集成电路期末考试知识点答案.doc

-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Verilog 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 integration）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32、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。液态生长、气相外延生长、金属有机物气相外延生长、 分子束外延生长。2、 什么是卤素传递生长法？它属于4 种生长方法中的哪一种？把至少一种外延层组成元素以卤化物形式通过衬底并发生卤素析出反应从而形成外延层的过程，它属于气相外延生长法。3、 液态生长有什么优缺点？最简单最廉价但其外延层的质量不高4、金属有机物气相外延生长和一般的气相外延生长的最大区别是什么？它是一种冷壁工艺，只要将衬底控制到一定温度就行了5、分子束外延生长有什么特点？只能在超真空中进行且量产较低、在GaAs基片上生长无限多外延层、可以控制参杂的深度和精度到纳米级6.什么是掩模？掩模与集成电路制造有什么关系？制做掩模的数据从哪儿来？掩膜是涂有特定图案的铬薄层（6080nm）的均匀平坦的石英玻璃薄片、一层掩膜对应一块 IC 的一层材料的加工、版图。7、 掩模制作方法有哪些？ 图案发生器方法、X 射线制版、电子束扫描法8、什么是整版接触式曝光？掩模尺寸和晶圆尺寸相同，并直接与光刻胶胶层接触进行曝光。9、什么是光刻？光刻的作用是什么？光刻的主要流程有哪些？ 光刻就是通过一系列生产步骤，将晶圆薄膜的特定部分去除的工艺。作用是把掩膜上的图型转换成晶圆上的器件结构。流程有晶圆涂光刻胶、曝光、显影、烘干。10、负性和正性光刻胶有什么区别和特点？特点：光刻胶都对大部分可见光灵敏，对黄光不灵敏。 区别：负性光刻胶使用时，未感光部分被适当的溶剂刻蚀，而感光部分留下，所得图形与掩膜版图形相反；正性光刻胶所得图形与掩膜板图案相同。11、光刻的曝光方式有几种？各有何特点？接触和非接触两种，非接触分为接近式和投影式 接触式：精确度高，但掩膜易磨损，消耗大 非接触式： 接近式：解决了磨损问题，但分辨率下降。 投影式：分辨率高，不存在掩膜磨损问题，但生产量不高12、接触曝光方式的关键技术有哪些？它的主要优缺点是什么？需要一股很粗的光束、一个很大的透镜，以及一套良好的光学系统；精确度较高但非理想接触导致LSI 芯片合格率不高，掩膜和晶圆每次接触都会产生磨损，掩膜消耗大.13、什么是非接触曝光方式？掩膜与晶圆不接触的光刻方式，分为接近式和投影式两种14、氧化的目的是什么？利用硅独有的特性制造薄到几十埃（只有几个原子层）的栅氧化层15、为什么说栅氧化层的生长是非常重要的一道工序？氧化层的厚度决定了晶体管的电流驱动能力和可靠性，其精度必须控制在几个百分点以内。16、淀积的主要作用是什么？生成器件制造所需的材料17、什么是刻蚀？什么是湿法刻蚀？湿法刻蚀有什么缺点？刻蚀即光刻腐蚀，就是通过光刻将光刻胶进行光刻曝光处理，然后通过其他方式实现腐蚀以处理掉所需除去的部分; 湿法刻蚀首先要用含有可以分解表面薄层的反应物的溶液浸润刻蚀面；抗蚀剂中的小窗口会由于毛细作用而使得接触孔不能被有效浸润、被分解的材料不能被有效从反应区中清除。18、什么是干法刻蚀？干法有几种刻蚀方法？用等离子体对薄膜线条进行刻蚀的一种新技术。分为等离子体刻蚀、反应离子刻蚀RIE、磁增强反应离子刻蚀、高密度等离子刻蚀等类型19、掺杂的目的是什么？掺杂在何时进行？惨杂方法有哪几种？