特表 2024-537558 コンピュータプログラム製品、記録媒体、および書込み装置に対応する、半導体材料への光書込み方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-10-11

(54)【発明の名称】コンピュータプログラム製品、記録媒体、および書込み装置に対応する、半導体材料への光書込み方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/0622 20140101AFI20241004BHJP

   H01S 3/00 20060101ALI20241004BHJP

   G11B 7/004 20060101ALI20241004BHJP

   G11C 13/04 20060101ALI20241004BHJP

   B23K 26/352 20140101ALI20241004BHJP

   B81C 1/00 20060101ALI20241004BHJP

   B23K 26/55 20140101ALI20241004BHJP

   H01L 21/02 20060101ALI20241004BHJP

【ＦＩ】

B23K26/0622

H01S3/00 B

G11B7/004 Z

G11C13/04

B23K26/352

B81C1/00

B23K26/55

H01L21/02 A

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023580737

(86)(22)【出願日】2022-07-07

(85)【翻訳文提出日】2023-12-28

(86)【国際出願番号】 EP2022068835

(87)【国際公開番号】W WO2023280964

(87)【国際公開日】2023-01-12

(31)【優先権主張番号】21184898.1

(32)【優先日】2021-07-09

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】316011983

【氏名又は名称】ユニヴェルシテ デクス－マルセイユ

(71)【出願人】

【識別番号】505351201

【氏名又は名称】セントレ ナシオナル デ ラ ルシェルシェ シエンティフィーク

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】グロジョ，ダヴィッドゥ

(72)【発明者】

【氏名】ワン，アンドン

(72)【発明者】

【氏名】ダス，アムラン

【テーマコード（参考）】

3C081

4E168

5D090

5F172

【Ｆターム（参考）】

3C081AA01

3C081BA01

3C081BA33

3C081CA02

3C081CA13

3C081CA17

3C081DA02

3C081DA03

3C081EA07

3C081EA14

3C081EA21

4E168AE01

4E168CB04

4E168CB07

4E168DA02

4E168DA40

4E168DA43

4E168DA46

4E168DA47

4E168EA15

4E168JA12

4E168JA13

5D090AA03

5D090CC01

5D090CC04

5D090DD01

5D090KK02

5D090KK11

5D090LL01

5F172ZZ01

(57)【要約】

本発明は半導体材料（１０）への光書込み方法に関し、この方法は、半導体材料の立体におけるレーザ書込み工程を含む。この方法は、レーザ書込みの前に、半導体材料（１０）の１つの特性を一時的かつ局所的に変化させるように構成された少なくとも１つのレーザプリパルスを半導体材料（１０）に照射する工程を含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体材料（１０）に光書込みを行う方法であって、
前記方法は、前記半導体材料の立体の中にレーザ書込みを行う工程を含み、
前記方法は、
前記レーザ書込みの前に、前記半導体材料の少なくとも１つの特性を一時的にかつ少なくとも局所的に変化させるために構成された少なくとも１つのレーザプリパルスを前記半導体材料に照射する工程と、
前記レーザプリパルスとレーザ書込みとの間に所定の時間が経過する工程と、を含み、
前記レーザ書込みは、前記半導体材料の立体の中の特定の場所にレーザ刻印を形成するために、メインレーザパルスにより前記材料に照射する工程を含み、
少なくとも１つの前記レーザプリパルスおよび前記メインレーザパルスは、
少なくとも１つの前記レーザプリパルスは、前記メインレーザパルスよりも高い光強度であり、
少なくとも１つの前記レーザプリパルスは、前記メインレーザパルスよりも低いパルス幅であり、
少なくとも１つの前記レーザプリパルスと前記メインレーザパルスとは、前記所定の時間だけ分離されるようにして構成され、
少なくとも１つの前記レーザプリパルスは、前記半導体材料の体積内に集束されたエアリーライトスポットを形成するように構成されることを特徴とする、方法。

【請求項2】

少なくとも１つの前記レーザプリパルスおよび前記メインレーザパルスは、前記特定の場所に両方とも集束されるように構成される、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記メインレーザパルスは、前記特定の場所に集束されるように構成され、
少なくとも１つの前記レーザプリパルスは、少なくとも１つの前記レーザプリパルスによって誘導された、前記材料のプリ集束領域が、前記特定の場所と一致することを可能にする領域に集束されるように構成される、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

少なくとも１つの前記レーザプリパルスおよび前記メインレーザパルスは、２つの異なるレーザパルスから構成される、請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。

【請求項5】

少なくとも１つの前記レーザプリパルスおよび前記レーザメインパルスは、一時的に成形された１つの単一レーザ信号の２つの要素である、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項6】

前記レーザプリパルスおよび前記メインレーザパルスの両方を生成するために、単一レーザ放射源が使用される、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

前記半導体材料に形成された少なくとも１つのレーザ刻印を熱処理によってレーザ消去する工程を含み、
前記熱処理は、前記半導体材料の融点に関連して構成された、少なくとも１つの前記レーザ刻印のレーザ照射によって行われる、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

前記単一レーザ放射源は、前記レーザ消去のためにも使用される、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記半導体材料はシリコンである、請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項10】

前記レーザプリパルスは、焦点において１×１０^１１～５×１０^１３Ｗ／ｃｍ^２の間の光強度レベルと、５０～５０００フェムト秒の間のパルス幅と、２０～１０００ｎＪの間のパルスエネルギと、を有し、
前記所定の時間は、２００ｐｓ未満である、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項11】

プログラムがプロセッサによって実行されるとき、請求項１～１０の少なくとも一項に記載の方法を実施するためのプログラムコード命令を含むことを特徴とする、コンピュータプログラム製品。

【請求項12】

請求項１１に記載のコンピュータプログラム製品を記録する、非一時的コンピュータ可読キャリア媒体。

【請求項13】

半導体材料（１０）に光書込みを行う装置であって、
前記装置は、
前記半導体材料の立体の中にレーザ書込みを行うように構成された手段と、
前記半導体材料の少なくとも１つの特性を一時的にかつ少なくとも局所的に変化させるために少なくとも１つのレーザプリパルスを前記半導体材料に照射するように構成された手段と、を備え、
前記照射手段の活性化とレーザ書込み手段との間に所定の時間が経過し、
前記レーザ書込み手段は、前記半導体材料の立体の中の特定の場所にレーザ刻印を形成するためにメインレーザパルスを介して前記材料に照射するように構成され、
前記レーザ書込み手段および照射手段は、
少なくとも１つの前記レーザプリパルスは、前記メインレーザパルスよりも高い光強度であり、
少なくとも１つの前記レーザプリパルスは、前記メインレーザパルスよりも低いパルス幅であり、
少なくとも１つの前記レーザプリパルスと前記メインレーザパルスとは、前記所定の時間だけ分離され、
少なくとも１つの前記レーザプリパルスは、前記半導体材料の立体の中に集束されたエアリーライトスポットを形成するように構成されることを特徴とする、装置。

