CN104795322B - 微波辐射退火的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了使用微波辐射使半导体结构退火的系统和方法。提供了半导体结构。提供了能够增强半导体结构对微波辐射的吸收的一种或多种能量转换材料。将微波辐射应用于能量转换材料和半导体结构以使用于制造半导体器件的半导体结构退火。检测与半导体结构的一个或多个第一区相关联的第一局部温度。至少部分地基于检测到的第一局部温度来调整应用于能量转换材料和半导体结构的微波辐射。

Description

微波辐射退火的系统和方法
技术领域
本发明总的来说涉及半导体材料，更具体地，涉及半导体材料的处理。
背景技术
半导体器件制造通常涉及许多工艺。例如，制造晶体管通常包括掺杂半导体衬底（例如，将所需杂质添加到衬底中）以形成外延结。掺杂衬底可通过实施多种不同的方法来实现，诸如离子注入和外延生长。在衬底上能够制造半导体器件之前，通常需要电激活引入衬底的掺杂剂（即，所需杂质）。激活掺杂剂通常包括使衬底退火以溶解掺杂剂团簇且将掺杂剂原子/分子从间隙位置转移到衬底的晶格结构的晶格点。
在某些情况下，半导体器件制造包括微波辐射，微波辐射通常包括具有波长在1m到1mm的范围内的（对应于介于0.3GHz至300GHz之间的频率）的电磁波。当将微波辐射应用于包括电偶极子的某种材料（例如，介电材料）时，响应于微波辐射的电场的变化，偶极子也改变了其定向，由此，该材料可吸收微波辐射以产生热量。使用复电容率ε(ω)*能够测出材料对微波辐射的电场的响应，复电容率取决于电场的频率。
ε(ω)*=ε(ω)'-iε(ω)''=ε0(εr(ω)'-iεr(ω)'') （1）
其中，ω表示电场的频率，ε(ω)′表示复电容率（即，介电常数）的实部，以及ε(ω)′′表示介电损耗系数。此外，ε0表示真空电容率，εr(ω)′表示相对介电常数，以及εr(ω)′′表示相对介电损耗系数。
可使用损耗角正切来表征材料是否能够吸收微波辐射，tanδ：
其中，μ′表示材料的磁导率的实部，以及μ′′表示磁损耗因子。假设磁损耗可以忽略不计（即，μ′′=0），材料的损耗角正切表示为：
具有低损耗角正切（例如，tanδ<0.01）的材料允许微波穿过，具有非常小的吸收率。具有极其高损耗角正切的材料（例如，tanδ>10）反射微波，具有小吸收率。具有中等损耗角正切的材料（例如，10≥tanδ≥0.01）能够吸收微波辐射。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的缺陷，根据本发明的一方面，提供了一种使用微波辐射使半导体结构退火的方法，所述方法包括：
提供半导体结构；
提供能够增强所述半导体结构对微波辐射的吸收的一种或多种能量转换材料；
将所述微波辐射施加于所述能量转换材料和所述半导体结构，以使制造半导体器件的所述半导体结构退火；
检测与所述半导体结构的一个或多个第一区相关联的第一局部温度；以及
至少部分地基于检测到的所述第一局部温度来调整施加于所述能量转换材料和所述半导体结构的所述微波辐射。
在该方法中：所述半导体结构包括顶部和底部；以及所述第一区设置在所述顶部中。
该方法还包括：检测与所述半导体结构的一个或多个第二区相关联的第二局部温度；以及至少部分地基于检测到的所述第二局部温度来调整施加于所述能量转换材料和所述半导体结构的所述微波辐射；其中：所述半导体结构包括顶部和底部；所述第一区设置在所述顶部中；以及所述第二区设置在所述底部中。
在该方法中，调整所述微波辐射以将所述第二局部温度保持在目标范围内。
