DD141378A1 - METHOD OF GENERATING DOTED LAYERS IN SOLID CARBON SURFACES - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Erzeugung dotierter Schichten in Festkörperoberflächen, vorzugsweise in Halbleiter- und Isolatordünnschichten. Ziel der Erfindung ist es, auf möglichst einfache, kostengünstige Weise die Einbringung von Fremdatomen in Festkörperoberflächen zu ermöglichen. Daraus leitet sich die Aufgabe ab, mit vergleichbar geringem apparativem Aufwand Atome in Festkörperoberflächen ohne Strahlenschädenerzeugung abzulagern. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die zu dotierenden Atome auf der Festkörperoberfläche vorabgelagert oder in geeigneter Weise gasförmig zwischen Probe und eine Laserquelle gebracht werden. Wird die Probe nachfolgend mit einem Laserimpuls geeigneter Energiedichte bestrahlt, so bildet sich eine Schockwelle aus, die das Eindringen der Freradatome in den Festkörper bewirkt. Durch die gleichzeitige kurzzeitige Erwärmung der Oberfläche werden die Atome vorzugsweise auf Gitterplätzen eingelagert. Die Erfindung ist anwendbar bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen und optischen Dünnschichtanordnungen.Process for producing doped layers in Solid surfaces, preferably in semiconductor and Insulator thin films. The aim of the invention is, as possible simple, inexpensive way the introduction of foreign atoms in To enable solid surfaces. This leads to the Task from, with comparably low expenditure on equipment atoms in Deposit solid surfaces without generating radiation damage. According to the invention, this object is achieved in that the doping atoms pre-deposited on the solid surface or suitably gaseous between sample and a laser source to be brought. The sample is subsequently followed by a laser pulse irradiated appropriate energy density, so forms a shock wave which causes the penetration of the Freradatome in the solid. Due to the simultaneous short-term heating of the surface the atoms are preferably stored in lattice sites. The invention is applicable in the manufacture of semiconductor devices and optical thin film arrangements.
Description
(Ditel der Erfindung (Title of the invention
Verfahren zur Erzeugung dotierter Schichten in Pestkörperoberflächen . . . ·Method of producing doped layers in plaque body surfaces. , , ·
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung dotierter Schichten in Pestkörperoberflächen, insbesondere Halbleiteroder Isolatordünnschichten. Die Erfindung ist sowohl bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen, als auch bei der Herstellung optischer Bauelemente, bei denen es auf die Dotierung oberflächennaher Bereiche ankommt, anwendbar.The invention relates to a method for producing doped layers in plague body surfaces, in particular semiconductor or insulator thin films. The invention can be used both in the production of semiconductor components and in the production of optical components in which the doping of near-surface regions is important.
Charakteristik der bekannten'technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Ein !bekanntes Verfahren zur Dotierung von Halbleitern besteht darin, Ionen mit Beschleunigern in deren Oberfläche zu schießenο Dieses unter dem Begriff Ionenimplantation bekannte Verfahren ist nachteilig mit hohem apparativen Aufwand verbunden. Ein·erheblicher lachteil besteht in der teilweisen Zerstörung des Kristallgitters« Zur Beseitigung der Schaden, die einen Einfluß auf die Eigenschaften der Halbleiterbauelemente besitzen,^ sind Wärmebehandlungen erforderlich. Ein weiterer Hachteil des Verfahrens besteht darin, daß die Dotierungselemente vor der Beschleunigung ionisiert werden müssen« Das ist bei einigen Dotanden nur mit erheblichen technischen Aufwendungen möglich» Auch muß als Nachteil des Verfahrens angesehen v/erden, daß die Implantation nur unter Hochvakuumbedingungen erfolgen kann*A known method for doping semiconductors is to shoot ions with accelerators in the surface thereof. This method known by the term ion implantation is disadvantageously associated with high expenditure on apparatus. A considerable disadvantage is the partial destruction of the crystal lattice. In order to eliminate the damage which has an influence on the properties of the semiconductor components, heat treatments are required. Another disadvantage of the method is that the doping elements must be ionized before acceleration "This is possible with some dopants only with considerable technical expense. Also, a disadvantage of the method v / consider that implantation can only be done under high vacuum conditions *
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Ziel der Erfindung . · .Object of the invention. ·.