【発明の詳細な説明】

【発明の詳細な説明】

【0001】

〔技術分野〕
本発明は、光書込みに関する。

【0002】

より具体的には、本発明は、半導体材料のための光書込みの新しい概念に関する。

【0003】

本発明は特に、マイクロエレクトロニクスおよびその多くの得られる用途（例えば、記録装置、光集積回路、フォトニクス構成要素、全光学システム）、量子エレクトロニクス、またはマイクロエレクトロメカニカルシステム（「ＭＥＭＳ」とも呼称される）の実施において適用することができるが、これらに限定されない。

【0004】

〔背景技術〕
本明細書は、シリコン集積フォトニクスの分野に存在する問題を説明するために、より具体的に以下に探求する。当然、本発明は、この特定の適用分野に限定されるものではなく、密接に関連するまたは類似する問題および問題に対処しなければならない半導体材料における任意の光書込み技術にも利益がある。

【0005】

マイクロエレクトロニクス産業の製造プロセスを用いてフォトニクス部品を製造するシリコン集積フォトニクスは、セキュリティ、高速通信およびコンピューティング適用のための高い潜在的技術として考えられている。この技術は、シリコン集積エレクトロニクスの代替として現れ、特にシリコンの興味深い光学特性のおかげで可能になった。シリコン集積フォトニクスの使用は、数例を挙げると、世界中でのデジタルデータ通信の量の増加、インターネットネットワークの集中的な使用、および接続されたオブジェクトの開発という大きな適用課題によって、近年非常に強く促されている。

【0006】

一方、フェムト秒レーザ源の出現により、誘電体材料における三次元（「３Ｄ」）レーザ書込み技術、特に、例えば、ガラスにおける光導波路としての刻印を開発することが可能になった。

【0007】

「３次元書込み」、「３Ｄ書込み」または「立体書込み」とは、表面構造だけでなく材料の深度構造を含む、材料の任意の立体書込みプロセスを意味するものとする。

【0008】

半導体材料の立体、特にシリコンにおける直接レーザ書込みの可能性を実証する最近の研究が発表された。直接レーザ書込み方法は例えば、フランス特許ＦＲ３０５３１５５Ｂ１に開示されている。この直接レーザ書込み方法は、材料内に集束された赤外レーザパルスを使用するシリコンの深度書込みに依存する。レーザ書込みは、例えば、屈折率のような材料特性の永続的な変化をもたらすレーザ誘導材料変更に基づく。この原理に基づいて、レーザ放射パラメータは、材料特性の所望の局所的変化の関数として選択され、制御される。しかしながら、半導体における強力なレーザ光の吸収および伝播に関連する非線形効果の重要性によって、この既知の方法は、特に書込みの分解能の点で、限られた光学性能を提供する。実際、これらの非線形効果は本質的に、レーザエネルギ蒸着を制限し、材料において達成可能なレーザ集束性能を低下させ、レーザ刻印の適度な制御性（理論上の光学的限界よりも大きい寸法を有する）をもたらし、したがって、完全に満足のいくものではない書込み品質をもたらす。

【0009】

半導体におけるレーザ書込みのための別の公知の方法が、ＳＯＩ技術（Silicon on Insulator、シリコンオンインシュレータ）に基づいて開発されている。ＳＯＩ技術は適切な光学性能を提供するが、一方で、リソグラフィプロセスに特有の主要な欠点（クリーンかつ管理された環境中で、複数の精密工程が求められる）および構造的特徴（３次元アーキテクチャの簡易設計を妨げる）を有し、この方法を非最適にする。

【0010】

したがって、特に、最も要求の厳しい用途に適した書込み品質に達する、半導体材料のための高性能光書込み技術を提供する必要がある。特に、マイクロメータ３Ｄの精度および消去可能または再構成可能な誘導変更が非常に望ましいが、今日まで達成されていない。これらの性能は、以下に記載される本発明により接近し得る。

【0011】

〔発明の概要〕
本発明の特定の実施形態は、半導体材料に光書込みを行う方法を提案し、この方法は、半導体材料の立体の中にレーザ書込みを行うことを含む。本発明によれば、この方法は、レーザ書込みの前に、半導体材料の少なくとも１つの特性を一時的にかつ少なくとも局所的に変化させるように構成された少なくとも１つのレーザプリパルスを半導体材料に照射する工程を含み、レーザプリパルスとレーザ書込みとの間に所定の時間が経過する。

【0012】

半導体材料の少なくとも１つの特性は、屈折率、複屈折、非線形感受性、ルミネセンス、機械的強度、化学エッチング速度、電気伝導性および熱伝導性を含むグループに属する。

【0013】

したがって、本発明は、半導体のための光書込みの新しい概念に依存する。この新しい概念は、書込み工程の前に材料の少なくとも１つの特性を一時的に変化させることによって、レーザ書込みのために半導体材料を予備調整するための予備工程を実行することにある。レーザ書込みをレーザプリパルスから分離する所定の時間は、材料内で発生する一時変化の持続時間の機能として測定される。本開示の発明者らは、レーザ書込みを準備するためのこのような予備工程が、特に書込みの解像度およびアクセス可能な変更のタイプの観点から、この一群の材料における光書込み性能を向上させることを観測した。より具体的には、特許請求される方法がプロセスの精度および制御性を改善することを可能にする。このような改善は、以下のように定義することができる。
解像度の改善（ミクロンの桁において）
消去可能および再構成可能なタイプの変更へのアクセス
これらの特徴は、本発明なしでは利用できない。

【0014】

再構成可能とは、本明細書全体を通して、レーザ書込みアプローチによるアクセス可能な材料特性の変化の調整（正または負）を意味する。例えば、レーザパルスによって生成される生成結晶の欠陥の数により決定される、屈折率または任意の他の材料特性の変化に対して、再構成可能な変更は、適切なレーザ照射によって欠陥の数を増大（欠陥蓄積）または低下（欠陥緩和）する能力を示す。これは、本発明と共にアクセス可能かつシリコンにおいて他に実証されていない生成された欠陥のタイプだけでなく数においても制御を課す。