在该方法中，调整所述微波辐射以将所述第一局部温度保持在目标范围内。
在该方法中，所述能量转换材料包括n型掺杂硅、热压碳化硅、铝涂层碳化硅、磷化硅、碳化硅涂层石墨、钛、镍、氮化硅或二氧化硅。
在该方法中，响应于所述微波辐射，所述能量转换材料能够增强与所述半导体结构相关联的电场密度，从而增强所述半导体结构对所述微波辐射的吸收。
在该方法中，所述能量转换材料的损耗角正切在约0.01至约1的范围内。
在该方法中，所述微波辐射的频率在约2GHz至约10GHz的范围内。
根据本发明的另一方面，提供了一种使用微波辐射使半导体结构退火的系统，所述系统包括：一种或多种能量转换材料，能够增强所述半导体结构对所述微波辐射的吸收；控制器，被配置为将所述微波辐射施加于所述能量转换材料和所述半导体结构，以使制造半导体器件的所述半导体结构退火；以及一个或多个第一热检测器，被配置为检测与所述半导体结构的一个或多个第一区相关联的第一局部温度；其中，所述控制器还被配置为至少部分地基于检测到的所述第一局部温度来调整施加于所述能量转换材料和所述半导体结构的所述微波辐射。
该系统还包括：一个或多个第二热检测器，被配置为检测与所述半导体结构的一个或多个第二区相关联的第二局部温度。
在该系统中，所述第一热检测器包括一个或多个高温计。
在该系统中，以不同的角度设置所述第一热检测器，以用于检测所述第一局部温度。
该系统还包括：微波辐射源，包括：磁控管、行波管放大器、振动陀螺仪或速调管源。
在该系统中，所述能量转换材料包括n型掺杂硅、热压碳化硅、铝涂层碳化硅、碳化硅涂层石墨、磷化硅、钛、镍、氮化硅或二氧化硅。
在该系统中，所述控制器还被配置为保持氧气少于10ppm的周围环境控制流。
在该系统中，所述第一热检测器设置在所述能量转换材料内。
在该系统中，所述能量转换材料包括设置在所述半导体结构之上的第一能量转换材料和设置在所述半导体结构之下的第二能量转换材料。
在该系统中，所述能量转换材料形成在所述半导体结构上。
根据本发明的又一方面，提供了一种使用微波辐射使半导体结构退火的系统，所述系统包括：一个或多个数据处理器；以及计算机可读存储器，编码有用于命令所述一个或多个数据处理器以执行操作的编程指令，所述操作包括：将微波辐射施加于一种或多种能量转换材料和半导体结构，以使用于制造半导体器件的所述半导体结构退火，所述一种或多种能量转换材料能够增强所述半导体结构对所述微波辐射的吸收；检测与所述半导体结构的一个或多个区相关联的局部温度；以及至少部分地基于检测到的所述局部温度来调整施加于所述能量转换材料和所述半导体结构的所述微波辐射。
附图说明
图1示出了使用微波辐射使半导体结构退火的示例性示图。
图2是示出使用微波辐射使半导体结构退火的另一个示例性示图。
图3示出了使用微波辐射使半导体结构退火的系统的示例性示图。
图4是示出提供传导场的能量转换材料的示例性示图。
图5是示出使用微波辐射使半导体结构退火的流程图的示例性示图。
图6示出了计算机执行环境的实例，其中，用户能够通过网络与在一个或多个服务器上所设置（host）的微波退火控制器进行交互。
图7示出了设置在独立计算机上的供用户访问的微波退火控制器的实例。
具体实施方式
半导体器件制造中使用的常规退火技术（诸如快速热退火（RTA）或毫秒热退火（MSA））通常具有一些缺点。例如，用于器件制造的衬底通常包括不同的器件图案（例如，通过沉积、光刻和/或蚀刻）。这些不同的图案通常对应于不同的厚度和材料类型，其导致不同的热辐射系数。在退火工艺（例如，RTA）过程中，衬底上的不同区域通常会吸收和发出不同的热量，这导致衬底上的局部温度不均匀。此外，光源的光子（例如，用于RTA的灯或用于激光退火的激光）可能不会穿透到达衬底的表面区之外，这通常导致在不同深度对衬底进行不均匀加热。此外，在退火工艺过程中，通常没有监控或很好地控制衬底的局部温度。
