DE102011055604A1 - Functionalized solid surfaces of metals, semiconductors and insulators with nanostructures - Google Patents

Functionalized solid surfaces of metals, semiconductors and insulators with nanostructures Download PDF

Info

Publication number
DE102011055604A1
DE102011055604A1 DE102011055604A DE102011055604A DE102011055604A1 DE 102011055604 A1 DE102011055604 A1 DE 102011055604A1 DE 102011055604 A DE102011055604 A DE 102011055604A DE 102011055604 A DE102011055604 A DE 102011055604A DE 102011055604 A1 DE102011055604 A1 DE 102011055604A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
amorphous
crystalline
solid
foreign atoms
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102011055604A
Other languages
German (de)
Inventor
Danilo Bürger
Heidemarie Schmidt
Ilona Skorupa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Helmholtz Zentrum Dresden Rossendorf eV
Original Assignee
Helmholtz Zentrum Dresden Rossendorf eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Helmholtz Zentrum Dresden Rossendorf eV filed Critical Helmholtz Zentrum Dresden Rossendorf eV
Priority to DE102011055604A priority Critical patent/DE102011055604A1/en
Priority to PCT/DE2012/200077 priority patent/WO2013075712A1/en
Publication of DE102011055604A1 publication Critical patent/DE102011055604A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26—Bombardment with radiation
    • H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/268—Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/322—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to modify their internal properties, e.g. to produce internal imperfections
    • H01L21/3221—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to modify their internal properties, e.g. to produce internal imperfections of silicon bodies, e.g. for gettering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0352—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
    • H01L31/035209—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions comprising a quantum structures
    • H01L31/035218—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions comprising a quantum structures the quantum structure being quantum dots
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N70/00—Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
    • H10N70/011—Manufacture or treatment of multistable switching devices
    • H10N70/021—Formation of switching materials, e.g. deposition of layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N70/00—Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
    • H10N70/20—Multistable switching devices, e.g. memristors
    • H10N70/231—Multistable switching devices, e.g. memristors based on solid-state phase change, e.g. between amorphous and crystalline phases, Ovshinsky effect
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N70/00—Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
    • H10N70/801—Constructional details of multistable switching devices
    • H10N70/881—Switching materials
    • H10N70/884—Switching materials based on at least one element of group IIIA, IVA or VA, e.g. elemental or compound semiconductors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft die kontrolliert einstellbare Umverteilung von Fremdatomen während der thermischen Behandlung von Metallen, Halbleitern und/oder Oxiden und die Herstellung von Festkörpern mit einer definierten laterale und vertikalen Verteilung von Fremdatomen für neuartige Materialien, die in der Halbleitertechnologie und in der Transparenten Elektronik verwendet werden. Die funktionalisierten Festkörperoberflächen können gegebenenfalls durch die Umverteilung der Fremdatome völlig neuartige magnetische, optische und Transporteigenschaften als die entsprechenden Festkörperoberflächen ohne Fremdatome aufweisen.The invention relates to the controlled adjustable redistribution of impurities during the thermal treatment of metals, semiconductors and / or oxides and the production of solids with a defined lateral and vertical distribution of impurities for novel materials used in semiconductor technology and in transparent electronics , The functionalized solid surfaces, if appropriate, can exhibit completely new magnetic, optical and transport properties than the corresponding solid surfaces without foreign atoms due to the redistribution of the foreign atoms.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft funktionalisierte Festkörperoberflächen in Metallen, Halbleitern und Isolatoren mit Fremdatomen, welche definierte Nanostrukturen bilden können. The invention relates to functionalized solid surfaces in metals, semiconductors and insulators with foreign atoms, which can form defined nanostructures.

Stand der Technik State of the art

Die thermische Behandlung von Festkörpern wird benutzt, um die kristallinen Eigenschaften des Festkörpers zu verbessern und um Fremdatome an substitutionellen Gitterplätzen einzubauen. The thermal treatment of solids is used to improve the crystalline properties of the solid and to incorporate impurities at substitutional lattice sites.

Die thermische Behandlung von Festkörperoberflächen umfasst Rapid-Thermal-Annealing (RTA – schnelle thermische Ausheilung) auf der Sekunden-Zeitskala, Flash-Lamp-Annealing (FLA – Blitzlampenausheilung) auf der Millisekunden- bis Mikrosekunden-Zeitskala und Pulsed-Laser-Annealing (PLA – gepulste Laserausheilung) auf der Nanosekunden- bis Mikrosekunden-Zeitskala.Thermal treatment of solid surfaces includes rapid thermal annealing (RTA) on the second-time scale, flash lamp annealing (FLA) on the millisecond to microsecond timescale, and pulsed laser annealing (PLA) Pulsed laser annealing) on the nanosecond to microsecond timescale.

Der Vorteil der PLA resultiert daraus, dass nach Absorption des Laserlichtes einer definierten Wellenlänge und Energiedichte in der Festkörperoberfläche die durch das Laserlicht angeregten Elektronen auf einer Zeitskala von 1 ps bis 1 ns die absorbierte Energie an das Atomgitter der Festkörpers abgeben. Dadurch nimmt die Gittertemperatur des Festkörpers entsprechend der Bose-Einstein-Statistik zu. The advantage of the PLA results from the fact that after absorption of the laser light of a defined wavelength and energy density in the solid surface, the electrons excited by the laser light on a time scale of 1 ps to 1 ns deliver the absorbed energy to the atomic lattice of the solid. As a result, the lattice temperature of the solid increases according to Bose-Einstein statistics.

Die Zeitabhängigkeit des lateralen und vertikalen Temperaturprofils ist durch die lokal applizierten PLA-Parameter und durch den von den Eigenschaften des Festkörpers abhängigen Wärmetransport in der erwärmten Festkörperoberfläche während und nach der thermischen Behandlung mit PLA bestimmt. The time dependence of the lateral and vertical temperature profile is determined by the locally applied PLA parameters and by the heat transport in the heated solid surface dependent on the properties of the solid during and after the thermal treatment with PLA.

Dotanden in Halbleitermaterialien können durch thermische Behandlung mittels PLA lokal thermisch aktiviert werden. Makarovsky [ Makarovsky, O. u. a.: Direct writing of nanoscale light-emitting diodes. Advanced Materials. 22 (2010), 3176–3180 .] zeigte dies für Mangan-Akzeptoren in der p-leitenden GaMnAs-Schicht von nanoskaligen lichtemittierenden Dioden.Dotants in semiconductor materials can be locally thermally activated by thermal treatment by means of PLA. Makarovsky Makarovsky, O. et al .: Direct writing of nanoscale light-emitting diodes. Advanced Materials. 22 (2010), 3176-3180 .] showed this for manganese acceptors in the p-type GaMnAs layer of nanoscale light-emitting diodes.

Die Zeitabhängigkeit des Temperaturprofils und die thermische Diffusion unter Berücksichtigung der Schmelzenthalpie und Rekristallisationswärme unterliegt deutlichen Verzögerungen im Vergleich zur Zeitabhängigkeit des Temperaturprofils im nicht aufgeschmolzenen Material.The time dependence of the temperature profile and the thermal diffusion taking into account the enthalpy of fusion and recrystallization heat undergo significant delays compared to the time dependence of the temperature profile in the unfused material.

Typischerweise werden Halbleiter bei der PLA-Behandlung bis etwa 1000 nm aufgeschmolzen. Die Erwärmung des Halbleiters kann auch noch in einer Tiefe von 10 µm bis 50 µm stattfinden, wobei die Temperatur in den tieferliegenden Bereichen des Halbleiters viel geringer ist, sodass möglicherweise dort liegende temperaturempfindliche Materialien, z.B. Polymere, nicht durch Erwärmung zerstört werden. Typically, semiconductors are melted down to about 1000 nm during the PLA treatment. The heating of the semiconductor may also take place at a depth of 10 microns to 50 microns, wherein the temperature in the lower regions of the semiconductor is much lower, so that there may be temperature-sensitive materials lying there, e.g. Polymers, should not be destroyed by heating.

Die Aufschmelztiefe für die halbleitenden Festkörper, beispielsweise Silizium und GaAs, beträgt typischerweise bis zu 1000 nm. Bei schlecht wärmeleitenden Trägermaterialien für die Festkörper, beispielsweise Glas oder Saphir, kann die Aufschmelztiefe der Festkörper größer sein und liegt die halbleitenden Festkörperschichtstrukturen mit Silizium oder GaAs bei etwa 3 bis 5 µm. Funktionalisierte Festkörperoberflächen, zum Beispiel aktive Gebiete in Halbleiterbauelementen, elektrisch leitende Oxidschichten in transparenten Elektronikbauelementen, metallische magnetisierbare Einzel- und Mehrschichtstrukturen in magnetooptischen Sensormaterialien oder in Tunnelmagnetowiderstandsbauelemente sowie supraleitende Hochtemperaturoxidschichten, haben eine typische Dicke von 0 bis 2000 nm und können damit komplett oder teilweise mittels PLA thermisch behandelt werden. The melting depth for the semiconducting solids, for example silicon and GaAs, is typically up to 1000 nm. In the case of poorly heat-conducting carrier materials for the solids, for example glass or sapphire, the melting depth of the solids can be greater and the semiconducting solid-state layer structures with silicon or GaAs approximately 3 to 5 μm. Functionalized solid surfaces, for example active regions in semiconductor devices, electrically conductive oxide layers in transparent electronic devices, metallic magnetizable single and multi-layer structures in magneto-optical sensor materials or in tunnel magnetoresistance devices and superconducting high temperature oxide layers have a typical thickness of 0 to 2000 nm and can thus completely or partially by means of PLA be thermally treated.

Laser mit Pikosekunden-Laserpulsen müssen zum Erreichen der Phononenbesetzung, welche zum Aufschmelzen benötigt wird, eine extrem hohe Flächenleistungsdichte aufweisen. Dabei können meist nur dünne, oberflächennahe Schichten des Festkörpers mit einer Dicke von typischerweise 10 nm aufgeschmolzen werden. Größere Aufschmelztiefen lassen sich nicht erreichen, da bei der dafür erforderlichen Flächenleistungsdichte der Festkörper an der Oberfläche zunehmend abgetragen (abladiert) wird. Ablation wird bei der gepulsten Laserplasmaabscheidung zum Abtragen metallischer, halbleitender und oxidischer (keramischer) Targets verwendet. Die Ablationsrate von Atomen und/oder Ionen aus der Festkörperoberfläche hängt von der Spezies der Atombausteine des Festkörpers ab und kann in abladierten Festkörperoberflächen, welche aus Atomen verschiedener Spezies bestehen, zu einer Änderung der Stöchiometrie besonders in der Festkörperflächenähe führen. Lasers with picosecond laser pulses must have extremely high area power density to achieve the phonon population needed for reflow. Only thin, near-surface layers of the solid body with a thickness of typically 10 nm can usually be melted. Greater melting depths can not be achieved, since at the required surface power density of the solid on the surface is increasingly removed (ablated). Ablation is used in pulsed laser plasma deposition to ablate metallic, semiconducting and oxide (ceramic) targets. The rate of ablation of atoms and / or ions from the solid surface depends on the species of the atomic units of the solid, and may result in a change in stoichiometry, especially in the solid surface area, in ablated solid surfaces consisting of atoms of different species.

