集成电路期末考试知识点答案.pdf
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1、1、哪 一 年 在 哪 儿 独 创 了 晶 体 管?独 创 人 哪 一 年 获 得 了 诺 贝 尔 奖?1947贝 尔 试 验 室 肖 克 来 波 拉 坦 巴 丁 独 创 了 晶 体 管 1956获 诺 贝 尔 奖 2、世 界 上 第 一 片 集 成 电 路 是 哪 一 年 在 哪 儿 制 造 出 来 的?独 创 人 哪 一 年 为 此 获 得 诺 贝 尔 奖?Jack k ilb y德 州 仪 器 公 司 1958年 独 创 2。0。获 诺 贝 尔 奖 3、什 么 是 晶 圆?晶 圆 的 材 料 是 什 么?晶 圆 是 指 硅 半 导 体 集 成 电 路 制 作 所 用 的 硅 晶 片,材
2、料 是 硅 4、目 前 主 流 集 成 电 路 设 计 特 征 尺 寸 已 经 到 达 多 少?预 料 2 0 1 6年 能 实 现 量 产 的 特 征 尺 寸 是 多 少?主 流 0.18um 22nm5、晶 圆 的 度 量 单 位 是 什 么?当 前 主 流 晶 圆 的 尺 寸 是 多 少?英 寸 12英 寸 6、摩 尔 是 哪 个 公 司 的 创 始 人?什 么 是 摩 尔 定 律?英 特 尔 芯 片 上 晶 体 管 数 每 隔 18个 月 增 加 一 倍 7、什 么 是 S oC?英 文 全 拼 是 什 么?片 上 系 统 System On Chip8、说 出 Foundry、Fab
3、less和 Chipless的 中 文 含 义。代 工 无 消 费 线 无 芯 片 9、一 套 掩 模 一 般 只 能 消 费 多 少 个 晶 圆?1000个 晶 圆 10、什 么 是 有 消 费 线 集 成 电 路 设 计?电 路 设 计 在 工 艺 制 造 单 位 内 部 的 设 计 部 门 进 展11、什 么 是 集 成 电 路 的 一 体 化(IDM)实 现 形 式?设 计 制 造 和 封 装 都 集 中 在 半 导 体 消 费 厂 家 内 进 展 12、什 么 是 集 成 电 路 的 无 消 费 线(Fabless)设 计 形 式?只 设 计 电 路 而 没 有 消 费 线 13、一
4、 个 工 艺 设 计 文 件(PDK)包 含 哪 些 内 容?器 件 的 SPICE参 数、幅 员 设 计 用 的 层 次 定 义、设 计 规 则 和 晶 体 管 电 阻 电 容 等 器 件 以 和 通 孔 焊 盘 等 根 本 构 造 幅 员,及 设 计 工 具 关 联 的 设 计 规 则 检 查、参 数 提 取、幅 员 电 路 图 比 照 用 的 文 件。14、设 计 单 位 拿 到 P D K文 件 后 要 做 什 么 工 作?利 用 CAD/EDA工 具 进 展 电 路 设 计 仿 真 等 一 系 列 操 作 最 终 生 成 以 GDS-II格 式 保 存 的 幅 员 文 件,然 后 发
5、 给 代 工 单 位。15、什 么 叫“流 片”?像 流 水 线 一 样 通 过 一 系 列 工 艺 步 骤 制 造 芯 片。16、给 出 几 个 国 内 集 成 电 路 代 工 或 转 向 代 工 的 厂 家。上 海 中 芯 国 际 上 海 宏 力 半 导 体 上 海 华 虹 N E C上 海 贝 岭 无 锡 华 润 华 晶 杭 州 士 兰 常 州 柏 玛 微 电 子 17、什 么 叫 多 工 程 晶 圆(MPW)?M P W 英 文 全 拼 是 什 么?将 多 个 运 用 一 样 工 艺 的 集 成 电 路 设 计 放 在 同 一 晶 圆 片 上 流 片,完 成 后 每 个 设 计 可 以