图1示出了使用微波辐射使半导体结构退火的示例性示图。如图1所示，将能量转换材料102放置在与半导体结构104相隔一定距离（例如，d）的位置。将微波辐射应用于能量转换材料102和半导体结构104以使半导体结构104退火。将一个或多个热检测器106设置在半导体结构104之上，以检测半导体结构104的一个或多个区的局部温度。调整微波辐射以使局部温度保持在合适的范围内。
具体地，半导体结构104可包括一个或多个器件部件，诸如外延结、注入区、介电层以及金属材料。例如，半导体结构104包括具有大量掺杂剂的结，该结通过外延生长在升高的温度（例如，在约300℃到约600℃的范围内）下形成在衬底上。施加微波辐射使半导体结构104退火，以用于掺杂剂激活。能量转换材料102吸收足够的微波辐射且增大半导体结构104上方的交替电场密度。在增大电场密度时，越来越多的与掺杂剂相关的偶极子形成在半导体结构104的空位缺陷上，并且这些偶极子响应于所施加的微波辐射而振动和/或旋转。一旦半导体结构104上方的交替电场密度超过阈值，偶极子形成和偶极子运动（例如，振动和/或旋转）就会破坏半导体结构104中的晶格（例如，硅）、掺杂剂团簇和/或半导体结构104中的间隙位置之间的键合，从而激活掺杂剂。交替电场还通过界面极化与界面偶极子发生反应，其中，例如，界面极化在晶体管的栅极结构内的高k介电层和界面层之间或界面层与沟道层之间的一个或多个界面处形成交替正电荷和/或负电荷。
可调整能量转换材料102和半导体结构104之间的距离（例如，d），以改进掺杂剂激活和/或减少空位缺陷。例如，距离d在0mm至约10mm的范围内。在某些实施例中，通过外延生长在半导体结构104上形成能量转换材料102。应用于能量转换材料102的微波辐射的频率在约2GHz至约10GHz的范围内。例如，能量转换材料102包括n型掺杂硅、热压碳化硅、铝涂层碳化硅、碳化硅涂层石墨、磷化硅、钛、镍、氮化硅、二氧化硅或其他合适的材料。作为一个实例，能量转换材料102的尺寸大于半导体结构104的尺寸，使得半导体结构104的上方的电场密度几乎是均匀的。将微波辐射应用于能量转换材料102和半导体结构104一段时间（例如，在约30秒至约1200秒的范围内）。
在某些实施例中，实时监控和控制与半导体结构104的一个或多个区相关联的局部温度，使得将局部温度保持在合适的范围（例如，约900℃至约1250℃）内。例如，如果局部温度降至该范围的下限值以下，则不充足的能量不能激活掺杂剂。在另一个实例中，如果局部温度超过该范围的上限值，则会发生不期望的掺杂剂扩散。热检测器106包括一个或多个高温计、或其他合适的温度测量器件。每个热检测器106均包括用于辐射收集以检测局部温度的小区域（例如，微米级）。热检测器106包括透镜，其专用于检测与浅深度（在约5nm至约20nm的范围内）相关联的辐射。热检测器106的响应时间在约1μs至约1ms的范围内。例如，将热检测器106设置在能量转换材料102之上或之下。在另一个实例中，将热检测器106设置在能量转换材料102中的一个或多个小孔中。在一些实施例中，因为整个晶圆被用作散热器，所以与半导体结构104的一个或多个区相关联的局部温度是短暂的（例如，持续约几毫秒或几亚毫秒）。