Gepulste Laser mit Mikrosekunden-Laserpulsen benötigen zum Erreichen der Phononenbesetzung für das Aufschmelzen der Festkörperoberfläche nur eine geringe Flächenleistungsdichte. Jedoch wird bei der thermischen Behandlung mit Mikrosekunden-Laserpulsen die Zeit, während der der Festkörper erwärmt ist und während der Wärmeenergie von Festkörperoberfläche an benachbarte kältere Bereiche des Festkörpers abgegeben wird, im Vergleich zur PLA-Behandlung mit Nanosekunden-Laserpulsen um bis zu drei Größenordnungen erhöht. Damit wird eine höhere Energiedichte erforderlich. Pulsed lasers with microsecond laser pulses require only a low surface power density to achieve the phonon occupation for the melting of the solid surface. However, in the thermal treatment with microsecond laser pulses, the time during which the solid is heated and released during heat energy from solid surface to adjacent colder regions of the solid is increased by as much as three orders of magnitude as compared to PLA treatment with nanosecond laser pulses , This requires a higher energy density.

Bei der thermischen Behandlung mit FLA wird die Festkörperoberfläche oder -rückseite mittels thermischer Behandlung vorgeheizt und damit wird die thermische Verspannung während des Spike-Annealings (Spitzen-Ausheilung) der Festkörperoberfläche oder -rückseite reduziert. Das Vorheizen des Festkörpers ist außerdem von Vorteil, da bei der thermischen Behandlung (Spike-Annealing) geringere Energiedichten benötigt werden, eine bessere Prozesskontrolle möglich ist und thermischen Verspannung reduziert werden können.Thermal treatment with FLA preheats the solid surface or backside by thermal treatment, thereby reducing thermal stress during spike annealing of the solid surface or backside. The preheating of the solid is also advantageous because in the thermal treatment (spike annealing) lower energy densities are required, a better process control is possible and thermal stress can be reduced.

Fremdatome gettern (binden oder fangen ein) Verunreinigungen in Festkörpern während der thermischen Behandlung. Zum Beispiel wurde von S.M. Myers [Myers, S. M. u. a.: Mechanisms of transition-metal gettering in silicon. Journal of Applied Physics. 88 (2000), S. 3795–3819] gezeigt, wie das Phosphorgettern in verunreinigtem Silizium verwendet wird, um Metallatome in phosphordotierten Bereichen von Silizium, in denen die Metallatome eine erhöhte Löslichkeit besitzen, anzureichern und durch Bildung von Präzipitaten zu binden. Foreign atoms get (bind or trap) impurities in solids during thermal treatment. For example, was from SM Myers [Myers, SM et al.: Mechanisms of transition metal gettering in silicon. Journal of Applied Physics. 88 (2000), p. 3795-3819] shown how the phosphorus getter in contaminated silicon is used to enrich metal atoms in phosphorus doped regions of silicon in which the metal atoms have an increased solubility and to bind them by the formation of precipitates.

In metallischen Zweistoffsystemen mit vollständiger Löslichkeit (Substitutionsmischkristalle) sind die Fremdatome vollständig im festen Zustand gelöst. Typische metallische Substitutionsmischkristalle sind die Legierungen Eisen-Chrom, Eisen-Nickel, Gold-Kupfer, Gold-Silber und Kupfer-Nickel.In metallic binary systems with complete solubility (substitution mixed crystals), the foreign atoms are completely dissolved in the solid state. Typical metallic substitution mixed crystals are the alloys iron-chromium, iron-nickel, gold-copper, gold-silver and copper-nickel.

In metallischen Zweistoffsystemen mit vollständiger Unlöslichkeit (Kristallgemisch aus zwei Phasen), z.B. Eisen-Blei, sind zwar in der Schmelze die beiden Phasen ineinander gelöst, entmischen sich jedoch während der Kristallisation vollständig und bilden ein Kristallgemisch aus zwei Phasen, wobei jede Phase nur aus einer Komponente besteht und völlig frei ist von der anderen Komponente.In metallic binary systems with complete insolubility (crystal mixture of two phases), e.g. Iron-lead, while in the melt, the two phases are dissolved in each other, but segregate completely during crystallization and form a crystal mixture of two phases, each phase consists of only one component and is completely free of the other component.

Die Löslichkeit von nicht-isovalenten Fremdatomen in Halbleitern (Si:P, Si:Mn, Ge:Mn) im festen Aggregatszustand beträgt typischer Weise 1016 bis zu 1021 Fremdatome je cm3. The solubility of non-isovalent impurities in semiconductors (Si: P, Si: Mn, Ge: Mn) in the solid state is typically 10 16 to 10 21 impurities per cm 3 .

Die Löslichkeit von isovalenten Fremdatomen in Halbleitern (ZnO:Co, Si:Ge) im festen Aggregatszustand beträgt typischerweise 1021 bis zu 1022 Fremdatome je cm3. Es können Mischkristalle gebildet werden. The solubility of isovalent impurities in semiconductors (ZnO: Co, Si: Ge) in the solid state is typically 10 21 up to 10 22 impurities per cm 3 . Mixed crystals can be formed.

Die Löslichkeit von Fremdatomen und Fremdmolekülgruppen in Isolatoren ist für bestimmte Phasen vollständig, z.B. bilden Cr2O3 in Al2O3 eine homogene Mischphase mit variabler Zusammensetzung.The solubility of foreign atoms and foreign molecule groups in insulators is complete for certain phases, eg Cr 2 O 3 in Al 2 O 3 form a homogeneous mixed phase of variable composition.

Die Löslichkeit von Fremdatomen und Fremdmolekülgruppen in Isolatoren ist für bestimmte Phasen unvollständig, z.B. bilden SiO2 und Na2O im kristallinen Zustand zahlreiche definierte Phasen.The solubility of foreign atoms and foreign molecule groups in insulators is incomplete for certain phases, eg SiO 2 and Na 2 O form many defined phases in the crystalline state.

Die Löslichkeit von Fremdatomen und Fremdmolekülgruppen in Metallen, Halbleitern und Isolatoren im flüssigen Aggregatszustand ist im Vergleich zur Löslichkeit von Fremdatomen in Festkörpern im festen Aggregatszustand erhöht.The solubility of foreign atoms and foreign molecule groups in metals, semiconductors and insulators in the liquid state is increased compared to the solubility of impurities in solids in the solid state.

Ist nach der thermischen Behandlung die Konzentration von Fremdatomen in einem Festkörper im festen Aggregatzustand größer als die Löslichkeit der Fremdatome im Festkörper, dann befindet sich die Verteilung der Fremdatome in einem metastabilen Zustand. Die Umverteilung von Fremdatomen in einem Festkörper im festen Aggregatzustand, welche sich in einem metastabilen Zustand befinden, erfolgt in Abhängigkeit von den Diffusionsparametern der Fremdatome in dem Festkörper auf sehr langen Zeitskalen. Zum Beispiel findet bei Raumtemperatur durch Extrapolation des Mangan-Diffusionskoeffizienten in GaAs:Mn nur ein Mangan-Platzwechselvorgang im Mittel aller 1020 Sekunden statt. Eine stabile Manganverteilung in GaAs:Mn wird theoretisch deswegen erst nach noch längeren Zeiten bei Raumtemperatur erreicht. Bei 600 bis 700°C kann die Phasenseparation aufgrund von Mangan-Platzwechselvorgängen auf wenige Sekunden verkürzt werden.If, after the thermal treatment, the concentration of foreign atoms in a solid in the solid state is greater than the solubility of the foreign atoms in the solid, then the distribution of the foreign atoms is in a metastable state. The redistribution of foreign atoms in a solid state in the solid state, which are in a metastable state, depending on the diffusion parameters of the foreign atoms in the solid on very long time scales. For example, place at room temperature by extrapolation of the diffusion coefficient manganese in GaAs: Mn only a manganese-space-changing operation in the average of all 10 20 seconds instead. A stable manganese distribution in GaAs: Mn is theoretically achieved only after even longer times at room temperature. At 600 to 700 ° C, the phase separation can be shortened to a few seconds due to manganese exchange processes.

Atomare, molekulare und ionare Spezies eines Prozessgases können während der thermischen Behandlung in Bereichen eines Festkörpers im flüssigen Aggregatszustand, welche mit dem Prozessgas in Kontakt stehen, in diese Bereiche des Festkörpers eingebaut werden. Das verursacht eine Änderung der chemischen Komposition und Stöchiometrie der Festkörperbereiche, welche mit dem Prozessgas in Kontakt stehen. Zum Beispiel wird eine Siliziumoberfläche, welche einem sauerstoffhaltigen Prozessgas thermisch behandelt wird, oberflächennah oxidiert. Atomic, molecular and ionic species of a process gas can be incorporated into these regions of the solid during thermal treatment in regions of a solid in the liquid state which are in contact with the process gas. This causes a change in the chemical composition and stoichiometry of the solid areas which are in contact with the process gas. For example, a silicon surface which is thermally treated with an oxygen-containing process gas is oxidized near the surface.

Amorphe Festkörper können unter der Wirkung von Laserlicht rekristallisieren und kristalline Festkörper können unter der Wirkung von Laserlicht amorphisieren. Zum Beispiel amorphisiert Silizium oberhalb einer Rekristallisationsgeschwindigkeit von 10 bis 15 m/s (in Abhängigkeit von der Kristallorientierung) und Germanium oberhalb einer Rekristallisationsgeschwindigkeit von 1,7 bis 4 ms–1 (in Abhängigkeit von der Kristallorientierung). Amorphous solids can recrystallize under the action of laser light and crystalline solids can amorphize under the action of laser light. For example, silicon amorphizes above a recrystallization rate of 10 to 15 m / s (depending on crystal orientation) and germanium above a recrystallization rate of 1.7 to 4 ms -1 (depending on the crystal orientation).

Die Rekristallisationsgeschwindigkeit während der PLA-Behandlung hängt in Festkörpern von der Orientierung der flüssig-festen Grenzfläche ab. In Silizium ist die Rekristallisationsgeschwindigkeit für eine (111)-Grenzflächenorientierung am Größten und nimmt mit der Orientierung (112), (001) und (011) ab. The recrystallization rate during PLA treatment in solids depends on the orientation of the liquid-solid interface. In silicon, the recrystallization rate is greatest for (111) interface orientation and decreases with orientation (112), (001), and (011).

Konvektive Flüsse können innerhalb eines aufgeschmolzenen Festkörpers aufgrund von Dichteunterschieden entlang von Temperaturgradienten und aufgrund von Oberflächenspannungen auftreten. Wenn die Dicke der aufgeschmolzenen Festkörperoberfläche d0‘ kleiner als die Kapillarlänge lc ist, dann dominieren Oberflächenspannungseffekte. Die Kapillarlänge lc gibt an, wie weit eine Flüssigkeit in Abhängigkeit von dem Kapillardurchmesser und der Dichte der Flüssigkeit und des umgebenden Mediums bei einem gegebenen Randwinkel steigt und damit die Wirkung der Oberflächenspannungseffekte ausgleicht. Convective flows can occur within a molten solid due to differences in density along temperature gradients and surface tensions. If the thickness of the molten solid surface d 0 'is smaller than the capillary length l c , then surface tension effects dominate. The capillary length l c indicates how much a liquid, depending on the capillary diameter and the density of the liquid and the surrounding medium, increases at a given contact angle, thereby compensating for the effect of the surface tension effects.

Quantengräben und Quantenbarrieren können durch thermische Behandlung mittels PLA lokal selektiv vermischt werden. Stanowski [ Stanowski, R. u. a.: Laser rapid thermal annealing of quantum semiconductor wafers: a one step bandgap engineering technique. Applied Physics A: Materials Science & Processing. 94 (2009), Heft 3, 667–674 .] zeigte dies für InGaAsP/InP-Quantengrabenmikrostrukturen.Quantum trenches and quantum barriers can be selectively mixed locally by thermal treatment using PLA. Stanowski Stanowski, R. et al .: Laser rapid thermal annealing of quantum semiconductor wafers: a one-step bandgap engineering technique. Applied Physics A: Materials Science & Processing. 94 (2009), No. 3, 667-674 .] showed this for InGaAsP / InP quantum well microstructures.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Die Aufgabe der Erfindung ist es, funktionalisierte Festkörperoberflächen in Metallen, Halbleitern und Oxiden mit Fremdatomen für neuartige Materialien in der Metall- und Halbleitertechnologie und in der transparenten Elektronik anzugeben. Die neuartigen Materialien können aus Metallen, Halbleitern und Oxiden mit homogen oder inhomogen verteilten Fremdatomen bestehen. Die Herstellung und die möglichen Ausführungsvarianten der funktionalisierten Festkörperoberflächen werden beschrieben.The object of the invention is to provide functionalized solid surfaces in metals, semiconductors and oxides with impurities for novel materials in metal and semiconductor technology and in transparent electronics. The novel materials may consist of metals, semiconductors and oxides with homogeneously or inhomogeneously distributed impurities. The preparation and the possible variants of the functionalized solid surfaces are described.

