微电子期末考试复习题(附答案)

非标准答案！！！！！！！！！判断题：1.光敏半导体、掺杂半导体、热敏半导体是固体的三种基本类型。(×)2．用来做芯片的高纯硅被称为半导体级硅，有时也被称为分子级硅。(×)电子3.硅和锗都是Ⅳ族元素，它们具有正方体结构。(×)金刚石结构4．硅是地壳外层中含量仅次于氮的元素。(×)氧5．镓是微电子工业中应用最广泛的半导体材料，占整个电子材料的95％左右。(×)硅6．晶圆的英文是wafer，其常用的材料是硅和锡。(×)硅和锗7．非晶、多晶、单晶是固体的三种基本类型。(√)8．晶体性质的基本特征之一是具有方向性。(√)9．热氧化生长的SiO2属于液态类。(×)非结晶态10．在微电子学中的空间尺寸通常是以μm和mm为单位的。(×)um和nm11．微电子学中实现的电路和系统又称为数字集成电路和集成系统，是微小化的。(×)集成电路12．微电子学是以实现数字电路和系统的集成为目的的。(×)电路13．采用硅锭形成发射区接触可以大大改善晶体管的电流增益和缩小器件的纵向尺寸。(√)14．集成电路封装的类型非常多样化。按管壳的材料可以分为金属封装、陶瓷封装和塑料封装。(√)15．源极氧化层是MOS器件的核心。(×)栅极16.一般认为MOS集成电路功耗高、集成度高，不宜用作数字集成电路。(×)功耗低，宜做17.反映半导体中载流子导电能力的一个重要参数是迁移率。(√)18.双极型晶体管可以作为放大晶体管，也可以作为开关来使用。(√)19.在P型半导体中电子是多子，空穴是少子。(×)空穴是多子20.双极型晶体管其有两种基本结构：PNP型和NPN型。(√)21.在数字电路中，双极型晶体管是当成开关来使用的。(√)22.双极型晶体管可以用来产生、放大和处理各种模拟电信号。(√)23．双极型晶体管在满足一定条件时，它可以工作在放大、饱和、截止三个区域中。(√)24.在N型半导体中空穴是多子，电子是少子。(×)电子是多子25.本征半导体的导电能力很弱，热稳定性很差。(√)26.组合逻辑电路的基本单元是集成电路。(×)门电路27.时序逻辑电路的基本单元是集成电路。(×)触发器28.CMOS集成电路已成为集成电路的主流。(√)29.迁移率反映的是载流子(电子和空穴)在单位电场作用下的平均漂移速度。(√)30．半导体集成电路是采用半导体工艺技术，在硅基片上制作包括电阻、电容、二极管、晶体管等元器件并具有某种电路功能的集成电路。(√)名词解释：1.IC：集成电路2.VLSI：超大规模集成电路3.SOC：系统芯片4.LD：半导体激光器5.Donor:施主6.TFT:薄膜晶体管7.MEMS:微机电系统8.HDL:硬件描述语言9.DA:数模转换10.TTL:晶体管—晶体管逻辑11.VD:气相淀积12acceptor：受主13.MSI:中规模集成电路简答题：简述数字集成电路的设计过程？答：主要包括三个阶段：功能设计、逻辑和电路设计、版图设计。简述微电子的特点是什么？答：微电子学是研究固体（主要是半导体）材料上构成的微小化电路、电路及系统的电子学分支，学是信息领域的重要学科，是一门综合性很强的边缘学科，是一门发展极为迅速的学科，渗透性极强。简述集成电路有哪些分类？答：按其处理信号的种类不同可分为模拟集成电路和数字集成电路两大类。按其制作工艺不同，可分为半导体集成电路、膜集成电路和混合集成电路三类。按集成度高低不同，可分为小规模、中规模、大规模及超大规模集成电路四类。按导电类型不同，可分为双极型集成电路和单极型集成电路两类。简述电路模拟在集成电路设计中所起的作用？答：电路模拟除了在版图设计前用于电路设计的验证之外，也可以用于版图设计后的“后仿真”,在考虑引入寄生参量的情况下保证电路性能依然符合要求。摩尔（Moore）定律的内容？答：集成电路的集成度，及芯片上晶体管的数目，每隔18个月增加一倍或每三年翻两番。简述21世纪硅微电子学技术主要发展的方向有哪些？答：主要有三个发展方向：缩小器件尺寸、集成电路(IC)将发展成为系统芯片(SOC)、微电子技术与其它领域相结合将产生新的产业和新的学科。什么是集成电路？答：集成电路是采用一系列特定的半导体加工工艺，在一块较小的单晶片上制作上许多二极管、三极管以及电阻器、电容器等元器件，并按照多层布线或隧道布线的方法将元器件组合成一个完整的电子电路，作为一个不可分割的整体执行某一特定功能。8.简述SOC设计与一般集成电路设计的特点？答：SOC设计需要在早期进行软硬件集成和验证，需要建立一个完善的软硬件协同理论，通过分析系统要求、符合实现设计约束的硬件和软件架构，使软硬件完成的功能比较平衡，从而使系统代价最小，性能最优。分析综合：集成电路工艺有哪些分类？每一类的工艺有哪些？简述其作用？答:分为（1）图形转换技术：主要包括光刻和刻蚀等技术。光刻作用：在硅片表面上形成一层胶膜。刻蚀作用：形成图形和在绝缘层上开窗口，提高刻蚀的各向异性度，高保真地转移光刻图形。薄膜制作技术：主要包括外延、氧化、化学气相淀积、物理气相淀积（如溅射、蒸发）等。外延作用：在硅底层上生长硅薄膜。氧化作用：在MOS电路中作为MOS器件的绝缘栅介质，器件的组成部分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行钝化的钝化层材。化学气相淀积作用：在衬底上淀积一层薄膜材料。物理气相淀积作用：淀积各种合金和难熔金属薄层。掺杂技术：主要包括扩散和离子注入等技术。扩散作用：提高硅的导电性能。离子注入作用：提高集成电路工艺的灵活性。2.试分析一下标准单元/门阵列的概念，简述其优点/缺点，以及设计流程。答：门阵列概念：采用母片半定制技术，在一个芯片上把结构和形状完相同的单元排列成阵列形式，每个单元内部含有若干器件，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芯片加工步骤，形成母片。优点：设计周期短，设计成本低，适合设计适当规模、中等性能、要求设计时间短、数量相对较少的电路。缺点：设计灵活性较低；门利用率低；芯片面积浪费;速度较低；功耗较大。标准单元概念：属于定制设计方法，从标准单元库中调用事先经过精心设计的辑单元，并排列成行，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