微电子概论第二版复习资料

微电子是一门研究微观尺度下电子器件和电路的学科，它涵盖了半导体物理、电子器件、集成电路设计与制造等多个领域。在现代科技的推动下，微电子领域的发展日新月异，给我们的生活带来了巨大的变化。本文将从微电子的基础概念、器件原理、集成电路设计、制造工艺等方面进行探讨，帮助读者理解微电子的基本知识和技术。

一、微电子的基础概念

微电子学是电子学的一个重要分支，它研究的对象是微观尺度下的电子器件和电路。微电子学的基础概念包括半导体物理、固体物理、量子力学等。其中，半导体物理是微电子学的基石，它研究的是半导体材料的性质和行为。半导体材料具有介于导体和绝缘体之间的电导特性，这使得它成为微电子器件的理想材料。

二、微电子器件的原理

微电子器件是微电子学的核心内容，它是实现电子功能的基本单元。常见的微电子器件包括二极管、晶体管、场效应晶体管等。这些器件通过控制电流和电压的变化，实现电子信号的放大、开关和逻辑运算等功能。在微电子器件的设计和制造过程中，需要考虑材料的选择、结构的设计以及工艺的控制等多个方面的因素。

三、集成电路设计

集成电路是微电子技术的重要应用之一，它将多个微电子器件集成在一个芯片上，实现复杂的电子功能。集成电路设计是指将电路功能转化为物理结构的过

程，它包括逻辑设计、布局设计和物理设计等多个阶段。在集成电路设计中，

需要考虑电路的功能、性能、功耗、面积等多个指标，以及制造工艺的限制。四、制造工艺

微电子器件和集成电路的制造过程被称为制造工艺。制造工艺包括材料的选择、清洗、沉积、刻蚀、光刻、离子注入等多个步骤。其中，光刻技术是制造工艺

中的核心环节，它通过光刻胶和掩膜的组合，将电路图案转移到硅片上。制造

工艺的精细程度决定了微电子器件和集成电路的性能和可靠性。

总结

微电子是一门涵盖多个学科的综合性学科，它研究的是微观尺度下的电子器件

和电路。微电子学的基础概念包括半导体物理、固体物理、量子力学等。微电

子器件是实现电子功能的基本单元，而集成电路则是微电子技术的重要应用之一。在微电子的设计和制造过程中，需要考虑材料的选择、器件的原理、集成

电路的设计以及制造工艺的控制等多个方面的因素。微电子技术的发展将继续

推动科技的进步，为人们的生活带来更多的便利和创新。

2018年西安电子科技大学微电子概论复试题

1、什么是N型半导体？什么是P型半导体？如何获得？ 2、简述晶体管的直流工作原理。 3、简述MOS场效应管的工作特性。 4、CMOS电路的基本版图共几层，都是哪几层？再描述一下COMS工艺流程。 5、专用集成电路的设计方法有哪些？它们有什么区别？ 6、影响Spice软件精度的因素有哪些？ 7、半导体内部有哪几种电流？写出电流计算公式。 8、晶体管的基极宽度会影响那些参数？为什么？ 9、经过那些工艺流程可以实现选择“掺杂”？写出工艺流程。 10、双极ic和mos ic的隔离有何不同？ 11、rom有那些编程结构？各有和特点？ 12、画出稳压电路的结构图，解释工学原理。 13、pn结的寄生电容有几种，形成机理，对pn结的工作特性及使用的影响？15' 14、什么是基区宽变效应，基区宽变效应受哪些因素影响？15' 15、CMOS集成电路设计中，电流受哪些因素影响？15' 16、CMOS集成电路版图设计中，什么是有比例设计和无比例设计，对电学参数有哪些影响？15' 17、画出集成双极晶体管和集成MOSFET的纵向剖面图，并说明它们的工作原理的区别？20' 18、对门电路而言，高电平噪声容限和低电平噪声容限受哪些因素影响？20' 专业课面试 1、齐纳击穿与雪崩击穿的原理和区别

2、什么是有比例设计与无比例设计，其影响参数 3、高低电平噪声影响的参数 4、多级放大器的耦合方式及优缺点 5、什么是线性电源 6、直流电源的原理及构成 7、PN节的两种电容的机理。 8、PN节有哪几种击穿？各自的机理及击穿曲线的特点？ 9、简述CMOS的工艺流程，几层版图？ 10、影响Spice软件精度的因素有哪些？ 11、半导体中载流子的两种运动。 12、模拟集成运算放大器的组成和性能。 13、四探针法测电阻的原理。 14、共价键和金刚石结构晶体 15、什么是共价键(有什么特点) 16、半导体的导电原理,导电机构 17、ROM和RAM的工作原理 18、晶体管与MOS管隔离的区别 19、N沟耗尽型MOSFET工作原理？ 20、集成运算放大器的基本组成？有哪些参数？ 21、 CAD的含义与作用

微电子课程复习题

“微电子器件”课程复习题一、填空题 1、若某突变PN 结的P 型区的掺杂浓度为163A 1.510cm N -=?，则室温下该区的平衡多子浓度p p0与平衡少子浓度n p0分别为（）和（）。 2、在PN 结的空间电荷区中，P 区一侧带（）电荷，N 区一侧带（）电荷。内建电场的方向是从（）区指向（）区。 3、当采用耗尽近似时，N 型耗尽区中的泊松方程为（）。由此方程可以看出，掺杂浓度越高，则内建电场的斜率越（）。 4、PN 结的掺杂浓度越高，则势垒区的长度就越（），内建电场的最大值就越（），内建电势Vbi 就越（），反向饱和电流I0就越（），势垒电容CT 就越（），雪崩击穿电压就越（）。 5、硅突变结内建电势Vbi 可表为（），在室温下的典型值为（）伏特。 6、当对PN 结外加正向电压时，其势垒区宽度会（），势垒区的势垒高度会（）。 7、当对PN 结外加反向电压时，其势垒区宽度会（），势垒区的势垒高度会（）。 8、在P 型中性区与耗尽区的边界上，少子浓度np 与外加电压V 之间的关系可表示为（）。若P 型区的掺杂浓度 173A 1.510cm N -=?，外加电压 V = 0.52V ，则P 型区与耗尽区边界上的少子浓度np 为（）。