Grundzüge des Lösungsweges Main features of the solution

Fremdatome werden während einer thermischen Behandlung unter Wahl der korrekten Ausheilparameter lokal umverteilt (lokale Phasenseparation) und weisen in Gebieten, welche eine andere Temperatur als benachbarte Gebiete aufweisen, eine andere Konzentration der Fremdatome als die benachbarten Gebiete auf. Die Phasenseparation kann durch lokale Laserbestrahlung des Festkörpers oder durch selbstorganisierte lokale Umverteilung hervorgerufen werden.Foreign atoms are redistributed locally (local phase separation) during a thermal treatment, choosing the correct annealing parameters, and have a different concentration of the foreign atoms than the neighboring regions in regions which have a different temperature than neighboring regions. The phase separation can be caused by local laser irradiation of the solid or by self-organized local redistribution.

Vor der thermischen Behandlung auf der Nanosekunden-Mikrosekunden-Zeitskale vollständig amorphisierte Schichten mit Fremdatomen können (unter einem Prozessgas) vollständig als Einkristall rekristallisiert werden.Completely amorphized layers with impurities before the thermal treatment on the nanosecond microsecond timescale can be completely recrystallized as a single crystal (under a process gas).

Vor der thermischen Behandlung auf der Nanosekunden-Mikrosekunden-Zeitskale unvollständig amorphisierte Festkörperoberflächen können (unter einem Prozessgas) als Polykristallit rekristallisieren, wenn die Energiedichte nur ausreicht, um nur die amorphen Bereiche der unvollständig amorphisierten Festkörperoberfläche aufzuschmelzen.Unsteadily amorphized solid surfaces prior to thermal treatment on the nanosecond microsecond timescale may recrystallize as a polycrystallite (under a process gas) when the energy density is only sufficient to reflow only the amorphous regions of the incompletely amorphized solid surface.

Die Grenzflächenstruktur der amorph/kristallinen Grenzfläche kann gestaltet werden, beispielsweise durch Verwendung von vorstrukturiertem kristallinen Substrat zum Tieftemperaturwachstum von amorphen Dünnfilmen auf diesem oder durch Verwendung von Ionen bestimmter Energie und Ladung bei der Implantation und Amorphisierung der Festkörperoberfläche.The interfacial structure of the amorphous / crystalline interface can be designed, for example, by using prestructured crystalline substrate for the low temperature growth of amorphous thin films thereon or by using ions of particular energy and charge in the implantation and amorphization of the solid surface.

Die Grenzfläche kann während der Implantation mit einem Ionentyp gestaltet werden. Mit einem anderen Ionentyp können gleichzeitig gezielt Fremdatome in der Festkörperoberfläche verteilt werden. Die Implantation kann durch Masken oder unterschiedlich dicke Deckschichten erfolgen. The interface can be designed during implantation with an ion type. With another type of ion, it is possible to simultaneously selectively distribute foreign atoms in the solid surface. The implantation can be done by masks or cover layers of different thicknesses.

Getterbereiche für Fremdatome in der Festkörperoberfläche werden während des Tieftemperaturwachstums und/oder während der Implantation definiert. Die Getterbereiche besitzen eine höhere Schmelztemperatur als das sie umgebende Festkörpermaterial und weisen im festen Zustand eine viel geringere Löslichkeit für Fremdatome als das sie umgebende Festkörpermaterial im flüssigen Zustand auf.Gating regions for impurities in the solid surface are defined during low temperature growth and / or during implantation. The getter areas have a higher melting temperature than the surrounding solid material and in the solid state have a much lower solubility for impurities than the surrounding solid state material in the liquid state.

Die Tiefenverteilung der Fremdatome vor der thermischen Behandlung auf der Nanosekunden-Mikrosekunden-Zeitskala unter einem Prozessgas berücksichtigt den Schneepflugeffekt während der thermischen Behandlung. Die Umverteilung der Fremdatome in der flüssigen Phase des Festkörpers kann durch externe magnetische und/oder elektrische Felder gesteuert werden. The depth distribution of the foreign atoms before the thermal treatment on the nanosecond microsecond time scale under a process gas takes into account the snow plowing effect during the thermal treatment. The redistribution of the foreign atoms in the liquid phase of the solid can be controlled by external magnetic and / or electric fields.

Die laterale Verteilung der Fremdatome vor der thermischen Behandlung auf der Nanosekunden-Mikrosekunden-Zeitskala unter einem Prozessgas berücksichtigt die von der Kristallorientierung abhängige Rekristallisationsgeschwindigkeit während der thermischen Behandlung. The lateral distribution of the foreign atoms before the thermal treatment on the nanosecond-microsecond time scale under a process gas takes into account the crystal orientation-dependent recrystallization rate during the thermal treatment.

Die Oberfläche von Festkörpermaterialien, welche aus mehreren Atomsorten bestehen, von denen mindestens eine Atomsorte im flüssigen Zustand des Festkörpermaterials leicht flüchtig ist, werden durch eine Getterschicht komplett abgedeckt und/oder unter einem Prozessgas unter Überdruck thermisch behandelt. Für die thermische Behandlung im Roll-to-Roll-Verfahren von Festkörpermaterialien für die transparente Elektronik sollte nahe des Tripelpunktes des Festkörpermaterials, zum Beispiel unter Ausnutzung des Bernoulli'schen Gesetzes mit bewegtem Prozessgas gearbeitet werden. The surface of solid-state materials, which consist of several types of atoms, of which at least one atomic species in the liquid state of the solid state material is highly volatile, are completely covered by a getter layer and / or thermally treated under a process gas under overpressure. For the thermal treatment in the roll-to-roll process of solid materials for the transparent electronics should be worked near the triple point of the solid state material, for example, taking advantage of Bernoulli's law with moving process gas.

Wichtig ist die Verhinderung der Änderung der Stöchiometrie und chemischen Komposition von Festkörperoberflächen bei der thermischen Behandlung durch Ablations- und Evaporationseffekte. Ziel der Aufgabe ist es weiterhin, die thermische Verspannung während der lokalen Umverteilung von Fremdatomen in Metallen, Halbleitern und Isolatoren zu verringern. It is important to prevent the change in stoichiometry and chemical composition of solid surfaces during thermal treatment by ablation and evaporation effects. The object of the task is also to reduce the thermal stress during the local redistribution of impurities in metals, semiconductors and insulators.

Gleichzeitig kann die Herstellung regelmäßig angeordneter Segregationen von Fremdatomen an verschiedenen definierten Positionen im oberflächennahen Bereich des Festkörpers beschrieben werden. At the same time, the production of regularly arranged segregations of foreign atoms at various defined positions in the near-surface region of the solid can be described.

Erzeugte Vorteile oder Verbesserungen gegenüber dem Stand der Technik Generated benefits or improvements over the prior art

Herstellung von funktionalisierten Festkörperoberflächen von Metallen, Halbleitern und Isolatoren mit Nanostrukturen in einem bezüglich seiner lateralen und Tiefenposition definierten Bereich der Festkörperoberfläche durch Verwendung von strukturierten Grenzflächen zwischen einem Substrat mit kristalliner Oberfläche und der Schicht mit Fremdatomen, durch Verwendung von definiert lateral und tiefenverteilten Getterbereichen in der Schicht mit Fremdatomen sowie durch lokale Bestrahlung mit Laserlicht einer definierten Wellenlänge, Pulslänge und Energiedichte zur lokalen Erwärmung, Aufschmelzung, Rekristallisation und Umverteilung der Fremdatome in der Schicht mit Fremdatomen in den zu funktionalisierenden Festkörperoberflächen.Preparation of functionalized solid surfaces of metals, semiconductors and insulators with nanostructures in a region of the solid surface defined with respect to its lateral and depth positions by using structured interfaces between a substrate having a crystalline surface and the layer having impurities, by using defined lateral and depth-distributed getter regions in the Layer with foreign atoms and by local irradiation with laser light of a defined wavelength, pulse length and energy density for local heating, melting, recrystallization and redistribution of impurities in the layer with impurities in the functionalized solid surfaces.

Die atomspezifische Evaporation und Ablation, welche zu einer Änderung der Stöchiometrie des Festkörpers im erwärmten oberflächennahen Bereich führt, kann durch thermische Behandlung des Festkörpers in einem Prozessgas reduziert werden, wobei die Relativgeschwindigkeit des Prozessgases und des Festkörpers sowie die Durchflussrate des Prozessgases möglichst groß gewählt werden sollte. Die atomspezifische Evaporation und Ablation wird ebenfalls durch die Verwendung einer Deckschicht mit Eigenschaften eines Gettermaterials reduziert.The atom-specific evaporation and ablation, which leads to a change in the stoichiometry of the solid in the heated near-surface region can be reduced by thermal treatment of the solid in a process gas, the relative velocity of the process gas and the solid and the flow rate of the process gas should be as large as possible , Atom specific evaporation and ablation is also reduced by the use of a capping layer with properties of a getter material.

Kurze Beschreibung der AbbildungenBrief description of the illustrations

beschreibt die Herstellung funktionalisierter Festkörperoberflächen von Metallen, Halbleitern und Isolatoren mit Nanostrukturen vor der thermischen Behandlung und nach der thermischen Behandlung. describes the preparation of functionalized solid surfaces of metals, semiconductors and insulators with nanostructures prior to thermal treatment and after thermal treatment.

zeigt die Herstellung eines funktionalisierten Festkörpers mit definierten Nanostrukturen in einer Entfernung dt von der Probenoberfläche. shows the preparation of a functionalized solid with defined nanostructures at a distance d t from the sample surface.

verdeutlicht die Herstellung eines Netzwerkes aus magnetisierbaren Nanopartikeln in einer elektrisch leitenden oder in einer isolierenden Schicht eines Halbleiters und dessen Verwendung zur spinpolarisierten Streuung von Ladungsträgern und zur Sortierung von spinpolarisierten Ladungsträgern in Festkörpern aus Halbleitermaterial während eines Stromflusses zwischen strukturierten Kontakten. illustrates the preparation of a network of magnetizable nanoparticles in an electrically conductive or in an insulating layer of a semiconductor and its use for spin-polarized scattering of charge carriers and for sorting spin polarized charge carriers in solid state semiconductor material during a current flow between structured contacts.

zeigt die Herstellung und Verwendung eines Netzwerkes aus elektrisch polarisierbaren Nanopartikeln im Diffusionsgebiet von Solarzellen zur Sortierung von photogenerierten Ladungsträgern. shows the production and use of a network of electrically polarizable nanoparticles in the diffusion region of solar cells for the sorting of photogenerated charge carriers.

verdeutlicht die Herstellung von magnetischen, ferroelektrischen und multiferroischen Clustern mit Strukturanisotropie. illustrates the preparation of magnetic, ferroelectric and multiferroic clusters with structural anisotropy.

zeigt die Umverteilung von Fremdatomen in der Schicht durch lokale thermische Behandlung unter einem Prozessgas. shows the redistribution of impurities in the layer by local thermal treatment under a process gas.

