半导体集成电路考试重点：试题解析与关键概念

《半导体集成电路》是一份包含考试题目及参考答案的学习资料，涵盖了半导体集成电路的基础概念、制造工艺、晶体管寄生效应、无源元件和TTL电路等多个主题。 【知识点详解】 1. **半导体集成电路**：是将大量电子元器件（如晶体管、电阻、电容等）集成在一个小芯片上的电路，显著提高了电子设备的性能和可靠性。 2. **集成度分类**：根据集成度，半导体集成电路可分为小规模集成电路（SSI）、中规模集成电路（MSI）、大规模集成电路（LSI）、超大规模集成电路（VLSI）和极大规模集成电路（ULSI）。对应的英文缩写分别为SSI、MSI、LSI、VLSI、ULSI。 3. **器件类型分类**：主要分为双极型集成电路（BJT）和金属-氧化物-半导体场效应晶体管集成电路（MOSFET），还有二者的混合型——BiCMOS。 4. **按功能或信号类型分类**：包括模拟集成电路、数字集成电路、混合信号集成电路等，分别处理连续变化的模拟信号和离散的数字信号，或两者混合的信号。 5. **特征尺寸**：是集成电路中最小的几何尺寸，直接影响芯片的集成度和性能。随着特征尺寸减小，可实现更高的集成度，但也会带来工艺挑战和量子效应。 6. **集成度、wafer size、die size、摩尔定律**：集成度指单位面积上集成的元器件数量；wafer size是指晶圆的直径，通常用于生产过程；die size是每个集成电路芯片的大小；摩尔定律指出，集成电路上的晶体管数目大约每两年翻一番。 7. **双极型晶体管制造**：隐埋层有助于提高晶体管的电流控制能力和稳定性；衬底材料电阻率的选择影响器件的噪声性能和功耗。 8. **光刻步骤**：pn结隔离的NPN晶体管和硅栅p阱CMOS的光刻过程涉及图形转移、光刻胶涂布、曝光、显影、蚀刻等步骤，用于形成晶体管结构。 9. **BiCMOS工艺**：结合了BJT和MOSFET的优点，但p阱CMOS基底的BiCMOS存在热载流子效应，而N阱CMOS工艺则可能导致阈值电压漂移，改进方法包括优化掺杂和工艺参数。 10. **晶体管寄生效应**：集成双极晶体管和MOS晶体管在工作时可能受到有源和无源寄生效应的影响，如MOS晶体管的闩锁效应，可能导致器件损坏。解决方法包括设计优化和增加保护电路。 11. **无源元件**：双极性集成电路中的电阻多采用基区扩散电阻，MOS集成电路中常用多晶硅电阻。电阻修正考虑了薄层电阻效应；铜布线取代铝布线是因为铜有更好的电导率和抗电迁移能力。 12. **TTL电路**：TTL电路是数字逻辑电路的一种，包括电压传输特性、开关速度参数（如延迟时间）等，四管标准TTL与非门中，输入电平的精确控制对瞬态特性至关重要，而两管与非门在电源噪声和温度变化下性能不稳定，因此常使用更多管子以提高稳定性和抗干扰能力。 这份资料详细介绍了半导体集成电路的各个方面，对于学习者来说，既是复习材料也是深入理解的参考资料。