9、当对PN结外加正向电压时，中性区与耗尽区边界上的少子浓度比该处的平衡少子浓度（）；当对PN结外加反向电压时，中性区与耗尽区边界上的少子浓度比该处的平衡少子浓度（）。 10、PN结的正向电流由（）电流、（）电流和（）电流三部分所组成。 11、PN结的正向电流很大，是因为正向电流的电荷来源是（）； PN结的反向电流很小，是因为反向电流的电荷来源是（）。12、当对PN结外加正向电压时，由N区注入P区的非平衡电子一边向前扩散，一边（）。每经过一个扩散长度的距离，非平衡电子浓度降到原来的（）。 13、PN结扩散电流的表达式为（）。这个表达式在正向电压下可简化为（），在反向电压下可简化为（）。 14、在PN结的正向电流中，当电压较低时，以（）电流为主；当电压较高时，以（）电流为主。 15、薄基区二极管是指PN结的某一个或两个中性区的长度小于（）。在薄基区二极管中，少子浓度的分布近似为（）。 16、小注入条件是指注入某区边界附近的（）浓度远小于该区的（）浓度，因此该区总的多子浓度中的（）多子浓度可以忽略。 17、大注入条件是指注入某区边界附近的（）浓度远大于

微电子学概论

微电子学概论大学一年级的启航教育课给我们介绍了自己专业的一些基本情况,也让我们对自己的专业——微电子学有了一些基本的认识。微电子学是一门高科技的学科，它的发展直接影响着我们的日常生活。微电子学是最近几十年才发展起来的，是一门年轻的学科。它是研究在固体（主要是半导体）材料上构成的微小型化电路、电路及系统的电子学分支。作为电子学的分支学科，它主要研究电子或粒子在固体材料中的运动规律及其应用，并利用它实现信号处理功能的科学，以实现电路的系统和集成为目的，实用性强。微电子学又是信息领域的重要基础学科，在这一领域上，微电子学是研究并实现信息获取、传输、存储、处理和输出的科学，是研究信息获取的科学，构成了信息科学的基石，其发展水平直接影响着整个信息技术的发展。微电子科学技术的发展水平和产业规模是一个国家经济实力的重要标志。微电子学是一门综合性很强的边缘学科，其中包括了半导体器件物理,集成电路工艺和集成电路及系统的设计、测试等多方面的内容；涉及了固体物理学、量子力学、热力

学与统计物理学、材料科学、电子线路、信号处理、计算机辅助设计、测试和加工、图论、化学等多个领域。微电子学是一门发展极为迅速的学科，高集成度、低功耗、高性能、高可靠性是微电子学发展的方向。信息技术发展的方向是多媒体（智能化）、网络化和个体化。要求系统获取和存储海量的多媒体信息、以极高速度精确可靠的处理和传输这些信息并及时地把有用信息显示出来或用于控制。所有这些都只能依赖于微电子技术的支撑才能成为现实。超高容量、超小型、超高速、超高频、超低功耗是信息技术无止境追求的目标，是微电子技术迅速发展的动力。微电子学渗透性强，其他学科结合产生出了一系列新的交叉学科。微机电系统、生物芯片就是这方面的代表，是近年来发展起来的具有广阔应用前景的新技术。作为微电子学的学生,我们应该在结束大学四年的时候应该有以下的几点素质: 1．掌握数学模型、物理方程等方面的基本理论和基本知识 2．掌握固体物理学、电子学和VLSI设计与制造等方面的基本理论和基本知识，掌握集成电路和其它半导体器件的分析与设计方法，具有独立进行版图设计、器件性能分析和指导VLSI工艺流程的基本能力； 3．了解相近专业的一般原理和知识

微电子期末考试复习题(附答案)