Detaillierte Beschreibung der AusführungsbeispieleDetailed description of the embodiments

zeigt die Herstellung der funktionalisierten Festkörperoberflächen von Metallen, Halbleitern und Isolatoren mit Nanostrukturen vor der thermischen Behandlung (2) und nach der thermischen Behandlung (2‘). Der Halbleiter kann zum Beispiel ein Elementhalbleiter (Ge, Si), ein III-V-Halbleiter (GaAs, GaP, GaN) oder ein II-VI-Halbleiter (ZnTe, ZnO) sein. Der Festkörper umfasst ein Substrat mit einer kristallinen Oberfläche (1), auf das eine amorph, amorph-kristalline oder kristalline Schicht mit Fremdatomen aufgebracht oder präpariert ist, wobei sich zwischen diesen beiden Schichten eine Grenzschicht (3) ausbildet, und diese strukturiert sein kann. Die Dicke d0 der amorph, amorph-kristallinen oder kristallinen Schicht mit Fremdatomen (2) ist kleiner als 2000 nm und die laterale und vertikale der geclusterten und ungeclusterten Fremdatome in der amorph, amorph-kristallinen oder kristallinen Schicht wird bei der Präparation bestimmt. In die amorph, amorphkristalline oder kristalline Schicht (2) sind ein oder mehrere Getterbereiche (5) eingebracht, deren Schmelztemperatur höher als die Schmelztemperatur der amorph, amorph-kristallinen oder kristallinen Schicht ist. Auf die amorph, amorphkristalline oder kristalline Schicht ist eine Deckschicht (4) aufgebracht, deren Schmelztemperatur höher als die Schmelztemperatur der amorph, amorphkristallinen oder kristallinen Schicht ist. Nach der thermischen Behandlung ist die laterale und vertikale der Fremdatome in der amorphen, amorph-kristallinen oder kristallinen Schicht (2‘) geändert. Die thermische Behandlung führt zum Aufschmelzen der amorph, amorph-kristallinen oder kristallinen Schicht (2), vorzugsweise auch zu einem Aufschmelzen der Grenzschicht (3), besonders bevorzugt auch zu einem Aufschmelzen der an die Grenzfläche angrenzenden kristallinen Oberfläche des Substrates (2‘‘). Die Gesamtdicke der aufgeschmolzenen Schichten (2‘) und (2‘‘) beträgt d0‘. Durch die thermische Behandlung, vorzugsweise unter einem Prozessgas der Geschwindigkeit vG, werden definierte Nanostrukturen (6‘) durch laterale und vertikale Umverteilung der Fremdatome hergestellt. Auf der aufgeschmolzenen Schicht mit Fremdatomen (2‘) kann durch die thermische Behandlung und den Schneepflugeffekt eine Schicht mit geclusterten Fremdatomen (7) gebildet werden. Sowohl die Deckschicht mit Eigenschaften eines Gettermaterials (4) als auch die Schicht mit geclusterten Fremdatomen kann nach der thermischen Behandlung mittels physikalischer oder chemischer Ätzverfahren von der Festkörperoberfläche abgelöst werden. shows the preparation of the functionalized solid surfaces of metals, semiconductors and insulators with nanostructures before the thermal treatment ( 2 ) and after the thermal treatment ( 2 '). The semiconductor may be, for example, an element semiconductor (Ge, Si), a III-V semiconductor (GaAs, GaP, GaN) or an II-VI semiconductor (ZnTe, ZnO). The solid comprises a substrate having a crystalline surface ( 1 ), on which an amorphous, amorphous crystalline or crystalline layer with impurities is applied or prepared, wherein between these two layers a boundary layer ( 3 ) and this can be structured. The thickness d 0 of the amorphous, amorphous crystalline or crystalline layer with foreign atoms ( 2 ) is smaller than 2000 nm, and the lateral and vertical of the clustered and non-patterned impurities in the amorphous, amorphous crystalline or crystalline layer is determined in the preparation. In the amorphous, amorphous crystalline or crystalline layer ( 2 ) are one or more getter areas ( 5 ) whose melting temperature is higher than the melting temperature of the amorphous, amorphous crystalline or crystalline layer. On the amorphous, amorphous crystalline or crystalline layer is a cover layer ( 4 ), whose melting temperature is higher than the melting temperature of the amorphous, amorphous crystalline or crystalline layer. After the thermal treatment, the lateral and vertical of the foreign atoms in the amorphous, amorphous crystalline or crystalline layer ( 2 ') changed. The thermal treatment leads to the melting of the amorphous, amorphous crystalline or crystalline layer ( 2 ), preferably also to a melting of the boundary layer ( 3 ), particularly preferably also to a melting of the surface of the substrate adjacent to the boundary surface ( 2 ''). The total thickness of the molten layers ( 2 ') and ( 2 '') is d 0 '. Due to the thermal treatment, preferably under a process gas of velocity v G , defined nanostructures ( 6 ') produced by lateral and vertical redistribution of the foreign atoms. On the molten layer with foreign atoms ( 2 ') can, by the thermal treatment and the snow plowing effect, a layer with clustered foreign atoms ( 7 ) are formed. Both the cover layer with properties of a getter material ( 4 ) as well as the layer with clustered foreign atoms can be detached from the solid surface after the thermal treatment by means of physical or chemical etching processes.

zeigt die Herstellung des Festkörpers mit definierten Nanostrukturen in einer Entfernung dt von der Probenoberfläche. In die Schicht mit Fremdatomen (2) ist ein durchgehender Getterbereich (5) eingebracht. Die Grenzfläche (3) zwischen der amorph, amorph-kristallinen und/oder kristallinen Schicht (2) und dem Substrat mit kristalliner Oberfläche (1) ist strukturiert. Während der thermischen Behandlung schmilzt der Festkörper bis in eine Tiefe von d0‘ auf und rekristallisiert. Während der Rekristallisation über die Grenzfläche (3) hinweg beeinflussen die Strukturen der Grenzfläche (3) die Rekristallisationsgeschwindigkeit in der Schicht mit Fremdatomen (2) und die laterale und vertikale Umverteilung der Fremdatome in der Schicht mit Fremdatomen (2) nach der thermischen Behandlung (2‘). Aufgrund des Schneepflugeffektes wird ein großer Anteil der Fremdatome während der Rekristallisation der Schicht mit Fremdatomen immer in den flüssigen Bereich der Schicht mit Fremdatomen (2‘) transportiert. Lateral kann der Transport von Fremdatomen in der Schicht mit Fremdatomen (2‘) unterschiedlich sein und es kann in der Schicht mit Fremdatomen (2‘) Bereiche mit einer erhöhten Konzentration an Fremdatomen geben, welche an dem durchgehenden Getterbereich (5) in der Tiefe dt Bereiche mit geclusterten Fremdatomen (6‘) in der Schicht (2‘) ausbilden. Die Form der Bereiche mit geclusterten Fremdatomen (6‘) ist hauptsächlich durch die Verteilung der Fremdatome in der Schicht (2) vor der thermischen Behandlung, durch die Struktur der Grenzfläche (3) und durch die Entfernung dt und die Eigenschaften des durchgehenden Gettermaterials sowie durch die Anisotropie der Rekristallisationsgeschwindigkeit in der Schicht mit Fremdatomen bestimmt. Lokal regelmäßig angeordnete Nanopyramiden in Halbleitern mit geclusterten Fremdatomen werden für eine Aufschmelzrichtung entlang der (111)-Kristallorientierung erwartet. Inselförmige Nanostrukturen werden für eine Aufschmelzrichtung entlang der (100)-Kristallorientierung erwartet. Die regelmäßige Anordnung der Nanostrukturen wird durch das Muster der Grenzschicht (3) bestimmt. Als durchgehende Getterschicht kann die Komponente von Heterostrukturen, zum Beispiel AlAs in GaAs/AlAs-Heterostrukturen und Si in Si/Ge-Heterostrukturen, verwendet werden, welche einen höheren Schmelzpunkt aufweist. Es können regelmäßige () Fluktuationen in der Verteilung der Fremdatome in der Festkörperoberfläche (InGaAs in GaAs, GeSi) ohne komplette Entmischung der Fremdatome und des Festkörpermaterials durch thermische Behandlung hergestellt werden. Es können regelmäßig geformte Cluster mit neuartigen optischen, magnetischen und Transporteigenschaften hergestellt werden. Durch die thermische Behandlung wird die Verteilung der Fremdatome einer hohen Konzentration und geringen Löslichkeit in Quantenschichten, Quantendrähten, Quantenpunkten und Quantenpyramiden lateral und vertikal geändert. shows the preparation of the solid with defined nanostructures at a distance d t from the sample surface. Into the layer with foreign atoms ( 2 ) is a continuous getter area ( 5 ) brought in. The interface ( 3 ) between the amorphous, amorphous crystalline and / or crystalline layer ( 2 ) and the crystalline surface substrate ( 1 ) is structured. During the thermal treatment of the solid melts to a depth of d 0 'and recrystallized. During recrystallization across the interface ( 3 ) influence the structures of the interface ( 3 ) the recrystallization rate in the layer with foreign atoms ( 2 ) and the lateral and vertical redistribution of the foreign atoms in the layer with foreign atoms ( 2 ) after the thermal treatment ( 2 '). Due to the snow plowing effect, a large proportion of the foreign atoms during the recrystallization of the layer with impurities always in the liquid region of the layer with impurities ( 2 ') transported. Laterally, the transport of foreign atoms in the layer with foreign atoms ( 2 ') can be different and it can be in the layer with impurities ( 2 ') Give areas with an increased concentration of impurities which at the continuous getter area ( 5 ) in the depth d t areas with clustered foreign atoms ( 6 ') in the layer ( 2 ') train. The shape of the regions with clustered impurities ( 6 ') is mainly due to the distribution of the foreign atoms in the layer ( 2 ) before the thermal treatment, by the structure of the interface ( 3 ) and by the distance d t and the properties of the continuous getter material as well as by the anisotropy of the recrystallization velocity in the layer with foreign atoms. Locally regularly arranged nanopyramids in semiconductors with clustered impurities are expected for a melting direction along the (111) crystal orientation. Island-shaped nanostructures are expected for a melting direction along the (100) crystal orientation. The regular arrangement of the nanostructures is determined by the pattern of the boundary layer ( 3 ) certainly. As a continuous getter layer, the component of heterostructures, for example AlAs in GaAs / AlAs heterostructures and Si in Si / Ge heterostructures, may be used, which has a higher melting point. Periodic () fluctuations in the distribution of impurities in the solid surface (InGaAs in GaAs, GeSi) can be produced without complete separation of the impurities and the solid state material by thermal treatment. Regularly formed clusters with novel optical, magnetic and transport properties can be produced. The thermal treatment changes the distribution of foreign atoms of high concentration and low solubility in quantum layers, quantum wires, quantum dots, and quantum pyramids laterally and vertically.

