren Reflelftionskoeffizienten fiir die verwendete Strahlung aufweist als das Material des Festkörpers. Als solche Materialien sind z.B. elektrisch gut leitende Materialien, insbesondere Metalle, wegen ihres hohen Reflexionskoeffizienten geeignet.According to the invention, the solid is not like the usual Heat treatment process in a furnace as a whole heated, but with the help of absorbed electromagnetic radiation, for example with laser beam pulses, locally heated. In that the irradiation time is less than 1 / µs, e.g. a few ns avoided that from the irradiated point of the solid from the entire solid is gradually heated. The heating thus remains essentially on the irradiated Area restricted. The radiation intensity is dimensioned so large that in the irradiated The intended temperature is reached. The necessary amount of radiation can be used in a single pulse as well as in a sequence of several individual pulses Pulses are fed to the respective solid body region. To limit heating According to the invention, an irradiation mask is applied to the desired solid body regions used. The irradiation mask can be designed so that it leaves the areas of the solid body to be heated free and those not to be heated Areas covering. Such a mask can be used in a distance of a few / µm away from the surface of the solid, they but can also directly according to a preferred embodiment of the invention as Layer are applied to the solid. In the latter case, for the Irradiation mask uses a material that has a higher coefficient of reflection for the radiation used as the material of the solid. As such Materials 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 Sonderfälle eine solche Nake z.B. auch ins Innere des Festkörpers gelegt werden. Dazu werden diese Maskenbereiche durch Implantation so hoch dotiert, daß dort die Elektronendichte bis zu dem Wert ansteigt. bei dem eine ausreichende Reflexion gewährleistet ist.The well-known method of ionization can be used for special cases Such a nake, for example, can also be placed inside the solid. To be these mask areas are so highly doped by implantation that the electron density there up to the value increases. where sufficient reflection is guaranteed.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird als Bestrahlungsmaske auf dem Festkörper eie Schicht abgeschieden und diese Schicht so mit Strukturen versehen, daß gerade die zu erwärmenden Bereiche des Festkörpers bedeckt sind. In diesem Fall wird für die Bestrahlungsmaske ein Material ausgewählt, dessen Absorptionskoeffizient für die verwendete Strahlung wesentlich größer ist als der Absorptionskoeffizient des Festkörpers. Bei Bestrahlung des mit der Bestrahlungsmaske versehenen Festkörpers wird die Strahlung dann bevorzugt in dem Material der Maske absorbiert, wobei dieses Material erhitzt wird. Da diese Bestrahlungsmaske als Schicht auf dem Festkörper aufgebracht ist, wird entsprechend der Struktur der Bestrahlungsmaske diese Struktur in die von der Bestrahlungsmaske abgedeckten Bereiche des Festkörpers übertragen.In another embodiment of the invention, the radiation mask A layer is deposited on the solid body and this layer has structures provided that just the areas to be heated of the solid are covered. In In this case, a material is selected for the radiation mask, its absorption coefficient for the radiation used is significantly greater than the absorption coefficient of the solid. When irradiating the solid body provided with the irradiation mask the radiation is then preferably absorbed in the material of the mask, this being Material is heated. As this radiation mask as a layer on the solid body is applied, this structure is corresponding to the structure of the irradiation mask transferred into the areas of the solid body covered by the irradiation mask.

Als Strahlungsquelle für die Erwärmung wird bevorzugt ein Laser, insbesondere ein abstimmbarer Laser, verwendet. Abstimnbare Laser haben den Vorteil, daß die Frequenz der emittierten Strahlung an den Frequenzverlauf des Absorptions- bzw. Reflexionskoeffizienten des Festkörpers bzw. des Materials der Bestrahlungsmaske angepaßt werden kann.A laser, in particular, is preferred as the radiation source for the heating a tunable laser, is used. Tunable lasers have the advantage that the Frequency of the emitted radiation to the frequency curve of the absorption or Reflection coefficients of the solid or of the material of the radiation mask can be customized.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Bestrahlung mit zwei kohärenten, einander überlagerten Laserstrahlbündeln. In diesem Fall erhält man auf der Oberflache des Festkörpers ein Interferenzbild, das in den Bereichen der Maxima zu einer starten Erwärmung des Festkörpers führt. Beispielsweise kann zur Erwärmung des Festkörpers in parallel verlaufenden, äquidistanten Streifen die Laserstrahlauelle mit einer Doppelschlitzblende oder einem Biprisma versehen sein, so daß man auf dem Festkörper als Interferenzbild ein Bild von parallel verlaufenden Maxima bzw. Minima erhält.According to a further embodiment of the invention, the irradiation takes place with two coherent, superimposed laser beams. In this case, receives one on the surface of the solid body an interference pattern that in the areas the maxima leads to a start of heating of the solid. For example, can for heating the solid in parallel, equidistant strips the Laser 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 lines Maxima or minima received.