1. 光敏半导体、掺杂半导体、热敏半导体是固体的三种基本类型。( × ) 2．用来做芯片的高纯硅被称为半导体级硅，有时也被称为分子级硅。(×)电子3. 硅和锗都是Ⅳ族元素，它们具有正方体结构。( × ) 金刚石结构 4．硅是地壳外层中含量仅次于氮的元素。( × ) 氧 5．镓是微电子工业中应用最广泛的半导体材料，占整个电子材料的95％左右。( × ) 硅 6．晶圆的英文是wafer，其常用的材料是硅和锡。( × ) 硅和锗 7．非晶、多晶、单晶是固体的三种基本类型。( √ ) 8．晶体性质的基本特征之一是具有方向性。( √ ) 9．热氧化生长的SiO2属于液态类。( × ) 非结晶态 10．在微电子学中的空间尺寸通常是以μm和mm为单位的。( × )um和nm 11．微电子学中实现的电路和系统又称为数字集成电路和集成系统，是微小化的。( × ) 集成电路 12．微电子学是以实现数字电路和系统的集成为目的的。( × ) 电路13．采用硅锭形成发射区接触可以大大改善晶体管的电流增益和缩小器件的纵向尺寸。( √ ) 14．集成电路封装的类型非常多样化。按管壳的材料可以分为金属封装、陶瓷封装和塑料封装。( √ ) 15．源极氧化层是MOS器件的核心。( × ) 栅极 16. 一般认为MOS集成电路功耗高、集成度高，不宜用作数字集成电路。 ( × ) 功耗低，宜做 17. 反映半导体中载流子导电能力的一个重要参数是迁移率。( √ ) 18. 双极型晶体管可以作为放大晶体管，也可以作为开关来使用。( √ ) 19. 在P型半导体中电子是多子，空穴是少子。( × ) 空穴是多子 20. 双极型晶体管其有两种基本结构：PNP型和NPN 型。( √ ) 21. 在数字电路中，双极型晶体管是当成开关来使用的。( √ ) 22. 双极型晶体管可以用来产生、放大和处理各种模拟电信号。( √ ) 23．双极型晶体管在满足一定条件时，它可以工作在放大、饱和、截止三个区域中。( √ ) 24. 在N型半导体中空穴是多子，电子是少子。( × ) 电子是多子 25. 本征半导体的导电能力很弱，热稳定性很差。( √) 26. 组合逻辑电路的基本单元是集成电路。( × ) 门电路 27. 时序逻辑电路的基本单元是集成电路。( × ) 触发器 28. CMOS集成电路已成为集成电路的主流。( √ ) 29. 迁移率反映的是载流子(电子和空穴)在单位电场作用下的平均漂移速度。( √ ) 30．半导体集成电路是采用半导体工艺技术，在硅基片上制作包括电阻、电容、二极管、晶体管等元器件并具有某种电路功能的集成电路。 ( √ )

微电子概论复习-hsq-纯手打,勿外传(1)

填空题 1、目前集成电路的最主要材料是硅、锗硅、砷化镓、碳化硅、（磷化铟）。 2、模拟集成电路一般可以分为线性电路和非线性集成电路。 3、集成电路的集成度、集成电路的功耗延迟积、特征尺寸是描述集成电路性能的主要方面。 4、根据集成电路中有源器件的机构类型和工艺技术可以将集成电路分为三类，它们分别为双极集成电路、金属-氧化物-半导体（MOS）集成电路和双极-MOS混合型即BiMOS集成电路。 5、光电子器件是光子和电子共同起作用的半导体器件，主要包括三大类：1）将电能转换成光能的半导体电致发光器件；2）以电学方法检测光信号的光电探测器；3）利用半导体内光电效应将光能转换为电能的太阳能电池。 6、可测性设计是指在尽可能少地增加附加引线脚和附加电路，并使芯片性能损失最小的情况下，满足电路可控制性和可观察性的要求。 7、集成电路设计的最终输出是掩模版图，通过制版和工艺流片可以得到所需的集成电路。 8、数字集成电路设计的基本过程功能设计、逻辑和电路设计、版图设计。 9、太阳能电池的工作机理是光生伏特效应，即吸收光辐射而产生电动势。 10、目前集成电路设计中常用的几种主要设计方法包括全定制设计方法、定制设计方法、半定制设计方法、可编程逻辑电路设计方法（包括可编程逻辑器件和现场可编程门阵列方法）。名词解释 1、Wafer 晶元。是生产集成电路所用的载体，多指从拉伸长出的高纯度硅元素晶柱上切下的圆形薄片。 2、IC 集成电路。英文integrated circuit的缩写。同时也是半导体元件产品的统称，包括集成电路板、二极管、三极管、特殊电子元件等。 3、Moore Law 摩尔定律。由Intel公司的创始人之一-高登·摩尔（Gordon E·Moore）在1965年提出的集成电路产业发展规律预言：集成电路的集成度每3年增长4倍，特征尺寸每3年缩小倍。自该定律发表以来，集成电路产业基本上是按照其预言的速度持续发展的。 4、全定制方法全定制方法是指：在电路设计中进行电路结构、电路参数的人工优化；完成电路设计后，人工设计版图中的各个器件和连线，以获得最佳性能（速度和功耗）和最小芯片尺寸。（一般用于通用数字集成电路、模拟集成电路和数模混合集成电路。这种设计技术是一种以人工设计为主的设计方法，易出错，需要版图编辑工具辅助设计和完善的EDA工具进行设计检查和验证。同时其有周期长，成本高的特点，一般适用对性能要求很高或批量很大的产品） 5、CMOS 互补金属氧化物半导体。英文Complementary Metal Oxide Semiconductor的缩写。是一种大规模应用于集成电路芯片制造的原料。采用CMOS技术可以将成对的金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）集成在一块硅片上。该技术通常用于生产RAM和交换应

微电子概论第二版复习资料

微电子概论第二版复习资料微电子概论第二版复习资料微电子是一门研究微观尺度下电子器件和电路的学科，它涵盖了半导体物理、电子器件、集成电路设计与制造等多个领域。在现代科技的推动下，微电子领域的发展日新月异，给我们的生活带来了巨大的变化。本文将从微电子的基础概念、器件原理、集成电路设计、制造工艺等方面进行探讨，帮助读者理解微电子的基本知识和技术。一、微电子的基础概念微电子学是电子学的一个重要分支，它研究的对象是微观尺度下的电子器件和电路。微电子学的基础概念包括半导体物理、固体物理、量子力学等。其中，半导体物理是微电子学的基石，它研究的是半导体材料的性质和行为。半导体材料具有介于导体和绝缘体之间的电导特性，这使得它成为微电子器件的理想材料。二、微电子器件的原理微电子器件是微电子学的核心内容，它是实现电子功能的基本单元。常见的微电子器件包括二极管、晶体管、场效应晶体管等。这些器件通过控制电流和电压的变化，实现电子信号的放大、开关和逻辑运算等功能。在微电子器件的设计和制造过程中，需要考虑材料的选择、结构的设计以及工艺的控制等多个方面的因素。三、集成电路设计集成电路是微电子技术的重要应用之一，它将多个微电子器件集成在一个芯片上，实现复杂的电子功能。集成电路设计是指将电路功能转化为物理结构的过