Das Ziel der Erfindung ist es, auf möglichst einfache kostengünstige Weise die Einbringung von Premdatomen in Pestkörperoberflächen zu ermöglichen.The aim of the invention is to enable the introduction of premodromes into plague body surfaces in the simplest possible and cost-effective manner.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, das es ermöglicht, ohne unerwünschte Nebenwirkungen und mit vergleichbar geringem apparativem Aufwand Atome in Pestkörperoberflächen einzulagern.The invention is based on the technical problem of developing a method which makes it possible to store atoms in the surface of the plague body without undesired side effects and with comparably low expenditure on equipment.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen Pestkörperoberfläche und einer Laserquelle die einzubringenden Atome vorzugsweise in gasförmigen' Aggregatzustand gebracht werden. Anschließend wird in geeigne- ' ter Y/eise ein Laserimpuls dergestalt durch das Gas auf die Probenoberfläche gerichtet, daß sich im Gas eine Schockwelle -ausbildet. Diese bewirkt die Beschleunigung eines Teiles der ionisierten Atome auf die Pestkörperoberfläche zu, in die sie eindringen. Die Probenoberfläche wird gleichzeitig durch den·Laserimpuls derart erwärmt, daß die eingebrachten Atome vorwiegend auf Gitterplätzen eingelagert werden. . 'According to the invention the object is achieved in that between the surface of the plague body and a laser source, the atoms to be introduced are preferably brought into a gaseous state of aggregation. Thereafter, in a suitable manner, a laser pulse is directed through the gas onto the sample surface such that a shock wave is formed in the gas. This causes the acceleration of a portion of the ionized atoms towards the plaque surface into which they penetrate. The sample surface is simultaneously heated by the laser pulse in such a way that the introduced atoms are stored mainly at lattice sites. , '
Eine zweckmäßige Ausführungsform besteht darin, die Dotierungselemente gasförmig oder in gasförmigen Verbindungen zwischen Laserquelle und Pestkörper zu bringen. Die Wahl des Gasdruckes ermöglicht die Einlagerungskonzentration zu bestimmen. 'An expedient embodiment is to bring the doping elements in gaseous or in gaseous connections between the laser source and the plague body. The choice of gas pressure allows the storage concentration to be determined. '
Erfindungsgemäß ist es aber auch möglich, die Dotiersubstanzen als Plüssig- oder Pestkörperschicht auf dem zu dotierenden Material vorabzulagern, bzw. im Bereich des Pokus des Laserstrahls vor der Probenoberfläche zu deponieren.·According to the invention, however, it is also possible to pre-deposit the dopants as a layer of liquid or plague on the material to be doped, or to deposit it in the region of the pix of the laser beam in front of the surface of the sample.
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Die Einlagerung der Fremdatome und ihre Verteilung kann durch Wahl der Pestkörpertemperatur beeinflußt werden. Je nach gewünschter Dotierung können gleichzeitig oder nacheinander mehrere Atomarten eingebracht werden* Für die Erzeugung von großflächigen Dotierungen oder Dotierungsstrukturen wird erfindungsgemäß die Probenoberfläche mit dem Laserstrahl in geeigneter Weise abgerastert..; Es ist aber auch möglich, zur Herstellung von Dotierungsstrukturen Masken auf den Pestkörper oder zwischen Laserquelle und'Festkörper zu bringen. Dabei ist es auch möglich, daß der Laserstrahl eine Maske geeignet abbildet.·The incorporation of the foreign atoms and their distribution can be influenced by choice of the plague body temperature. Depending on the desired doping, several types of atoms can be introduced simultaneously or successively. For the generation of large-area dopings or doping structures, the sample surface is scanned with the laser beam in a suitable manner according to the invention ; However, it is also possible to produce masks on the plague body or between the laser source and solid body for the production of doping structures. It is also possible for the laser beam to image a mask appropriately.
