集成电路复习题.doc

1.集成电路的发展遵循了什么定律？简述集成电路设计流程。说明版图设计在整个集成电路设计中所起的作用。答：摩尔定律：集成电路的集成度，即芯片上晶体管的数目，每隔18个月增加一倍或者每3年翻两番。 版图设计的作用1、满足电路功能性能指标质量要求2、尽可能节省面积以提高集成度，降低成本3、尽可能缩短连线，以减少复杂度，缩短时间，改善可靠性； 2、（1）集成电路设计方法的种类主要有哪些？ （2）名词解释：ASIC、SOC、DSP、HDL等常见缩写 答：（1）全制定设计方法，半制定设计方法，标准单元设计方法，通用单元设计方法，可编程逻辑电路设计方法。 （2）ASIC（Application Specific Intergrated Circuits）专用集成电路：指特定用户要求和特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路 SOC(System On Chip)系统及芯片、片上系统：指它是一个产品、是一个有专用目标的集成电路，其中包括完整系统并有嵌入软件的全部内容 DSP（Digital Signal Processing）数字信号处理：是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科 HDL(Hardware Description Language)硬件描述语言：指对硬件电路进行行为描述、寄存器传输描述或者结构化描述的一种新兴语言 3、（1）描述多晶硅在CMOS工艺中所起的基本作用。 （2）假定某材料的方块电阻值为10 Ω，电阻的长度为30 μm，宽度为10 μm，该电阻阻值为多少？如果其他条件不变，长度变为25 μm，则该电阻的阻值又是多少？ 答：（1）多晶硅有着与单晶硅相似的特性，并且其特性可随结晶度与杂质原子的改变而改变。在MOS及双极型器件中，多晶硅可用来制作栅极、源极与漏极的欧姆接触、基本连线、薄PN结的扩散源、高值电阻等。 （2）R=Rs*L/W(Rs为方块电阻，L为长度，W为宽度) SOI材料是怎样形成的，有何特点？肖特基接触和欧姆型接触各有什么特点？ 答：SOI绝缘体上硅，可以通过氧隔离或者晶片粘结技术完成。 特点：电极与衬底之间寄生电容大大减少，器件速度更快，功率更低 肖特基接触特点：阻挡层具有类似PN结的伏安特性。 欧姆型接触特点：载流子可以容易地利用量子遂穿效应相应自由传输。 讨论半导体工艺中掺杂的作用，举出两种掺杂方法???并比较其优缺点。 答：掺杂的目的是改变半导体的导电类型，形成N型或P型层，以形成双极型晶体管及各种二极管的PN结，或改变材料的电导率。 两种掺杂方法：热扩散掺杂和离子注入法。 与热扩散相比，离子注入法的优点如下：1.掺杂的过程可通过调整杂质剂量与能量来精确控制杂质分布。2.可进行小剂量的掺杂。3.可进行极小深度的掺杂。 4.较低的工业温度，故光刻胶可用作掩膜。5.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。缺点：价格昂贵，大剂量注入时，半导体晶格会遭到严重破坏且难以恢复 写出晶体外延的意义，列出三种外延生长方法，并说明各自的优缺点。给出光刻的作用，光刻有哪两种曝光方式。 外延意义：用同质材料形成具有不同掺杂种类及浓度而具有不同性能的晶体层。 外延方法:液态生长，气相外延生长，金属有机物气相外延生长（1）液态生长：最简单最廉价的外延生长方法，但其外延层的质量不高（2）气相外延生长：技术成熟，能很好地控制薄膜厚度、杂质浓度和晶体完整性，但对外延层掺杂情况的控制比较难。（3）金属有机物气相外延生长：MOVPE与其它VPE不同之处在于它是一种冷壁工艺，只要将衬底控制到一定温度就行了。 光刻作用：把掩膜上的图形转换成晶圆上的器件结构。 曝光方式有接触与非接触两种。 简述双阱CMOS工艺的基本工艺流程。 答：（1）衬底准备：衬底氧化，生长Si3N4. （2）光刻P阱，形成阱版：在P阱区腐蚀Si3N4.，P阱注入。(3)去光刻胶，P阱扩散并生长SiO2。(4)腐蚀Si3N4，N阱注入并扩散。(5)有源区衬底氧化：生长Si3N4，有源区光刻和腐蚀，形成有源区版。（6）N管场注入光刻（7）场区氧化：有源区Si3N4和SiO2腐蚀，栅氧化，沟道掺杂（阈值电压调节注入）。（8）多晶硅淀积、掺杂、光刻和腐蚀，形成多晶硅版。（9）NMOS管光刻和注入硼，形成 N+版。（10）PMOS管光刻和注入磷，形成P+版。（11）硅片表面生长SiO2薄膜。 （12）接触空光刻，接触孔腐蚀。（13）淀积铝，形成铝连线。 8、（1）MOSFET的饱和电流主要取决于哪些参数？ 答：饱和电流取决于栅极宽度W，栅极长度L，栅-源之间压降，阈值电压，氧化层厚度，氧化层介电常数 （2）什么是MOS器件的体效应？请指出 答：由于衬底与源端未连接在一起，而引起的阈值电压的变化叫做体效应。 （3）