程，它包括逻辑设计、布局设计和物理设计等多个阶段。在集成电路设计中，需要考虑电路的功能、性能、功耗、面积等多个指标，以及制造工艺的限制。四、制造工艺微电子器件和集成电路的制造过程被称为制造工艺。制造工艺包括材料的选择、清洗、沉积、刻蚀、光刻、离子注入等多个步骤。其中，光刻技术是制造工艺中的核心环节，它通过光刻胶和掩膜的组合，将电路图案转移到硅片上。制造工艺的精细程度决定了微电子器件和集成电路的性能和可靠性。总结微电子是一门涵盖多个学科的综合性学科，它研究的是微观尺度下的电子器件和电路。微电子学的基础概念包括半导体物理、固体物理、量子力学等。微电子器件是实现电子功能的基本单元，而集成电路则是微电子技术的重要应用之一。在微电子的设计和制造过程中，需要考虑材料的选择、器件的原理、集成电路的设计以及制造工艺的控制等多个方面的因素。微电子技术的发展将继续推动科技的进步，为人们的生活带来更多的便利和创新。

微电子学概论

一、绪论 1.与晶体管有关的半导体的三个物理效应：光电导效应、半导体光生伏特效应、半导体整流效应。 2.集成电路的分类 1）按器件结构分类：双极、MOS、双极—MOS混合型（BiMOS）。 2）按集成电路规模分类：小规模、中规模、大规模、超大规模（Very large scale IC,即VLSI）、特大规模和巨大规模集成电路。 3）按结构形式分类：单片和混合。 4）按电路功能分类：数字、模拟、数模混合。 3. 微电子学的特点：是研究在固体（主要是半导体）材料上构成的微小型化电路、子系统及系统的电子学分支。（综合性强、发展迅速、渗透性极强）二、半导体物理和器件物理基础 1. 金属、半导体、绝缘体的区别：半导体中存在着禁带，而金属中不存在；半导体和绝缘体的禁带宽度和电导率的温度特性不同。 2. 半导体的主要特点： 1）纯净的半导体中，电导率随温度的上升指数增加； 2）半导体中杂质的种类和数量决定着半导体的电导率，且掺杂时温度对其影响较弱； 3）半导体中可以实现非均匀掺杂； 4）光的辐照、高能电子的注入可影响半导体的电导率。 3．常见的半导体材料：Si Ge GaAs InSb GaP 等。 4. 半导体的掺杂：载流子包括电子和空穴，其中n型电子为多子、依靠电子导电，P型空穴为多子、依靠空穴导电。 5. 量子态：电子的稳恒运动，电子具有完全确定的能量。

量子跃迁：电子在一定条件下从一个能态跃迁到另一个能态的突变。 6. 浅能级：施主能级和受主能级分别距离导带和价带非常近，电离能很小。深能级：其他许多杂质的能级离导带和价带较远。 7. pn结的性质：单向导电性；载流子的运动形式：漂移、扩散、产生、复合。 8. MOS场效应晶体管(Mental Oxide Simiconductor Field Effect Transistor)导电机制：反型层的形成——阈值电压。 MIS: Mental Insulator Simiconductor 金属—绝缘层—半导体加压可产生感生电荷。三、大规模集成电路基础 1、集成电路性能参数：集成度、功耗延迟积（优值）、特征尺寸。 2、成品率：受制作工艺、电路设计、芯片面积、硅片材料质量、指标要求等因素影响。 3、存储器：随机存储器（RAM）—DRAM和SRAM 只读存储器（ROM）—PROM和Flash ROM 浮栅场效应晶体管是电可编程的基本存储单元，具有控制栅和浮置栅两层栅结构。四、集成电路制造工艺 1、芯片制造过程： 1）材料膜的生长—CVD（化学气相淀积）：常压（APCVD）、低压（LPCVD）、等离子增强（PECVD） 2）对材料膜的图形化—光刻:在衬底表面淀积材料层后，将部分区域材料层保留而部分区域去除的过程。超细线条光刻技术（亚100nm）：甚远紫外线、电子束分步投影光

(完整word版)微电子技术概论期末试题(word文档良心出品)

《微电子技术概论》期末复习题试卷结构：填空题40分，40个空，每空1分，选择题30分，15道题，每题2分，问答题30分，5道题，每题6分填空题 1.微电子学是以实现电路和系统的集成为目的的。 2.微电子学中实现的电路和系统又称为集成电路和集成系统，是微小化的。 3.集成电路封装的类型非常多样化。按管壳的材料可以分为金属封装、陶瓷封装和塑料封装。 4.材料按其导电性能的差异可以分为三类：导体、半导体和绝缘体。 5. 迁移率是载流子在电场作用下运动速度的快慢的量度。 6.PN 结的最基本性质之一就是其具有单向导电性。 7.根据不同的击穿机理，PN 结击穿主要分为雪崩击穿和隧道击穿这两种电击穿。 8.隧道击穿主要取决于空间电荷区中的最大电场。 9. PN结电容效应是PN结的一个基本特性。 10.PN结总的电容应该包括势垒电容和扩散电容之和。 11.在正常使用条件下，晶体管的发射结加正向小电压，称为正向偏置，集电结加反向大电压，称为反向偏置。 12.晶体管的直流特性曲线是指晶体管的输入和输出电流-电压关系曲线， 13.晶体管的直流特性曲线可以分为三个区域：放大区，饱和区，截止区。 14.晶体管在满足一定条件时，它可以工作在放大、饱和、截止三个区域中。 15.双极型晶体管可以作为放大晶体管，也可以作为开关来使用，在电路中得到了大量的应用。 16. 一般情况下开关管的工作电压为 5V ，放大管的工作电压为 20V 。 17. 在N 型半导体中电子是多子，空穴是少子； 18. 在P 型半导体中空穴是多子，电子是少子。 19. 所谓模拟信号，是指幅度随时间连续变化的信号。 20. 收音机、收录机、音响设备及电视机中接收、放大的音频信号、电视信号是模拟信号。 21. 所谓数字信号，指在时间上和幅度上离散取值的信号。 22. 计算机中运行的信号是脉冲信号，但这些脉冲信号均代表着确切的数字，因而又叫做数字信号。 23. 半导体集成电路是采用半导体工艺技术，在硅基片上制作包括电阻、电容、二极

