大规模集成电路部分复习题

1:硅集成电路的一些基本类型？

答：1：按工作原理分：数字集成电路，模拟集成电路，数模混合集成电路。

2：按工艺分：双极集成电路，MOS集成电路。

3：按应用分：通用集成电路，专用集成电路。

4：按集成分：LSI(<100),MSI(100~1000),LSI(1000~1000000,VLSI(>100000)。

2：影响MOSFET阈值电压的因素？

答：栅电极材料，栅氧化层厚度和质量，以及衬底掺杂浓度。

3：MOSFET按比例缩小理论的三条方案？

答：恒电场，恒电压，准恒电压

4：电容器？

答：多晶硅覆盖理层扩散区电容器；多晶硅绝缘层多晶硅电容器；

金属绝缘层金属电容器；导电层电容；MOS电容器。

5：电阻器？

答：扩散电阻；阱电阻；多晶硅电阻；有源电阻；无源电阻；

离子注入电阻；MOS管电阻。

6：BTTMOS的优点和缺点？

答：优点：驱动能力强，噪声较小；缺点：阻抗较大。

7：n阱CMOS集成电路的工艺流程和n阱的作用？

答：准备硅片资料——形成n阱——场区隔离——形成多晶硅栅

——源漏区n+/p+注入——形成接触孔——形成金属互联——形成钝化层

n阱的作用：用来做衬底和隔离

8：试比较铜互连和铝互联技术各自的特点？

答：铜：优点：降低互连线寄生电阻，改善互连线一起的性能下降问题；铜比铝熔点高，抗电迁移性能好，具有更高的可靠性。

缺点：铜化学性质活泼，容易扩散，容易污染加工设备。

9：俩种方法描述版图设计规则？

答：以为单位的设计规则；以微米为单位的设计规则。

10：场区氧化的作用是什么？采用LOCOS工艺有什么缺点？更好的隔离方法是？

答：作用：隔离；缺点：虽然已经减小了氧化层的台阶，但芯片表面仍有较大

的不平整，场区隔离是热氧化生产，热氧化所需的高温会对硅片造成损伤，厚

的场区要求隔离面积比较大，影响集成度，另外，在场区氧化过程中，除了纵

向深入硅片内部，还会横向对有源区侵蚀，在有缘区边缘形成类似于鸟嘴形状氧

化层，有源面积减小，引起沟道效应。隔离方法：STI（浅槽隔离技术）。

11：IC设计应用到的软件？

答：Cadeace ，Modelsm Quatus ，Menter ，Synopsys ，Hspice。

12：CMOS电络中存在哪些二级效应？

答：体效应，沟道效应，压阈值效应。

13：CMOS集成电路中SIO2层的主要作用？

答：做MOS晶体管的栅绝缘介质；做杂质扩散和离子注入的掩蔽层和阻挡层；

做MOS晶体管之间的隔离介质；做多晶硅，金属等互连层之间的绝缘介质；

做芯片表面的钝化层。

14：CMOS反相器的NMOS管和PMOS管是增强型还是耗尽型？为什么？

答：增强型，因为耗尽型没有加电压时，就有沟道，容易击穿MOS管。

15：体效应：衬底电压变化造成反型层厚度变化（衬底偏置）

16：SPICE四种模型：Lever=1 shichman-hoclges模型；

Lever=2 基本几何图形的解析模型；

Lever=3 半径验短沟道效应模型；

Lever=4 BSIM3V3模型。

17：寄生效应将对CMOS集成电路性能带来严重影响？

答：第一：增加电路的延迟时间；第二：造成信号损失，破坏信号完整性；第三：引入噪声，影响电路电性能和可靠性。

18：互连线寄生电阻对电路性能的影响？

答：第一：引起连线的RC延迟；第二：连线上IR压降造成信号损失。

19：改善RC延迟方法？

答：1：减少互连线长度Ricl，可采用多层互连优化设计，避免长互连线。

2：减少互连线方块电阻Ro，选用电阻率低的铜代替铝互连。

3：减少隔离层相对介电常数，选用低K材料（介电常数低）做互隔离介质连线。

20：反相器直流噪声容限：电路中允许输入电平变化范围

增大CMOS电路噪声容限：提高NMOS和PMOS对称性。

21：光刻和刻蚀步骤？

答：1：在硅表面上均抹一层光刻胶

2：用淹摸拟状盖在涂好胶的硅片上，进行光照，使淹模版上亮的区域对座光刻胶曝光；3：通过物理和化学方法把未被曝光的胶去掉，显影后淹摸版上的图形就转移到光刻胶上；4：采用化学溶液或者反应离子刻蚀去除没有光刻胶保护的SIO2；

5：去除残留在硅片上的所有光刻胶，完成版图图形到硅片图形的转移。

22：STI：Shallow T rench Isolation 浅槽隔离技术优点？

答：优点：占用面积小，有利于集成密度，不会形成鸟嘴，避免乍沟道效应

23：PVD:蒸发法和溅射法：

答：蒸发法：是指在真空系统中，金属原子获得足够能量后脱离金属表面成为蒸汽原子，在其运动过程中遇到硅片，最后淀积在硅片上的形成薄膜；

溅射法：是指在真空系统中充入惰性气体，由于高压电场作用，惰性气体放电形成离子，这些离子在强电场作用下加速，然后轰击金属靶材料，使靶材料原子逸出并被溅射到硅片表面，形成金属薄膜。

24：CVD:使含有待淀积材料的化合物升华为气体，与另一种气体或化合物在一个高温反应室中进行反应，生成固态的淀积物质，使之淀积在加热至高温的衬底上，生成薄膜。CVD特点：工作温度低，薄膜成分和厚度容易控制，均匀性和重复性好，设备简单等CVD相比PVD最大的优点在于台阶覆盖优良。

26：先进CMOS工艺：

答：浅槽隔离技术；外延双阱技术；沟道掺杂技术；n+/p+硅栅技术；SDI技术；Salicide 技术；铜互连技术。

27：SOC：System On Chip 系统芯片？

答：优点：集成度高，整机性能优，功能强大；缺点：设计周期长成本代价高。

28：SIP：System-in-package 系统级封装？优点：设计周期短易实现，缺点：设计周期长成本代价高。

与SOC相比优点：1：可采用市售高用电子元件，降低产品制造技术；2：上市周期短，风险小；3：可灵活采用混合组合装技术安装分类无源元件；4：可采用混合设计技术分制设计SIP中不同组件；5：可互相推叠，极大地提高了封装密度，节省封装基板面积；6：可避免大量分立元件。