zeigt die Herstellung eines Netzwerkes bestehend aus magnetisierbaren Nanopartikeln in den Knotenpunkten des Netzwerkes oder aus magnetisierbaren Nanopartikeln in den Knotenpunkten des Netzwerkes und magnetisierbaren Leitungspfaden zwischen den Knotenpunkten des Netzwerkes oder aus magnetisierbaren Leitungspfaden zwischen den Knotenpunkten des Netzwerkes (6‘) in einer elektrisch gut oder elektrisch schlecht leitenden Schicht eines Halbleiters und dessen Verwendung zur spinpolarisierten Streuung von Ladungsträgern und zur Sortierung von spinpolarisierten Ladungsträgern in Festkörpern aus Halbleitermaterial während eines Stromflusses zwischen den strukturierten Kontakten (15), wobei zwischen den strukturierten Kontakten mindestens ein Knotenpunkt des Netzwerkes liegt. Der Minimalabstand der strukturierten Kontakte beträgt beispielsweise im Ge:Mn-System etwa 10 nm. Es wird eine Schicht mit magnetischen Fremdatomen (2) einer hohen Konzentration und einer geringen Löslichkeit hergestellt. Durch die thermische Behandlung und durch die Strukturierung der Grenzschicht (3) werden die magnetischen Fremdatome umverteilt und an der Deckschicht mit Eigenschaften eines Gettermaterials (4) gegettert. Außerdem kann sich auf Schicht (2‘‘) eine durchgehende Schicht mit geclusterten Fremdatomen (6‘) ausbilden. Vor dem Aufbringen der strukturierten Kontakte (15) wird das Netzwerk mit magnetisierbaren Nanopartikeln durch chemisches oder physikalisches Ätzen der Deckschicht mit Eigenschaften eines Gettermaterials (4) sowie der Schicht mit geclusterten Fremdatomen auf Schicht (2) freigelegt. Dann werden die ferromagnetischen oder paramagnetischen Nanopartikel durch ein externes Magnetfeld B → magnetisiert. Lokale externe Magnetfelder B → im Bereich oberhalb der Koerzitivfeldstärke des Netzwerkes können durch oberhalb und/oder unterhalb fließender Ringströme in einem Abstand von wenigen nm vom Netzwerk erzeugt werden. Ein externes Magnetfeld von 0.3 T wird benötigt, um die Magnetisierungsrichtung in einem Netzwerk des Ge:Mn-Systems zu ändern. Die Ringströme oder ggf. Ströme durch das Netzwerk können zum Schreiben von Information verwendet werden. Als Lesestrom wird der Strom zwischen den strukturierten Kontakten verwendet. Fließt nun der Lesestrom zwischen den strukturierten Kontakten (15) durch das Netzwerk, dann werden spin-up polarisierte Ladungsträger (8) in der Schicht (2‘) in die eine Richtung des Netzwerkes senkrecht zur Richtung des Stromflusses und spin-down polarisierte Ladungsträger (9) in der Schicht (2‘) in die entgegengesetzte Richtung des Netzwerkes senkrecht zur Richtung des Stromflusses durch spinabhängige Streuung in dem Netzwerk abgelenkt. Nach Abschalten des Magnetfeldes tritt die durch den Halleffekt bedingte Trennung von negativen und positiven Ladungsträgern senkrecht zur Stromflussrichtung nicht auf. Trotzdem wird eine Spannung Us gemessen, welche auf die Trennung von spin-up und spin-down polarisierten Ladungsträgern zurückzuführen ist. Die Größe der Spannung Us ist durch den Unterschied im chemischen Potential der spin-up und spin-down polarisierten Ladungsträger gegeben. shows the production of a network consisting of magnetizable nanoparticles in the nodes of the network or of magnetizable nanoparticles in the nodes of the network and magnetizable conduction paths between the nodes of the network or from magnetizable conduction paths between the nodes of the network ( 6 ') in a layer of a semiconductor with good electrical or electrical conductivity and its use for spin-polarized scattering of charge carriers and for sorting spin-polarized charge carriers in solids of semiconductor material during a current flow between the structured contacts ( 15 ), wherein at least one node of the network lies between the structured contacts. The minimum distance of the structured contacts is for example in the Ge: Mn system about 10 nm. It is a layer with magnetic impurities ( 2 ) of high concentration and low solubility. Due to the thermal treatment and the structuring of the boundary layer ( 3 ) the magnetic impurities are redistributed and deposited on the cover layer with properties of a getter material ( 4 ). In addition, on layer ( 2 '') a continuous layer with clustered impurities ( 6 ') train. Before applying the structured contacts ( 15 ) is the network with magnetizable nanoparticles by chemical or physical etching of the cover layer with properties of a getter material ( 4 ) as well as the layer with clustered impurities on layer ( 2 ) exposed. Then the ferromagnetic or paramagnetic nanoparticles are magnetized by an external magnetic field B →. Local external magnetic fields B → in the region above the coercive field strength of the network can be generated by above and / or below flowing ring currents at a distance of a few nm from the network. An external magnetic field of 0.3 T is needed to change the magnetization direction in a network of the Ge: Mn system. The ring currents or possibly currents through the network can be used to write information. The current used between the structured contacts is used as read current. Does the reading current flow between the structured contacts ( 15 ) through the network, then spin-up polarized charge carriers ( 8th ) in the layer ( 2 ') in the one direction of the network perpendicular to the direction of current flow and spin-down polarized charge carriers ( 9 ) in the layer ( 2 ') are deflected in the opposite direction of the network perpendicular to the direction of current flow by spin-dependent scattering in the network. After switching off the magnetic field occurs due to the Hall effect separation of negative and positive charge carriers perpendicular to the direction of current flow does not occur. Nevertheless, a voltage U s is measured, which is due to the separation of spin-up and spin-down polarized charge carriers. The magnitude of the voltage U s is given by the difference in the chemical potential of the spin-up and spin-down polarized charge carriers.

zeigt die Herstellung eines Netzwerkes aus elektrisch polarisierbaren Nanopartikeln (6‘) im Diffusionsgebiet von Solarzellen zur Sortierung von photogenerierten Ladungsträgern. Die Dicke der Schicht, in der die photogenerierten Ladungsträger driften und Elektronen und Löcher getrennt werden beträgt dPV. Es wird eine Schicht mit Fremdatomen (2) einer hohen Konzentration und geringen Löslichkeit, welche nach thermischer Behandlung ferroelektrische Cluster bilden, hergestellt. Die elektrisch polarisierbaren Nanopartikel sollen sich über den Tiefenbereich d0’ gleichverteilt bilden. Dies wird durch gleichverteilt in der Schicht (2) eingebrachte Getterbereiche (6), durch die Verteilung der Fremdatome in der Schicht (2) vor der thermischen Behandlung und/oder durch die Verwendung von Laserlicht verschiedener Wellenlänge und damit verschiedener Eindringtiefe und Aufschmelztiefe für die thermische Behandlung erreicht. Die Schicht (2‘) soll nach der thermischen Behandlung durch chemisches oder physikalisches Ätzen der Deckschicht mit Eigenschaften eines Gettermaterials (4) sowie der Schicht mit geclusterten Fremdatomen (7) freigelegt werden. Die Metallisierung der Solarzelle zum Aufbringen des Frontkontaktes (11) auf die Oberflächenschicht (12) mit der Dicke dPV und zum Aufbringen des Bottom-Kontaktes (Rückseitenkontakts) (11‘) erfolgt nach dem Entfernen der Deckschicht mit den Eigenschaften des Gettermaterials (4) sowie der Schicht mit geclusterten Fremdatomen (7). Die elektrisch polarisierbaren Nanopartikel besitzen eine große Anisotropie und werden durch einmaliges Anlegen eines elektrischen Feldes so polarisiert, dass die photogenerierten Ladungsträger im Bereich der lokalen elektrischen Felder der elektrisch polarisierbaren Nanopartikeln in Richtung des entsprechenden Kontaktes der Solarzelle driften. In driften Elektronen in den lokalen elektrischen Feldern im Diffusionsgebiet in Richtung des Frontkontaktes (11) und Löcher in den lokal elektrischen Feldern in Richtung des Rückseitenkontaktes (11’). shows the production of a network of electrically polarizable nanoparticles ( 6 ') in the diffusion area of solar cells for the sorting of photogenerated charge carriers. The thickness of the layer in which the photogenerated charge carriers drift and electrons and holes are separated is d PV . It becomes a layer with foreign atoms ( 2 ) of high concentration and low solubility, which form ferroelectric clusters after thermal treatment. The electrically polarizable nanoparticles should form uniformly distributed over the depth range d 0 '. This is done by evenly distributed in the layer ( 2 ) introduced getter areas ( 6 ), by the distribution of the foreign atoms in the layer ( 2 ) achieved before the thermal treatment and / or by the use of laser light of different wavelength and thus different penetration depth and melting depth for the thermal treatment. The layer ( 2 ') after the thermal treatment by chemical or physical etching of the cover layer with properties of a getter material ( 4 ) as well as the layer with clustered foreign atoms ( 7 ) are exposed. The metallization of the solar cell for applying the front contact ( 11 ) on the surface layer ( 12 ) with the thickness d PV and for the application of the bottom contact (back contact) ( 11 ') takes place after removing the cover layer with the properties of the getter material ( 4 ) as well as the layer with clustered foreign atoms ( 7 ). The electrically polarizable nanoparticles have a large anisotropy and are polarized by a single application of an electric field so that the photogenerated charge carriers drift in the region of the local electric fields of the electrically polarizable nanoparticles in the direction of the corresponding contact of the solar cell. In drift electrons in the local electric fields in the diffusion area in the direction of the front contact ( 11 ) and holes in the local electric fields in the direction of the backside contact ( 11 ').

zeigt die Herstellung von magnetischen, ferroelektrischen und multiferroischen Clustern mit Strukturanisotropie (6’) in der aufgeschmolzenen Schicht mit Fremdatomen nach der thermischen Behandlung (2’). Ausgangspunkt für diese Herstellung ist eine Schicht mit Fremdatomen (2) mit sphärischen und/oder strukturanisotropen geclusterten Fremdatomen (6) in der Schicht mit Fremdatomen (2) vor der thermischen Behandlung. Die Bildung sphärischer Cluster (6) bei der Herstellung der Schicht mit Fremdatomen (2) ist energetisch am günstigsten. Mittels eines Transducers (16) wird der Festkörper im Bereich der sphärischen Cluster lokal, zum Beispiel mittels Maske, aufgeschmolzen und rekristallisiert danach wieder. Bei der Herstellung von Clustern mit Strukturanisotropie wird die laterale und vertikale Wärmeleitung verwendet, um eine laterale und vertikale Umverteilung der Fremdatome zu erreichen. Die an das direkt umgebende Festkörpermaterial abgegebene Rekristallisationswärme führt zu einer verzögerten Rekristallisation im Bereich der Cluster. Die Cluster und das Festkörpermaterial müssen eine unterschiedliche Dichte besitzen, damit sich in der flüssigen Phase die Fremdatome vorzugsweise normal zur Festkörperoberfläche umverteilen können. Transducer werden bereits beim wärmeunterstützten thermischen Schreiben (heat assisted thermal writing) für 25 × 25 nm2 große Speicherzellen verwendet. shows the production of magnetic, ferroelectric and multiferroic clusters with structural anisotropy ( 6 ') in the molten layer with impurities after the thermal treatment ( 2 '). The starting point for this preparation is a layer with foreign atoms ( 2 ) with spherical and / or structurally anisotropic clustered foreign atoms ( 6 ) in the layer with foreign atoms ( 2 ) before the thermal treatment. The formation of spherical clusters ( 6 ) in the production of the layer with foreign atoms ( 2 ) is energetically the cheapest. By means of a transducer ( 16 ), the solid is melted locally in the region of the spherical clusters, for example by means of a mask, and then recrystallized again. In the production of clusters with structural anisotropy, the lateral and vertical heat conduction is used to form a lateral and to achieve vertical redistribution of the foreign atoms. The recrystallization heat delivered to the directly surrounding solid material leads to a delayed recrystallization in the region of the clusters. The clusters and the solid-state material must have a different density, so that in the liquid phase the foreign atoms can preferably redistribute to the solid-state surface. Transducers are already used in heat assisted thermal writing for 25x25 nm 2- sized memory cells.