6、 得 到 数 十 片 芯 片 样 品 Multi-Project-Wafer18、集 成 电 路 设 计 需 要 哪 些 学 问 范 围?系 统 学 问,电 路 学 问,工 具 学 问,工 艺 学 问 19、对 于 通 信 和 信 息 学 科,所 包 括 的 系 统 有 哪 些?程 控 系 统,无 线 通 信 系 统,光 纤 通 信 系 统 等;信 息 学 科:有 各 种 信 息 处 理 系 统。20、RFIC、M M IC和 M 31c是 何 含 义?射 频 电 路 微 波 单 片 集 成 电 路 毫 米 波 单 片 集 成 电 路 21、闻 名 的 集 成 电 路 分 析 程 序 是 什
7、么?有 哪 些 闻 名 公 司 开 发 了 集 成 电 路 设 计 工 具?SPICE 程 序 Cadence、Synopsis 和 Mentor Graphics 等 公 司 22、从 事 逻 辑 电 路 级 设 计 和 晶 体 管 级 电 路 设 计 需 要 驾 驭 哪 些 工 具?逻 辑:驾 驭 VHDL或 Verilog HD1等 硬 件 语 言 描 绘 和 相 应 的 分 析 和 综 合 工 具 晶 体 管:驾 驭 SPICE或 类 似 的 电 路 分 析 工 具。23、为 了 使 得 I C 设 计 胜 利 率 高,设 计 者 应 当 驾 驭 哪 些 主 要 工 艺 特 征?从 芯
8、 片 外 延 和 掩 膜 制 作,光 刻,材 料 淀 积 和 刻 蚀,杂 质 扩 散 或 注 入,到 滑 片 封 装 的 全 过 程。24、SSL MSI、LSI、VLSL U L S I的 中 文 含 义 是 什 么?英 文 全 拼 是 什 么?SSI(small-scale integration)小 规 模 集 成 电 路;MSI(Middle-scaleintegration)中 规 模 集 成 电 路;LSI(large-scale integration)大 规 模 集 成电 路;VLSI(very-large-scale integration)甚 大 规 模 集 成 电 路 U
9、LSI(Ultra-large-scale integration)超 大 规 模 集 成 电 路。-2-1、电 子 系 统 特 殊 是 微 电 子 系 统 应 用 的 材 料 有 哪 几 类?导 体 半 导 体 绝 缘 体 2、集 成 电 路 制 造 常 用 的 半 导 体 材 料 有 哪 些?硅、神 化 钱、磷 化 锢 3、为 什 么 说 半 导 体 材 料 在 集 成 电 路 制 造 中 起 着 根 本 性 的 作 用?集 成 电 路 通 常 制 作 在 半 导 体 衬 底 材 料 上,集 成 电 路 的 根 本 元 件 是 根 据 半 导 体 特 性 构 成。4.半 导 体 材 料 得
10、 到 广 泛 应 用 的 缘 由 是 什 么?参 杂、温 度、光 照 都 可 以 变 更 半 导 体 导 电 实 力,以 和 多 种 由 半 导 体 形 成 构 造 中,注 入 电 流 会 放 射 光(发 光 二 极 管)5、Si、GaAs、In P三 种 根 本 半 导 体 材 料 中,电 子 迁 移 率 最 高 的 是 哪 种?最 低 的 是 哪 种?GaAs Si6、在 过 去 4 0 年 中,基 于 硅 材 料 的 多 种 成 熟 工 艺 技 术 有 哪 些?双 极 性 晶 体 管(BJT)、结 型 场 效 应 管(J-FET)、P 型 场 效 应 管(PMOS)、N 型 场 效 应