改变半导体的导电类型，形成N型层或P型层，以形成双极型晶体管及各种二极管的PN结，或改变材料电导率；掺杂可与外延生长同时或者其后进行；热扩散掺杂和离子注入法两种20、离子注入法有哪些优点？掺杂的过程可通过调整杂质剂量及能量来精确控制杂质分布，可进行小剂量和极小深度的掺杂较低的工艺温度，故光刻胶可用作掩膜可供掺杂的离子种类较多，离子注入法也可用于制作隔离岛-4-1、 说明用硅材料采用 CMOS 工艺可形成哪些元件、 电路形式以及可达到的电路规模？可形成D、N/P-MOS、R、C、L元件、 可以形成CMOS或SCL电路形式、可达到ULSI和GSI的电路规模2、 集成电路特别是逻辑集成电路技术的类型有哪些？以双极性硅为基础的ECL技术、PMOS技术、NMOS技术，双极性硅或硅锗异质结晶体管加CMOS的BiCMOS技术和GaAs技术3、 为什么说速度和功耗是每一种工艺两个最重要的特性？功耗越低越省钱，速度越快越省时4、在各种工艺中，哪种工艺的速度最高？哪种工艺的功耗最小？GaAs速度高 CMOS功耗小5、双极型硅工艺的特点是什么？有哪些主要应用？高速度、高跨导、低噪声及阈值易控制 低噪声高灵敏度放大器、微分电路、复接器、振荡器6、典型双极型硅工艺中的硅晶体管存在哪些问题？由于B-E结与基极接触孔之间的P型区域而形成较大的基区体电阻；集电极接触孔下N区域导致较大的集电极串联电阻；因PN结隔离而形成较大的集电极寄生电容。7、 双极型晶体管的最高速度取决于哪些因素？通过基区到集电极耗尽层的少数载流子的传输速度、主要器件电容、向寄生电容充放电的电流大小8、超高频 Si 双极型晶体管的截止频率 f T 已达多少？40GHz9、什么是异质结？按照两种材料的导电类型不同，异质结可分为哪些类型？异质结形成的条件是什么？制造异质结的技术通常有哪些？两种不同的半导体相接触所形成的的界面区域，按照材料的导电类型分为同型异质结和异型异质结，两种半导体有相似的晶体结构、相近的原子间距和热膨胀系数，利用界面合金、外延生长、真空淀积等技术10、异质结有什么特点？它适宜于制作哪些器件？量子效应，迁移率变大、奇异的二度空间特性、人造材料工程学；发光组件、镭射二极管、异质结构双极晶体管、高速电子迁移率晶体管11、晶体管的两个重要参数是什么？各代表什么意义？12、为什么 GaAs 同质结双极型晶体管的性能很难达到或超过硅基BJT 的性能？它的空穴迁移率低于硅的空穴迁移率13、为什么采用 AlGaAs/GaAs 异质结结构制造的双极型晶体管(HBT)具有好的性能 ？异质结双极性晶体管的发射极效率主要由禁带宽度差决定，几乎不受掺杂比的限制14、InP/InGaAs HBT 具有什么特点？高速度、低功耗15、目前，III/V 族化合物构成的高速 HBT 可达到那些性能？它们的f T和fmax已分别超过150Ghz和200GHz16、Si/SiGe 材料系统的 HBT 工艺取得了那些长足进步？截止频率大于100GHz的SiGe HBT已成功实现；已经开发出包含fmax=60GHz的SiGe HBT和0.25m的CMOS器件的SiGe BiCMOS。17、HBT 的主要优点是什么？适于何种应用？HBT具有很强的电流驱动能力；适用于模拟信号的功率放大和门阵列逻辑的输出缓冲电路设计。18、MESFET 的有源层是如何形成的？它的导电沟道是如何控制的？有源层可以采用液相外延、气相外延、分子束外延和离子注入形成。在栅极上加电压，内部的电势就会被增强或减弱，从而使沟道的深度和流通的电流得到控制。19、 为什么说栅长是 MESFET 的重要参数？对MESFET的控制主要作用于栅极下面的区域20、进一步提高 MESFET 性能的措施是什么？