[发明专利]用于热退火的方法以及通过该方法形成的半导体器件

说明书

公开了一种用于热退火的方法和通过该方法形成的半导体器件。根据多个不同的实施方案，一种方法可以包括：对半导体区域进行结构化以形成半导体区域的结构化的表面；在半导体区域中布置掺杂剂；以及通过用具有至少一个离散波长的电磁辐射至少部分辐照结构化的表面，从而至少部分地加热半导体区域从而至少部分地活化掺杂剂。

技术领域

多个不同的实施方案一般性涉及一种用于热退火的方法和通过该方法形成的半导体器件。

背景技术

通常，可以用半导体技术在衬底(也称为晶片或载体)上或衬底中加工半导体材料例如以制造集成电路(也称为芯片)。在加工半导体材料期间，可以应用某些工艺步骤，如对衬底进行减薄，对半导体材料进行掺杂或在衬底之上形成一个或更多个层。

为了对半导体材料进行掺杂，可以将掺杂剂注入到半导体材料中。可以对半导体材料进行进一步处理以完全活化掺杂剂。掺杂剂活化可以被设置为根据在半导体材料中的掺杂剂而获得期望的电子贡献。为了活化掺杂剂，在注入掺杂剂之后，热能可以被转移至半导体材料。通常，使用通过炉的热退火或快速热处理，提供热平衡或快速处理，用小于1秒的高的峰值温度使掺杂剂的化学扩散最小化。为了将热能转移至半导体材料，可以使用激光，也称为激光热退火(LTA)。

通常，根据半导体材料来调整激光的波长以向半导体材料提供最大的能量转移。换言之，可以提供高的转移效率，这降低了LTA所需的能量。可替选地，根据所需的吸收长度调整激光的波长。短波长可导致能量在表面区域中集中。

一方面，由于高的吸收，也可以根据激光的波长限制激光的穿透深度。可以根据半导体材料可以承受的热限制来限制激光的总能量。因此，工艺本身可以限制半导体材料中掺杂剂被活化的深度。

另一方面，即使根据最大能量转移来调节激光的波长，仍然有大部分的激光被半导体材料固有地反射，并且不再能用于将能量转移至半导体材料。例如，半导体材料常规地反射约60％的激光。因此，获得转移至半导体材料的期望量的热能所需的总能量远高于所述热能。因此，激光源的功耗以及提供具有所需的功率能力的处理设备(例如，足够的光学器件，多脉冲激光器和多波长激光器)的相应的投资成本通常较高。

通常，在半导体材料上方形成减反射涂层以减少反射的光的量。然而，减反射涂层会由于引入到减反射涂层中的机械应力而影响热处理的结果。例如，当半导体材料的下面的部分熔融时，施加有拉伸应力的涂层会松弛。松弛涂层的形貌图像可以结合到半导体材料的凝固部分中。如果由机械刚性的下面的半导体材料的支撑由于其熔融而丢失，则承受压应力涂层往往破裂和剥落。此外，涂层可与熔融的半导体材料混合并污染半导体材料。这会导致处理(例如，热处理)故障或限制处理范围。

发明内容

根据多个不同的实施方案，一种方法可以包括：对半导体区域进行结构化以形成半导体区域的结构化表面；在半导体区域中布置掺杂剂；以及通过用具有至少一个离散波长的电磁辐射至少部分辐照所述结构化的表面以至少部分地加热所述半导体区域，从而至少部分地活化所述掺杂剂。

附图说明

在附图中，贯穿不同的图相同的附图标记通常指代相同的部件。附图不一定按比例绘制，相反通常将重点放在说明本发明的原理上。在下面的描述中，参考以下附图描述本发明的多个不同的实施方案，其中：

图1A、图1B和图1C分别以示意性截面图或侧视图的形式示出了在根据多个不同的实施方案的方法中根据多个不同的实施方案的半导体器件；

图2A、图2B、图2C和图2D分别以示意性截面图或侧视图的形式示出了在根据多个不同的实施方案的方法中根据多个不同的实施方案的半导体器件；

图3A、图3B和图3C分别以示意性截面图或侧视图的形式示出了在根据多个不同的实施方案的方法中根据多个不同的实施方案的半导体器件；