微电子概论思考题及答案.doc

第一章： 第一只晶体管发明是在哪个国家？哪个实验室？发明人是谁？ 美国 Bell实验室 肖克莱 巴丁 布拉顿 第一片IC发明是在哪个国家？哪个公司？发明人是谁？ 美国 TI公司 Kibly 按规模分类IC有几种？简要说明每种类型的集成度？ 六种 SSI:102,MSI:102~103, LSI :103~104, VLSI:104~107, ULSI:107~109, GSI:109 按功能分类IC有几种？简要说明每种类型的特征？ 三种 1.数字集成电路：它是指处理数字信号的集成电路。 2.模拟集成电路：它是指处理模拟信号的集成电路。 3.数模混合集成电路：既包含数字电路，又包含模拟电路的新型电路称为数模混合集成电路。 按器件结构分类IC有几种？简要说明每种类型的特征？ 1.双极集成电路：这种电路采用的有源器件是双极晶体管，双极晶体管是由于它的工作机制依赖于电子和空穴两种类型的载流子而得名。 2.金属-氧化物-半导体（MOS）集成电路：这种电路中所用的晶体管为MOS晶体管， MOS晶体管是由金属-氧化物-半导体结构组成的场效应晶体管，它主要靠半导体表面电场感应产生的导电沟道工作。 3.双极-MOS（BiMOS）集成电路：同时包括双极和MOS晶体管的集成电路为BiMOS集成电路。 BiMOS集成电路综合了双极和MOS器件两者的优点，但这种电路具有制作工艺复杂的缺点。 简单叙述微电子学对人类社会的作用。 微电子学是信息领域的重要基础学科，在信息领域中，微电子学是研究并实现信息获取、传输、存储、处理和输出的科学，是研究信息载体的科学，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。信息技术发展只能依赖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新的交叉学科。 第二章： 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。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( 因为j=nqv，设v=μE ，把v=μE 代入j=nqv，与j=σE比较得到：σ= nqμ 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原因。 温度升高时，对载流子的晶格散射也将增强，在低参杂浓度的半导体，迁移率随温度升高而大幅度下降的原因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，晶格散射逐渐占优势，晶格散射随温度上升而增强，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？ 价带以上的能带基本上是空的，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 扩散电容 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，增强型MOSFET，耗尽型MOSFET。 第三章： IC的性能主要指哪三个方面？解释每一个性能的含义？ 集成度：单块芯片上所容纳的元件数目MOS电路中作为MOS器件的绝缘栅介质，器件的组成部分 2.扩散时的掩蔽层，离子注入的(有时与光刻胶、Si3N4层一起使用)阻挡层 3.作为集成电路的隔离介质材料 4.作为电容器的绝缘介质材料 5.作为多层金属互连层之间的介质材料 6.作为对器件和电路进行钝化的钝化层材料 离子注入的主要优点有哪些? 1.掺杂的均匀性好2.温度低：小于600℃3.可以精确控制杂质分布4.可以注入各种各样的元素5.横向扩展比扩散要小得多。6.可以对化合物半导体进行掺杂 第五章 IC设计有哪四个主要特点? （1）集成电路对设计正确性提出了更为严格的要求。 （2）集成电路外引出端的数目不可能与芯片内器件的数目同步增加。 （3）与分立器件的电路设计相比，布局、布线等版图设计过程是集成电路设计中所特有的。 （4）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一定功能相互连接，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、结构设计、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、寄