【0015】

実際には、請求された発明は、書込みのためのレーザ方法に関し、同様に、以下に示すような、半導体内の３次元空間の変化の補正および消去に関する。同定された新しい原理（マルチパルス、マルチレート）は本質的に、プロセスに対する非常に高い空間分解能（半導体における３Ｄプロセスに対して等しくないマイクロメータレベル）と、検出可能、調整可能、および光学的に消去可能な構造的変更のみを誘導する能力とを与える。

【0016】

これらの新しい能力は、マイクロエレクトロニクスにおける潜在的な用途を提供する。１つの近くの可能性は、シリコンのような材料において、同等物を伴わない、非常に高密度の全光学メモリまたは情報記録装置の実現である。化学エッチングと組み合わせて、本方法の制御レベルはまた、複雑な３Ｄアーキテクチャを有するモノリシックシリコン構造の微細加工を可能にする。

【0017】

第１の実施形態によれば、
前記レーザ書込みは、前記半導体材料の立体の中の特定の場所にレーザ刻印を形成するために、メインレーザパルスにより前記材料に照射する工程を含み、
少なくとも１つの前記レーザプリパルスおよび前記メインレーザパルスは、以下のように構成される。
少なくとも１つの前記レーザプリパルスは、前記メインレーザパルスよりも高い光強度であり、
少なくとも１つの前記レーザプリパルスは、前記メインレーザパルスよりも低いパルス幅であり、
少なくとも１つの前記レーザプリパルスと前記メインレーザパルスとは、前記所定の時間だけ分離されるようにして構成され、
少なくとも１つの前記レーザプリパルスは、前記半導体材料の体積内に集束されたエアリーライトスポットを形成する。

【0018】

したがって、本発明は、書込み性能を改善するために多重照射に依存する。実際、１つ以上のレーザプリパルスは、レーザ書込みの前に材料を少なくとも局所的に構造化し、材料内の衝突ポイントにおけるメインパルスの超局在化を可能にするために、予備的に生成される。

【0019】

したがって、第１の強力な超ビームパルスは、集束領域の近傍に一時的な「プラズマ」光学素子を誘発し、これは、書込みプロセスの高められた制御（特に空間的）を可能にする。実際、適切な条件下では、プラズマは、書込みレーザ光束（第２の同期パルス）を、従来の集束（例えば、レンズによる）によってアクセス不可能なスポットサイズに再配置するのに役立つ。

【0020】

半導体材料の立体内に集束されたエアリーライトスポットを形成することを可能にするという特徴の、少なくとも１つのプリパルスの使用は、書込み性能を向上させるために適切な前書込み一時的状態の提供を確実にする。

【0021】

第１の実施形態によれば、少なくとも１つの前記レーザプリパルスおよび前記メインレーザパルスは、前記特定の場所に両方とも集束されるように構成される。

【0022】

第２の実施形態によれば、
前記メインレーザパルスは、前記特定の場所に集束されるように構成され、
少なくとも１つの前記レーザプリパルスは、少なくとも１つの前記レーザプリパルスによって誘導された、前記材料のプリ集束領域が、前記特定の場所と一致することを可能にする領域に集束されるように構成される。

【0023】

少なくとも１つの前記レーザプリパルスおよび前記メインレーザパルスは、２つの異なるレーザパルスから構成されてもよい。代替として、少なくとも１つの前記レーザプリパルスおよび前記レーザメインパルスは、一時的に成形された１つの単一の、レーザ信号の２つの要素である。

【0024】

一実施形態によれば、前記レーザプリパルスおよび前記メインレーザパルスの両方を生成するために、単一レーザ放射源が使用される。

【0025】

一実施形態によれば、前記方法は、前記半導体材料に形成された少なくとも１つのレーザ刻印を熱処理によってレーザ消去する工程をさらに含み、前記熱処理は、前記半導体材料の融点に関連して構成された、少なくとも１つの前記レーザ刻印のレーザ照射によって行われる。

【0026】

したがって本発明は、単純な熱刺激により、半導体の立体において、レーザ書込み技術だけでなく消去技術も提供できる。したがって、適切なレーザ照射を適用することによって、新たなレーザ刻印（再書込み）を可能にするために、書込み場所における材料の元の状態を復元することが可能である。

【0027】

熱処理は、以下を含むグループに属する。
少なくとも前記１つのレーザ刻印を変調連続レーザで照射する工程と、
少なくとも前記１つのレーザ刻印に見かけ上長いパルスを照射する工程と、
少なくとも前記１つのレーザ刻印に高い反復率で連続して超短レーザパルスを照射する工程。

【0028】

このように請求された新しい原理は、構造欠陥（転位または損傷なし）を再現可能に誘導することを可能にする、高度な制御（分解能および変更のタイプ）をもたらし、その密度は消去（後処理）まで調整可能であり、全光学的方法によって読み取り可能である。この能力は、現在、従来の半導体レーザ書込み構成では達成不可能である。

【0029】

このアプローチはまた、後熱処理による消去を可能にする変化の性質を制御する。この後処理は、局所制御のための「長い」相互作用を有するレーザによって行うことができる。

【0030】

一実施形態によれば、前記単一レーザ放射源は、前記レーザ消去のためにも使用される。

【0031】

従って、同じレーザ源は、書込み、変更（または再構成）、および消去のために使用され、よって、光学アセンブリを単純化し、コストを低減する。

【0032】

例示的な実施形態によれば、レーザ条件は以下の通りである。
前記レーザプリパルスは、焦点において１×１０^１１～５×１０^１３Ｗ／ｃｍ^２の間の光強度レベルと、５０～５０００フェムト秒の間のパルス幅と、２０～１０００ｎＪの間のパルスエネルギと、を有する。
前記所定の時間は、２００ｐｓ未満である。
これらの特徴は、材料の性質およびレーザ書込みに使用される波長に依存する。

【0033】

別の実施形態では、本発明は、プログラムがコンピュータまたはプロセッサ上で実行されるとき、（その異なる実施形態のいずれかにおいて）上述の方法を実施するためのプログラムコード命令を含むコンピュータプログラム製品に関する。