在一些实施例中，半导体结构104具有低微波辐射吸收，因此，很难实现有效的掺杂剂激活。例如，半导体结构104中所包括的结具有少量的空位缺陷，其通常会导致在结内形成不充足的偶极子以与用于掺杂剂激活的微波辐射相互作用。可对半导体结构104执行预非晶化注入（PAI），以提高用于掺杂剂激活的微波辐射吸收。例如，在将掺杂剂引入半导体结构104之前，执行PAI（例如，使用等离子体掺杂技术）以将某些注入物质（例如，离子）注入半导体结构104。作为响应，在半导体结构104中形成预非晶化层。作为一个实例，由于注入而导致预非晶化层包含大量的空位缺陷。在PAI工艺之后，例如，通过注入或外延生长，将掺杂剂引入半导体结构104。当施加微波辐射时，半导体结构104响应于微波辐射而经历固相外延再生长。由于在PAI工艺过程中产生的大量的空位缺陷，所以增加了半导体结构104的微波辐射吸收。在半导体结构104中形成更多与掺杂剂相关的偶极子，并且这些偶极子响应于用于掺杂剂激活的所应用的微波辐射而振动和/或旋转。
图2是示出使用微波辐射使半导体结构退火的另一个示例性示图。如图2所示，将能量转换材料102放置在半导体结构104之上一段距离（例如，d）处，此外，将另一种能量转换材料108放置在半导体结构104之下一段距离（例如，d2）处。将微波辐射应用于半导体结构104和能量转换材料102和108，以使半导体结构104退火。热检测器106设置在半导体结构104之上，以检测半导体结构104的一个或多个第一区的局部温度。一个或多个热检测器110设置在半导体结构104之下，以检测半导体结构104的一个或多个第二区的局部温度。调整微波辐射以使第一区的局部温度保持在第一范围内，且使第二区的局部温度保持在第二范围内。
具体地，热检测器110检测与半导体结构104的衬底中的某些区域对应的一个或多个第二区的局部温度。这些局部温度表示微波辐射和衬底中的自由载流子之间的相互作用。实时监控和控制与一个或多个第二区相关联的局部温度，使得将这些局部温度保持在第二范围内。例如，第二范围以目标温度为中心且包括从低于目标温度约1℃至超过目标温度约1℃。如果与第二区相关联的局部温度在第二范围外，则可停止微波辐射退火并且可互锁用于执行退火的工具。例如，在约300℃至约600℃的范围内选择目标温度。
热检测器110包括一个或多个高温计、或其他合适的温度测量器件。例如，热检测器110设置在能量转换材料108之上或之下。在另一个实例中，热检测器110设置在能量转换材料108的一个或多个小孔中。能量转换材料108包括n型掺杂硅、热压碳化硅、铝涂层碳化硅、磷化硅、碳化硅涂层石墨、钛、镍、氮化硅、二氧化硅或其他合适的材料。在一些实施例中，将多种能量转换材料放置在半导体结构104的顶面之上、底面之下以及一个或多个侧面的上方。可调整能量转换材料110和半导体结构104之间的距离（例如，d2）以改进掺杂剂激活和/或减少空位缺陷。例如，距离d2在0mm至约10mm的范围内。
图3示出了使用微波辐射使半导体结构退火的系统的示例性示图。如图3所示，半导体结构302在壳体308（例如，金属壳体）内放置在两种能量转换材料304和306之间，并且将微波辐射引入壳体308以用于使半导体结构302退火。设置一个或多个第一热检测器310，以检测与半导体结构302的顶部312的一个或多个第一区相关联的局部温度。此外，设置一个或多个第二热检测器314，以检测与半导体结构302的底部316的一个或多个第二区相关联的局部温度。控制器318被配置为基于检测到的局部温度来调整微波辐射，使得将这些局部温度保持在合适的范围内。