微电子学概论

微电子学概论微电子学导论实验报告名称:敖鲁庭学生编号。:110803001班级:11电子教师:袁守才 1 目录主题3总平面布置.................................................................................................................. ...............摘要信息..........................................3分层区域..................................................................................4.............................. .. (7) 2 1:标题 2:总体布局 3

总体布局 3:每个布局层 3 199 图3 图4 6 图5 4:小结通过这个实验，我对微电子学有了更扎实的了解。虽然我在实验过程中遇到了一些问题，经过反复思考，经过反复检查，我终于找到了原因，也暴露了我早年在这方面的知识和经验的不足。真正的知识来自实践，通过实践生产，我们所拥有的知识不再是理论性的。可以在经过之后改变，这是一个很大的善举。在实验过程中，我发现了错误，纠正了错误，理解了错误，并不断地获得了错误。最后，在袁老师的指导下，我终于熬过来了。在未来的社会发展和学习实践

过程中，我们必须不懈努力。当我们遇到问题时，决不能退缩。我们必须不厌其烦地找出问题，然后逐一解决。只有这样，我们才能成功地做我们想做的事情，我们才能在未来的道路上劈开荆棘，而不是在我们知道什么是困难的时候退缩。这样，我们将永远无法从社会和其他人那里获得成功、快乐或认可。谢谢你的指导！！ 7

微电子学概论复习资料

1.按照半导体集成电路的集成度来分，分为哪些类型？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)、特大规模集成电路(ULSI)、巨大规模集成电路(GSI〕。 2.按照器件类型分，半导体集成电路分为哪几类？ BJT型、MOS型、Bi-CMOS型 3.按电路功能或信号类型分，半导体集成电路分为哪几类？数字集成电路、模拟集成电路、数模混合集成电路 4.电离后向半导体提供空穴的杂质是受主杂质，电离后向半导体提供电子的杂质是施主杂质。 5.由于载流子存在浓度梯度而产生的电流是扩散电流，由于载流子在一定电场力的作用下而产生电流是漂移电流。 6.在热力学温度零度时，能量比F E小的量子态被电子占据的概率为 100%，如果温度大于热力学温度零度时，能量比F E小的量子态被电子占据的概率为大于50%。 7.费米分布函数适用于简并的电子系统，波耳兹曼分布函数适用于非简并的电子系统。 8.热平衡状态下，无论本征半导体还是杂质半导体，其电子浓度与空穴浓度的乘积为常数，由温度与禁带宽度决定。 9.一块半导体材料，光照在材料中会产生非平衡载流子，其中非平衡载流子的寿命为τ。假设光照突然停顿，经过τ时间后，非平衡

载流子衰减为原来的1/e 。 10. 在一定温度下，光照在半导体材料中会产生非平衡载流子，光照稳定后，半导体的热平衡状态被打破，将没有统一的费米能级，但导带与价带处于各自的平衡态，因此存在导带费米能级与价带费米能级，称其为“准费米能级〞。 11. 能带图 12. 电导率与电阻率本征半导体：()p n i q n μμσ +=，()p n i q n μμρ+1＝一般半导体：p n q p q n μμσ 00+=，p n q p q n μμρ001+＝ N 型半导体：n q n μσ 0=，n q n μρ01＝ P 型半导体：p q p μσ0=，p q p μρ01＝ 13. 四层三结的构造的双极型晶体管中隐埋层的作用？ ①减小寄生pnp 管的影响；②减小集电极串联电阻。 14. 简单表达一下pn 结隔离的NPN 晶体管的根本光刻步骤？ N+隐埋层扩散孔光刻→P 隔离扩散孔光刻→P 型基区扩散孔光刻→N+发射区扩散孔光刻→引线孔光刻→反刻铝 15. 特征尺寸〔 Critical Dimension,CD 〕的概念特征尺寸是芯片上的最小物理尺寸，是衡量工艺难度的标志，代表集成电路的工艺水平。①在CMOS 技术中，特征尺寸通常指MOS 管的沟道长度，也指多晶硅栅的线宽。②在双极技术中，特征尺寸通