zeigt die Umverteilung von Fremdatomen in der Schicht (2) durch lokale thermische Behandlung unter einem Prozessgas, welches sich mit der Geschwindigkeit vG über die Oberfläche des Festkörpers, welcher auf einer Prozessführung (17) gelagert ist, bewegt. Die Geschwindigkeit der Prozessführung vP ist vorzugsweise entgegengesetzt der Geschwindigkeit des Prozessgases vG gerichtet. Das Prozessgas (20), der Festkörper und die Probenführung (17) sind in einer Prozesskammer (18) angeordnet. Die lokale thermische Behandlung kann über einen Transducer (16) und über ein Eintrittsfenster (19) in der Prozesskammer (18) unter einem nicht-fließenden und/oder einem anderen fließenden Prozessgas erfolgen. Der statische Druck eines nicht-fließenden Prozessgases soll vorzugsweise oberhalb des Tripelpunktes des Festkörpers liegen. Die relative Geschwindigkeit (|vG – vP|) zwischen dem Prozessgas vG und der Probenführung vP sowie der Durchfluss des Prozessgases, welcher die Dichte des Prozessgases ρG bestimmt, sind vorzugsweise so zu wählen, dass der Staudruck ρG × (2(|vG – vP|))–2 oberhalb des Tripelpunktes des Festkörpers liegt. Als Prozessgas können Sauerstoff, Stickstoff, Helium, Argon oder eine Mischung bzw. Verbindung mit diesen Stoffen und anderen Edelgasen verwendet werden. Bevorzugt sollte ein sauerstoffhaltiges Prozessgas bei oxidischen Festkörpern oder ein stickstoffhaltiges Prozessgas bei nitridischen Festkörpern gewählt werden. Dadurch werden Evaporations- und Ablationseffekte während der thermischen Behandlung reduziert und die Größe eines möglichen stöchiometrischen Ungleichgewichtes an der Oberfläche des Festkörpers nach der thermischen Behandlung reduziert. Die Umverteilung der Fremdatome unter einem Prozessgas ist für die Herstellung von transparenten leitenden Oxidschichten auf einem flexiblen Substrat im Roll-to-Roll-Verfahren vorzugsweise anzuwenden. So wird die Löslichkeit der Fremdatome in der flüssigen Phase des Festkörpers (ZnO:P) und die Entfernung (Ausheilung) intrinsischer, elektrisch aktiver Defekte (V0) durch thermische Behandlung unter einem Prozessgas erst möglich. shows the redistribution of foreign atoms in the layer ( 2 ) by local thermal treatment under a process gas, which is at the velocity v G over the surface of the solid, which on a process control ( 17 ) is moved. The speed of the process control v P is preferably directed opposite to the speed of the process gas v G. The process gas ( 20 ), the solid and the sample guide ( 17 ) are in a process chamber ( 18 ) arranged. The local thermal treatment can be carried out via a transducer ( 16 ) and via an entry window ( 19 ) in the process chamber ( 18 ) under a non-flowing and / or another flowing process gas. The static pressure of a non-flowing process gas should preferably be above the triple point of the solid. The relative velocity (| v G - v P |) between the process gas v G and the sample guide v P and the flow of the process gas, which determines the density of the process gas ρ G , are preferably to be selected so that the back pressure ρ G × ( 2 (| v G - v P |)) -2 is above the triple point of the solid. As the process gas, oxygen, nitrogen, helium, argon or a mixture or compound with these substances and other noble gases can be used. Preferably, an oxygen-containing process gas should be selected in oxidic solids or a nitrogen-containing process gas in nitridic solids. This reduces evaporation and ablation effects during the thermal treatment and reduces the magnitude of a possible stoichiometric imbalance on the surface of the solid after thermal treatment. The redistribution of the impurity atoms under a process gas is preferably used for the production of transparent conductive oxide layers on a flexible substrate in a roll-to-roll process. Thus, the solubility of the foreign atoms in the liquid phase of the solid (ZnO: P) and the removal (annealing) of intrinsic, electrically active defects (V 0 ) by thermal treatment under a process gas only possible.

Für die Bildung eines magnetisierbaren Netzwerkes durch Laserausheilung einer Schicht mit Fremdatomen (2) werden die Schichten mit Fremdatomen mittels Dünnfilmdeposition, z.B. Molekulstrahlepitaxie oder Magnetronsputtern, bevorzugt auf ein Substrat mit kristalliner Oberfläche (1) und/oder mittels Ionenimplantation in Festkörperoberflächen hergestellt. Die Konzentration der Fremdatome beträgt beispielsweise 1 bis 30 at%, vorzugsweise 5 bis 20 at%, besonders bevorzugt ca. 10 at%. Die Dicke der Schicht mit Fremdatomen (2) beträgt 1 bis 2000 nm, vorzugsweise 20 bis 500 nm und besonders bevorzugt etwa 80 bis 200 nm. Zur Bildung von zufällig perkolierenden und/oder nanostrukturierten Netzwerken durch For the formation of a magnetizable network by laser annealing a layer with foreign atoms ( 2 ) are the layers with impurities by means of thin film deposition, eg molecular beam epitaxy or magnetron sputtering, preferably on a substrate with a crystalline surface ( 1 ) and / or produced by ion implantation in solid surfaces. The concentration of the foreign atoms is for example 1 to 30 at%, preferably 5 to 20 at%, particularly preferably about 10 at%. The thickness of the layer with foreign atoms ( 2 ) is 1 to 2000 nm, preferably 20 to 500 nm and more preferably about 80 to 200 nm. To form randomly percolating and / or nanostructured networks by

Laserausheilung der Schicht mit Fremdatomen (2) sollen die Fremdatome in der Schicht (2) magnetisch sein, vorzugsweise 3d-Übergangsmetalle oder 4f-Seltene Erdmetalle und/oder vorzugsweise eine geringe Löslichkeit im Festkörper besitzen und/oder vorzugsweise einen niedrigen rekristallisationsgeschwindigkeitsabhängigen Segregationskoeffizienten aufweisen. Beispielsweise sind zur Herstellung eines magnetisierbaren Netzwerkes in Silizium und Germanium die 3d-Übergangsmetalle oder 4f-Seltene Erdmetalle, vorzugsweise Mangan, Eisen und Vanadium in Silizium und Mangan, Cobalt, Eisen und Nickel in Germanium, besonders bevorzugt Mangan in Silizium oder Mangan in Germanium, geeignet. Bei der Verwendung von Lasern mit kurzen Laserpulsen mit Pulslängen unterhalb von 100 ns, beispielsweise bei Nd:YAG- oder Excimer-Laser, wird empfohlen, den Festkörper während der Laserausheilung zusätzlich, beispielweise mittels RTA, (vor)zuheizen. Dieses Vorheizen erniedrigt den Temperaturgradienten während der Laserausheilung, es werden geringere Energiedichten bei der Laserausheilung benötigt und durch die verminderte Rekristallisationsgeschwindigkeit und erhöhte Segregation der magnetischen Fremdatome lässt sich die Zellgröße eines zufällig perkolierenden Netzwerkes definiert einstellen. Laser annealing of the layer with foreign atoms ( 2 ), the foreign atoms in the layer ( 2 ), preferably 3d transition metals or 4f rare earth metals and / or preferably have a low solubility in the solid and / or preferably have a low recrystallization rate-dependent segregation coefficient. For example, to produce a magnetizable network in silicon and germanium, the 3d transition metals or 4f-rare earth metals, preferably manganese, iron and vanadium in silicon and manganese, cobalt, iron and nickel in germanium, most preferably manganese in silicon or manganese in germanium, suitable. When using lasers with short laser pulses with pulse lengths below 100 ns, for example Nd: YAG or excimer laser, it is recommended to heat the solid during the laser annealing additionally, for example by means of RTA, (pre). This preheating lowers the temperature gradient during laser annealing, lower energy densities are required in the laser anneal, and the reduced recrystallization rate and increased segregation of the magnetic impurities allow the cell size of a randomly percolating network to be adjusted in a defined manner.

Beispielsweise kann Mangan mit einem Anteil von 5 bis 20 at% Mangan bis zu einer Tiefe von 500 nm in Germanium implantiert werden. Zum Ausheilen einer amorphen, 500 nm dicken Ge-Schicht mit Mangan-Fremdatomen verwendet man 200 ns bis 1000 ns lange Laserpulse. Durch Selbstorganisation während der Rekristallisation entstehen in Ge:Mn-Strukturen zufällig perkolierende Netzwerke mit manganreichen, magnetisierbaren Nanopartikeln in den Knotenpunkten des Netzwerkes und mit manganreichen, magnetisierbaren Leitungspfaden zwischen den Knotenpunkten des Netzwerkes. For example, manganese may be implanted in germanium at a level of 5 to 20 at% manganese to a depth of 500 nm. For annealing an amorphous, 500 nm thick Ge layer with manganese foreign atoms used 200 ns to 1000 ns long laser pulses. Self-assembly during recrystallization causes randomly percolating networks in Ge: Mn structures with manganese-rich, magnetizable nanoparticles in the nodes of the network and with manganese-rich, magnetizable conduction paths between the nodes of the network.

Bezugszeichen Tab. 1

Figure 00150001
Reference number Tab. 1
Figure 00150001

Figure 00160001
Figure 00160001

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • Makarovsky, O. u. a.: Direct writing of nanoscale light-emitting diodes. Advanced Materials. 22 (2010), 3176–3180 [0006] Makarovsky, O. et al .: Direct writing of nanoscale light-emitting diodes. Advanced Materials. 22 (2010), 3176-3180 [0006]
  • S.M. Myers [Myers, S. M. u. a.: Mechanisms of transition-metal gettering in silicon. Journal of Applied Physics. 88 (2000), S. 3795–3819] [0013] SM Myers [Myers, SM et al.: Mechanisms of transition metal gettering in silicon. Journal of Applied Physics. 88 (2000), p. 3795-3819] [0013]
  • Stanowski, R. u. a.: Laser rapid thermal annealing of quantum semiconductor wafers: a one step bandgap engineering technique. Applied Physics A: Materials Science & Processing. 94 (2009), Heft 3, 667–674 [0026] Stanowski, R. et al .: Laser rapid thermal annealing of quantum semiconductor wafers: a one-step bandgap engineering technique. Applied Physics A: Materials Science & Processing. 94 (2009), No. 3, 667-674 [0026]

Claims (24)