具体地，控制器318控制电源320，其为微波源322供电。将由微波源322产生的微波辐射通过一个或多个波导324引入壳体308。例如，微波源322包括磁控管、行波管放大器、振动陀螺仪、速调管源或其他合适的源。通过氧气传感器326，控制器318被配置为保持包括少于10ppm氧气的周围环境流（例如，氮气）。
例如，热检测器310设置在能量转换材料304之上或之下。在另一个实例中，热检测器310设置在能量转换材料304的一个或多个小孔中。在另一个实例中，以相对于半导体结构302的不同角度设置热检测器310，以测量不同区（例如，半导体结构302的中心区和/或边缘区）的局部温度。顶部312包括一个或多个器件部件，诸如外延结、注入区、介电层以及金属材料。与顶部312的第一区相关联的局部温度与微波辐射和顶部312的空位缺陷之间的相互作用有关。作为一个实例，热检测器314设置在能量转换材料306之上或之下。在另一个实例中，热检测器314设置在能量转换材料306的一个或多个小孔中。在另一个实例中，以相对于半导体结构302的不同角度设置热检测器314。底部316包括衬底，并且与底部316的第二区相关联的局部温度与微波辐射和底部316的自由载流子之间的相互作用有关。
图4是示出提供传导场的能量转换材料304和306的示例性示图。如图4所示，能量转换材料304和306在合适的温度下吸收足够的微波辐射且提供半导体结构302上方的传导场402，例如，以增强界面极化。
具体地，与微波辐射相关联的交替电场包括三个分量：Ep、En和Er，其中，En穿透半导体结构302。响应于交替电场（例如，具体地，组成部分Ep），正电荷开始在靠近能量转换材料304的底面处聚集（build），并且负电荷开始在靠近能量转换材料306的顶面处聚集。在合适的温度（例如，在约500℃至约700℃的范围内）下，在能量转换材料304和306中累积足够的电荷，从而产生了穿过半导体结构302的相应传导场402且增强了半导体结构302的界面极化。
在一些实施例中，在室温至约300℃的范围内的温度下，交替电场主要与半导体结构302中的非本征掺杂剂相互作用且产生立体加热以用于使半导体结构302退火。在约300℃至约500℃范围内的温度下，交替电场主要与半导体结构302中的本征原子（例如，硅）相互作用，并且通过立体加热使半导体结构302退火。在约500℃至约700℃范围内的温度下，增强了传导场402。例如，越来越多与掺杂剂相关的偶极子形成在半导体结构302中，并且这些偶极子响应于除了交替电场之外的传导场402而振动和/或旋转。偶极子形成和偶极子运动（例如，振动和/或旋转）最终破坏半导体结构302中的掺杂剂和间隙位置之间的键合，从而激活掺杂剂。
图5是示出使用微波辐射使半导体结构退火的流程图的示例性示图。在步骤502中，提供了半导体结构。在步骤504中，提供了能够增强半导体结构对微波辐射的吸收的一种或多种能量转换材料。在步骤506中，将微波辐射应用于能量转换材料和半导体结构以使用于制造半导体器件的半导体结构退火。在步骤508中，检测与半导体结构的一个或多个第一区相关联的第一局部温度。在步骤510中，至少部分地基于检测到的第一局部温度，来调整应用于能量转换材料和半导体结构的微波辐射。
图6示出了计算机执行环境的一个实例，其中，用户702能够通过网络704与设置在一个或多个服务器706上的微波退火控制器710进行交互。微波退火控制器710能够辅助用户702使用微波辐射执行半导体结构的退火。具体地，微波退火控制器710被实施为将微波辐射应用于一种或多种能量转换材料和半导体结构，以使用于制造半导体器件的半导体结构退火。一种或多种能量转换材料能够增强半导体结构对微波辐射的吸收。微波退火控制器710被配置为至少部分地基于与半导体结构中的一个或多个区相关联的局部温度来调整应用于能量转换材料和半导体结构的微波辐射。