微电子技术概论教学大纲

微电子技术概论教学大纲目录一、课程开设目的与要求2 二、教学中应注意的问题2 三、课程内容2第一章绪论2 第二章半导体物理和器件物理基础2第三章大规模集成电路基础2 第四章集成电路制造工艺2第五章集成电路设计3 第六章集成电路设计的EDA系统3第七章系统芯片(SOC)设计3 第八章光电子器件4第九章微机电系统4 第十章纳电子器件4第十一章微电子技术发展的规律和趋势4 四、授课学时分配5 五、教材及参考书目5课程名称：微电子技术概论课程编号：056503英文名称：Introduction of Microelectronics Technology 课程性质：独立设课课程属性：院部选修课应开学期：第3学期学时学分：课程总学时-32。课程总学分一2 学生类别：本科生适用专业：电子科学与技术专业的学生。先修课程：大学物理等课程。一、课程开设目的与要求本课程是电子信息工程类专业的一门专业基础课。该门课程主要介绍了微电子学发展史、半导体器件、制造工艺、集成电路和SOC电路的设计以及计算机辅助设计技术。该课程为学生进行微电子技术研究和集成电路的开发提供了理论基础。二、教学中应注意的问题通过本课程的学习，学生应能基本掌握微电子学发展、半导体器件的物理基础、制造工艺及集成电路设计方法等概念，帮助学生建立对微电子技术发展的认识和理解。对本课程的学习，要求学生掌握集成电路的器件、组成、制造工艺及基本设计方法，理解微电子技术发展的基本规律。在学习本课程之前要求学生已掌握基本的模拟电子技术知识。本课程的重点、难点是集成电路的设计和工艺流程。各章课后均有习题。关于微电子发展、集成电路设计、光电子、微机电系统及纳电子等方面撰写小论文。三、课程内容第一章绪论

微电子学概论

第一章绪论一、微电子技术在新技术革命中的地位 ①核心；第三次技术革命所包括的诸项新技术中，阻碍最大、渗透性最强、最具代表性的是以微电子为核心的电子信息技术。 ②支柱信息、材料和能源是人类物质文明与精神文明赖以进展的三大支柱。 ③基础实现社会信息化的关键是各类运算机和通信设备，其技术基础都是微电子二、微电子学的理论基础微电子技术进展的理论基础是19世纪末到20世纪30年代成立起来的现代物理学。 3、世界上第一台运算机世界上第一台运算机名为电子数值积分器和计算器，其英文缩写是ENIAC 4、硅器时期科学家依照硅技术研究领域的学术论文数已超过钢铁技术领域的学术论文数而以为人类已经进入了硅器时期。五、集成电路历史上的重大进展 ①1833年，英国物理学家法拉第，氧化银的电阻率温度特性； ②1873年，英国物理学家施密斯，晶体硒的光电导效应； ③1877年，英国物理学家亚当斯，晶体硒和金属接触产生的光生伏特效应； ④1906年，美国物理学家皮尔逊，晶体硅和金属接触产生的半导体整流效应； ⑤1946年，美国物理学家肖克莱、巴丁和布拉顿，世界上第一个晶体管； ⑥1958年，美国德州仪器公司的科学家基尔比，世界上第一块集成电路。 ⑦2000年，以微电子技术为基础的电子信息产业成为世界第一大产业。六、当前集成电路的主流技术 CMOS 7、集成电路的分类：按器件结构类型分类 ⑴分类依照器件的结构类型和工艺技术，集成电路可分为双极集成电路、MOS集成电路和双极-MOS集成电路。 ⑵特点 ①相较于双极集成电路，MOS集成电路具有功耗小、集成度高、抗干扰好、输入阻抗高的优势，更适合于大规模集成电路。 ②相较于MOS集成电路，双极集成电路的优势是驱动能力强、速度高。 ③双极集成电路并未在所有的应用领域内被MOS集成电路所替代。按集成电路规模分类 ⑴分类依照集成电路的规模大小，可分为SSI、MSI、LSI、VLSI、ULSI和GSI。 ⑵集成度按结构形式分类依照集成电路的结构形式，可分为单片集成电路、厚膜混合集成电路和薄膜混合集成电路。按电路功能分类依照集成电路的功能，可分为数字集成电路、模拟集成电路和数模混合集成电路。

微电子学概论课程教学大纲

《微电子学概论》课程教学大纲课程名称：微电子学基础 / Conspectus of Microelectronics 课程代码：020727 学时：32 学分：2 讲课学时： 32 上机/实验学时： 0 考核方式：考查先修课程：模拟电子技术适用专业：电子信息工程等电类专业开课院系：电子电气工程学院电子信息系教材：张兴黄如刘晓彦主编.微电子学概论（第二版）.北京：北京大学出版社,2005年主要参考书： [1] 郝跃主编.微电子学概论.北京：高等教育出版社,2003年 [2] 吴德馨主编.现代微电子技术.北京：化学工业出版社,2003年 [3] （美）Donald A.Neamen编.半导体器件导论.北京：清华大学出版,2006年一、课程的性质和任务本课程是电子信息工程类专业的一门专业基础课。该门课程主要介绍了微电子学发展史、半导体器件、制造工艺、集成电路和SOC电路的设计以及计算机辅助设计技术。该课程为学生进行微电子技术研究和集成电路的开发提供了理论基础。二、教学内容和基本要求

对本课程的学习，要求掌握集成电路的器件、组成、制造工艺及基本设计方法。教学内容如下：第一章绪论 1. 晶体管的发明和集成电路的发展史 2. 集成电路的分类 3. 微电子学的特点第二章半导体物理和器件物理基础 1. 半导体及其基本特性 2. 半导体中的载流子 3. pn结 4. 双极晶体管 5. MOS场效应管第三章大规模集成电路基础 1. 半导体集成电路概述 2. 双极集成电路基础 3. MOS集成电路基础第四章集成电路制造工艺

1. 双极集成电路工艺流程 2. MOS集成电路工艺流程 3. 光刻与刻蚀技术 4. 氧化 5. 扩散与离子注入 6. 化学气象淀积 7. 接触与互联 8. 隔离技术第五章集成电路设计 i. 集成电路设计特点与设计信息描述 ii. 集成电路的设计流程 iii. 集成电路的设计规则和全定制设计方法iv. 专用集成电路的设计方法 v. 集中集成电路设计方法的比较 vi. 可测性设计技术第六章集成电路设计的EDA系统 1. VHDL及模拟