改进有源层的导电能力21、高电子迁移率晶体管（HEMT）速度高的主要原因是什么？器件在晶体结构中存在着类似于气体的大量可高速迁移电子，即二维电子气。22、二维电子气是如何形成的？当半导体表面上加一个与表面垂直的电场，在表面附近形成电子势阱，就会积累起大量的电子23、亚微米、深亚微米和纳米的具体范围是多少？把0.35-0.8m及以下称为亚微米级 0.25um及其以下为深亚微米 0.05um及其以下称为纳米级24、什么情况下器件的栅极通常要考虑采用蘑菇型即 T 型栅极？栅长小于0.3um25、什么是赝晶或赝配 HEMT ？因为In原子的晶格常量比Ga原子的大，因此GaInAs与GaAs或AlGaAs层之间存在着晶格不匹配的现象26、由 Si/SiGe 材料系统研制的 HEMT 取得了哪些进展？在300K和77K温度下，N沟道HEMT的跨导分别达到400mS/mm和800mS/mm；P沟道HEMT的跨导达到170mS/mm或300mS/mm27、 HEMT有更高截止频率更高跨导和更低噪声的原因？它的主要应用领域是什么？HEMT有源层中，没有施主与电子的碰撞 毫米波电路和光纤通信的超高速电路28、与 Si 三极管相比，MESFET 和 HEMT 存在哪些缺点？1）跨导相对低; 2）阈值电压较敏感于有源层的垂直尺寸形状和掺杂程度；3）驱动电流小 4）阈值电压变化大29、MOS 工艺包括有哪几种？MOS 工艺的重要参数是什么？什么是特征尺寸？PMOS、NMOS、COMS、BiCMOS 沟道载流子特性、栅极材料、金属层数、特征尺寸 工艺可以实现的平面结构的最小尺寸30、铝栅 MOS 工艺的缺点是什么？制造源、漏极与制造栅极采用两次掩膜步骤，不容易对齐31、铝栅重叠设计方法虽然可解决铝栅 MOS 工艺的缺点，但还存在哪些缺点？CGS、CGD都增大了；栅极增长，管子尺寸变大，集成度降低。32、什么是自对准技术？将两次MASK步骤合为一次，让D，S和G三个区域一次成形33、硅栅工艺有哪些优点？自对准 无需重叠设计减小了电容提高了速度 减小了栅、源、漏极尺寸增加集成度；增加电路可靠性34、为什么 NMOS 工艺优于 PMOS 工艺？N沟道FET的速度将比P沟道FET快2.5倍35、给出 FET 的不同分类方法。按衬底材料有Si, GaAs, InP 按场形成结构有J/MOS/MES 按载流子类型有P/N 按沟道形成方式区分有E/D36、 CMOS 工艺是如何在一种衬底材料上实现不同类型场效应晶体管的？阱有几种类型？每种类型可制作什么类型的场效应管？NMOS晶体管是P型硅衬底上的，而PMOS晶体管是做在N型硅衬底上的，通过在硅衬底上制作一块反型区域就能将两种晶体管做在同一个硅衬底上 两种类型N阱和p阱 NMOS管和PMOS管37、CMOS 包括哪几种具体工艺？P阱CMOS工艺，N阱CMOS工艺和双阱CMOS工艺38、什么是 BiCMOS ？BiCMOS 的特点是什么？BiCMOS工艺技术是将双极型与CMOS器件制作在同一芯片上。BiCMOS 的特点是结合了双极型器件的高跨导、强驱动和CMOS器件高集成度、低功耗的有优点，使它们互相取长补短，发挥各自优点，从而实现了高速、高集成度、高性能的超大规模集成电路39、BiCMOS 有几种类型？每种类型有什么特点？以CMOS工艺为基础的BiCMOS工艺和以双极工艺为基础的BiCMOS工艺 以CMOS工艺为基础的BiCMOS工艺对保证CMOS器件的性能比较有利以双极工艺为基础的BiCMOS工艺对提高保证双极器件的性能有利。40、哪种 BiCMOS 工艺用的较多？为什么？双极工艺为基础的BiCMOS工艺用的多 影响BiCMOS器件性能的主要部分是双极部分。