集成电路设计基础复习

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1、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屮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：metaloxid

2、esemiconductor；VLSI：verylargescaleintegration；SOC：systemonchip；DRC：designrulecheck；ERC：electricalrulecheck;LVS：layoutversusschematic；LPE：layoutparameterextraction3、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。按集成规模付分为：小规模集成电路、

3、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，集成电路乂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：“自顶向卜”的设计步骤中，设计者首先耑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：标准弟元方法设计与门阵列

4、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屮所具有的标准单元。（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W难吋，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，而标准中.元设计后需要定制所有的各层掩膜版。6、按规模划分，集成电路的发展己经历了哪几代？

5、参考答案：按规模，集成电路的发展已经经历了：SSI、MSI、LSI、VLSI、ULS1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）构成低伉电阻；（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（微带线和共而波导）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

6、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）构成防止表而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l（r22S、Cmd〜lO^Sxnf1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。半导体的广泛应川：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

7、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苯型接触。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。如果掺杂浓度记够高，金属和半导体结合面形成欧姆型接触。11、试比较P-I1结和肖特基结的主要异同点。参考答案：共同点.•由载流子进行电流传导。不同点：p-n结由少数载流子來进行电流传导；ft特基结的主要传导机制是半导体中多数载流子的热电子发射越过电势势垒而进入金属中。12、试述PN结