11、管(NMOS)、互 补 型 金 属-氧 化 物-半 导 体 场 效 应 管(CMOS)和 双 极 性 管 CMOS(BiCMOS)等 7、硅 基 最 先 进 的 工 艺 线 晶 圆 直 径 已 到 达 多 少?0.13umCMOS工 艺 制 成 的 C P U运 行 速 度 已 达 多 少?12英 寸 2Ghz8、为 什 么 市 场 上 90%的 I C 产 品 都 是 基 于 S i工 艺 的?原 料 丰 富、技 术 成 熟、价 格 低 9、及 S i材 料 相 比,G aA s具 有 哪 些 优 点?l.G aAs中 非 平 衡 少 子 饱 和 漂 移 速 率 大 约 是 S i的 4倍,
12、2.在 GaAs中,电 子 和 空 穴 可 干 脆 复 合,而 S i不 行。3.GaAs中 价 带 及 导 带 之 间 的 禁 带 为 1.43eV,大 于 Si 的 1.1 leV10.G a A s晶 体 管 最 高 工 作 频 率 f T 可 达 多 少?而 最 快 的 S i晶 体 管 能 到 达 多 少?150Ghz 几 十 GHz11、基 于 G a A s的 集 成 电 路 中 有 哪 几 种 有 源 器 件?MESFET、HEMT和 HBT三 种 有 源 器 件。12、为 什 么 说 In P合 适 做 发 光 器 件 和 OEIC?In P中 电 子 及 空 穴 的 复 合
13、 是 干 脆 进 展 的 13、I C 系 统 中 常 用 的 几 种 绝 缘 材 料 是 什 么?SiO2 SiON、Si3N414、什 么 是 欧 姆 接 触 和 肖 特 基 接 触?在 半 导 体 外 表 制 作 金 属 层 后,假 如 参 杂 浓 度 较 高,隧 道 效 应 抵 消 势 垒 的 影 响 形 成 欧 姆 接 触:假 如 参 杂 浓 度 较 低,金 属 和 半 导 体 结 合 面 就 形 成 肖 特 基 接 触。15、多 晶 硅 的 特 点?多 晶 硅 是 单 质 硅 的 一 种 形 态、特 性 随 结 晶 度 及 杂 质 原 子 而 变 更、应 用 广 泛 16、在 M
14、O S和 双 极 型 器 件 中,多 晶 硅 可 用 来 做 什 么?栅 极、源 极 及 漏 极(或 双 极 器 件 的 基 区 及 放 射 区)的 欧 姆 接 触、根 本 连 线、薄 PN结 的 扩 散 源、高 值 电 阻 等 17、什 么 是 材 料 系 统?由 一 些 根 本 材 料,如 在 Si,GaAs或 InP制 成 的 衬 底 上 或 衬 底 内,用 其 它 物 质 再 生 成 一 层 或 几 层 材 料。18、半 导 体 材 料 系 统?是 指 不 同 质 的 几 种 半 导 体(GaAs及 AlGaAs,Si及 SiGe等)组 成 的 层 构 造 19、异 质 半 导 体 材
15、 料 的 主 要 应 用 有 哪 些?制 作 异 质 结 双 极 性 晶 体 管 HBT、高 电 子 迁 移 率 晶 体 管 HEMT、高 性 能 的 LED和 LD。20、什 么 是 半 导 体/绝 缘 体 材 料 系 统?半 导 体 及 绝 缘 体 相 结 合 的 材 料 系 统 21、晶 体 和 非 晶 体 的 区 分?晶 体 具 有 肯 定 几 何 外 形 如 硅 和 错,非 晶 体 无 固 定 形 态 如 玻 璃、橡 胶 22、什 么 是 共 价 键 构 造?.最 外 层 的 价 电 子 不 仅 受 到 自 身 原 子 核 的 作 用,还 要 受 到 相 邻 原 子 核 的 作 用,
