微电子概论思考题及答案

微电子概论思考题微电子概论思考题第一章：第一只晶体管制造是在哪个国家？哪个试验室？制造人是谁？Bell第一片IC制造是在哪个国家？哪个公司？制造人是谁？TIKibly基尔比按规模分类IC有几种？简要说明每种类型的集成度？SSI:<102,MSI:102~103LSI:103~104VLSI:104~107ULSI:107~109GSI:>109按功能分类IC有几种？简要说明每种类型的特征？三种数字集成电路：它是指处理数字信号的集成电路。模拟集成电路：它是指处理模拟信号的集成电路。合集成电路。5. 按器件构造分类IC有几种？简要说明每种类型的特征？的工作机制依靠于电子和空穴两种类型的载流子而得名。金属-氧化物-半导体〔MOS〕MOS晶MOS晶体管是由金属-氧化物-半导体构造组成的场效应晶体管，它主要靠半导体外表电场感应产生的导电沟道工作。双极-MOS〔BiMOS〕MOS晶体管的集成电路为BiMOSBiMOS集成电路综合了双极和MOS种电路具有制作工艺简单的缺点。6.简洁表达微电子学对人类社会的作用。微电子学是信息领域的重要根底学科，在信息领域中，微电子学是争论并实现信息猎取、传输、存储、处理和输出的科学，是争论信息载体的科学，构成了信息科学的基石。微电子学是一门综合性很强的边缘学科，包含了很多领域。信息技术进展只能依靠于微电子技术的支撑才能成为现实。微电子学的渗透性极强，它可以与其他学科结合而生出一系列的穿插学科。其次章：什么是半导体？半导体的主要特点有哪些？指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。在纯洁的半导体材料中，电导率随温度的上升而指数增加；半导体中杂质种类和数量打算着半导体的电导率，而且在重掺杂状况下，温度对电导率的影响较弱；在半导体中可以实现非均匀掺杂；光的辐照、高能电子等的注入可以影响半导体的电导率。试比照说明金属与半导体的主要区分。一般半导体和金属的区分在于半导体中存在着禁带而金属中不存在禁带试从欧姆定律和半导体电阻定义动身证明欧姆定律的微分形式为：j=σE由于R=U/I且R=ρL/S可以推知I/S=U/ρL,所以j=I/S=U/ρL=σE用半导体迁移率和欧姆定律的微分形式证明：σ=nq由于j=nqvv=μEv=μEj=nqvj=σE比较得到：σnqμ从微观机制解释晶格振动散射导致半导体迁移率随温度增加而下降的缘由。温度上升时，对载流子的晶格散射也将增加，在低参杂浓度的半导体，迁移率随温度上升而大幅度下降的缘由主要就是由晶格散射引起的。从微观机制解释电离杂质散射对半导体载流子的影响。对于电离杂质散射来说，温度越低，载流子运动越慢，散射作用越强；当掺杂浓度较高时，电离杂质散射随温度变化的趋势与晶格散射相反。对于掺杂浓度很高的情形，在较低温度下电离杂质散射占优势；在较高温度下，晶格散射渐渐占优势，晶格散射随温度上升而增加，载流子迁移率在较高温度下随温度的上升而下降。什么是共有化运动？原子组成晶体后，由于电子壳层的交叠，电子不在完全局限在某一原子上，可以由一个原子转移到相邻的原子上去，因而电子将可以在整个晶体中运动。8.什么是导带？什么是价带？什么是禁带？价带以上的能带根本上是空的，其中最低的没有被电子填充的能带通常称为导带。能量最高的是价电子所填充的能带，称为价带。能带之间的间隙称为“禁带”。PN结的电容有哪些？势垒电容集中电容PN结的击穿电压有哪些？雪崩击穿、齐纳击穿MOSFET分为哪几种类型？N沟道器件，P沟道器件，增加型MOSFETMOSFET。第三章：IC的性能主要指哪三个方面？解释每一共性能的含义？集成度：单块芯片上所容纳的元件数目。集成电路的功耗延迟积：电路的延迟时间与功耗相乘。特征尺寸：集成电路中半导体器件的最小尺寸。双极型数字IC电路分哪三种类型，解释每种类型的含义。饱和型规律集成电路：RTL、DTL、HTL、TTL、I2L抗饱和型规律集成电路：TTL、FL非饱和型规律集成电路：CML、ECL、CTL、NTL试表达双极型模拟IC电路的种类以及每种电路的争论内容。线性电路：运算放大器、直流放大器、音频放大器、中频放大器、宽带放大器、功率放大器、稳压器。非线性电路：对数放大器、电压比较器、调制或解调器、各类信号发生器。转换器、规律电平转化电路、外围驱动电路、显示驱动电路、线驱动器、线接收器、读出放大电路。CMOS集成电路分为几种？简述每种电路的争论内容。CMOS开关：争论导通和截止作用。CMOS反相器：争论凹凸电平。静态CMOS规律门：争论与非、或非门及各种规律。CMOS电路的自锁效应：防止和限制电流作用。第四章：什么是正性胶?什么是负性胶?常见的光刻方法有几种?正性胶：曝光前不溶而曝光后可溶的光刻胶。负性胶：曝光前可溶曝光后不行溶的光刻胶。接触式曝光接近式曝光投影式曝光?其优点是什么?利用液态化学试剂或溶液通过化学反响进展刻蚀的方法。优点是选择性好、重复性好、生产效率高、设备简洁、本钱低干法刻蚀有几种?1.2.3.反响离子刻蚀二氧化硅的主要性质和作用有哪些?SiO2是一种格外抱负的电绝缘材料，它的化学性质格外稳定，室温下它只与氢氟酸发生化学反响。在MOS电路中作为MOS器件的绝缘栅介质，器件的组成局部集中时的掩蔽层，离子注入的(有时与光刻胶、Si3N4层一起使用)阻挡层作为集成电路的隔离介质材料作为电容器的绝缘介质材料作为多层金属互连层之间的介质材料作为对器件和电路进展钝化的钝化层材料离子注入的主要优点有哪些?1.2.600℃3.4.可以注入各5.横向扩展比集中要小得多。6.可以对化合物半导体进展掺杂第五章IC设计有哪四个主要特点?集成电路对设计正确性提出了更为严格的要求。集成电路外引出端的数目不行能与芯片内器件的数目同步增加。与分立器件的电路设计相比，布局、布线等幅员设计过程是集成电路设计中所特有的。集成电路在一个芯片上集成了数以万计、亿计的器件，这些器件既要求相互隔离又要求按肯定功能相互连接，而且还需要考虑设计提出、设计验证及设计实现过程中所包含的各方面因素。从域的角度来看IC设计有哪三个方面?设计、构造设计、物理设计、从设计的层次来看IC设计有哪五个层次?系统级、算法级、存放器传输级、规律级、电路级给出抱负的IC设计流程图?并解释设计过程包括哪几个主要阶段?统一数统一数据库系统性能编译器性能和功能描述规律和电路编译器规律和电路描述幅员编译器几何幅员描述制版及流片主要包含：系统功能设计、规律和电路设计、幅员设计试解释IC设计以λ为单位的设计规章。把大多数尺寸商定为λ的倍数，然后再依据工艺线的区分率，给出与工艺相容的λ值。试解释IC设计以微米为单位的设计规章。每个尺寸之间没有必定的比例关系，各尺寸可以独立选择，从而使每一尺寸的合理程度得到大大提高。给出芯片本钱C的表达式，解释公式的含义。TCC C