41、以 P 阱 CMOS 工艺为基础的 BiCMOS 工艺存在哪些缺点？由于NPN晶体管的基区在P阱中，所以基区的厚度太大，使得电流增益变小 集成电路的串联电阻很大，影响器件性能 NPN管和CMOS管共衬底，使得NPN管只能接固定电位，从而限制了NPN管的使用42、以 N 阱 CMOS 工艺为基础的 BiCMOS 工艺有哪些优缺点？工艺中添加了基区掺杂的工艺步骤，这样就形成了较薄的基区，提高了NPN晶体管的性能 制作NPN管的N阱将NPN管和衬底自然隔开，这样就使得NPN晶体管的各极均可以根据需要进行电路连接，增加了NPN晶体管应用的灵活性 缺点：NPN管的集电极串联电阻还是太大，影响双极型器件的驱动能力43、分别画出标准 P 阱 CMOS 工艺和 N 阱 CMOS 工艺为基础的BiCMOS 工艺实现器件结构剖面图，并说明各自优缺点。 P阱CMOS-NPN结构剖面图 N阱CMOS-NPN体硅衬底结构剖面图-5-1、 集成电路中，有源器件是指哪些种类的晶体管？BJT、HBT、PMOS、NMOS、MESFET、和HEMT2、 什么是CMOS 工艺？同时制造出包含互补的P型和N型两种MOS原件的一种工艺过程3、 MOS 管的实际组成是什么？基本参数是什么？由两个PN结和一个MOS电容组成的，基本的参数是Lmin、 Wmin和 tox L：MOS工艺的特征尺寸(feature size) ，W：栅极的宽度、tox:为MOS电容的厚度4、 给出MOS 管的伏安特性曲线。5、 为什么说MOS 电容的组成复杂？MOS管有多层介质：在栅极电极的下面有一层SIO2介质 SIO2下面是P型衬底，衬底比较厚 衬底电极同衬底之间必须是欧姆接触。6、 给出MOS 电容与外加电压变化关系的曲线。7、 按MOS 沟道随栅压正向和负向增加而形成或消失的机理，存在着哪两种类型的MOS 器件？耗尽型：在VGS=0时导电沟道已经存在 增强型：当VGS正到一定程度才会导通。8、阈值电压VT 与衬底掺杂浓度是什么关系？采取什么方式或手段以调整VT 大小？影响VT 的其它因素有哪些？MOS管的阈值电压VT与衬底的掺杂浓度Na密切相关，掺杂浓度越大，VT的值越大。 用离子注入的方法可以控制Na,从而调整必要的VT的值 材料的功函数之差、SIO2层中的可移动的正离子、氧化层中固定电荷、界面势阱9、 什么是MOS 管的体效应？衬底接地，但是源极未接地，将而影响Vt值10、 MOS 管的哪些参数随温度变化？如何变化？沟道中载流子的迁移率 和阈值电压VT随温度 所以T升高降低 阈值电压的绝对值同样是随着温度的升高而减小。11、 MOS 管的主要噪声是什么？分别是如何产生的？如何减小？热噪声、闪烁噪声 热噪声是由沟道内载流子的无规则热运动造成 闪烁噪声由沟道处SiO2与Si界面上电子的充放电而引起 增加MOS的栅宽和偏置电流可以减小期间的热噪声，增加栅长可以减小闪烁噪声。12、 MOS 管尺寸缩小对器件性能有哪些影响？减小L和tox提高MOSFET的电流控制能力 减小W将减小输出功率和电流控制能力 同时减小Ltox和W将保持Ids不变和提高电路集成度13、 阈值电压VT 的功能是什么？降低VT 的措施有哪些？功能：在栅极下面的SI区域中形成反型层和克服二氧化硅介质上的压降。 措施：采用高电阻率的衬底降低衬底中的杂质浓度和减小二氧化硅介质的厚度tox14、 MOS 管的动态特性是什么？受哪些因素影响？尺寸缩小对动态特性的影响是什么？动态特性即速度 受电流源Ids的驱动能力即跨导的大小、RC时间常数、充放电的电源电压的高低决定 影响：器件速度提高15、 按比例缩小的三种方案是什么？采用恒电场缩减方案，缩减因子为时的优点是什么？