Microwave and Radio Frequency Rapid Electromagnetic Induction Heating (EMIH) of Silicon Wafers

硅片的微波和射频快速电磁感应加热 (EMIH)

基本信息

  • 批准号:
    0200120
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 30万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2002
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2002-04-15 至 2006-05-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The need to reduce the thermal budgets (time, temperature) of next generation semiconductor device processing has created a significant interest in short-term rapid thermal processing (RTP) of silicon. One of the most important applications for RTP is the formation of the source and drain regions of CMOS gate stacks. Another application is the bonding of wafers for fabrication of micromechanical and power microelectronic devices. This proposal requests support for basic research of microwave and radio frequency (RF) rapid electromagnetic induction heating (EMIH) of Si. EMIH would provide valuable and unique capabilities for wafer bonding. Moreover, EMIH may be the only viable method to anneal ultrashallow implanted impurity dopant regions to the specifications required to manufacture the next generation of high density VLSI integrated circuits (the so-called 100 nm technology node).The research program involves investigations of rapid microwave and RF EMIH of Si wafers. For example, initial data indicate that EMIH spike-annealing of ultra-shallow boron-implanted wafers is superior to conventional lamp RTP. Experiments with ultra-shallow boron-implanted wafers are proposed to establish just how effective EMIH RTP can be, and to elucidate the unconventional mechanisms responsible for the observed superior performance. Similarly, initial results indicate that EMIH enables very rapid wafer bonding without the need for intermediate glue layers. The research will more thoroughly determine the quality of the bond, the minimum time and temperature required to obtain a good bond, the prospects for multi-level wafer stack bonding, and the mechanisms that explain how uniformly strong bonds are obtained during RF EMIH, even with significant radial temperature gradients.Supporting collaborations with leading semiconductor fabrication industrial organizations will provide critical input to experimental design and results analysis, and valuable mentorship of students. These collaborations will also leverage grant resources by providing sources of ultrashallow implanted wafers and post-anneal characterization from institutions with unparalleled experience and expertise in this technology area.
由于需要减少下一代半导体器件加工的热预算(时间、温度),人们对硅的短期快速热处理(RTP)产生了浓厚的兴趣。 RTP 最重要的应用之一是形成 CMOS 栅极堆叠的源极和漏极区域。另一个应用是用于制造微机械和功率微电子器件的晶圆键合。该提案请求支持硅的微波和射频(RF)快速电磁感应加热(EMIH)的基础研究。 EMIH 将为晶圆键合提供宝贵且独特的功能。此外,EMIH 可能是对超浅注入杂质掺杂区进行退火,使其达到制造下一代高密度 VLSI 集成电路(所谓的 100 nm 技术节点)所需规格的唯一可行方法。该研究计划涉及快速微波的研究和硅片的射频 EMIH。例如,初始数据表明,超浅硼注入晶圆的 EMIH 尖峰退火优于传统灯 RTP。建议使用超浅硼注入晶圆进行实验,以确定 EMIH RTP 的有效性,并阐明导致所观察到的卓越性能的非常规机制。同样,初步结果表明 EMIH 可以实现非常快速的晶圆键合,无需中间胶层。该研究将更彻底地确定键合质量、获得良好键合所需的最短时间和温度、多级晶圆堆叠键合的前景,以及解释在 RF EMIH 过程中如何获得均匀强键合的机制,甚至具有显着的径向温度梯度。支持与领先的半导体制造工业组织的合作将为实验设计和结果分析提供关键的输入,并为学生提供宝贵的指导。这些合作还将通过提供超浅注入晶圆来源和来自在该技术领域拥有无与伦比的经验和专业知识的机构的退火后表征来利用赠款资源。

项目成果

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