微電子概論思考題及答案

微電子概論思考題微電子概論思考題第一章：第一只晶體管制造是在哪個國家？哪個試驗室？制造人是誰？Bell第一片IC制造是在哪個國家？哪個公司？制造人是誰？TIKibly基爾比按規(guī)模分類IC有幾種？簡要說明每種類型的集成度？SSI:<102,MSI:102~103LSI:103~104VLSI:104~107ULSI:107~109GSI:>109按功能分類IC有幾種？簡要說明每種類型的特征？三種數(shù)字集成電路：它是指處理數(shù)字信號的集成電路。模擬集成電路：它是指處理模擬信號的集成電路。合集成電路。5. 按器件構(gòu)造分類IC有幾種？簡要說明每種類型的特征？的工作機制依靠于電子和空穴兩種類型的載流子而得名。金屬-氧化物-半導體〔MOS〕MOS晶MOS晶體管是由金屬-氧化物-半導體構(gòu)造組成的場效應晶體管，它主要靠半導體外表電場感應產(chǎn)生的導電溝道工作。雙極-MOS〔BiMOS〕MOS晶體管的集成電路為BiMOSBiMOS集成電路綜合了雙極和MOS種電路具有制作工藝簡單的缺點。6.簡潔表達微電子學對人類社會的作用。微電子學是信息領(lǐng)域的重要根底學科，在信息領(lǐng)域中，微電子學是爭論并實現(xiàn)信息獵取、傳輸、存儲、處理和輸出的科學，是爭論信息載體的科學，構(gòu)成了信息科學的基石。微電子學是一門綜合性很強的邊緣學科，包含了很多領(lǐng)域。信息技術(shù)進展只能依靠于微電子技術(shù)的支撐才能成為現(xiàn)實。微電子學的滲透性極強，它可以與其他學科結(jié)合而生出一系列的穿插學科。其次章：什么是半導體？半導體的主要特點有哪些？指常溫下導電性能介于導體與絕緣體之間的材料。在純潔的半導體材料中，電導率隨溫度的上升而指數(shù)增加；半導體中雜質(zhì)種類和數(shù)量打算著半導體的電導率，而且在重摻雜狀況下，溫度對電導率的影響較弱；在半導體中可以實現(xiàn)非均勻摻雜；光的輻照、高能電子等的注入可以影響半導體的電導率。試比照說明金屬與半導體的主要區(qū)分。一般半導體和金屬的區(qū)分在于半導體中存在著禁帶而金屬中不存在禁帶試從歐姆定律和半導體電阻定義動身證明歐姆定律的微分形式為：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用半導體遷移率和歐姆定律的微分形式證明：σ=nq由于j=nqvv=μEv=μEj=nqvj=σE比較得到：σnqμ從微觀機制解釋晶格振動散射導致半導體遷移率隨溫度增加而下降的緣由。溫度上升時，對載流子的晶格散射也將增加，在低參雜濃度的半導體，遷移率隨溫度上升而大幅度下降的緣由主要就是由晶格散射引起的。從微觀機制解釋電離雜質(zhì)散射對半導體載流子的影響。對于電離雜質(zhì)散射來說，溫度越低，載流子運動越慢，散射作用越強；當摻雜濃度較高時，電離雜質(zhì)散射隨溫度變化的趨勢與晶格散射相反。對于摻雜濃度很高的情形，在較低溫度下電離雜質(zhì)散射占優(yōu)勢；在較高溫度下，晶格散射漸漸占優(yōu)勢，晶格散射隨溫度上升而增加，載流子遷移率在較高溫度下隨溫度的上升而下降。什么是共有化運動？原子組成晶體后，由于電子殼層的交疊，電子不在完全局限在某一原子上，可以由一個原子轉(zhuǎn)移到相鄰的原子上去，因而電子將可以在整個晶體中運動。8.什么是導帶？什么是價帶？什么是禁帶？價帶以上的能帶根本上是空的，其中最低的沒有被電子填充的能帶通常稱為導帶。能量最高的是價電子所填充的能帶，稱為價帶。能帶之間的間隙稱為“禁帶”。PN結(jié)的電容有哪些？勢壘電容集中電容PN結(jié)的擊穿電壓有哪些？雪崩擊穿、齊納擊穿MOSFET分為哪幾種類型？N溝道器件，P溝道器件，增加型MOSFETMOSFET。第三章：IC的性能主要指哪三個方面？解釋每一共性能的含義？集成度：單塊芯片上所容納的元件數(shù)目。集成電路的功耗延遲積：電路的延遲時間與功耗相乘。特征尺寸：集成電路中半導體器件的最小尺寸。雙極型數(shù)字IC電路分哪三種類型，解釋每種類型的含義。飽和型規(guī)律集成電路：RTL、DTL、HTL、TTL、I2L抗飽和型規(guī)律集成電路：TTL、FL非飽和型規(guī)律集成電路：CML、ECL、CTL、NTL試表達雙極型模擬IC電路的種類以及每種電路的爭論內(nèi)容。線性電路：運算放大器、直流放大器、音頻放大器、中頻放大器、寬帶放大器、功率放大器、穩(wěn)壓器。非線性電路：對數(shù)放大器、電壓比較器、調(diào)制或解調(diào)器、各類信號發(fā)生器。轉(zhuǎn)換器、規(guī)律電平轉(zhuǎn)化電路、外圍驅(qū)動電路、顯示驅(qū)動電路、線驅(qū)動器、線接收器、讀出放大電路。CMOS集成電路分為幾種？簡述每種電路的爭論內(nèi)容。CMOS開關(guān)：爭論導通和截止作用。CMOS反相器：爭論凹凸電平。靜態(tài)CMOS規(guī)律門：爭論與非、或非門及各種規(guī)律。CMOS電路的自鎖效應：防止和限制電流作用。第四章：什么是正性膠?什么是負性膠?常見的光刻方法有幾種?正性膠：曝光前不溶而曝光后可溶的光刻膠。負性膠：曝光前可溶曝光后不行溶的光刻膠。接觸式曝光接近式曝光投影式曝光?其優(yōu)點是什么?利用液態(tài)化學試劑或溶液通過化學反響進展刻蝕的方法。優(yōu)點是選擇性好、重復性好、生產(chǎn)效率高、設備簡潔、本錢低干法刻蝕有幾種?1.2.3.反響離子刻蝕二氧化硅的主要性質(zhì)和作用有哪些?SiO2是一種格外抱負的電絕緣材料，它的化學性質(zhì)格外穩(wěn)定，室溫下它只與氫氟酸發(fā)生化學反響。在MOS電路中作為MOS器件的絕緣柵介質(zhì)，器件的組成局部集中時的掩蔽層，離子注入的(有時與光刻膠、Si3N4層一起使用)阻擋層作為集成電路的隔離介質(zhì)材料作為電容器的絕緣介質(zhì)材料作為多層金屬互連層之間的介質(zhì)材料作為對器件和電路進展鈍化的鈍化層材料離子注入的主要優(yōu)點有哪些?1.2.600℃3.4.可以注入各5.橫向擴展比集中要小得多。6.可以對化合物半導體進展摻雜第五章IC設計有哪四個主要特點?集成電路對設計正確性提出了更為嚴格的要求。集成電路外引出端的數(shù)目不行能與芯片內(nèi)器件的數(shù)目同步增加。與分立器件的電路設計相比，布局、布線等幅員設計過程是集成電路設計中所特有的。集成電路在一個芯片上集成了數(shù)以萬計、億計的器件，這些器件既要求相互隔離又要求按肯定功能相互連接，而且還需要考慮設計提出、設計驗證及設計實現(xiàn)過程中所包含的各方面因素。從域的角度來看IC設計有哪三個方面?設計、構(gòu)造設計、物理設計、從設計的層次來看IC設計有哪五個層次?系統(tǒng)級、算法級、存放器傳輸級、規(guī)律級、電路級給出抱負的IC設計流程圖?并解釋設計過程包括哪幾個主要階段?統(tǒng)一數(shù)統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)性能編譯器性能和功能描述規(guī)律和電路編譯器規(guī)律和電路描述幅員編譯器幾何幅員描述制版及流片主要包含：系統(tǒng)功能設計、規(guī)律和電路設計、幅員設計試解釋IC設計以λ為單位的設計規(guī)章。把大多數(shù)尺寸商定為λ的倍數(shù)，然后再依據(jù)工藝線的區(qū)分率，給出與工藝相容的λ值。試解釋IC設計以微米為單位的設計規(guī)章。每個尺寸之間沒有必定的比例關(guān)系，各尺寸可以獨立選擇，從而使每一尺寸的合理程度得到大大提高。給出芯片本錢C的表達式，解釋公式的含義。TCC C