Festkörper, umfassend ein Substrat mit einer kristallinen Oberfläche (1) auf das eine amorph, amorph-kristalline oder kristalline Schicht mit Fremdatomen (2) aufgebracht oder präpariert ist, wobei sich zwischen diesen beiden Schichten eine Grenzfläche (3) ausbildet, und diese Grenzfläche und/oder die amorph, amorph-kristalline oder kristalline Schicht mit Fremdatomen (2) strukturiert ausgeführt sein können, dadurch gekennzeichnet, – dass die Dicke d0 der amorph, amorph-kristallinen oder kristallinen Schicht mit Fremdatomen (2) kleiner als 2000 nm ist, und – dass die laterale und vertikale Verteilung der Fremdatome in der amorph, amorph-kristallinen oder kristallinen Schicht mit Fremdatomen (2) bei der Präparation durch die mittels anschließend thermischer Behandlung zu erreichende laterale und vertikale Verteilung der Fremdatome in der amorph, amorph-kristallinen oder kristallinen Schicht mit Fremdatomen (2) bestimmt wird, – wobei die thermische Behandlung der amorph, amorph-kristallinen oder kristallinen Schicht mit Fremdatomen (2) mit Laserlicht, vorzugsweise unter Verwendung eines Prozessgases, zu einem Aufschmelzen der amorph, amorphkristallinen oder kristallinen Schicht mit Fremdatomen (2) führt, vorzugsweise auch zu einem Aufschmelzen der Grenzfläche (3), besonders bevorzugt auch zu einem Aufschmelzen der an die Grenzfläche angrenzenden kristallinen Oberfläche des Substrates, und – wobei optional auch die Rückseite des Substrats thermisch behandelt werden kann, damit thermische Verspannungen reduziert werden können. A solid comprising a substrate having a crystalline surface ( 1 ) on the one amorphous, amorphous crystalline or crystalline layer with foreign atoms ( 2 ) is applied or prepared, with an interface between these two layers ( 3 ) and this interface and / or the amorphous, amorphous crystalline or crystalline layer with foreign atoms ( 2 ) can be structured, characterized in that - the thickness d 0 of the amorphous, amorphous crystalline or crystalline layer with foreign atoms ( 2 ) is smaller than 2000 nm, and that the lateral and vertical distribution of the foreign atoms in the amorphous, amorphous crystalline or crystalline layer with foreign atoms ( 2 ) in the preparation by the lateral and vertical distribution of the foreign atoms in the amorphous, amorphous-crystalline or crystalline layer with foreign atoms ( 2 ), wherein the thermal treatment of the amorphous, amorphous crystalline or crystalline layer with foreign atoms ( 2 ) with laser light, preferably using a process gas, to melt the amorphous, amorphous crystalline or crystalline layer with foreign atoms ( 2 ), preferably also to a melting of the interface ( 3 ), more preferably also to a melting of the surface of the substrate adjacent to the boundary surface, and - optionally also the back of the substrate can be thermally treated, so that thermal stresses can be reduced. Festkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in die amorph, amorphkristalline oder kristalline Schicht mit Fremdatomen (2) ein oder mehrere Getterbereiche (5) vor der thermischen Behandlung eingebracht sind, deren Schmelztemperatur höher als die Schmelztemperatur der amorph, amorph-kristallinen oder kristallinen Schicht mit Fremdatomen (2) ist. A solid according to claim 1, characterized in that in the amorphous, amorphous crystalline or crystalline layer with foreign atoms ( 2 ) one or more getter areas ( 5 ) are introduced before the thermal treatment whose melting temperature is higher than the melting temperature of the amorphous, amorphous crystalline or crystalline layer with impurities ( 2 ). Festkörper nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die amorph, amorph-kristalline oder kristalline Schicht mit Fremdatomen (2) aus mindestens einem Halbleitermaterial und/oder mindestens einem metallischen Material und/oder mindestens einem Isolatormaterial oder einer Kombination dieser Materialien besteht. Solid body according to claim 1 or claim 2, characterized in that the amorphous, amorphous crystalline or crystalline layer with foreign atoms ( 2 ) consists of at least one semiconductor material and / or at least one metallic material and / or at least one insulator material or a combination of these materials. Festkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Deckschicht 4 auf der amorph, amorph-kristallinen oder kristallinen Schicht mit Fremdatomen (2) aufgebracht ist, wobei deren Schmelztemperatur vorzugsweise höher als die Schmelztemperatur der amorph, amorph-kristallinen oder kristallinen Schicht mit Fremdatomen (2) ist. Solid according to one of the preceding claims, characterized in that a cover layer 4 on the amorphous, amorphous crystalline or crystalline layer with foreign atoms ( 2 ), wherein the melting temperature thereof is preferably higher than the melting temperature of the amorphous, amorphous crystalline or crystalline layer containing impurities ( 2 ). Festkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flexibilität des rekristallisierten Festkörpers nach der thermischen Behandlung durch seinen amorph-kristallinen Zustand vor der thermischen Behandlung bestimmt wird.Solid according to one of the preceding claims, characterized in that the flexibility of the recrystallized solid after the thermal treatment is determined by its amorphous crystalline state prior to the thermal treatment. Herstellung des Festkörpers mit definierten Nanostrukturen aus einem Festkörper der mindestens eine amorph, amorph-kristalline und/oder kristalline Schicht mit Fremdatomen (2) auf einem Substrat mit kristalliner Oberfläche (1), mit definierter Grenzfläche (3) umfasst, wobei zwischen der amorph, amorph-kristallinen und/oder kristallinen Schicht mit Fremdatomen (2) und dem Substrat mit kristalliner Oberfläche (1) sich eine Grenzfläche (3) ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass sich durch thermische Behandlung mit Laserlicht, vorzugsweise unter einem Prozessgas eine definierte Grenzfläche ausbildet, wobei die definierte Grenzfläche durch die Oberfläche des Substrates mit kristalliner Oberfläche (1) bestimmt wird, bevorzugt durch Verwendung von strukturierten Substraten mit kristalliner Oberfläche (1).Production of the Solid Body with Defined Nanostructures from a Solid Body of At least One Amorphous, Amorphous-Crystalline and / or Crystalline Layer with Foreign Atoms ( 2 ) on a substrate with a crystalline surface ( 1 ), with a defined interface ( 3 ), wherein between the amorphous, amorphous crystalline and / or crystalline layer with foreign atoms ( 2 ) and the crystalline surface substrate ( 1 ) an interface ( 3 ), characterized in that forms a defined interface by thermal treatment with laser light, preferably under a process gas, wherein the defined interface through the surface of the substrate with a crystalline surface ( 1 ), preferably by using structured substrates having a crystalline surface ( 1 ). Herstellung des Festkörpers mit definierten Nanostrukturen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fremdatome während des Wachstums der amorph, amorphkristallinen und/oder kristallinen Schicht mit Fremdatomen (2) lateral und vertikal homogen und/oder in Clustern verteilt werden. Production of the solid with defined nanostructures according to claim 6, characterized in that the foreign atoms during the growth of the amorphous, amorphous crystalline and / or crystalline layer with foreign atoms ( 2 ) are distributed laterally and vertically homogeneously and / or in clusters. Herstellung des Festkörpers mit definierten Nanostrukturen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fremdatome nach dem Wachstum der amorph, amorphkristallinen und/oder kristallinen Schicht mit Fremdatomen (2), aber vor der thermischen Behandlung, definiert über Masken eingebracht werden, bevorzugt durch Implantation.Production of the solid with defined nanostructures according to claim 6, characterized in that the foreign atoms after the growth of the amorphous, amorphous crystalline and / or crystalline layer with foreign atoms ( 2 ), but before the thermal treatment, defined via masks, preferably by implantation. Herstellung des Festkörpers nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Getterbereiche (5), deren Schmelztemperatur höher als die Schmelztemperatur des umgebenden Bereiches ist, während des Wachstums der amorph, amorph-kristallinen und/oder kristallinen Schicht mit Fremdatomen (2) lateral und vertikal verteilt gebildet werden, bevorzugt durch Heterostrukturwachstum oder durch lokale Oxidation. Production of the solid according to claim 6, characterized in that getter areas ( 5 ) whose melting temperature is higher than the melting temperature of the surrounding area during the Growth of the amorphous, amorphous crystalline and / or crystalline layer with foreign atoms ( 2 ) are formed laterally and vertically distributed, preferably by heterostructure growth or by local oxidation. Herstellung des Festkörpers nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die eingetragene Energiedichte des verwendeten Laserlichts bei thermischer Behandlung von den Eigenschaften der amorph, amorph-kristallinen und/oder kristallinen Schicht mit Fremdatomen (2) bestimmt wird und diese Energiedichte des verwendeten Lasers pro abgegebenem Laserpuls kleiner als 5 Jcm–2 ist und die Photonenenergie des verwendeten Laserlichts oberhalb der Bandlücke des Halbleiters liegt und dadurch das Laserlicht nahe der Oberfläche des Festkörpers absorbiert werden soll, damit ergeben sich für Ge:Mn-Systeme bevorzugte Pulslängen von 200 ns bis 1000 ns.Production of the solid according to claim 6, characterized in that the registered energy density of the laser light used in thermal treatment of the properties of the amorphous, amorphous-crystalline and / or crystalline layer with foreign atoms ( 2 ) and this energy density of the laser used per emitted laser pulse is less than 5 Jcm -2 and the photon energy of the laser light used is above the band gap of the semiconductor and thereby the laser light is to be absorbed near the surface of the solid, this results in Ge: Mn systems preferred pulse lengths from 200 ns to 1000 ns. Herstellung des Festkörpers nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Eindringtiefe des verwendeten Laserlichtes in das zu prozessierende Material und die Wärmeleitung (thermische Diffusion) im Festkörper durch Verwendung von Masken oder absorbierenden Deckschichten lateral und vertikal variiert werden kann, wobei die Masken und die absorbierenden Deckschichten strukturiert ausgeführt sein können, und wobei die Masken und die strukturierten absorbierenden Deckschichten zusätzlich für die Lokalisierung der zu implantierenden Fremdatome vor der thermischen Behandlung genutzt werden können. Manufacture of the solid according to claim 6, characterized in that the penetration depth of the laser light used in the material to be processed and the heat conduction (thermal diffusion) in the solid body can be varied by using masks or absorbent cover layers laterally and vertically, wherein the masks and the absorbent Cover layers can be structured, and wherein the masks and the structured absorbent cover layers can be additionally used for the localization of the foreign atoms to be implanted before the thermal treatment. Herstellung des Festkörpers nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Laser mit verschiedenen Wellenlängen gleichzeitig während der thermischen Behandlung verwendet werden können, wobei damit die gleichzeitige Kristallisierung und Amorphisierung des Festkörpers während der Umverteilung der Fremdatome in der amorph, amorph-kristallinen und/oder kristallinen Schicht mit Fremdatomen (2) zur Erzeugung von kristallinen und/oder amorphen Nanostrukturen genutzt werden kann, vorzugsweise durch lokales Aufschmelzen einzelner Bereiche. Preparation of the solid according to claim 6, characterized in that lasers with different wavelengths can be used simultaneously during the thermal treatment, thereby allowing the simultaneous crystallization and amorphization of the solid during the redistribution of the impurities in the amorphous, amorphous crystalline and / or crystalline layer with foreign atoms ( 2 ) can be used to produce crystalline and / or amorphous nanostructures, preferably by local melting of individual areas. Herstellung des Festkörpers nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass gepulste Laser verwendet werden können und die Pulsdauer im Nanosekunden- oder Mikrosekunden-Bereich liegt, bevorzugt im Nanosekunden-Bereich, besonders bevorzugt im Bereich von 1 bis 1000 ns liegt, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 200 bis 400 ns liegt. Production of the solid according to claim 6, characterized in that pulsed lasers can be used and the pulse duration is in the nanosecond or microsecond range, preferably in the nanosecond range, more preferably in the range of 1 to 1000 ns, most preferably in the range from 200 to 400 ns. Herstellung des Festkörpers nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von cw-Lasern die Probe in einem Prozessgas unter Überdruck gerastert wird, bevorzugt dass die Probe unter dem Laser gerastert wird. Production of the solid according to claim 6, characterized in that when using cw lasers, the sample is rastered in a process gas under pressure, preferably that the sample is rasterized under the laser. Herstellung des Festkörpers nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Transducer (16) verwendet werden, um die Energiedichte des Lasers auf der nm-Skala lokal einzutragen und ein vertikales und laterales Temperaturprofil in der Schicht mit Fremdatomen (2, 2‘) zu erzeugen. Production of the solid according to claim 6, characterized in that transducers ( 16 ) can be used locally to enter the energy density of the laser on the nm scale and a vertical and lateral temperature profile in the layer with impurities ( 2 . 2 ') to create. Herstellung des Festkörpers nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung gepulster Laser oder bei Verwendung von Transducern (16) ein Überlapp im prozessierten Bereich verwendet wird, um diesen prozessierten Bereich mehrfach thermisch zu behandeln oder dass Mehrfach-Laserpulse auf einen zu prozessierenden Bereich des Festkörpers eingestrahlt werden. Production of the solid according to claim 6, characterized in that when using pulsed lasers or when using transducers ( 16 ) an overlap in the processed area is used to treat this processed area several times thermally or that multiple laser pulses are irradiated onto a region of the solid to be processed. Herstellung des Festkörpers nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Sauerstoff, Argon oder Stickstoff oder ein Gemisch mit mindestens einem dieser Stoffe als Prozessgas verwendet wird, welches unter Überdruck steht und/oder sich mit einer Geschwindigkeit über die Festkörperoberfläche bewegt, vorzugsweise liegt die Geschwindigkeit des Prozessgases nahe seiner Schallgeschwindigkeit. Production of the solid according to claim 6, characterized in that oxygen, argon or nitrogen or a mixture with at least one of these substances is used as the process gas, which is under pressure and / or moves at a speed over the solid surface, preferably the speed of the Process gas near its speed of sound. Herstellung des Festkörpers nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Behandlung unter Überdruck in einer geschlossenen Druckkammer stattfindet oder dass die thermische Behandlung unter Überdruck in einer offenen Druckkammer mit gerichtet bewegtem Prozessgas stattfindet, wobei der Überdruck vorzugsweise nahe des Tripelpunktes des zu behandelnden Festkörpers eingestellt wird.Production of the solid according to claim 17, characterized in that the thermal treatment takes place under overpressure in a closed pressure chamber or that the thermal treatment takes place under pressure in an open pressure chamber with directionally moved process gas, wherein the overpressure is preferably set close to the triple point of the solid to be treated becomes. Herstellung des Festkörpers nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass während der Herstellung die thermischen Behandlung mit der Ablation von Material verbunden wird. Production of the solid according to claim 6, characterized in that, during manufacture, the thermal treatment is associated with the ablation of material. Verwendung des Festkörpers zur Herstellung von ternären Nanopyramiden oder Quantenpunkten in Halbleiterheterostrukturen, vorzugsweise InGaAs in GaAs/AlAs oder SiGe in Si/Ge, wobei die Komponente der Heterostruktur mit der höheren Schmelztemperatur als Getterschicht dient. Use of the solid for the production of ternary nanopyramids or quantum dots in semiconductor heterostructures, preferably InGaAs in GaAs / AlAs or SiGe in Si / Ge, wherein the component of the heterostructure with the higher melting temperature serves as a getter layer. Verwendung des Festkörpers als transparentes optoelektronisches Material, bevorzugt intrinsisch n-leitende Oxide, in denen die Löslichkeit akzeptorartiger Fremdatome in der flüssigen Phase während der thermischen Behandlung im Prozessgas vorzugsweise nahe des Tripelpunktes des behandelnden Festkörpers extrem erhöht wird, wobei sich die akzeptorartigen Fremdatome nach dem Abkühlen auf Gitterplätzen des Festkörpers anordnen. Use of the solid as a transparent optoelectronic material, preferably intrinsically n-type oxides, in which the solubility of acceptor-like impurities in the liquid phase is extremely increased during the thermal treatment in the process gas preferably close to the triple point of the treated solid, wherein the acceptor-like impurities after cooling Arrange on lattice sites of the solid. Verwendung des Festkörpers als Komposit mit anisotropen Clustern, wobei die anisotropen Cluster magnetisierbar und/oder elektrisch polarisierbar sind, durch lokales Aufschmelzen mittels Transducern (16) vorzugsweise kugelförmiger Cluster im Festkörper, wobei die Dichte der Cluster größer als die Dichte des umgebenden Festkörpermaterials ist, Verwendung vorzugsweise als Sensor für elektrische oder magnetische Felder.Use of the solid as composite with anisotropic clusters, wherein the anisotropic clusters are magnetizable and / or electrically polarizable, by local melting by means of transducers ( 16 ) preferably spherical clusters in the solid state, wherein the density of the clusters is greater than the density of the surrounding solid material, use preferably as a sensor for electric or magnetic fields. Verwendung von Netzwerken, umfassend magnetisierbare Nanopartikeln (6’) und/oder magnetisierbare Leitungspfaden (6’’), zur spinpolarisierten Streuung von Ladungsträgern in elektrisch-leitenden oder isolierenden Schichten eines Halbleitermaterials, oder zur Sortierung photogenerierter Ladungsträger im Diffusionsgebiet von Solarzellen, wobei die Netzwerke aus magnetisierbaren und/oder elektrisch polarisierbaren Nanopartikeln bestehenUse of networks comprising magnetizable nanoparticles ( 6 ') and / or magnetizable conduction paths ( 6 ''), for the spin-polarized scattering of charge carriers in electrically-conductive or insulating layers of a semiconductor material, or for sorting photogenerated charge carriers in the diffusion region of solar cells, the networks consisting of magnetizable and / or electrically polarizable nanoparticles Verwendung des Festkörpers zur Bildung gleichmäßiger/regelmäßiger Nanostrukturen, wobei die Nanostrukturen direkt genutzt werden können, oder chemisch spezifisch aus dem Festkörper herausgeätzt werden können und anschließend diese herausgeätzten Nanostrukturen mit anderen Materialien verfüllt werden. Use of the solid to form uniform / regular nanostructures, where the nanostructures can be used directly, or can be chemically specifically etched out of the solid, and then these back-etched nanostructures filled with other materials.
DE102011055604A 2011-11-22 2011-11-22 Functionalized solid surfaces of metals, semiconductors and insulators with nanostructures Withdrawn DE102011055604A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011055604A DE102011055604A1 (en) 2011-11-22 2011-11-22 Functionalized solid surfaces of metals, semiconductors and insulators with nanostructures
PCT/DE2012/200077 WO2013075712A1 (en) 2011-11-22 2012-11-22 Solid body surfaces from two and multiple material systems with composite nanostructures from metals, semiconductors or insulators

