超大规模集成电路制造工艺关键概念解析

"超大规模集成电路制造工艺复习试题，包含填空题，涉及晶圆制备、氧化和淀积等工艺知识，但答案不全。" 在超大规模集成电路制造中，晶圆制备是至关重要的第一步。高纯度的硅，被称为半导体级硅（GSG）或电子级硅，用于制造芯片。单晶硅的生长方法主要有CZ法（直拉法）和区熔法，生长出的单晶硅成为硅锭。晶圆，即制作集成电路的基板，通常由硅或锗制成，经过一系列步骤如单晶生长、切片、磨片、倒角、刻蚀、抛光、清洗、检查和包装。 晶圆的晶体平面密勒符号是100、110和111，其中100平面最常见。CZ直拉法生长单晶硅时，将熔融的半导体级硅液转变为具有特定晶向并掺杂为p型或n型的硅锭，目的是确保均匀掺杂和控制硅锭的结构与直径，同时限制杂质引入。拉伸速率和晶体旋转速率是影响该过程的两个关键参数。 晶圆制备的整型处理包括去掉两端、径向研磨以及硅片定位边和定位槽。制备半导体级硅的过程包括制备工业硅、生长硅单晶和提纯。 氧化工艺中，二氧化硅可以分为多晶态和单晶态，热氧化设备通常有卧式炉、立式炉和快速热处理炉。热氧化分为干氧氧化、湿氧氧化和水汽氧化。立式炉控制系统包括工艺腔、硅片传输系统、气体分配系统、尾气系统和温控系统。选择性氧化常见于局部氧化（LOCOS）和浅槽隔离（STI）。 热氧化物在硅片制造中有多种用途，如掺杂阻挡、表面钝化、场氧化层和金属层间介质。高温设备中的工艺包括氧化、扩散、溅射、退火和合金形成。硅片上的氧化物主要通过热生长和淀积产生，形成薄膜结构。热氧化的目标是按照特定厚度和纯度要求生长二氧化硅薄膜。 立式炉的工艺腔由石英工艺腔、加热器和石英舟构成，负责对硅片加热。而淀积技术，如APCVD（大气压力化学气相沉积）、LPCVD（低压化学气相沉积）和PECVD（等离子体增强化学气相沉积），用于在硅片上形成各种薄膜。淀积过程通常包括晶核形成、聚焦成束和汇聚成膜三个阶段。 这些基础知识对于理解超大规模集成电路的制造工艺至关重要，尽管题目中提供的答案并不完整，但已能展示制造过程的关键环节。