集成电路设计基础复习分析.docx

1、解释基本概念：集成电路，集成度，特征尺寸参考答案：

A、集成电路（IC：integratedcircuit）是指通过一系列特定的加工工艺，将晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件，按照一定的电路互连，“集成”在一块半导体晶片（如硅或砷化镓）上，封装在一个外壳内，执行特定电路或系统功能的集成块。

B、集成度是指在每个芯片中包含的元器件的数目。

C、特征尺寸是代表工艺光刻条件所能达到的最小栅长（L）尺寸。

2、写出下列英文缩写的全称：IC，MOS，VLSI，SOC，DRC，ERC，LVS，LPE

参考答案：

IC：integratedcircuit；MOS：metaloxidesemiconductor；VLSI：verylargescaleintegration；SOC：systemonchip；DRC：designrulecheck；ERC：electricalrulecheck；LVS：layoutversusschematic；LPE：layoutparameterextraction

3、试述集成电路的几种主要分类方法参考答案：

集成电路的分类方法大致有五种：器件结构类型、集成规模、使用的基片材料、电路功能以及应用领域。根据器件的结构类型，通常将其分为双极集成电路、MOS集成电路和Bi-MOS集成电路。按集成规模可分为：小规模集成电路、中规模集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路、特大规模集成电路和巨大规模集成电路。按基片结构形式，可分为单片集成电路和混合集成电路两大类。按电路的功能将其分为数字集成电路、模拟集成电路和数模混合集成电路。按应用领域划分，集成电路又可分为标准通用集成电路和专用集成电

路。

4、试述“自顶向下”集成电路设计步骤。参考答案：

“自顶向下”的设计步骤中，设计者首先需要进行行为设计以确定芯片的功能；其次进行结构设计；接着是把各子单元转换成逻辑图或电路图；最后将电路图转换成版图，并经各

种验证后以标准版图数据格式输出。

5、比较标准单元法和门阵列法的差异。参考答案：

标准单元方法设计与门阵列法基本的不同点有：(1)在门阵列法中逻辑图是转换成门阵列所具有的单元或宏单元，而标准单元法则转换成标准单元库中所具有的标准单元。(2)门阵列设计时首先要选定某一种门复杂度的基片，因而门阵列的布局和布线是在最大的门数

目、最大的压焊块数目、布线通道的间距都确定的前提下进行的。标准单元法则不同，它的单元数、压焊块数取决于具体设计的要求，而且布线通道的间距是可变的，当市线发生困难时，通道间距可以随时加大，因而布局和布线是在一种不太受约束的条件下进行的。(3)门阵列设计时只需要定制部分掩膜版，而标准单元设计后需要定制所有的各层掩膜版。

6、按规模划分，集成电路的发展已经历了哪几代？参考答案：

按规模，集成电路的发展已经经历了：SSI、MSI、LSI、VLSI、ULSI及GSI。

7、试述集成电路制造中，导体、半导体和绝缘体各起什么作用。参考答案：

导体：（1）构成低值电阻；（2）构成电容元件的极板；（3）构成电感元件的绕线；

（4）构成传输线（微带线和共面波导）的导体结构；（5）与轻掺杂半导体构成肖特基结接触；（6）与重掺杂半导体构成半导体器件的电极的欧姆接触；（7）构成元器件之间的互连；（8）构成与外界焊接用的焊盘。

半导体：（1）制作衬底材料；（2）构成MOS管的源漏区，集成电路中的基本元件就是依据半导体的特性构成。

绝缘体：（1）构成电容的介质；（2）构成MOS（金属-氧化物-半导体）器件的栅绝缘层；

（3）构成元件和互连线之间的横向隔离；（4）构成工艺层面之间的垂直向隔离；（5）构成防止表面机械损伤和化学污染的钝化层。

8、试述半导体特性及其应用。参考答案：

半导体的电导率在10-22S·cm-1~10-14S·cm-1之间，导电性能介于导体与绝缘体之间，半导体的特点是其电导率随外界条件的变化而急剧变化。温度变化、光照，掺入杂质等都能显著改变半导体的导电性能。

半导体的广泛应用：热敏电阻（测温度和自动控制）；光敏电阻（自动控制）；晶体管；集成电路和超大规模集成电路等。

9、列举两种典型的金属与半导体接触。参考答案：

一种是整流接触，即制成肖特基势垒二极管；另一种是非整流接触，即欧姆接触。

10、解释欧姆型接触和肖特基型接触。参考答案：

半导体表面制作了金属层后，根据金属的种类及半导体掺杂浓度的不同，可形成欧姆

型接触或肖特基型接触。

如果掺杂浓度比较低，金属和半导体结合面形成肖特基型接触。如果掺杂浓度足够高，金属和半导体结合面形成欧姆型接触。

11、试比较p-n结和肖特基结的主要异同点。参考答案：

共同点：由载流子进行电