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Laseraktivierte(s) Abscheidung/Oxidwachstum; laserinduzierte Generierung/Diffusion von Fehlstellen und gerichtete Dotierstoffdiffusion

IP.com Disclosure Number: IPCOM000018406D
Original Publication Date: 2002-Jun-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-23
Document File: 3 page(s) / 513K

Publishing Venue

Siemens

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Hans Weber: AUTHOR

Abstract

Bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen finden gegen Ende der Fertigungsfolge gewöhnlich Materialsysteme MA,B,... Verwendung, deren Stabilität auf eine niedrige Temperaturgrenze T g beschränkt ist. Andererseits bedingen fertigungs- oder anwen- dungsbezogene Anforderungen, dass zum gleichen oder einem späteren Zeitpunkt in der Herstellung zusätzliche Schichten M X benötigt werden, zu deren Definition die Temperatur T g meist weit überschrit- ten werden müsste.

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Information / Kommunikation

Laseraktivierte(s) Abschei-dung/Oxidwachstum; laserindu-zierte Generierung/Diffusion vonFehlstellen und gerichtete Dotier-stoffdiffusion

Idee: Hans Weber, Ainring

Bei der Herstellung von Halbleiterbauelementenfinden gegen Ende der Fertigungsfolge gewöhnlichMaterialsysteme MA,B,...   Verwendung, deren Stabilitätauf  eine  niedrige  Temperaturgrenze  T g   beschränktist.  Andererseits  bedingen fertigungs-  oder  anwen-dungsbezogene Anforderungen,  dass  zum  gleichenoder einem späteren  Zeitpunkt  in  der  Herstellungzusätzliche Schichten M X  benötigt werden, zu derenDefinition die Temperatur T g  meist weit überschrit-ten werden müsste.

Da bei bisher bekannten Verfahren Aufheizvorgängemittels Ofen- oder  Rapid Thermal Processing(RTP)-Prozessen durchgeführt werden, ist im Allge-meinen der gesamte zu prozessierende Rohling voneiner Temperaturerhöhung betroffen.

Somit wird die Fertigungsreihenfolge MA,B,...   fi   M Xnicht möglich, was zu einer deutlichen Erschwerungund  Verteuerung  des  Herstellungsprozesses führt,indem beispielsweise eine abwechselnde Bearbeitungder Vorder-/Rückseite des Wafers erforderlich wird.

Zur Vermeidung dieser Probleme wird vorgeschla-gen, die  Erwärmung  des  Halbleitervolumens  lokal,d.h. vertikal oder lateral,  zu beschränken und Laser-strahlung als Wärmequelle zu verwenden. Der Halb-leiter wird demnach zur Schichtdefinition oder Fehl-stellengeneration  einer  geeigneten  Gasatmosphäreausgesetzt und z.B. an der Rückseite mit einem Laserbestrahlt. Dabei muss die Wärmediffusion weitestge-hend  unterbunden  werden,  so  dass  nur  bestrahlteBereiche  aufgeheizt  werden,  was  durch  gepulsteLaserstrahlung erreichbar ist. Die Leistung des La-serstrahls  und  die  Pulswiederholrate  müssen zeit-und damit kostenoptimiert sehr hoch liegen. Aller-dings darf die Wiederholfrequenz nicht so hoch wer-den, dass  es  zu  einer  permanenten  Erwärmungkommt.

Über die Laserwellenlänge   l   L  kann die Eindringtiefe1/  a   der Laserstrahlung gesteuert werden, wobei gilt:

S

1

L

l

=

(Gl. 2.)

a

4

p

*

k

k s  ist der komplexe Brechungsindex(=Extinktionskoeffizient) des Festkörpers

Je  näher  die  Wärmedeposition  an  der bestrahltenOberfläche liegen soll, desto kleiner muss auch dieWellenlänge der Strahlung sein.

Im Folgenden werden drei grundsätzlich unter-schiedliche Applikationen der Laseranwendung vor-geschlagen:

A. Laseraktivierte Abscheidung

Der  gesamte  Halbleiterwafer  wird  in  eine entspre-chende  Prozessgasatmosphäre  gebracht.  Zur Ab-scheidung  einer  Siliziumnitridschicht  (Si 3 N 4 )  wirdbeispielsweise SiH 2 C1 2  oder NH 3   verwendet. Wich-tig ist dabei, dass der Wafer auf einer Temperatur T 0(z.B.  Raumtemperatur)  gehalten  wird,  die noch zukeiner Dissoziation des Gases oder zur Reaktion vonGasradikalen untereinander oder  mit  der  Wafero-berfläche führt. Will man temperatursensible Materi-alsysteme  schützen,  die örtlich  getrennt  von  den...