Dieses Verfahren kann beispielsweise zur Erzeugung von Uberstrukturen durch periodische Dotierung in einem Halbleiter angewendet werden. Ein weiteres Anwendungsgebiet dieses Verfahrens besteht bei der Herstellung von CCD-Schaltungen, von Wellenleitern sowie Gittern in der integrierten Optik. Bei der Verwendung von zwei kohärenten, einander Uberlagerten Laserstrahlbündeln für die Bestrahlung kann mit den bekannten holografischen Methoden auf der Oberfläche des zu bestrahlenden Festkörpers auch ein beliebiges Bild von Bestrahlungsmaxima erzeugt und dadurch die an den Stellen der Maxima liegenden Bereiche des Festkörpers erwärmt werden, so daß in einem solchen Fall die Verwendung einer Bestrahlungsmaske nicht notwendig ist.This method can be used, for example, to generate superstructures by periodic doping in a semiconductor. Another one This process is used in the manufacture of CCD circuits, of waveguides and gratings in the integrated optics. When using two coherent, superimposed laser beams for the irradiation can with the known holographic methods on the surface of the to be irradiated Solid body also generates an arbitrary image of irradiation maxima and thereby the 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 necessary is.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich besonders vorteilhaft zur lokal begrenzten (vertikal wie lateral) Ausheilung von gestörten Kristallgittern, insbesondere im Submikrometerbereich, sowie zur lokal begrenzten elektrischen Aktivierung von Dotierstoffen in Halbleiterbauelementen anwenden, bei denen die bei herkömmlichen Erwärmungsverfahren des gesamten Festkörpers auftretenden Diffusionsvorgänge vermieden werden. Weitere Möglichkeiten bestehen in einem lokal begrenzten Eindiffundieren von Dotierstoffen.The inventive method can be particularly advantageous for locally limited (vertical and lateral) healing of disturbed crystal lattices, especially in the submicrometer range, as well as for locally limited electrical activation of dopants in semiconductor components where the conventional Diffusion processes occurring during the heating process of the entire solid are avoided will. Further possibilities exist in a locally limited diffusion of dopants.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren in einem die Allgemeinheit nicht beschränkenden Beispiel beschrieben und anhand der Figu@en näher erläutert. Als Beispiel dient der Prozeß der Pusheilung von Gitterschäden in 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 way non-limiting example described and based on the figures explained in more detail. The process of push healing of lattice damage serves as an example in 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 getrennt ist Der VOS-Transistor ist ein Transistor, der in einer üblichen Al-Gate-Teohnologle hergestellt ist. Ein solcher MOS-Transistor besteht aus einem p-leitenden Siliziumsubstrat 1, auf dem ein thermischers Oxid 2 von etwa 1 Dicke aufgewachsen ist. In diesem Oxid 2 befinden sich Fenster, durch die das Source-Gebiet 30 und das Drain-Gebiet 31 durch Eindiffundieren eines Dotierungsstoffes n-dctiert werden. Danach wird das Siliziumsubstrat in dem Gebiet, das über den vorgesehenen Source-, Drain- und Gate-Gebieten liegt, von der Oxidschicht 2 befreit und es wird ein etwa 120 ritt dickes Gate-Oxid 4 aufgewachsen, in das Fenster für die Source- und Drain-Kontalfte eingeätzt werden. Danach wird eine Aluminiumschicht über die gesamte Struktur gedampft und sodann so 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 solid The VOS transistor is a transistor that is used in a common Al-Gate-Teohnologle is made. Such a MOS transistor consists of a p-type silicon substrate 1 on which a thermal oxide 2 of about 1 thickness is grown. In this Oxide 2 are windows through which the source region 30 and the drain region 31 can be n-coded by diffusing in a dopant. After that, that will Silicon substrate in the area that is above the intended source, drain and gate areas is freed from the oxide layer 2 and it becomes a gate oxide about 120 rode thick 4, etched into the window for the source and drain contalfte. After that, an aluminum layer is vaporized over the entire structure and then etched so that only the source, drain and gate contacts 60, 61 and 62 remain.

Dabei wird die Gate-Metallisierung 61 so ausgebildet, daß sie schmäler ist als die Ausdehnung des Source-Diffusionsgebietes 30 bzw. des Drain-Diffusionsgebietes 31. Zur Vermeidung erhöhter Gate-kapazitäten wird an dem Source-Gebiet 30 ein Anschluß-Gebiet 50 und an das Drain-Gebiet 31 ein Anschluß-Gebiet 51 durch Ionenimplantation mit n-Dotierstoff hergestellt. Die lonenimplantetion erfolgt "selbstjustierend", d.h. die Al-Metallisierungsschicht dient als Maske für die Implantation. Nach der Implantation mSissen die in den Bereich 50 bzw. 51 befindlichen Ionen durch eine Temperaturbehandlung elektrisch aktiviert werden. Zu dieser Aktivierung wird nun das erfindungsgemäße Verfahren angewendet. Die Aluminiumschicht 60, 61 und 62 wird bei dieser Aktivierung als Bestrahlungsmaske verwendet. Zur Bestrahlung wird ein Laserlichtpuls z.B. mit 10 ns Pulsdauer und einer Leistung von 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 erwärmt werden. Die an diese Gebiete angrenzenden Bereiche liegen unter den Metallisierungsschichten und erfahren eine nur vernachlässigbar kleine Erwärmung. Auf diese Weise wird mit dem erfinsungsgemaßen Verfahren eine Aus- bzw. Ur.'erdifçusion der Bereiche 50 bzw. 51, z.B. unter dem Gate-Bereich 61, vermieden, so da die parasitären Kapazitäten zwischen Gate und Scurce/Drain nicht erhöht werden.The gate metallization 61 is formed so that it is narrower is than the extent of the source diffusion region 30 or the drain diffusion region 31. To avoid increased gate capacitances, a connection region is provided on the source region 30 50 and to the drain region 31 a connection region 51 by ion implantation n-type dopant produced. The ion implantation is "self-adjusting", i. the Al metallization layer serves as a mask for the implantation. After the implantation mSissen the ions located in the area 50 or 51 by means of a temperature treatment be activated electrically. The activation according to the invention is now used for this activation Procedure applied. The aluminum layer 60, 61 and 62 is activated during this activation used as a radiation mask. A laser light pulse is used for the irradiation, e.g. with 10 ns pulse duration and one power of 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 heated will. The areas adjoining these areas lie under the metallization layers and experience only a negligibly small increase in temperature. That way, with According to the method according to the invention, a diffusion of the areas 50 or 51, e.g. under the gate region 61, so that the parasitic capacitances between gate and scurce / drain cannot be increased.

Eine weitere Anwendung des erfindunnsgemäßen Verfahrens besteht in der Herstellung von steilen Dotierungsprofilen in einen Halbleiter (Fig.2). Das zu dotierende Substrat 21 wird mit einer dünnen Schicht 22 von Dotierstoff beispielsweise durch Aufdampfen versehen. Sodann wird durch eine Bestrahlungsmaske 33 des mit der Dotierstoffschicht versehene Substrat mit einem Laserimpuls bestrahlt. Die Maske besteht 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 starke Erwärmung auf, die aufgrund des hohen Temperaturgradientens zu den nicht bestrahlten Bereichen zu einem steilen Dotierungsprofil in dem Halbleitersubstrat führt.Another application of the method according to the invention consists in the production of steep doping profiles in a semiconductor (Fig.2). That Substrate 21 to be doped is coated with a thin layer 22 of dopant for example provided by vapor deposition. Then is through an irradiation mask 33 with the The substrate provided with a dopant layer is irradiated with a laser pulse. The mask consists 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 one Heating up, which due to the high temperature gradient to the non-irradiated Areas leads to a steep doping profile in the semiconductor substrate.