恒电场、恒电压、准恒电压 优点：电路密度增加到1/a2、功耗降低1/a2、器件时延降低a倍即器件速率提升a倍、线路上延迟不变、优值增加a2倍16、 器件产生二阶效应的原因有哪些？二阶效应的主要表现有哪些？原因：器件尺寸减小，但电源电压还保持原值（5V或3.3V），平均电场强度增加。管子尺寸很小时，管子边缘相互靠近将产生非理想电场 表现：L和W变化 迁移率退化 沟道长度调制效应 短沟道效应引起阈值电压的变化 窄够到效应引起的阈值电压的变化-6-1、 建立器件模型的目的是什么？进行电路模拟2、建立器件模型的方法有哪些？各有什么特点？建立在器件物理原理基础上的模型(如SPICE)。特点：必须知道器件的内部工作原理。模型参数与物理机理密切相关，故参数适应范围较大；但参数的测定和计算通常比较麻烦。根据输入、输出外特性来构成的模型(IBIS)。特点：只需了解电路的工作原理，不必了解具体器件的内部机理。模型参数可通过直接测量获得。缺点是模型参数适用的工作范围窄，并且与测试条件有关。3、 SPICE 模型是如何建立的？其优缺点是什么？ SPICE模型是建立在电路基本元器件的工作机理和物理细节上 优点：可以 精确的在电路器件一级仿真系统测试工作特性和验证系统逻辑功能、能精确计算出静态和动态工作特性而用来进行系统级的信号完整分析 缺点：SPICE模型是晶体管一级的模型，对于大规模集成电路，仿真速度必然很慢 SPICE涉及到许多集成电路设计方面的细节，一般的集成电路厂商都不愿意提供而限制其广泛使用。4、SPICE 的英文全拼是什么？最初是由谁开发的？何时成为美国国家工业标准的？主要用于哪方面？SPICE：Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis。最初由美国加州伯克利分校开发的；1988年被定为美国国家工业标准；主要用于IC，模拟电路，数模混合电路，电源电路等电子系统的设计和仿真5、 比较常见的其它版本的仿真软件有哪些？哪些公司开发的Spice最为著名？比较常见的Spice仿真软件有Hspice、Pspice、Spectre、Tspice、SmartSpice、IsSpice等；其中以Synopsys公司的Hspice和Cadence公司的Pspice最为著名。6、 集成电路中的无源器件有哪些？互联线、电阻、电容、电感、传输线等7、 各种互连线设计应注意哪些方面？减小损耗和电路面积赢缩短互连线 为提高集成度互连线应以制造工艺提供的最小宽度设计在连接线要传输大电流时，应估计其电流容量并保留足够的裕量 制造工艺提供的多层金属能有效地提高集成度 在微波和毫米波范围内，应注意互联线的趋肤效应和寄生参数 在某些情况下，可有目的地利用互连线的寄生效应8、集成电路中形成电阻有几种种方式？各种电阻有什么特点？晶体管结构中不同材料层的片式电阻：能实现从10欧姆到十几千欧姆范围，但是电阻值随温度和工艺变化较大 专门加工制造的高质量高精度电阻：通常将镍和铬金属共同蒸发形成的薄膜电阻，电阻值通常有镍铬层的宽、长和方块电阻确定，范围是20到2000欧姆 可以用互连线的传导电阻实现相对较低的电阻：高频时必须考录电阻寄生参数 有源电阻：在实际的应用中，根据接入方法的不同，以及节点信号变化的关系不同，将表现出不同特性。9、高频时电阻的等效电路是什么？每个等效元件有什么含义？ C1和C2代表欧姆接触孔对地的电容。Cp代表两个欧姆接触孔间的电容10、 什么是有源电阻？哪些器件可担当有源电阻？采用晶体管进行适当的连接并使其工作在一定的状态，利用它的直流导通电阻和交流电阻作为电路中的电阻元件使用 双极性晶体管和MOS晶体管11、用MOS 管作有源电阻，器件工作在什么状态？饱和状态12、在高速集成电路中，实现电容的方法有几种？