CP〔C

：設計開發(fā)費用C

：每片硅片的工藝費用C

：芯片的本錢T V yn D P TV：生產(chǎn)數(shù)量y:成品率n:每篇硅片上的芯片數(shù)量〕集成電路的設計方法主要有哪些？簡要說明每種設計的方法和特點。全定制設計方法：系統(tǒng)功能設計、規(guī)律和電路設計完成后，在優(yōu)化每個器件的電路參數(shù)和器件參數(shù)的狀況下，通過人機交互圖形系統(tǒng)，人工設計幅員中的各個器件和連線以獲得最正確性能和最小芯片尺寸。特點：以人工設計為主，錯誤率高，周期長，本錢高，門陣列設計方法：在一個芯片上把外形和尺寸一樣的單元格排列成陣列的形式，每個單元內(nèi)部包含假設干個器件，單元之間留有布線通道，通道寬度和位置固定，并預先完成接觸孔和連線以外的全部芯片加工步驟，形成母片，然后依據(jù)不同的應用，設計出不同的接觸孔板和金屬連線版，在單元內(nèi)部連線以實現(xiàn)某種門的功能，再通過單元之間連線實現(xiàn)所需的電路功能。特點：設計周期短，本錢低，適用于設計適當規(guī)模，中等性能要求設計時間較短，數(shù)量較少的電路標準單元設計方法：從標準單元庫中調(diào)用事先已經(jīng)經(jīng)過細心設計的規(guī)律單元，并排成行，行間留有可調(diào)整的布線通道，再按功能要求將各內(nèi)部單元以及輸入/輸出單元連接起來，形成所需的專用電路。特點：單元數(shù)、壓焊塊數(shù)、通道間距取決于功能要求和芯片要求，布線自