【0034】

別の実施形態では、本発明は、コンピュータまたはプロセッサ上で実行されるとき、コンピュータまたはプロセッサに、（その異なる実施形態のいずれかにおいて）上述の方法を実行させるプログラムを記録する、非一時的コンピュータ可読キャリア媒体に関する。

【0035】

本発明はまた、半導体材料に光書込みを行う装置に関し、この装置は、前記半導体材料の立体にレーザ書込みを行うように構成された手法を備える。このような装置はまた、前記半導体材料の少なくとも１つの特性を一時的にかつ少なくとも局所的に変化させるために少なくとも１つのレーザプリパルスを前記導体材料に照射するように構成された手段を備える。前記照射手段の活性化とレーザ書込み手段との間に所定の時間が経過する。

【0036】

有利には、その装置は、その様々な実施形態のいずれかにおいて、上述したような書込み方法で実行される工程を実施するための手段を含む。

【0037】

〔図の一覧〕
本発明の実施形態の他の特徴および利点は以下の説明から明らかになり、これは、例示的かつ非網羅的な例として与えられ、添付の図面から明らかになるのであろう。

【0038】

図１は、本発明に係る方法の、特定の実施形態のフローチャートである。

【0039】

図２は、図１を参照して説明された動作方法の概略図を表す。

【0040】

図３は、本発明に係る、レーザダブルパルス照射を実施する信号の第１の例を示す。

【0041】

図４は、本発明に係る、レーザダブルパルス照射を実施する信号の第２の例を示す。

【0042】

図５は、書込み前のシリコン材料における強度分布に対するレーザプリパルスの影響を示す実験画像である。

【0043】

図６は、本発明の特定の実施形態に係る、書込みデバイスの簡略化された構造を示す。

【0044】

図７は、従来技術の方法と比較して本発明で得られた書込み性能を示す赤外線顕微鏡画像である。

【0045】

図８は、本発明に係る、レーザマルチパルス照射を実施する信号の第３の例を示す。

【0046】

〔発明の詳細な説明〕
本明細書のすべての図において、同一の要素および工程は、同一の参照符号によって示される。

【0047】

本発明の一般的な原理は、メインレーザパルスの前にレーザプリパルスによって書込み場所で半導体材料を前調整することにある。レーザプリパルスは、メインレーザパルスの直前に材料の少なくとも１つの特性を一時的に変化させて、書込み場所におけるメインパルスの超局在化を可能にし、したがって、この種類の材料における光書込み性能を改善するように設計される。

【0048】

〔レーザ処理書込み〕
図１を参照すると、本発明の特定の実施形態に係るレーザ書込み方法が示されている。この方法は、装置によって実行される（その原理は図６に関連して以下に詳細に説明される）。図２に示されるように、本方法は、シリコンウェハに由来する試料などの半導体材料１０に３Ｄパターンを書込むように構成されたレーザビーム書込みシステム１００において実施されると考えられる。シリコンは、１．５μｍの作動波長における約３．５の屈折率によって定義される。

【0049】

書込みシステムは理解を容易にするために、基準系「Ｘ、Ｙ、Ｚ」において定義される。３Ｄパターンは、シリコン試料１０内に描画されない複数の書込み場所によって画定される。

【0050】

もちろん、他のバンドギャップ材料、より具体的には、半導体または半導体合金（ゲルマニウム（Ｇｅ）、炭化シリコン（ＳｉＣ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、リン化ガリウム（ＧａＰ）、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）、ヒ化インジウム（ＩｎＡｓ）、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）、リン酸インジウム（ＩｎＰ）、亜鉛セレン（ＺｎＳｅ）、亜硫酸亜鉛（ＺｎＳ）など）の一群に属するものを、本発明によるレーザ書込みに使用することができる。

【0051】

装置１００は、シリコンサンプル１０、レーザ光源２０、光書込みヘッド３０、サンプルホルダ４０、外部光学装置５０、変位手段４５、およびプロセッシングユニット６０を含む。

【0052】

〔シリコンサンプル１０〕
シリコン試料１０は、Ｘ軸およびＹ軸に実質的に沿って延在するプレートの形態と、Ｚ軸に沿って延在する特定の厚さ（表面寸法よりも著しく小さい）とを有する。したがって、シリコン試料１０は、書込みの可能な立体、すなわち、表面（Ｘ軸およびＹ軸）および深さ（Ｚ軸）の両方を画定する。

【0053】

〔レーザ光源２０〕
レーザ光源２０は、シリコン試料１０の透明度のスペクトルバンド域内に含まれる波長（典型的には例えば１．５μｍのような１１００ｎｍよりも優れた波長）のピコ秒およびフェムト秒パルス（典型的には数百ピコ秒～数十フェムト秒）を生成することができるパルスレーザ源である。一実施形態では、レーザ光源２０は周波数可変パルスレーザ光源であってもよい。

【0054】

〔書込みヘッド３０〕
書込みヘッド３０は、シリコンサンプル１０内の立体の中（深さ）でレーザビームＬＢを集束および／または成形するように構成されたビーム成形手段（図示せず）を備える。ビーム形成手段は例えば、顕微鏡対物レンズおよび／または集束レンズを含むことができる。

【0055】

〔試料ホルダ４０および変位手法４５〕
試料ホルダ４０は、レーザビームＬＢに対してシリコン試料１０を変位させるための変位手段４５と協働する、機械的に電動化されたプレートである。より具体的には、変位手段４５は、レーザビームフォーカスに対するＸ、Ｙ、Ｚ軸に沿った空間の３つの方向におけるシリコン試料１０の位置決めおよび変位を可能にする。

【0056】

代替的に、または追加的に、書込みシステム１００は、書込みヘッド３０と協働し、シリコン試料１０に対するレーザビーム焦点を空間Ｘ、Ｙ、Ｚの３つの方向に位置決めし変位させるための相対変位手段を形成する、機械モータ（図示せず）を備える。例えば、書込みシステム１００は、ガルボスキャナ（別名ガルバノメトリックスキャナ）を備えることができる。

