半导体集成电路考试重点与解答

"《半导体集成电路》考试题目及参考答案整理.pdf" 这篇文档包含了关于半导体集成电路的考试题目和可能的答案，涵盖了多个主题，包括半导体集成电路的基本概念、制造工艺、晶体管的寄生效应、无源元件以及TTL电路的特性。 1. **半导体集成电路**：半导体集成电路是将大量电子元件（如晶体管、电阻、电容等）集成在一块半导体晶片上，实现特定的电子功能。这种技术大大缩小了电子设备的体积，提高了性能和可靠性。 2. **集成度分类**：按照集成度，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和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（MOSFET）集成电路。 4. **功能或信号类型分类**：包括模拟集成电路、数字集成电路以及混合信号集成电路。 5. **特征尺寸**：是指集成电路中最小的几何特征，如晶体管的栅极长度。特征尺寸直接影响芯片的集成度、功耗和性能。随着特征尺寸减小，可以实现更高的集成度，但也会面临工艺挑战和量子效应。 6. **集成度、wafer size、die size、摩尔定律**：集成度指的是单位面积上的元件数量；wafer size是指硅片的直径，决定了晶圆的生产规模；die size是每个集成电路芯片的大小；摩尔定律预测集成电路上的晶体管数量每两年翻一番，推动了半导体行业的快速发展。 7. **制造工艺**：涉及双极型晶体管的四层三结结构、衬底材料选择、光刻步骤等。例如，衬底材料的电阻率影响器件的性能和噪声；pn结隔离和光刻步骤是形成晶体管的关键步骤。 8. **晶体管寄生效应**：集成双极晶体管的有源和无源寄生效应会影响其性能，如MOS晶体管的有源寄生效应可能导致阈值电压漂移，而MOS晶体管的闩锁效应可能导致电路短路。 9. **无源元件**：电阻器和电容器在集成电路中起到关键作用。基区薄层电阻的修正考虑了薄层的量子效应，而铜布线取代铝布线是因为铜有更好的电导率和较低的电阻率，减少信号损耗。 10. **TTL电路**：TTL（Transistor-Transistor Logic）电路是数字逻辑电路的一种，涉及到电压传输特性、开关速度、功耗等多个参数。例如，瞬态延迟时间和上升/下降时间是衡量TTL门电路速度的关键指标。 在解答这些题目时，考生需要深入理解半导体集成电路的原理、制造工艺以及实际应用中的问题解决策略。通过这些题目，可以评估学生对半导体集成电路理论和实践知识的掌握程度。