集成电路试题库

半导体集成电路典型试题

绪论

1、什么叫半导体集成电路？

【答案：】

通过一系列的加工工艺，将晶体管，二极管等有源器件和电阻，电容等无源元件，按一定电路互连。

集成在一块半导体基片上。封装在一个外壳内，执行特定的电路或系统功能。

2、按照半导体集成电路的集成度来分，分为哪些类型，请同时写岀它们对应的英文缩写

【答案：】

小规模集成电路（SSI），中规模集成电路（MSI ），大规模集成电路（VSI），超大规模集成电路（VLSI ），特大规模集成电路（ULSI ），巨大规模集成电路（GSI）

3、按照器件类型分，半导体集成电路分为哪几类？

【答案：】

双极型（BJT）集成电路，单极型（MOS）集成电路，Bi-CMOS型集成电路。

4、按电路功能或信号类型分，半导体集成电路分为哪几类？

【答案：】

数字集成电路，模拟集成电路，数模混合集成电路。

5、什么是特征尺寸？它对集成电路工艺有何影响？

【答案：】

集成电路中半导体器件的最小尺寸如MOSFET的最小沟道长度。是衡量集成电路加工和设计水平的

重要标志。它的减小使得芯片集成度的直接提高。

6、名词解释：集成度、wafer size、die size、摩尔定律？

【答案：】

集成蔭--牛芯片上容帥的晶体莒的数目*

辭畑:指包含我千上百于芯片的大圆硅片的玄径丄

竝S1S4 :指段有封装的单个集成唱路“

摩尔定律:集成电路的芯片的集咸度三年毎三年提四倍而加工尺寸缩屮远除

分析下面的电路，指出它完成的逻辑功能，说明它和一般动态组合逻辑电路的不同，分析它的工作原7、

理。

【答案：1

T 二 CLJj 吗 Mjk

A —ir —

该电路可以完成 NAND 逻辑。与一般动态组合逻辑电路相比，它增加了一个

MOS 管M kp ，它可以

解决一般动态组合逻辑电路存在的电荷分配的问题。对于一般的动态组合逻辑电路，在评估阶段， A= “ H B= “ L ”荷被OUT 处和A 处的电荷分配，整体的阈值下降，可能导致

OUT 的输出错误。

该电路增加了一个 MOS 管M kp ，在预充电阶段，M kp 导通，对C 点充电到V dd 。在评估阶段，M kp 截至，不

影响电路的正常输岀。

8、延迟时间

【答案：】

时钟沿与输岀端之间的延迟

第1章集成电路的基本制造工艺

1、 四层三结的结构的双极型晶体管中隐埋层的作用

【答案：1

减小集电极串联电阻，减小寄生

PNP 管的影响

2、 在制作晶体管的时候，衬底材料电阻率的选取对器件有何影响

【答案：1

电阻率过大将增大集电极串联电阻，扩大饱和压降，若过小耐压低，结电容增大，且外延时下推大

3、简单叙述一下 pn 结隔离的NPN 晶体管的光刻步骤

【答案：1

第一次光刻： N +隐埋层扩散孔光刻 第二次光刻： P 隔离扩散孔光刻 第三次光刻： P 型基区扩散孔光刻

CLK Out

第四次光刻：N+发射区扩散孔光刻

第五次光刻：引线孔光刻

第六次光刻：反刻铝

4、简述硅栅p阱CMOS的光刻步骤

【答案：1

P阱光刻，光刻有源区，光刻多晶硅，P+区光刻，N+区光刻，光刻接触孔，光刻铝线

5、以p阱CMOS工艺为基础的BiCMOS的有哪些不足

【答案：】

NPN晶体管电流增益小，集电极串联电阻大，NPN管的C极只能接固定电位

6、以N阱CMOS工艺为基础的BiCMOS的有哪些优缺点？并请提出改进方法

【答案：】

首先NPN具有较薄的基区，提高了其性能：N阱使得NPN管C极与衬底断开，可根据电路需要接任意电位。缺点：集电极串联电阻还是太大，影响其双极器件的驱动能力。改进方法在N阱里加隐埋层，使NPN管的集电极电阻减小。提高器件的抗闩锁效应。

7、请画岀NPN晶体管的版图，并且标注各层掺杂区域类型

【答案：1

E ° B， C T S

8请画出CMOS反相器的版图，并标注各层掺杂类型和输入输出端子

【答案：1

第2章集成电路中的晶体管及其寄生效应

1、简述集成双极晶体管的有源寄生效应在其各工作区能否忽略

【答案：1

PNP管为四层三结晶体管的寄生晶体管，当NPN晶体管工作在正向工作区时，即NPN的发射极正偏，集电极反偏，那么寄生晶体管的发射极反偏所以它就截止，对电路没有影响。当NPN处于反向工作区时，寄生管子工作在正向工作区，它的影响不能忽略。当NPN工作在饱和区时寄生晶体管也

工作在正向工作区，它减小了集电极电流，使反向NPN的发射极电流作为无用电流流向衬底。此时

寄生效应也不能忽略

2、什么是集成双极晶体管的无源寄生效应

【答案：1

在实际的集成晶体管中存在着点和存储效应和从晶体管有效基区晶体管要引出端之间的欧姆体电

阻，他们会对晶体管的工作产生影响。

3、什么是MOS晶体管的有源寄生效应

【答案：1

MOS晶体管的有源寄生效应是指MOS集成电路中存在的一些不希望的寄生双极晶体管、场区寄生

MOS管和寄生PNPN （闩锁效应），这些效应对MOS器件的工作稳定性产生极大的影响。

4、什么是MOS晶体管的闩锁效应，其对晶体管有什么影响

【答案：1

在单阱工艺的MOS器件中（P阱为例），由于NMOS管源与衬底组成PN结，而PMOS管的源与衬底也构成一个PN结，两个PN结串联组成PNPN结构，即两个寄生三极管（NPN和PNP），一旦有因素使得寄生三极管有一个微弱导通，两者的正反馈使得电流积聚增加，产生自锁现象。

影响：产生自锁后，如果电源能提供足够大的电流，则由于电流过大，电路将被烧毁。

5、消除“ LatcRp"效应的方法

【答案：1

版图设计时：为减小寄生电阻Rs和Rw，版图设计时采用双阱工艺、多增加电源和地接触孔数目，加粗电源线和地线，对接触进行合理规划布局，减小有害的电位梯度；

工艺设计时：降低寄生三极管的电流放大倍数：以N阱CMOS为例，为降低两晶体管的放大倍数，有效提高抗自锁的能力，注意扩散浓度的控制。为减小寄生PNP管的寄生电阻Rs，可在高浓度硅上外延低浓度硅作为衬底，抑制自锁效应。工艺上采用深阱扩散增加基区宽度可以有效降低寄生NPN管的放大倍数；

具体应用时：使用时尽量避免各种串扰的引入，注意输出电流不易过大

6、如何解决MOS器件的场区寄生MOSFET效应

【答案：1

在第二次光刻生成有源区时，进行场氧生长前进行场区离子注入，提高寄生MOSFET的阈值电压, 使其不易开启；增加场氧生长厚度，使寄生MOSFET的阈值电压绝对值升高，不容易开启。