微电子概论思考题及答案

第一章： 1.第一只晶体管发明是在哪个国家？哪个实验室？发明人是谁？美国Bell实验室肖克莱巴丁布拉顿 2.第一片IC发明是在哪个国家？哪个公司？发明人是谁？美国TI公司Kibly 3.按规模分类IC有几种？简要说明每种类型的集成度？六种SSI:<102,MSI:102~103, LSI :103~104, VLSI:104~107, ULSI:107~109, GSI:>109 4.按功能分类IC有几种？简要说明每种类型的特征？三种 1.数字集成电路：它是指处理数字信号的集成电路。 2.模拟集成电路：它是指处理模拟信号的集成电路。 3.数模混合集成电路：既包含数字电路，又包含模拟电路的新型电路称为数模混合集成电路。 5.按器件结构分类IC有几种？简要说明每种类型的特征？ 1.双极集成电路：这种电路采用的有源器件是双极晶体管，双极晶体管是由于它的工作机制依赖于电子和空穴两种类型的载流子而得名。 2.金属-氧化物-半导体（MOS）集成电路：这种电路中所用的晶体管为MOS晶体管，MOS晶体管是由金属-氧化物-半导体结构组成的场效应晶体管，它主要靠半导体表面电场感应产生的导电沟道工作。 3.双极-MOS（BiMOS）集成电路：同时包括双极和MOS晶体管的集成电路为BiMOS集成电路。BiMOS集成电路综合了双极和MOS器件两者的优点，但这种电路具有制作工艺复杂的缺点。

6.简单叙述微电子学对人类社会的作用。微电子学是信息领域的重要基础学科，在信息领域中，微电子学是研究并实现信息获取、传输、存储、处理和输出的科学，是研究信息载体的科学，构成了信息科学的基石。微电子学是一门综合性很强的边缘学科，包含了很多领域。信息技术发展只能依赖于微电子技术的支撑才能成为现实。微电子学的渗透性极强，它可以与其他学科结合而生出一系列新的交叉学科。第二章： 1.什么是半导体？半导体的主要特点有哪些？指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。在纯净的半导体材料中，电导率随温度的上升而指数增加；半导体中杂质种类和数量决定着半导体的电导率，而且在重掺杂情况下，温度对电导率的影响较弱；在半导体中可以实现非均匀掺杂；光的辐照、高能电子等的注入可以影响半导体的电导率。 2.试对比说明金属与半导体的主要区别。一般半导体和金属的区别在于半导体中存在着禁带而金属中不存在禁带 3.试从欧姆定律和半导体电阻定义出发证明欧姆定律的微分形式为：j=σE 因为R=U/I且R=ρL/S可以推知I/S=U/ρL,所以j=I/S=U/ ρL=σE 4.用半导体迁移率和欧姆定律的微分形式证明：σ=nq 因为j=nqv，设v=μE ，把v=μE 代入j=nqv，与j=σE比较得到：σ= nqμ5.从微观机制解释晶格振动散射导致半导体迁移率随温度增加而下降的原因。温度升高时，对载流子的晶格散射也将增强，在低参杂浓度的半导体，迁移率随温度升高而大幅度下降的原因主要就是由晶格散射引起的。

微电子学概论知识点总结

微电子学概论知识点总结 1什么是微电子学？答:微电子学作为电子学的一门分支科学，主要是研究电子或离子在固体材料中的运动规律及其应用，并利用它实现信号处理功能的科学。 2什么叫集成电路? 答: Integrated Circuit，缩写IC 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”在一块半导体单晶片(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3集成电路的分类: 按器件结构类型分类双极集成电路，金属一氧化物●半导体(MOS) 集成电路，双极一MOS(BiMOS)集成电路按集成电路规模分类小规模集成电路(Small Scale IC，SSI) 中规模集成电路(Medium Scale IC，MSI) 大规模集成电路(Large Scale IC，LSI) 超大规模集成电路(Very Large Scale IC，VLSI)

特大规模集成电路(Ultra Large ScaleIC，ULSI) 巨大规模集成电路(Gigantic Scale IC，GSI ) 按结构形式的分类:单片集成电路，混合集成电路(厚膜集成电路、薄膜集成电路) 按电路功能分类:数字集成电路，模拟集成电路，数模混合集成电路4微电子学的特点？答: (1)、微电子学是一门综合性很强的边缘学科涉及了固体物理学、量子力学、热力学与统计物理学、材料科学、电子线路、信号处理、计算机辅助设计、测试与加工、图论、化学等多个学科 (2)、微电子学是一门发展极为迅速的学科，高集成度、低功耗、高性能、高可靠性是微电子学发展的方向 (3)、微电子学的渗透性极强，它可以是与其他学科结合而诞生出一.系列新的交叉学科，例如微机电系统(MEMS) 、生物芯片等 5半导体及其基本特征是什么? . 导体:自然界中很容易导电的物质称为导体绝缘体:有的物质几乎不导电，称为绝缘体，半导体:另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间，称为半导体固体材料:超导体: 大于106(Lcm)一1