【0057】

代替的にまたは追加的に、相対変位手段は光学的であり、例えば、シリコンサンプル１０に対するレーザビームの変位に適合された追加の光学装置である。

【0058】

〔外部光学装置５０〕
外部光学装置５０は、ビーム形状および偏光のような特定のレーザパラメータを制御するように構成された一組の光学素子から構成される。

【0059】

〔プロセッシングユニット６０〕
プロセッシングユニット６０は、これらの要素を駆動するために、パルスレーザ源２０、外部光学装置５０、書込みヘッド３０、および相対移動手段４５の両方に電気的に接続される。プロセッシングユニット６０は、パルスレーザ源２０と、レーザパラメータ（例えば、光強度、パルス幅、ビーム形状および偏波）の制御のための光学装置５０と、幾何学的光学パラメータ（例えば、焦点位置等）の制御のための書込みヘッド３０と、シリコン試料１０およびレーザビームＬＢの相対変位（例えば、パターンの空間座標、走査速度等）の制御のための変位手段４５と、に接続される。これらの要素の駆動は、以下に説明されるような方法の実施を可能にするために、プロセッシングユニット６０によって実装されるプログラムコード命令に基づいて実装される。

【0060】

工程Ｓ１は、レーザ書込みパラメータを収集する工程からなる。工程Ｓ２は、レーザビームＬＢに対してシリコン試料１０を位置決めする工程からなる。工程Ｓ３は、本発明の原理に従ってシリコン試料１０内の立体の中にレーザ刻印を形成する工程からなる。

【0061】

一方、工程Ｓ１において装置は、シリコン試料１０にマーキングされる書込み場所ＷＰｉの空間座標（ｘｉ、ｙｉ、ｚｉ）を取得する。したがって、方法の第１の反復について、空間座標のセットは、「ｘ１，ｙ１，ｚ１」（ｉ＝１）である。

【0062】

他方、装置は、レーザ書込みを実行するために、シリコン試料１０における、材料の特性および所望の永続的な変化のタイプに関する情報も取得する。実際、異なる性質であり得る材料の特性の変化に基づいて、半導体にレーザ書込みを実行することが可能である。例えば、レーザ刻印は、以下の永続的な変化に基づいて、半導体の立体の中に作成することができる。
例えば、屈折率（実部および虚部）、集積光学のために利用され得る、見掛けの複屈折または非線形感受性、光機電性、および他のフォトニクス適用などの、光学的特性、および／または、
例えば、材料溶接または接着用途のために利用され得る、引張強度などの機械的特性、および／または、
例えば、材料のマイクロ／ナノ構造化の目的のために異なるエッチング速度を示す変更をもたらす、化学的感度、および／または、
熱電材料を生成する能力を含む電気伝導性および／または熱伝導性。

【0063】

ここで説明する実施例では、装置に提供される情報は次のとおりである。
試料はシリコンでできている。
材料中に永続的なレーザ刻印を形成するために赤外レーザ照射（「Δｎ」と呼称される）によって誘導される屈折率の変化を表す値。

【0064】

その「Δｎ」指数差は、材料特性の関数として「Δｎ」の最適値を定義するために行われる予備試験またはシミュレーションに基づいて決定されることができる。「Δｎ」の値は、指数の実数部および／または虚数部の値とすることができる。

【0065】

この情報に基づいて、装置は、レーザパラメータを設定して、書込み場所ＷＰｉ、すなわち、レーザメインパルスに関連するパラメータＰ１の第１セットと、レーザプリパルスに関連するパラメータＰ２の第２セットとにレーザ刻印を行う。典型的には、パラメータＰ１の第１セットは、Δｎ値の材料の永続的かつ局所的な屈折率変化をもたらす光強度Ｉ１のレベルおよびパルス幅Ｗ１を表すデータを含む。パラメータの第２セットＰ２は、光強度のレベルＩ２と、材料の一時的かつ局所的な屈折率変化をもたらすパルス幅Ｗ２とを表すデータを含む。

【0066】

パラメータの第１および第２セットは、プリパルス（Ｆ１と呼称される）およびメインパルス（Ｆ２と呼称される）のために書込みヘッド３０によって考慮されるべき集束距離の値を表す各データも含む。まず、単純化のために、レーザプリパルスとメインレーザパルスとは、いずれも同じ書込み場所ＷＰｉ（Ｆ１＝Ｆ２）に集束していると考えられる。

【0067】

さらに、装置は、レーザプリパルスとメインレーザパルスとの間で経過するように意図された所定の時間Ｔ（またはタイムスロット）を設定する。この所定の時間Ｔは、シリコン内のプリパルスによって誘導される一時的な屈折率変化の持続時間の機能として設定される。

【0068】

パラメータのセットが定義されると、装置は、本発明によるレーザ二重照射の機構を実施するように適合された駆動コマンドでシステム１００の異なる要素を駆動する準備ができる。

【0069】

工程Ｓ２において、装置は、シリコン試料１０が要求された位置にくるまで、書込み場所ＷＰｉの座標の関数として、レーザシステムの光軸に対するハンドル４０の変位を誘発する。シリコン試料１０は、レーザ書込みプロセスを受ける準備ができている。

【0070】

工程Ｓ３において、装置は、上述のレーザ書込みパラメータに基づいてレーザダブルパルスを誘発する。レーザ書込み自体（屈折率の永続的な変化を含む）の前に、シリコン試料１０に照射してメインレーザパルスの前に前調整するために、超短で強力なレーザプリパルスが光源２０によって生成される。レーザプリパルスは、材料が書込みのために最適化された状態になるように、局所的かつ一時的な屈折率変化を引き起こすように構成される。その後、所定時間Ｔが経過すると、メインレーザパルスがシリコン試料１０に照射され、書込み場所ＷＰｉにレーザ刻印（永続的である）が形成される。

【0071】

図３に示されるように、レーザ源２０によって生成されるレーザプリパルスＰＰおよびメインレーザパルスＭＰは、２つの別個のレーザパルスから形成される。シリコンに適用されるこの特定の例では、レーザ源２０によって生成される光信号ＯＳは、以下の特徴を有する。
作動波長１．５μｍ。
レーザプリパルスＰＰは、焦点（減圧）において、例えば５×１０^１２Ｗ／ｃｍ^２の光強度Ｉ１のレベルと、例えば１９０ｆｓのパルス幅Ｗ１と、約５００ｎＪのパルスエネルギと、プラズマ形成のための閾値を超える状態での５ミクロンの径のビームサイズと、を有する。
レーザメインパルスＭＰは、焦点（減圧）において、例えば２×１０^１１Ｗ／ｃｍ^２の光強度Ｉ２のレベルと、例えば１１ｐｓのパルスＷ２と、約２００ｎＪのパルスエネルギと、および永続変更閾値を超える状態での約５ミクロンの径のビームサイズと、を有する。
レーザプリパルスＰＰおよびメインパルスＭＰは、プリパルスによって誘導される一時誘電率変化の寿命に応じて、予め決定された時間Ｔだけ分離され、例えば、１．５μｍの波長を有するシリコンにおけるプラズマ効果のため２０ｐｓ分離される。