13 Patentansprüche 2 Figuren L e e r s e i t e13 claims 2 figures L e r s e i t e

Claims (1)

Pe tentansprUche 1. Verfahren zur lokal begrenzten Erwärmung von kleinen Bereichen 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 Bestrahlungspulsen durch eine Bestrahlungsmaske hindurch mit einer Pulsdauer unterhalb einer ms und einer Strahlungsleistung über 0,1 Joule cm 2 bestrahlt awird, 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß mit der Bestrahlungsmaske die nicht zu erwä.rtnenden Bereiche des Festkörpers abgedeckt !erden, und daß für die abdeckenden Strukturen der Maske ein Material verwendet wird, das für die verwendete Strahlung einen mehrfach größeren Reflexionskoeffizienten besitzt als das Material des Festkörpers.Patent claims 1. Method for locally limited heating of small ones Areas of a solid by exposure to electromagnetic radiation, as a result, that the solid body is in individual radiation pulses through an irradiation mask with a pulse duration of less than one ms and a radiation power of more than 0.1 joule cm 2 is irradiated, 2nd method according to Claim 1, characterized in that with the irradiation mask the areas of the solid body not to be mentioned must be covered! and that for The covering structures of the mask are made of a material that is used for the Radiation has a reflection coefficient that is several times greater than that of the material of the solid. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß für die abdeckenden Strukturen der Bestrahlungsmaske ein elektrisch leitendes Material verwendet wird. 3. The method according to claim 2, characterized in that g e k e n n z e i c h -n e t that an electrically conductive one for the covering structures of the radiation mask Material 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 t that 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 e t , daß als Bestrahlungsmaske eine auf die Oberfläche des Festkörpers abgeschiedene und mit Strukturen versehene Schicht verwendet wird, die die zu erwärmenden Bereiche des Festkörpers bedeckt und die aus einem Material besteht, das für die reroer.dete Strahlung einen mehrfach gröberen Absorptionskoeffizienten besitzt als das Material des 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 verwendete Strahlung 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 e t that as a radiation mask a deposited on the surface of the solid and structured layer is used, which is the areas to be heated of the solid and which consists of a material suitable for the reroer.dete Radiation has an absorption coefficient that is several times greater than that of the material of the solid, 6. The method according to any one of claims 1 to 5, in that it is used as a source for heating Radiation 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 t that a laser with tunable resonance frequency is used. Verfahren zur lokel begrenzten Erwärmung von leinen Bereichen eines Festkörpers durch Bestrahlung mit elektromagnetischer Strahlung, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Bestrahlung mit zwei kohärenten, einander überlagerten Laserstrahlbündeln erfolgt. Method for locally limited heating of linen areas of a Solid body by exposure to electromagnetic radiation, thereby g e k e n n n e i n e t that the irradiation with two coherent, superimposed one another Laser 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 t that a tunable laser is used as the radiation source. 1O.Anwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zum Eindiffundieren von Dotierstoff in einen Halbleiterkörper.1O.Application of a method according to one of claims 1 to 9 to Diffusion of dopant into a semiconductor body. 11. Anwendung eines Verfahrens nach Anspruch 9 zur He'rstellung. von periodischen Dotierungsstrukturen in einem Halbleiterkörper.11. Use of a method according to claim 9 for preparation. from periodic doping structures in a semiconductor body. 12.Anwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zum lokalen Ausheilen von Gitterstörungen in einem kristallinen Festkörper.12.Application of a method according to any one of claims 1 to 9 for local healing of lattice defects in a crystalline solid. 13.Verfahren nach eine oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e k e n n æ e i c h n e t , daß die Bestrahlungsmaske ins Innere des Festkörpers gelegt wtird.13.Verfahren according to one or more of claims 1 to 7, characterized g e k e n n æ e i c h n e t that the radiation mask into the interior of the solid body will be laid.
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