Ausführungsbeispielembodiment
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden.·The invention will be explained below using an exemplary embodiment.
Verfährensgemäß wird eine Festkörperprobe in eine Kammer gebracht, die nach Evakuierung mit einem Gas des gewünschten Dotanden gefüllt wird. Je nach Konzentration der einzubringenden Atome wird der Druck gewählt. Danach wird auf die Probe durch das Gas hindurch der Impuls eines Festkörperlasers, z.B.- Rubinlaser, geschickt«· Die Energiedichte- pro ImpulsAccording to the method, a solid sample is brought into a chamber which, after evacuation, is filled with a gas of the desired dopant. Depending on the concentration of the atoms to be introduced, the pressure is selected. Thereafter, the pulse of a solid-state laser, e.g. ruby laser, is sent to the sample through the gas. The energy density per pulse
kann z.B. auf der Probe 2-4 Joule pro cm betragene Nach erfolgter Dotierung wird, wenn erforderlich, die Kammer wieder evakuiert und mit einem zweiten Dotierungsgas, gefüllt und der Prozeß wiederholt.can e.g. On completion of doping, the chamber is evacuated again, if necessary, and filled with a second doping gas, and the process is repeated.
Für nicht oder nur schwer gasförmig verfügbare bzw, handhabbare Atome ist in der Kammer ein Verdampfer vorgesehen* Je nachdem, ob eine Vorablage auf der Probenoberfläche erfolgen oder sich während des Laserbeschusses der Dampf zwischen Laserquelle und Probe befinden soll, wird der Dampffluß durch geeignete Blenden begrenzt.Depending on whether a Vorablage on the sample surface or during the laser bombardment the vapor between the laser source and the sample should be located, the vapor flow is limited by suitable diaphragms for not or only gaseous available or manageable atoms in the chamber ,
Die Energiedichte auf der Probe und der Ort der Dotierung wird mit einer geeigneten, an sich bekannten Optik, festgelegt.The energy density on the sample and the location of the doping is determined with a suitable optics known per se.
2ΐΟ 3682ΐΟ 368
In einer "besonders zweckmäßigen Ausführungsform besteht die Probenhalterung aus einem heizbaren Kryostatfinger, auf dem die Probentemperatur vorbestimmt-'werden kann. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß im Vergleich zur Ionenimplantation keine Strahlenschäden auftreten. Ein Weiterer Vorteil ist, daß auch schwer ionisierbare Atomarten mit vergleichsweise geringem technischen Aufwand in Pestkorperoberflaohen eingebracht werden können,,:In a "particularly expedient embodiment, the sample holder consists of a heatable cryostat finger on which the sample temperature can be predetermined." The advantage of the method according to the invention is that no radiation damage occurs compared to ion implantation Nuclear species with relatively little technical effort in Pestkorperoberflaohen can be introduced,
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD21036879A DD141378A1 (en) | 1979-01-08 | 1979-01-08 | METHOD OF GENERATING DOTED LAYERS IN SOLID CARBON SURFACES |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD21036879A DD141378A1 (en) | 1979-01-08 | 1979-01-08 | METHOD OF GENERATING DOTED LAYERS IN SOLID CARBON SURFACES |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DD141378A1 true DD141378A1 (en) | 1980-04-23 |
Family
ID=5516295
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DD21036879A DD141378A1 (en) | 1979-01-08 | 1979-01-08 | METHOD OF GENERATING DOTED LAYERS IN SOLID CARBON SURFACES |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DD (1) | DD141378A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4331937A1 (en) * | 1993-09-16 | 1994-03-17 | Ulrich Prof Dr Mohr | Dopant diffusion into solid-state semiconductor body - by coating surface with medium containing dopant and applying voltage between electrodes connected to medium and semiconductor body |
-
1979
- 1979-01-08 DD DD21036879A patent/DD141378A1/en unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4331937A1 (en) * | 1993-09-16 | 1994-03-17 | Ulrich Prof Dr Mohr | Dopant diffusion into solid-state semiconductor body - by coating surface with medium containing dopant and applying voltage between electrodes connected to medium and semiconductor body |
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