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011055604A DE102011055604A1 (en) 2011-11-22 2011-11-22 Functionalized solid surfaces of metals, semiconductors and insulators with nanostructures

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102011055604A1 true DE102011055604A1 (en) 2013-05-23

Family

ID=47557000

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011055604A Withdrawn DE102011055604A1 (en) 2011-11-22 2011-11-22 Functionalized solid surfaces of metals, semiconductors and insulators with nanostructures

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102011055604A1 (en)
WO (1) WO2013075712A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112687359A (en) * 2020-12-25 2021-04-20 华中科技大学 Screening and matching method for insulating heat-insulating material and nanocrystalline grain metal material in nano current channel layer

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012221409A1 (en) * 2012-11-22 2014-05-22 Helmholtz-Zentrum Dresden - Rossendorf E.V. Solid body comprises a functionalized surface layer with locally laterally and vertically distributed components of at least one two- and multi-phase systems, which are varying on nanometer- and micrometer scales

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5918140A (en) * 1997-06-16 1999-06-29 The Regents Of The University Of California Deposition of dopant impurities and pulsed energy drive-in
EP1738402B1 (en) * 2004-07-26 2008-09-17 Jürgen H. Werner Laser doping of solid bodies using a linear-focussed laser beam and production of solar-cell emitters based on said method
DE102007017788A1 (en) * 2007-04-16 2008-10-30 Infineon Technologies Ag Doping zone producing method for semiconductor body, involves executing short-time heat treatment at one temperature, and executing longer heat treatment at another temperature for forming doping zone
DE102010044480A1 (en) * 2010-09-03 2012-03-08 Institut Für Photonische Technologien E.V. Method and device for producing a thin-film solar cell

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2433647B (en) * 2005-12-20 2008-05-28 Univ Southampton Phase change memory materials, devices and methods
WO2008070925A1 (en) * 2006-12-13 2008-06-19 Wriota Pty Ltd A semiconductor doping process

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5918140A (en) * 1997-06-16 1999-06-29 The Regents Of The University Of California Deposition of dopant impurities and pulsed energy drive-in
EP1738402B1 (en) * 2004-07-26 2008-09-17 Jürgen H. Werner Laser doping of solid bodies using a linear-focussed laser beam and production of solar-cell emitters based on said method
DE102007017788A1 (en) * 2007-04-16 2008-10-30 Infineon Technologies Ag Doping zone producing method for semiconductor body, involves executing short-time heat treatment at one temperature, and executing longer heat treatment at another temperature for forming doping zone
DE102010044480A1 (en) * 2010-09-03 2012-03-08 Institut Für Photonische Technologien E.V. Method and device for producing a thin-film solar cell

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Makarovsky, O. u. a.: Direct writing of nanoscale light-emitting diodes. Advanced Materials. 22 (2010), 3176-3180
S.M. Myers [Myers, S. M. u. a.: Mechanisms of transition-metal gettering in silicon. Journal of Applied Physics. 88 (2000), S. 3795-3819]
Stanowski, R. u. a.: Laser rapid thermal annealing of quantum semiconductor wafers: a one step bandgap engineering technique. Applied Physics A: Materials Science & Processing. 94 (2009), Heft 3, 667-674

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112687359A (en) * 2020-12-25 2021-04-20 华中科技大学 Screening and matching method for insulating heat-insulating material and nanocrystalline grain metal material in nano current channel layer
CN112687359B (en) * 2020-12-25 2024-02-09 华中科技大学 Screening and matching method for insulating heat-insulating material and nanocrystalline metal material in nano current channel layer

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013075712A1 (en) 2013-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2538325C2 (en) Process for the production of semiconductor components
DE69839042T2 (en) TILED LAYER WITH HIGH CONDUCTIVITY IN AN OPTICAL WAVEGUIDE
DE4229399C2 (en) Method and device for producing a functional structure of a semiconductor component
DE4134261C2 (en) Method of forming a set of single crystal semiconductors on a ribbon substrate and use of the method of manufacturing a solar cell
DE1032404B (en) Process for the production of surface semiconductor elements with p-n layers
DE19839718A1 (en) Laser crystallization or crystal structure alteration of amorphous or polycrystalline semiconductor layers comprises paired laser pulse irradiation for extended melt time while maintaining a low substrate temperature
DE112007001892T5 (en) Nanocrystalline diamond P-channel field effect transistor
DE2262024A1 (en) METHOD FOR MANUFACTURING SEMI-CONDUCTOR COMPONENTS OR SEMICONDUCTOR CIRCUITS
DE2039381A1 (en) Method of manufacturing an electroluminescent device and device of this type
Baglin et al. Pulsed proton beam annealing: Semiconductors and silicides
DE102007014608A1 (en) Porous semiconducting structure useful in an electronic component for field-effect transistor, has an electrical conductivity, an activation energy of the conductivity, a solid content, a pore size and a thickness of a specified range
DE102011055604A1 (en) Functionalized solid surfaces of metals, semiconductors and insulators with nanostructures
DE3150748A1 (en) "METHOD FOR PRODUCING A SEMICONDUCTOR DEVICE"
Kozicki et al. Nanoscale effects in devices based on chalcogenide solid solutions
Park et al. Selective photo-thermal modulation of ZnO/Pt interface for monolithic 3D integration of oxide-based resistive random access memory
DE102016119454A1 (en) Method for producing an electrically functionalized semiconductor element and such a semiconductor element
DE102016004085A1 (en) METHOD FOR PRODUCING AN ELECTRICALLY FUNCTIONALIZED SEMICONDUCTOR ELEMENT AND SUCH A SEMICONDUCTOR ELEMENT
DE102012221409A1 (en) Solid body comprises a functionalized surface layer with locally laterally and vertically distributed components of at least one two- and multi-phase systems, which are varying on nanometer- and micrometer scales
DE1158182B (en) Method for manufacturing semiconductor components
Kim et al. Self-tailored one-dimensional ZnO nanodot arrays formed by metalorganic chemical vapor deposition
DE1295089B (en) Method for producing a semiconductor arrangement, in particular a transistor
DE1719501C3 (en) Process for producing a zone of alloyed material on the surface of a monocrystalline, semiconducting or metallic plate
WO2009121540A1 (en) Method for producing a conductor/non-conductor transition
Teodorescu et al. Nanoscale fast Ge diffusion in laser irradiated SiGe thin films
DE1282189B (en) Process for the production of tunnel diodes

Legal Events

Date Code Title Description
R086 Non-binding declaration of licensing interest
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee