微波輻射退火的系統和方法
【技術領域】
[0001] 本發明總的來說涉及半導體材料，更具體地，涉及半導體材料的處理。
【背景技術】
[0002] 半導體器件制造通常涉及許多工藝。例如，制造晶體管通常包括摻雜半導體襯底 (例如,將所需雜質添加到襯底中）以形成外延結。摻雜襯底可通過實施多種不同的方法來 實現，諸如離子注入和外延生長。在襯底上能夠制造半導體器件之前，通常需要電激活引入 襯底的摻雜劑（即，所需雜質)。激活摻雜劑通常包括使襯底退火以溶解摻雜劑團簇且將摻 雜劑原子/分子從間隙位置轉移到襯底的晶格結構的晶格點。
[0003] 在某些情況下，半導體器件制造包括微波輻射，微波輻射通常包括具有波長在Im 至Ij Imm的范圍內的(對應于介于0. 3GHz至300GHz之間的頻率)的電磁波。當將微波輻射應 用于包括電偶極子的某種材料(例如，介電材料）時，響應于微波輻射的電場的變化，偶極子 也改變了其定向，由此，該材料可吸收微波輻射以產生熱量。使用復電容率ε (ω)*能夠測 出材料對微波輻射的電場的響應，復電容率取決于電場的頻率。
[0004] ε (ω)*=ε (ω)'-?ε (ω)'' = ε〇(εΓ(ω)'-?εΓ(ω)''） (I)
[0005] 其中，ω表示電場的頻率，ε (ω)'表示復電容率（g卩，介電常數）的實部，以及 ε (ω V '表示介電損耗系數。此外，Stl表示真空電容率，ε JcoV表示相對介電常數， 以及ε Jco)''表示相對介電損耗系數。
[0006] 可使用損耗角正切來表征材料是否能夠吸收微波輻射，tan δ :
[0007]
【主權項】
1. 一種使用微波輻射使半導體結構退火的方法，所述方法包括： 提供半導體結構； 提供能夠增強所述半導體結構對微波輻射的吸收的一種或多種能量轉換材料； 將所述微波輻射施加于所述能量轉換材料和所述半導體結構，以使制造半導體器件的 所述半導體結構退火； 檢測與所述半導體結構的一個或多個第一區相關聯的第一局部溫度；以及 至少部分地基于檢測到的所述第一局部溫度來調整施加于所述能量轉換材料和所述 半導體結構的所述微波輻射。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中： 所述半導體結構包括頂部和底部；以及 所述第一區設置在所述頂部中。
3. 根據權利要求1所述的方法，還包括： 檢測與所述半導體結構的一個或多個第二區相關聯的第二局部溫度；以及 至少部分地基于檢測到的所述第二局部溫度來調整施加于所述能量轉換材料和所述 半導體結構的所述微波輻射； 其中： 所述半導體結構包括頂部和底部； 所述第一區設置在所述頂部中；以及 所述第二區設置在所述底部中。
4. 根據權利要求3所述的方法，其中，調整所述微波輻射以將所述第二局部溫度保持 在目標范圍內。
5. 根據權利要求1所述的方法，其中，調整所述微波輻射以將所述第一局部溫度保持 在目標范圍內。
6. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述能量轉換材料包括n型摻雜硅、熱壓碳化硅、 鋁涂層碳化硅、磷化硅、碳化硅涂層石墨、鈦、鎳、氮化硅或二氧化硅。
7. 根據權利要求1所述的方法，其中，響應于所述微波輻射，所述能量轉換材料能夠 增強與所述半導體結構相關聯的電場密度，從而增強所述半導體結構對所述微波輻射的吸 收。
8. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述能量轉換材料的損耗角正切在約0.Ol至約 1的范圍內。
9. 一種使用微波輻射使半導體結構退火的系統，所述系統包括： 一種或多種能量轉換材料，能夠增強所述半導體結構對所述微波輻射的吸收； 控制器，被配置為將所述微波輻射施加于所述能量轉換材料和所述半導體結構，以使 制造半導體器件的所述半導體結構退火；以及 一個或多個第一熱檢測器，被配置為檢測與所述半導體結構的一個或多個第一區相關 聯的第一局部溫度； 其中，所述控制器還被配置為至少部分地基于檢測到的所述第一局部溫度來調整施加 于所述能量轉換材料和所述半導體結構的所述微波輻射。
10. -種使用微波輻射使半導體結構退火的系統，所述系統包括： 一個或多個數據處理器；以及 計算機可讀存儲器，編碼有用于命令所述一個或多個數據處理器以執行操作的編程指 令，所述操作包括： 將微波輻射施加于一種或多種能量轉換材料和半導體結構，以使用于制造半導體器件 的所述半導體結構退火，所述一種或多種能量轉換材料能夠增強所述半導體結構對所述微 波輻射的吸收； 檢測與所述半導體結構的一個或多個區相關聯的局部溫度；以及 至少部分地基于檢測到的所述局部溫度來調整施加于所述能量轉換材料和所述半導 體結構的所述微波輻射。
【專利摘要】本發明提供了使用微波輻射使半導體結構退火的系統和方法。提供了半導體結構。提供了能夠增強半導體結構對微波輻射的吸收的一種或多種能量轉換材料。將微波輻射應用于能量轉換材料和半導體結構以使用于制造半導體器件的半導體結構退火。檢測與半導體結構的一個或多個第一區相關聯的第一局部溫度。至少部分地基于檢測到的第一局部溫度來調整應用于能量轉換材料和半導體結構的微波輻射。
【IPC分類】H01L21-324
【公開號】CN104795322
【申請號】CN201410136921
【發明人】蔡俊雄, 方子韋, 王昭雄
【申請人】臺灣積體電路制造股份有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2014年4月4日
【公告號】DE102014019262A1, US20150206808