如图6所示，用户702能够通过多种方式（诸如一种或多种网络704）与微波退火控制器710进行交互。可通过网络704访问的一个或多个服务器706设置有微波退火控制器710。一个或多个服务器706也能够包含或访问一个或多个数据存储器708，用于存储微波退火控制器710的数据。在一些实施例中，数据存储器708包括存储半导体结构中不同区的局部温度的数据库，并且微波退火控制器710查询数据库以确定局部温度是否在合适的范围内。在一些实施例中，诸如图7中的800所示，计算机执行系统和方法能够被配置为微波退火控制器802设置在独立计算机上以供用户访问。
根据一个实施例，提供了一种使用微波辐射使半导体结构退火的方法。提供了半导体结构。提供了能够增强半导体结构对微波辐射的吸收的一种或多种能量转换材料。将微波辐射应用于能量转换材料和半导体结构，以使用于制造半导体器件的半导体结构退火。检测与半导体结构的一个或多个第一区相关联的第一局部温度。至少部分地基于检测到的第一局部温度，调整应用于能量转换材料和半导体结构的微波辐射。
根据另一个实施例，一种使用微波辐射使半导体结构退火的系统包括：一种或多种能量转换材料，能够增强半导体结构对微波辐射的吸收；控制器，被配置为将微波辐射应用于能量转换材料和半导体结构以使用于制造半导体器件的半导体结构退火；以及一个或多个第一热检测器，被配置为检测与半导体结构的一个或多个第一区相关联的第一局部温度。控制器还被配置为至少部分地基于检测到的第一局部温度调整应用于能量转换材料和半导体结构的微波辐射。
根据又一个实施例，一种使用微波辐射使半导体结构退火的系统包括：一个或多个数据处理器；以及计算机可读存储器，其中，计算机可读存储器编码有用于命令一个或多个数据处理器执行某些操作的编程指令。将微波辐射应用于一种或多种能量转换材料和半导体结构以使用于制造半导体器件的半导体结构退火，一种或多种能量转换材料能够增强半导体结构对微波辐射的吸收。检测与半导体结构的一个或多个区相关联的局部温度。至少部分地基于检测到的局部温度调整应用于能量转换材料和半导体结构的微波辐射。
该书面说明书和以下权利要求可包括仅用于说明性目的且不应理解为限制意义的术语。例如，在此（包括权利要求中）所使用的术语“衬底”指的是包括一种或多种半导体材料的任何结构，这些材料包括但不限于块状半导体材料，诸如半导体晶圆（单独地或包括其上的其他材料的组件中）、以及半导体材料层（单独地或位于包括其他材料的组件中）。在此（包括权利要求中）所使用的术语“半导体结构”可包括半导体衬底。在此（包括权利要求中）所使用的术语“半导体结构”也可包括形成在半导体衬底上的浅沟槽隔离部件、多晶硅栅极、轻掺杂漏极区、掺杂阱、接触件、通孔、金属线、或其他类型的电路图案或部件。此外，在此（包括权利要求中）所使用的术语“半导体结构”可包括多种半导体器件，包括晶体管、电容器、二极管等。
此外，通过程序代码可在许多不同类型的处理装置上实现在此描述的方法和系统，该程序代码包括可由装置处理子系统执行的程序指令。软件程序指令可包括可操作地使处理系统执行在此描述的方法和操作的源代码、目标代码、机器代码或任何其他存储数据。然而，也可使用其他实施方式，诸如，被配置为执行在此描述的方法和系统的固件或甚至适当设计的硬件。
在一种或多种不同类型的计算机执行数据存储区（诸如不同类型的存储器件和编程结构（例如，RAM、ROM、闪存、平面文件、数据库、编程数据结构、编程变量、IF-THEN（或类似类型）语句结构等））中可存储和执行系统和方法的数据（例如，关联、映射、数据输入、数据输出、中间数据结果、最终数据结果等）。应该注意，数据结构描述了用于在数据库、程序、存储器或其他计算机可读介质中组织和存储数据的格式，以供计算机程序使用。