【0072】

さらに、半導体材料（特にシリコン）の立体の中に集束されたエアリーライトスポットを形成するように構成されたレーザプリパルスＰＰは、書込み性能のために、書込み前の一時的な状態を適切かつ役立つように確保し得ることを、確立しなければならない。厳密には、エアリーライトスポットは、限定的な円形開口を有する完全なレンズからの集束光に対応する切頭球面波のフラウンホーファー回折である。焦点面において、回折パターンは、いわゆるエアリーパターンと呼ばれる一連の同心リングによって囲まれたエアリーディスクとして知られる明るい中央領域を有する。縦方向強度分布はまた、焦点における主要な強い領域の周りにゼロおよび局所的最大を示す。これらのプロファイルは、すべての方向において、焦点までの距離の関数として、滑らかで、漸進的かつ単調に減少する強度を有するスポットに至るガウス集束条件によって得られるプロファイルから逸脱する。

【0073】

これらの条件を得るために、０．７に等しい口径数（または０．７～１．５まで含む口径数（ＮＡ））の顕微鏡対物レンズを使用して、エアリーディスクの形態のシリコンの体積にレーザプリパルスＰＰを集束させる。レーザ源、ヘッド書込み、および光学配置は、レーザプリパルスが顕微鏡対物レンズの入口口径をオーバーフィルするように配置され、光回折の効果によって焦点にエアリーライトスポットを生成する。メインレーザパルスＭＰは、レーザプリパルスＰＰに使用されるものと同じ口径数またはより低い口径数を有する集束レンズを使用して集束させることができる。

【0074】

シリコンおよび１．５μｍの機能波長に適したレーザ書込み条件のこの特定の例、および他の値は、本発明から逸脱することなく可能である。

【0075】

より広くは、
レーザプリパルスは、焦点における１×１０^１１～５×１０^１３Ｗ／ｃｍ^２の間の光強度レベルと、５０～５０００フェムト秒の間のパルス幅と、２０～１０００ｎＪの間パルスエネルギと、１～８μｍのビームサイズと、を有し、
メインレーザパルスは、焦点における５×１０^１３Ｗ／ｃｍ^２よりも低い（かつレーザプリパルス強度よりも低い）光強度レベルと、１ｐｓ～５ｎｓの間の（かつレーザプリパルス幅よりも上の）パルス幅と、レーザプリパルスエネルギよりも高いパルスエネルギと、メインパルスに対する材料変更閾値の少なくとも５％に対応する焦点付近の局所エネルギ密度（またはフルエンス、すなわち、表面積当たりのエネルギ）をもたらすレーザプリパルス以上のビームサイズと、を有し、
所定の時間は２００ｐｓ未満である。

【0076】

この特定の実施形態において、レーザプリパルスＰＰおよびレーザメインパルスＭＰは、両方とも、１つのレーザ源のみによって生成される。あるいは、２つの別個の同期レーザ源、すなわち、レーザプリパルスＰＰを放出するための最初の１つと、レーザメインパルスＭＰを放出するための他の１つとが使用されてもよい。

【0077】

あるいは図４に示されるように、レーザプリパルスおよびメインレーザパルスは、レーザプリパルスＰＰ’およびメインレーザパルスＭＰ’の両方に同等物を含む、１つの単一の一時的に成形されたレーザ信号ＯＡ’から形成され得る。信号ＯＡ’は、時間的に変更されたレーザ信号であり、本発明による検索機能を実行するレーザ照射プロファイルを提供する。上記の原理によれば、レーザプリパルスＰＰ’とメインレーザパルスＭＰ’とは、所定の持続時間Ｔ’から互いに明らかに分離されている。

【0078】

しかし、より広義には、レーザプリパルスおよびメインレーザパルスは、レーザプリパルスが一時変化（永続的な変更なしに）を誘発するための閾値を超える条件をもたらす特性を有し、メインパルスの特性が実装された状態による永続的な変更のための閾値を超えるように設計されるべきである。

【0079】

プリパルスが材料内部にプラズマを誘導してメインパルスの局在化を誘導するのを実施された場合、
レーザプリパルスは、レーザメインパルスよりも高い光強度（Ｉ１＞Ｉ２）であり、
レーザプリパルスは、前記レーザメインパルスよりも低いパルス幅（Ｗ１＜Ｗ２）であり、
第２のパルスが最適な一時変化と相互作用するように、レーザプリパルスとメインパルスとは、時間Ｔだけ分離され、
レーザプリパルスは、材料内の焦点の場所において、エアリーライトスポットまたはエアリーライトディスクの形状で集束される。

【0080】

メインレーザパルスについては、レーザプリパルスのような焦点にエアリーライトディスクを生成するようにメインパルスを構成する必要はない。

【0081】

メインレーザパルスによる試料１０への照射は、（レーザ誘導永続材料変更により）レーザ書込み自体の工程を構成するが、レーザプリパルスの役割は、レーザ書込み工程を準備するために材料の屈折率の局所的な一時変更を誘導することである。実際、図５に示されるように、本発明者らは、超短レーザプリパルスによる照射が、特にプリ集束領域ＰＦＺにおいて、プラズマ形成による屈折率（または誘電率）の空間的に構造化された一時変化を生成することを観察した。このプリ集束領域ＰＦＺは、光路（ＯＡ）上の集束場所ＦＺに先行する。ＰＦＺおよびＦＺ領域の暗い区域は、シリコンのプリパルスによって生成されたプラズマを示す。明るい区域ＢＺは、プリ集束領域（ＰＦＺ）における高度に局在化した処理区域を示す。この一時的な屈折率変化は、半導体と相互作用するときにメインパルスによって引き続いて誘導される焦点化現象をオフセットする。本発明者らは、この一時プリコンディショニングプラズマが書込みの精度を向上させることを観察した。実際、図４はこのような一時プラズマを介して材料にレーザ書込みパルスを照射することにより、材料内の書込みパルスの過焦点化が可能になり、書込みの精度が向上することを示している。