16、这 样 每 个 价 电 子 就 不 局 限 于 单 个 原 子,可 以 转 移 到 相 邻 的 原 子 上 去,这 种 价 电 子 共 有 化 的 运 动 就 形 成 了 晶 体 中 的 共 价 键 构 造。23、什 么 是 本 征 半 导 体 和 杂 质 半 导 体?征 半 导 体 是 一 种 纯 洁 的、构 造 完 好 的 半 导 体 晶 体。在 本 征 导 体 中 参 入 微 量 的 杂 质,就 形 成 了 杂 质 半 导 体(N、P)24、本 征 半 导 体 有 何 特 点?电 子 浓 度 及 空 穴 浓 度 一 样,热 力 学 零 度 没 有 自 由 电 子,载 流 子 少、导 电
17、性 差、温 度 稳 定 性 差 25、杂 质 半 导 体 中,多 子 和 少 子 是 如 何 形 成 的?在 本 征 半 导 体 中 掺 入 少 量 的 3 价 元 素,如 硼、铝 或 锢,有 3 个 价 电 子,形 成 共 价 键 时,缺 少 1个 电 子,产 生 1个 空 位。空 穴 为 多 数 载 流 子,电 子 为 少 数 载 流 子。在 本 征 半 导 体 中 掺 入 少 量 的 5价 元 素,如 磷、神 或 睇,有 5 个 价 电 子,形 成 共 价 键 时,多 余 1个 电 子。电 子 为 多 数 载 流 子,空 穴 为 少 数 载 流 子。26、什 么 是 扩 散 运 动?什
18、么 是 漂 移 运 动?扩 散 运 动:由 于 P N结 交 界 面 两 边 的 载 流 子 浓 度 有 很 大 的 差 异,载 流 子 就 要 从 浓 度 大 的 区 域 向 浓 度 小 的 区 域 扩 散。漂 移 运 动:进 入 空 间 电 荷 区 的 空 穴 在 内 建 电 场 作 用 下 向 P 区 漂 移,自 由 电 子 向 N 区 漂 移。27、P N 结 的 主 要 特 点 是 什 么?单 向 导 电 性 28、双 极 型 三 极 管 三 个 区 有 什 么 不 同?放 射 区 的 掺 杂 浓 度 远 远 高 于 基 区 和 集 电 区,基 区 做 的 很 薄,集 电 结 的 面
19、 积 大 于 放 射 结 的 面 积。29、双 极 型 三 极 管 有 几 种 工 作 状 态?每 个 状 态 P N 结 偏 置 状 况 如 何?放 射 结 正 偏 集 电 结 反 偏 时 为 放 大 工 作 状 态、放 射 结 正 偏 集 电 结 也 正 偏 时 为 饱 和 工 作 状 态、放 射 结 反 偏 集 电 结 也 反 偏 时 截 止 工 作 状 态、放 射 结 反 偏 集 电 结 正 偏 为 反 向 工 作 状 态。30、在 放 大 状 态 下,三 极 管 内 部 载 流 子 传 输 过 程 是 怎 样 进 展 的?放 射 结 的 注 入、基 区 中 的 输 运 及 复 合 和
20、 集 电 区 的 搜 集 31、为 什 么 晶 体 管 的 反 向 工 作 状 态 一 般 不 用,尤 其 是 在 集 成 电 路 中 更 是 如 此?由 于 晶 体 管 的 实 际 构 造 不 对 称,特 殊 是 在 集 成 电 路 中,放 射 区 嵌 套 在 基 区 内,基 区 嵌 套 在 集 电 区 内,放 射 结 比 集 电 结 小 很 多 反 向 电 流 放 大 倍 数 BR比 B F 小 很 多 32、M O S管 的 核 心 构 造 是 什 么?导 体、绝 缘 体 及 衬 底 的 掺 杂 半 导 体 这 三 层 材 料 叠 在 一 起 构 成 33、根 据 形 成 导 电 沟 道