系统和方法可设置在很多不同类型的计算机可读介质上，计算机可读介质包括计算机存储机制（例如，CD-ROM、软磁盘、RAM、闪存、计算机硬驱动等），其包含用于由处理器执行的指令（例如，软件）以执行方法的操作和实现在此描述的系统。
在此描述的计算机部件、软件模块、功能、数据存储区和数据结构可直接或间接地彼此连接，以允许它们的操作所需的数据流。也应该注意，模块或处理器包括但不限于执行软件操作的代码单元，并且例如，能够作为代码子程序单元或代码软件功能单元、或目标（面向对象的范例内）、或支程序、或以计算机脚本语言、或另一种类型的计算机代码来模块或处理器。根据即将发生的情况，软件部件和/或功能件可以位于单个计算机或分布在多个计算机上。
计算系统可包括客户机程序和服务器。客户机程序和服务器通常相互远离且通常通过通信网络进行交互。通过在各自计算机运行的且具有客户-服务器相互关系的计算机程序产生客户和服务器之间的关系。
虽然本说明书包含了许多细节，但这些不应该理解为对范围或所要求保护的范围的限制，而应理解为针对特定实施例的部件的描述。在单个实施例中，在上下文或单个实施例中的该说明书中描述的某些部件也可以组合的方式来实现。反之，在单个实施例的上下文中描述的多个部件也可以在多个实施例中以分离的方式或者以任何合适的子组合的方式来实现。而且，虽然以上可将部件描述为在某些组合中的动作，且甚至像最初所要求保护的那样，但是在一些情况下，所要求保护的组合中的一个或多个部件可以从该组合中去除，并且所要求的组合可以涉及子组合或子组合的变化。
类似地，虽然附图中按照特定顺序描述了操作，但是不应该理解为要求按照所示的特定顺序或先后顺序执行来这些操作，或者要求执行所有示出的操作以实现预期结果。在某些情况下，多任务和并行处理可以是有利的。此外，上述实施例中的不同系统部件的分离不应该被理解为要求在所有的实施例中均进行这样的分离，并且应该理解，所述程序部件和系统通常可共同地集成在单个软件产品或封装在多个软件产品中。
因此，已描述了特定实施例。其他实施例在以下权利要求的范围内。例如，以不同的顺序能够执行权利要求中所描述的操作并且仍然能够实现预期结果。

Claims (19)

1.一种使用微波辐射使半导体结构退火的方法，所述方法包括：
提供半导体结构；
提供能够增强所述半导体结构对微波辐射的吸收的一种或多种能量转换材料；
将所述微波辐射施加于所述能量转换材料和所述半导体结构，以使制造半导体器件的所述半导体结构退火；
检测与所述半导体结构的一个或多个第一区相关联的第一局部温度；以及
至少部分地基于检测到的所述第一局部温度来调整施加于所述能量转换材料和所述半导体结构的所述微波辐射，
其中，响应于所述微波辐射，所述能量转换材料能够增强与所述半导体结构相关联的电场密度，从而增强所述半导体结构对所述微波辐射的吸收。
2.根据权利要求1所述的使用微波辐射使半导体结构退火的方法，其中：
所述半导体结构包括顶部和底部；以及
所述第一区设置在所述顶部中。
3.根据权利要求1所述的使用微波辐射使半导体结构退火的方法，还包括：
检测与所述半导体结构的一个或多个第二区相关联的第二局部温度；以及
至少部分地基于检测到的所述第二局部温度来调整施加于所述能量转换材料和所述半导体结构的所述微波辐射；
其中：
所述半导体结构包括顶部和底部；
所述第一区设置在所述顶部中；以及
所述第二区设置在所述底部中。
