集成电路期末考试知识点答案

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1、-1-1、 哪一年在哪儿发明了晶体管？发明人哪一年获得了诺贝尔奖？1947贝尔实验室 肖克来 波拉坦 巴丁 发明了晶体管 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？发明人哪一年为此获得诺贝尔奖？Jack kilby 德州仪器公司1958年发明 2000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，材料是硅4、目前主流集成电路设计特征尺寸已经达到多少？预计2016 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

2、律？英特尔芯片上晶体管数每隔18个月增加一倍7、什么是SoC？英文全拼是什么？片上系统 System On Chip8、说出Foundry、Fabless 和Chipless 的中文含义。代工 无生产线 无芯片9、一套掩模一般只能生产多少个晶圆？1000个晶圆10、什么是有生产线集成电路设计？电路设计在工艺制造单位内部的设计部门进行11、什么是集成电路的一体化(IDM)实现模式？设计制造和封装都集中在半导体生产厂家内进行12、什么是集成电路的无生产线(Fabless)设计模式？只设计电路而没有生产线13、一个工艺设计文件(PDK)包含哪些内容？器件的SPICE参数、版图设计用的层次定义、设计规

3、则和晶体管电阻电容等器件以及通孔焊盘等基本结构版图，与设计工具关联的设计规则检查、参数提取、版图电路图对照用的文件。14、设计单位拿到PDK 文件后要做什么工作？利用CAD/EDA工具进行电路设计仿真等一系列操作最终生成以GDS-II格式保存的版图文件，然后发给代工单位。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NEC 上海贝岭 无锡华润华晶 杭州士兰 常州柏玛微电子17、什么叫多项目晶圆(MPW) ？MPW 英文全拼是什么？将多个使用相同工艺的集成电路设计放在同一晶圆片上流片，完成后每

4、个设计可以得到数十片芯片样品Multi-Project-Wafer18、集成电路设计需要哪些知识范围？系统知识，电路知识，工具知识，工艺知识19、对于通信和信息学科，所包括的系统有哪些？程控电话系统，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、MMIC 和M3IC 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、著名的集成电路分析程序是什么？有哪些著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掌握哪些工具？逻辑：掌握VHDL或Ver

5、ilog HDl等硬件语言描述及相应的分析和综合工具 晶体管：掌握SPICE或类似的电路分析工具。23、为了使得IC 设计成功率高，设计者应该掌握哪些主要工艺特征？从芯片外延和掩膜制作，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、SSI、MSI、LSI、VLSI、ULSI 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-scale integration)中规模集成电路；LSI（large-scale integration）大规模集成电路；VLSI（very-large-scale integ

6、ration）甚大规模集成电路ULSI（Ultra-large-scale integration）超大规模集成电路。-2-1、电子系统特别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、砷化镓、磷化铟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，集成电路的基本元件是依据半导体特性构成。4.半导体材料得到广泛应用的原因是什么？参杂、温度、光照都可以改变半导体导电能力，以及多种由半导体形成结构中，注入电流会发射光（发光二极管）5、Si、GaAs、InP 三种基本半导体材料中，电子迁移率最高的是哪种？最低

7、的是哪种？GaAs Si6、在过去40 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达到多少？0.13umCMOS 工艺制成的CPU 运行速度已达多少？12英寸 2Ghz8、为什么市场上90%的IC 产品都是基于Si 工艺的？原料丰富、技术成熟、价格低9、与Si 材料相比，GaAs 具有哪些优点？1.GaAs中非平衡少子饱和漂移速率大约是Si的4倍， 2.在GaAs中，电子和空穴可

8、直接复合，而Si不行。3. GaAs中价带与导带之间的禁带为1.43eV，大于Si的1.11eV10、GaAs 晶体管最高工作频率fT 可达多少？而最快的Si 晶体管能达到多少？150Ghz 几十GHz11、基于GaAs 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InP 适合做发光器件和OEIC？InP中电子与空穴的复合是直接进行的13、IC 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？在半导体表面制作金属层后，如果参杂浓度较高，隧道效应抵消势垒的影响形成欧姆接触：如果参杂浓度较低，金属和半导体结

9、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、特性随结晶度与杂质原子而改变、应用广泛16、在MOS 及双极型器件中，多晶硅可用来做什么？栅极、源极与漏极（或双极器件的基区与发射区）的欧姆接触、基本连线、薄PN结的扩散源、高值电阻等17、什么是材料系统？由一些基本材料，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与AlGaAs,Si与SiGe等)组成的层结构19、异质半导体材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及LD。20、什么

10、是半导体/绝缘体材料系统？半导体与绝缘体相结合的材料系统21、晶体和非晶体的区别？晶体具有一定几何外形如硅和锗，非晶体无固定形状如玻璃、橡胶22、什么是共价键结构？.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，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结构。23、什么是本征半导体和杂质半导体？征半导体是一种纯净的、结构完整的半导体晶体。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？电子浓度与空穴浓度相同，热力学零度没有自由电子，载流子少、导电性差、温度稳定性差25、杂质半导体

11、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、铝或铟，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、砷或锑，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？什么是漂移运动？扩散运动：由于PN结交界面两边的载流子浓度有很大的差别，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、PN 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？发射区的掺杂

12、浓度远远高于基区和集电区，基区做的很薄，集电结的面积大于发射结的面积。29、双极型三极管有几种工作状态？每个状态PN 结偏置情况如何？发射结正偏集电结反偏时为放大工作状态、发射结正偏集电结也正偏时为饱和工作状态、发射结反偏集电结也反偏时截止工作状态、发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行的？发射结的注入、基区中的输运与复合和集电区的收集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？由于晶体管的实际结构不对称，特别是在集成电路中，发射区嵌套在基区内，基区嵌套在集电区内，发射结比集电结小很多反向电流放大倍数R比 F小很多3

13、2、MOS 管的核心结构是什么？导体、绝缘体与衬底的掺杂半导体这三层材料叠在一起构成33、根据形成导电沟道载流子类型的不同，MOS 管有几种类型？NMOS和PMOS34、简述PMOS 管的具体结构。半导体部分的结构包含由两个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结构，两个P型硅的扩散区分别通过与金属导体的欧姆接触，形成源极和漏极。35、简述MOS 管的导电沟道是如何形成的？ N反型层与源漏两端的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？引起沟道区产生强表面反型的最小栅电压，称为阈值电压V T 。往

14、往用离子注入技术改变沟道区的掺杂浓度，从而改变阈值电压。夹断电压。37、对NMOS 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MOS 器件分为几种？增强型和耗尽型39、在CMOS 电路里，MOS 管一般采用何种类型？增强型40、为什么说MOS 晶体管是一种电压控制器件？当栅源电压VGS等于开启电压VT时，器件开始导通，当源漏间加电压VDS且VGS=VT时，由于源漏电压和栅-衬底电压而分别产生的电场水平和垂直分量的作用，沿着沟道就出现了导电。源漏电压（VDS0）所产生的电场水平分量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

15、阻的压降会改变沟道的形状。41、MOS 管的IDS 大小除与源漏电压和栅极电压有关外，还与哪些因素有关？源漏之间的距离、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MOS 管的正常导电特性可分为几个区域？夹断、线性、饱和43、说明MOS 管“线性区”沟道及漏极电流特点。弱反型区漏极电流随栅压的增大而线性增大44、说明MOS 管“饱和区”沟道及漏极电流特点。沟道强反型，漏极电流与漏极电压无关45、用什么参数衡量MOS 器件的增益？用gm衡量 MOS 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及浓度而具有不同性能的晶体层。