CP〔C

：设计开发费用C

：每片硅片的工艺费用C

：芯片的本钱T V yn D P TV：生产数量y:成品率n:每篇硅片上的芯片数量〕集成电路的设计方法主要有哪些？简要说明每种设计的方法和特点。全定制设计方法：系统功能设计、规律和电路设计完成后，在优化每个器件的电路参数和器件参数的状况下，通过人机交互图形系统，人工设计幅员中的各个器件和连线以获得最正确性能和最小芯片尺寸。特点：以人工设计为主，错误率高，周期长，本钱高，门阵列设计方法：在一个芯片上把外形和尺寸一样的单元格排列成阵列的形式，每个单元内部包含假设干个器件，单元之间留有布线通道，通道宽度和位置固定，并预先完成接触孔和连线以外的全部芯片加工步骤，形成母片，然后依据不同的应用，设计出不同的接触孔板和金属连线版，在单元内部连线以实现某种门的功能，再通过单元之间连线实现所需的电路功能。特点：设计周期短，本钱低，适用于设计适当规模，中等性能要求设计时间较短，数量较少的电路标准单元设计方法：从标准单元库中调用事先已经经过细心设计的规律单元，并排成行，行间留有可调整的布线通道，再按功能要求将各内部单元以及输入/输出单元连接起来，形成所需的专用电路。特点：单元数、压焊块数、通道间距取决于功能要求和芯片要求，布线自