【0082】

この点において、プリパルスとメインレーザパルスとの両方に同じ焦点化パラメータを使用するのではなく（パラメータはＦ１＝Ｆ２を使用）、本発明者らはメインパルスの事実がプリパルスのプリ集束領域（ＰＦＺ）に集束されることが、材料における書込み品質をさらに高めることができることを観察した。したがって、この特に有利な実施形態によれば、メインレーザパルスＭＰは、書込み場所ＷＰｉに集束されるように意図され、レーザプリパルスＰＰは、プリパルスのプリ集束領域が書込み場所ＷＰＩと一致するように（集束の後の）領域に集束されるように構成される。

【0083】

屈折率を一時的に変化させることは、例えば、書込みパラメータおよびレーザ書込みパラメータに使用される材料のタイプの機能として、プラズマ効果、カー効果（Kerr effect）、または熱効果などの異なる方法によって達成することができることに留意されたい。

【0084】

レーザ照射後、シリコン試料１０は、書込み場所ＷＰｉで永続レーザ刻印からマークされる。典型的には、図７に示されるように、約１μｍ^３のレーザ刻印が上記のパラメータを使用して得られている。

【0085】

次いで、アルゴリズムは（ｉ＋１）を反復され、予め設定された３Ｄパターンの複数の場所のうちの別の書込み場所を考慮に入れるために、工程Ｓ１に戻る。

【0086】

最適化された実施態様において、本発明の範囲から逸脱することなく、所定の３Ｄパターンの軌道に沿ったレーザ連続書込みを（空間の３つの方向の少なくとも１つにおける集束場所の並進によって）実行することもできる。

【0087】

光書込みとは、本発明の意味の範囲内において、材料中の永続的書込みのプロセスだけでなく、そのような永続的書込みの消去のプロセスも意味するものとする。

【0088】

〔レーザ処理消去〕
実際、本発明の別の態様によれば、本方法は、実施例のシリコン試料のような、半導体の立体の中に含まれる１つ以上のレーザ刻印を消去する可能性を提供する。本発明による消去プロセスは、レーザ書込みのための支持として使用される半導体の融点を考慮に入れて除去される、レーザ刻印の熱処理に依存する。

【0089】

第１の例示的な実施形態によれば、熱処理は、一連の超短レーザパルス（典型的には１０ｐｓ未満の持続時間）を用いて高い反復率でレーザ刻印を照射することを含み、そのような一連のパルスは、レーザ刻印に対する見かけ上長い熱刺激（典型的には１ｎｓを超える）をエネルギ蓄積（パルス・トゥ・パルス）によって生成するように構成される。
典型的には３００ｋＨｚ以上、優先的には１ＭＨｚと１０ＴＨｚとの間に含まれる領域の反復率で３×１０^４パルスの一連は、シリコンにおいて正の結果を示した。

【0090】

第２の例示的な実施形態によれば、レーザ刻印に熱刺激を誘発するために、熱処理は、１０ｐｓを超え、優先的には１ｎｓを超える持続時間の見かけ上長いレーザパルスを使用してレーザ刻印を照射する工程を含む。特定の実施において、３．５ｎｓのパルス持続時間は、正の結果を示した。レーザパラメータは、格子の軟化と、半導体におけるレーザ変更を構成する結晶欠陥のその後の緩和（または再結晶による抑制）のための融解閾値（シリコンについては１４１４℃）に対して設定される。

【0091】

第３の例示的な実施形態によれば、熱処理は、半導体の溶融閾値に対して構成された変更連続レーザを使用してレーザ刻印を照射する工程を含む。

【0092】

光書込みシステムを単純化し、コストを低減するために、熱処理および照射工程は、１つの単一のレーザ源（例えば、源２０）を使用して実行することができる。言い換えれば、同じレーザ源を、書込み、変更（または再構成）、および消去に使用することができる。もちろん、本発明の範囲から逸脱することなく、２つの異なるレーザ源を両方の工程の各々に割り当てることも想定され得る。

【0093】

さらに、試料の全てのレーザ刻印が消去される場合、熱処理は、例えば加熱によって半導体試料全体を熱処理することからなる。

【0094】

図６は、本発明の特定の実施形態による書込みデバイスの簡略化された構造を示す。書込みデバイスは、不揮発性メモリ１１０（例えば、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）またはハードディスク）、揮発性メモリ１１１（例えば、ランダムアクセスメモリまたはＲＡＭ）、およびプロセッサ１１２を備える。不揮発性メモリ１１０は、非一時的なコンピュータ可読キャリア媒体である。それは、説明された方法、例えば、工程Ｓ１～Ｓ２の実装を可能にするためにプロセッサ１１２によって実行される実行可能プログラムコード命令を記録する。

【0095】

初期化されると、前述のプログラムコード命令は、プロセッサ１１２によって実行されるように、不揮発性メモリ１１０から揮発性メモリ１１１に転送される。不揮発性メモリ１１１は同様に、この実行に必要な変数およびパラメータを記録するためのレジスタを含む。

【0096】

上記の書込み方法の全ての工程は、等しくうまく実施することができ、
ＰＣタイプの装置、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：Digital signal processor）、またはマイクロコントローラなどの再プログラム可能なコンピューティングマシンによって実行されるプログラムコード命令のセットの実行による。このプログラムコード命令は、取り外し可能（例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ－ＲＯＭまたはＤＶＤ－ＲＯＭ）または取り外し不可能な非一時的なコンピュータ可読キャリア媒体に記録することができ、または、
ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array)、ＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit）、または任意の専用ハードウェア構成要素などの専用マシンまたは構成要素による。

【0097】

図７は、従来技術の方法（Ａフレーム）と比較して本発明（Ｂフレーム）で得られた書込み性能を示す赤外線顕微鏡画像である。記載された方法（Ｂフレーム）の実装によって得られるレーザ刻印は、既知の方法（Ａフレーム）によって得られるものよりもはるかに良好な品質であることが分かる。本発明者らは約１μｍ^３（１μｍ×１μｍ×１μｍ）のレーザ刻印をシリコンウェハ中でマークすることができ、それによって高分解能書込み法を提供することを観察した。また、上述の方法（Ｂフレーム）によって生成された変更は、既知の方法（Ａフレーム）によってはアクセスできなかった態様である、上述の手法によって消去することができることも観察された。

【0098】

図８は、３つ以上のパルスを有する、請求された方法の特定の実施を例示する。同等プリパルスＰＰ’’はメイン書込みパルスＭＰのための適切な一時指数変更（例えば、プラズマ効果のための２つのイオン化パルスによるキャリア蓄積によって）を蓄積することによって生成することを可能にする２つの短い強力なパルスからなる。レーザプリパルスＰＰ’’とメインレーザパルスＭ’’とは、所定時間Ｔ’’だけ離間している。

