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、晶体管寄生效应以及集成电路中的无源元件等方面的内容。文件是精选的办公教育资料，适用于学习和复习相关知识。" 《半导体集成电路》是电子工程领域的重要学科，涉及的内容广泛而深入。以下是对文件中提到的一些知识点的详细说明： 1. **半导体集成电路**：是由大量晶体管、二极管、电阻和电容等元器件集成在同一块硅片上，形成具有特定功能的电路。这些器件通过复杂的微电子制造工艺连接在一起，实现了信号处理、计算等功能。 2. **集成度分类**：根据集成度的不同，半导体集成电路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）。英文缩写分别为SSI、MSI、LSI、VLSI和ULSI。 3. **器件类型分类**：半导体集成电路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），还有混合型的BiCMOS。 4. **电路功能分类**：按功能可分为数字集成电路（如逻辑门、微处理器）、模拟集成电路（如运算放大器）和混合信号集成电路（结合数字和模拟功能）。 5. **特征尺寸**：是集成电路中最小的几何尺寸，如栅极长度。特征尺寸的减小意味着更高的集成度和更快的运算速度，但也会带来工艺难度的增加和寄生效应的挑战。 6. **关键术语**：集成度是指单位面积上包含的晶体管数量；wafer size指的是晶圆的直径；die size是指单个集成电路芯片的尺寸；摩尔定律预测集成电路上可容纳的晶体管数目大约每两年翻一番。 在制造工艺方面： 7. **四层三结双极型晶体管**的隐埋层可以提高晶体管的性能，减少寄生效应。 8. **衬底材料电阻率**的选择影响器件的电流控制能力、噪声性能和功耗。 9. **光刻步骤**涉及图形转移、显影、蚀刻等过程，用于形成半导体器件的结构。 10. **MOS晶体管寄生效应**，如MOSFET的闩锁效应，可能导致器件失效，需要采取措施如增加隔离结构来避免。 在无源元件部分： 11. **电阻器**在双极性集成电路中通常采用基区扩散电阻，MOS集成电路中常用多晶硅电阻。 12. **电容**种类包括金属-绝缘体-金属（MIM）电容、扩散电容等，用于滤波、储能等。 13. **基区薄层电阻修正**是因为薄层电阻的实际值会受到边界效应和表面粗糙度的影响。 14. **铜布线替代铝布线**是因为铜的电导率更高，能降低电阻损耗，提高信号传输效率。 在TTL电路部分： 15. **TTL电路**是一种经典的数字集成电路，如四管标准TTL与非门，涉及电压传输特性、开门/关门电平、逻辑摆幅等参数，以及各种时间参数，如延迟时间、上升时间、下降时间等。 16. **瞬态特性**受器件工作状态影响，如某个管子的开关特性会显著影响整体性能。 17. **与非门优化**：从两管到四管及五管的结构改进，主要是为了提高抗干扰能力、降低静态功耗和改善瞬态特性。 以上知识点构成了《半导体集成电路》考试题目及参考答案的主要内容，涵盖了集成电路设计和制造的关键点。