21、 载 流 子 类 型 的 不 同,M O S管 有 几 种 类 型?NMOS和 PMOS34、简 述 PM O S管 的 详 细 构 造。半 导 体 局 部 的 构 造 包 含 由 两 个 P 型 硅 的 扩 散 区 隔 开 的 N 型 硅 区 域,这 层 型 硅 区 域 之 上 覆 盖 了 由 一 个 绝 缘 层 和 一 个 栅 极 的 导 电 电 极 构 成 的 夹 层 构 造,两 个 P 型 硅 的 扩 散 区 分 别 通 过 及 金 属 导 体 的 欧 姆 接 触,形 成 源 极 和 漏 极。35、简 述 M O S管 的 导 电 沟 道 是 如 何 形 成 的?N 反 型 层 及 源
22、 漏 两 端 的 N 型 扩 散 层 连 通 36、什 么 叫 阈 值 电 压?阈 值 电 压 是 否 可 变?阈 值 电 压 为 负 时 称 为 什 么 电 压?引 起 沟 道 区 产 生 强 外 表 反 型 的 最 小 栅 电 压,称 为 阈 值 电 压 V T o 往 往 用 离 子 注 入 技 术 变 更 沟 道 区 的 掺 杂 浓 度,从 而 变 更 阈 值 电 压。夹 断 电 压。37、对 N M O S晶 体 管,注 入 何 种 杂 质 使 阈 值 电 压 增 加 或 降 低?P 型 杂 质 增 加、N 型 杂 质 降 低。38、根 据 阈 值 电 压 不 同,常 把 M O S
23、器 件 分 为 几 种?增 加 型 和 耗 尽 型 39、在 C M O S电 路 里,M O S管 一 般 采 纳 何 种 类 型?增 加 型 40、为 什 么 说 M O S晶 体 管 是 一 种 电 压 限 制 器 件?当 栅 源 电 压 V G S等 于 开 启 电 压 V T 时,器 件 开 场 导 通,当 源 漏 间 加 电 压 V D S且 VGS=VT时,由 于 源 漏 电 压 和 栅-衬 底 电 压 而 分 别 产 生 的 电 场 程 度 和 垂 直 重 量 的 作 用,沿 着 沟 道 就 出 现 了 导 电。源 漏 电 压(VDS 0)所 产 生 的 电 场 程 度 重 量
24、 起 着 使 电 子 沟 道 向 漏 极 运 动 的 作 用。随 着 源 漏 电 压 的 增 大,沿 沟 道 电 阻 的 压 降 会 变 更 沟 道 的 形 态。41、M O S管 的 I D S 大 小 除 及 源 漏 电 压 和 栅 极 电 压 有 关 外,还 及 哪 些 因 素 有 关?源 漏 之 间 的 间 隔、沟 道 宽 度、开 启 电 压、栅 绝 缘 氧 化 层 的 厚 度、栅 绝 缘 层 的 介 电 常 数、载 流 子 的 迁 移 率 42、一 个 M O S管 的 正 常 导 电 特 性 可 分 为 几 个 区 域?夹 断、线 性、饱 和 43、说 明 M O S管“线 性 区
25、”沟 道 和 漏 极 电 流 特 点。弱 反 型 区 漏 极 电 流 随 栅 压 的 增 大 而 线 性 增 大 44、说 明 M O S管“饱 和 区”沟 道 和 漏 极 电 流 特 点。沟 道 强 反 型,漏 极 电 流 及 漏 极 电 压 无 关45、用 什 么 参 数 衡 量 M O S器 件 的 增 益?用 g m 衡 量 M O S器 件 的 增 益-3-1、外 延 生 长 的 目 的 是 什 么?外 延 生 长 的 方 法 有 哪 几 种?用 同 质 材 料 形 成 具 有 不 同 的 掺 杂 种 类 和 浓 度 而 具 有 不 同 性 能 的 晶 体 层。液 态 生 长、气 相
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