4种：利用二极管和三极管的结电容、利用叉指金属结构、利用金属-绝缘体-金属(MIM)结构、利用多晶硅/金属-绝缘体-多晶硅结构13、什么是自谐振频率？实际使用时应注意什么？当容性阻抗等于感性阻抗时的频率 经验准则是电容应工作在f0/3以下14、 集成电路中集总电感有几种形式？2种：单匝线圈和圆形、方形或其他螺旋形多匝线圈15、 提高电感品质因数的措施有哪些？使用镀银铜线减小高频电阻；用多股的绝缘线代替具有同样总截面的单股线减小肌肤效应；使用介质损耗小的高频陶瓷为骨架减小介质损耗16、 用传输线作电感的条件是什么？使用长度l/4的短电传输线(微带或共面波导)或者使用长度在/4l/4范围内的开路传输线。17、 集成电路设计中的分布元件主要指哪些？传输线的主要功能是什么？包括微带(Micro-strip)和共面波导(CPW，Coplane Wave Guide)型的传输线。功能：传输信号和构成电路元件18、微带线设计时需要的电参数主要有哪些？电参数：阻抗、衰减、无载Q、波长、延迟常数19、 形成微带线的基本条件是什么？介质衬底的背面应该完全被低欧姆金属覆盖并接地，使行波的电场主要集中在微带线下面的介质中。20、相对于微带线，CPW 的优缺点是什么？优点：工艺简单、费用低，因所有接地线均在上表面而不需接触孔；在相邻CPW之间有更好的屏蔽，因此有更高的集成度和更小的芯片尺寸；比金属孔有更低的接地电感；低的阻抗和速度色散。缺点：衰减相对高一些，在50GHz时，CPW的衰减时0.5dB/mm；由于厚的介质层导热能力差，不利于大功率放大器的实现。21、给出二极管的直流等效电路模型并说明各等效元件的含义。Cj和Cd分别代表PN结的势垒电容和扩散电容。RS代表从外电极到结的路径上通常是半导体材料的电阻，称之为体电阻。22、 二极管的噪声模型中有哪些噪声？热噪声、闪烁噪声和散粒噪声。23、双极型晶体管的EM 模型是由谁于哪一年提出的？Ebers和Moll于1954年提出的。24、双极型晶体管的GP 模型是由谁于哪一年提出的？1970年H.K.Gummel和H.C.Poon提出的。25、 美国加州伯克利分校在20 世纪70 年代末推出的SPICE 软件中包含的三个内建MOS 场效应管模型是什么？1级模型通过电流-电压的平方律特性描述；2级模型是一个详尽解析的MOS场效应管模型；3级模型是一个半经验模型。26、基于物理的深亚微米MOSFET 模型是什么？哪一年推出的？模型考虑了哪些内容？MOSFET BSIM3V3模型是1995年10月31日由加州伯克利分校推出的基于物理的深亚微米MOSFET模型。内容：(1)阈值电压下降；(2)非均匀掺杂效应；(3)垂直电场引起的迁移率下降；(4)载流子极限漂移速度引起的沟道电流饱和效应；(5)沟道长度调制；(6)漏源电压引起的表面势垒降低而使阈值电压下降的静电反馈效应；(7)衬底电流引起的体效应；(8)亚阈值导通效应；(9)寄生电阻效应。-8-1、 什么是集成电路版图？它包含了哪些信息数据？版图与掩模有什么关系？集成电路设计者将设计并模拟优化后的电路转化成的一系列几何图形 包含了集成电路尺寸大小、各层拓扑定义等有关器件的所有物理信息 制造厂家根据版图的这些信息来制造掩膜2、 举例说明集成电路版图设计软件有哪些？Cadence、Columbia、IC Station SDL、熊猫系统3、 画版图时所给出的工艺层与芯片制造时所需要的掩模层有什么关系？掩膜层是由抽象工艺层给出的版图数据经过逻辑操作（与、或、取反等）获得。4、 为什么要求设计者在版图设计时必须遵循一定的设计规则？设计规则是由谁提供的？确保器件正确工作并提高芯片的成品率 设计规则由生产厂