4.根据权利要求3所述的使用微波辐射使半导体结构退火的方法，其中，调整所述微波辐射以将所述第二局部温度保持在目标范围内。
5.根据权利要求1所述的使用微波辐射使半导体结构退火的方法，其中，调整所述微波辐射以将所述第一局部温度保持在目标范围内。
6.根据权利要求1所述的使用微波辐射使半导体结构退火的方法，其中，所述能量转换材料包括n型掺杂硅、热压碳化硅、铝涂层碳化硅、磷化硅、碳化硅涂层石墨、钛、镍、氮化硅或二氧化硅。
7.根据权利要求1所述的使用微波辐射使半导体结构退火的方法，其中，所述能量转换材料的损耗角正切在0.01至1的范围内。
8.根据权利要求1所述的使用微波辐射使半导体结构退火的方法，其中，所述微波辐射的频率在2GHz至10GHz的范围内。
9.一种使用微波辐射使半导体结构退火的系统，所述系统包括：
一种或多种能量转换材料，用于增强与所述半导体结构相关联的电场密度，能够增强所述半导体结构对所述微波辐射的吸收；
控制器，被配置为将所述微波辐射施加于所述能量转换材料和所述半导体结构，以使制造半导体器件的所述半导体结构退火；以及
一个或多个第一热检测器，被配置为检测与所述半导体结构的一个或多个第一区相关联的第一局部温度；
其中，所述控制器还被配置为至少部分地基于检测到的所述第一局部温度来调整施加于所述能量转换材料和所述半导体结构的所述微波辐射。
10.根据权利要求9所述的使用微波辐射使半导体结构退火的系统，还包括：
一个或多个第二热检测器，被配置为检测与所述半导体结构的一个或多个第二区相关联的第二局部温度。
11.根据权利要求9所述的使用微波辐射使半导体结构退火的系统，其中，所述第一热检测器包括一个或多个高温计。
12.根据权利要求9所述的使用微波辐射使半导体结构退火的系统，其中，以不同的角度设置所述第一热检测器，以用于检测所述第一局部温度。
13.根据权利要求9所述的使用微波辐射使半导体结构退火的系统，还包括：
微波辐射源，包括：磁控管、行波管放大器、振动陀螺仪或速调管源。
14.根据权利要求9所述的使用微波辐射使半导体结构退火的系统，其中，所述能量转换材料包括n型掺杂硅、热压碳化硅、铝涂层碳化硅、碳化硅涂层石墨、磷化硅、钛、镍、氮化硅或二氧化硅。
15.根据权利要求9所述的使用微波辐射使半导体结构退火的系统，其中，所述控制器还被配置为保持氧气少于10ppm的周围环境控制流。
16.根据权利要求9所述的使用微波辐射使半导体结构退火的系统，其中，所述第一热检测器设置在所述能量转换材料内。
17.根据权利要求9所述的使用微波辐射使半导体结构退火的系统，其中，所述能量转换材料包括设置在所述半导体结构之上的第一能量转换材料和设置在所述半导体结构之下的第二能量转换材料。
18.根据权利要求9所述的使用微波辐射使半导体结构退火的系统，其中，所述能量转换材料形成在所述半导体结构上。
19.一种使用微波辐射使半导体结构退火的系统，所述系统包括：
一个或多个数据处理器；以及
计算机可读存储器，编码有用于命令所述一个或多个数据处理器以执行操作的编程指令，所述操作包括：
将微波辐射施加于一种或多种能量转换材料和半导体结构，以使用于制造半导体器件的所述半导体结构退火，所述一种或多种能量转换材料用于增强与所述半导体结构相关联的电场密度，能够增强所述半导体结构对所述微波辐射的吸收；
检测与所述半导体结构的一个或多个区相关联的局部温度；以及
至少部分地基于检测到的所述局部温度来调整施加于所述能量转换材料和所述半导体结构的所述微波辐射。
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