【0099】

結論として、請求された発明は、書込みのためのレーザ方法に関し、半導体内の３次元空間の変化の補正および消去に関する。これは、技術的な代替手法なしに、あるレベルの精度（マイクロメトリック）および柔軟性（任意の３Ｄ）に到達することを可能にする。マイクロエレクトロニクス産業において、潜在的な用途が特定されている。

【0100】

本発明者らはマイクロメートルサイズ（すなわち、１ミクロン×１ミクロン×１ミクロン）の変更された「ボクセル」の書込みを明確に実証した。比較のために、シリコンについてこれまで知られている文献における最良の技術的結果は、横方向分解能において数ミクロン、軸方向分解能において約１０ミクロン（すなわち、約５ミクロン×５ミクロン×１０ミクロン）の分解能にはほとんど達しない。

【0101】

請求された方法は、シリコンフォトニクスのための光学メモリから、複雑なアーキテクチャを有するＭＥＭＳ構造の製造に、応用の観点に一致しない柔軟性を提供する。

【図面の簡単な説明】

【0102】

【図1】本発明による方法の特定の実施形態のフローチャートである。

【図2】図１を参照して説明された動作方法の概略図を表す。

【図3】本発明に係る、レーザダブルパルス照射を実施する信号の第１の例を示す。

【図4】本発明に係る、レーザダブルパルス照射を実施する信号の第２の例を示す。

【図5】書込み前のシリコン材料における強度分布に対するレーザプリパルスの影響を示す実験画像である。

【図6】本発明の特定の実施形態に係る、書込みデバイスの簡略化された構造を示す。

【図7】従来技術の方法と比較して本発明で得られた書込み性能を示す赤外線顕微鏡画像である。

【図8】本発明に係る、レーザマルチパルス照射を実施する信号の第３の例を示す。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【手続補正書】

【提出日】2024-01-10

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体材料（１０）に光書込みを行う方法であって、
前記方法は、前記半導体材料の立体の中にレーザ書込みを行う工程を含み、
前記方法は、
前記レーザ書込みの前に、前記半導体材料の少なくとも１つの特性を一時的にかつ少なくとも局所的に変化させるために構成された少なくとも１つのレーザプリパルスを前記半導体材料に照射する工程と、
前記レーザプリパルスとレーザ書込みとの間に所定の時間が経過する工程と、を含み、
前記レーザ書込みは、前記半導体材料の立体の中の特定の場所にレーザ刻印を形成するために、メインレーザパルスにより前記材料に照射する工程を含み、
少なくとも１つの前記レーザプリパルスおよび前記メインレーザパルスは、
少なくとも１つの前記レーザプリパルスは、前記メインレーザパルスよりも高い光強度であり、
少なくとも１つの前記レーザプリパルスは、前記メインレーザパルスよりも低いパルス幅であり、
少なくとも１つの前記レーザプリパルスと前記メインレーザパルスとは、前記所定の時間だけ分離されるようにして構成され、
少なくとも１つの前記レーザプリパルスは、前記半導体材料の体積内に集束されたエアリーライトスポットを形成するように構成されることを特徴とする、方法。

【請求項2】

少なくとも１つの前記レーザプリパルスおよび前記メインレーザパルスは、前記特定の場所に両方とも集束されるように構成される、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記メインレーザパルスは、前記特定の場所に集束されるように構成され、
少なくとも１つの前記レーザプリパルスは、少なくとも１つの前記レーザプリパルスによって誘導された、前記材料のプリ集束領域が、前記特定の場所と一致することを可能にする領域に集束されるように構成される、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

少なくとも１つの前記レーザプリパルスおよび前記メインレーザパルスは、２つの異なるレーザパルスから構成される、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

少なくとも１つの前記レーザプリパルスおよび前記レーザメインパルスは、一時的に成形された１つの単一レーザ信号の２つの要素である、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記レーザプリパルスおよび前記メインレーザパルスの両方を生成するために、単一レーザ放射源が使用される、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記半導体材料に形成された少なくとも１つのレーザ刻印を熱処理によってレーザ消去する工程を含み、
前記熱処理は、前記半導体材料の融点に関連して構成された、少なくとも１つの前記レーザ刻印のレーザ照射によって行われる、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記単一レーザ放射源は、前記レーザ消去のためにも使用される、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記半導体材料はシリコンである、請求項１に記載の方法。

【請求項10】

前記レーザプリパルスは、焦点において１×１０^１１～５×１０^１３Ｗ／ｃｍ^２の間の光強度レベルと、５０～５０００フェムト秒の間のパルス幅と、２０～１０００ｎＪの間のパルスエネルギと、を有し、
前記所定の時間は、２００ｐｓ未満である、請求項１に記載の方法。

【請求項11】

プログラムがプロセッサによって実行されるとき、請求項１～１０の少なくとも一項に記載の方法を実施するためのプログラムコード命令を含むことを特徴とする、コンピュータプログラム製品。

【請求項12】

請求項１１に記載のコンピュータプログラム製品を記録する、非一時的コンピュータ可読キャリア媒体。

【請求項13】

半導体材料（１０）に光書込みを行う装置であって、
前記装置は、
前記半導体材料の立体の中にレーザ書込みを行うように構成された手段と、
前記半導体材料の少なくとも１つの特性を一時的にかつ少なくとも局所的に変化させるために少なくとも１つのレーザプリパルスを前記半導体材料に照射するように構成された手段と、を備え、
前記照射手段の活性化とレーザ書込み手段との間に所定の時間が経過し、
前記レーザ書込み手段は、前記半導体材料の立体の中の特定の場所にレーザ刻印を形成するためにメインレーザパルスを介して前記材料に照射するように構成され、
前記レーザ書込み手段および照射手段は、
少なくとも１つの前記レーザプリパルスは、前記メインレーザパルスよりも高い光強度であり、
少なくとも１つの前記レーザプリパルスは、前記メインレーザパルスよりも低いパルス幅であり、
少なくとも１つの前記レーザプリパルスと前記メインレーザパルスとは、前記所定の時間だけ分離され、
少なくとも１つの前記レーザプリパルスは、前記半導体材料の立体の中に集束されたエアリーライトスポットを形成するように構成されることを特徴とする、装置。

【国際調査報告】