微电子学概论第二版课程设计

微电子学概论第二版课程设计一、设计目的本课程设计旨在让学生系统学习微电子学的基本理论和设计方法，提高学生的解决问题的能力以及应用微电子学的能力。本课程设计将以《微电子学概论第二版》为教材，通过自主设计一个“电子产品”的方式，引导学生深入学习和探究微电子学的知识，并通过设计、制作、测试等环节，培养学生的实践能力、创新能力和团队协作能力。二、设计内容 1. 课程介绍本课程设计从微电子学的基本理论开始，包括微电子学的发展历程、微电子学的基本概念、微电子学器件及其工艺、微电子学电路设计基础等。通过课堂教学和实验环节，使学生深入理解以上内容。 2. 设计要求学生需要自主选定一个电子产品进行设计，例如音乐播放器、电子秤、电子表等。设计要求如下： •系统电路设计：学生需要根据电子产品的功能要求，设计所需的各种模拟电路、数字电路和微处理器等。 •PCB设计制作：学生需要将电路设计转化为实际的PCB电路板，并根据要求进行制作。要求学生掌握PCB设计软件的使用和PCB的制作方法。 •功能测试：学生需要对设计的电子产品进行功能测试，发现问题及时修改并调试，使电子产品达到预期的效果。

3. 设计流程 •第一阶段：理论学习。学生需要利用教材《微电子学概论第二版》自学微电子学的基本理论，包括微电子学的发展历程、微电子学器件和电路设计基础等。 •第二阶段：选题规划。学生选定一个具体的电子产品进行设计，并进行题目的规划与讨论。 •第三阶段：方案设计。学生根据所选电子产品的功能需求，完成各个模块方案设计，并组装成一个完整的电路。要求学生需要熟练掌握模拟电路、数字电路设计方法，以及单片机程序设计。 •第四阶段：PCB设计与制作。学生需要将电路设计转化为实际的PCB 电路板，并根据要求进行制作。学生需要掌握PCB设计软件的使用和PCB的制作方法。 •第五阶段：电路调试和功能测试。学生需要对设计的电路进行调试和测试，解决存在的问题，并进行性能测试和验证。 •第六阶段：结果评估。学生需要对自己的电子产品进行总结和总结，评估自己的设计效果和实践能力。三、评价方法本课程设计采取多种评价手段进行评估，包括如下几种： •课程作业：学生需要完成课程设计所规定的作业，包括电路设计、PCB设计、方案报告等。 •实验考核：学生需要参加相关实验，根据实验指导书进行实验，并得出实验结论。

微电子学概论复习(知识点总结)

第一章绪论 1.画出集成电路设计与制造的主要流程框架。 2.集成电路分类情况如何？答： 3.微电子学的特点是什么？答：微电子学：电子学的一门分支学科微电子学以实现电路和系统的集成为目的，故实用性极强。微电子学中的空间尺度通常是以微米(μm, 1μm ＝10－6m)和纳米(nm, 1nm = 10-9m)为单位的。微电子学是信息领域的重要基础学科微电子学是一门综合性很强的边缘学科涉及了固体物理学、量子力学、热力学与统计物理学、材料科学、电子线路、信号处理、计算⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧按应用领域分类数字模拟混合电路非线性电路线性电路模拟电路时序逻辑电路组合逻辑电路数字电路按功能分类GSI ULSI VLSI LSI MSI SSI 按规模分类薄膜混合集成电路厚膜混合集成电路混合集成电路BiCMOS BiMOS 型BiMOS CMOS NMOS PMOS 型MOS 双极型单片集成电路按结构分类集成电路

机辅助设计、测试与加工、图论、化学等多个学科微电子学是一门发展极为迅速的学科，高集成度、低功耗、高性能、高可靠性是微电子学发展的方向微电子学的渗透性极强，它可以是与其他学科结合而诞生出一系列新的交叉学科，例如微机电系统(MEMS)、生物芯片等第二章半导体物理和器件物理基础 1.什么是半导体？特点、常用半导体材料答：什么是半导体？金属：电导率106～104(W∙cm-1)，不含禁带；半导体：电导率104~10-10(W∙cm-1)，含禁带；绝缘体：电导率<10-10(W∙cm-1)，禁带较宽；半导体的特点：（1）电导率随温度上升而指数上升；（2）杂质的种类和数量决定其电导率；（3）可以实现非均匀掺杂；（4）光辐照、高能电子注入、电场和磁场等影响其电导率；半导体有元素半导体，如：Si、Ge（锗）化合物半导体，如：GaAs（砷化镓）、InP （磷化铟）硅：地球上含量最丰富的元素之一，微电子产业用量最大、也是最重要的半导体材料。硅(原子序数14)的物理化学性质主要由最外层四个电子（称为价电子）决定。每个硅原子近邻有四个硅原子，每两个相邻原子之间有一对电子，它们与两个原子核都有吸引作用，称为共价键。化合物半导体：III族元素和V族构成的III-V族化合物，如，GaAs(砷化镓)，InSb(锑化铟)，GaP(磷化镓)，InP(磷化铟)等，广泛用于光电器件、半导体激光器和微波器件。 2.掺杂、施主/受主、P型/N型半导体 3.能带、导带、价带、禁带 4.半导体中的载流子、迁移率 5.PN结，为什么会单向导电，正向特性、反向特性，PN结击穿有几种 6.双极晶体管工作原理，基本结构，直流特性 7.MOS晶体管基本结构、工作原理、I-V方程、三个工作区的特性 8.MOS晶体管分类答：按载流子类型分： •NMOS: 也称为N沟道，载流子为电子。 •PMOS: 也称为P沟道，载流子为空穴。按导通类型分： •增强（常闭）型：必须在栅上施加电压才能形成沟道。 •耗尽（常开）型：在零偏压下存在反型层导电沟道，必须在栅上施加偏压才能使沟道内载流子耗尽的器件。四种MOS晶体管：N沟增强型；N沟耗尽型；P沟增强型；P沟耗尽型第三章大规模集成电路基础（重点章节） 1．集成电路制造流程、特征尺寸 2．CMOS集成电路特点 3．MOS开关、CMOS传输门特性

(完整word版)微电子概论基础知识概览

微电子概论基础知识概览 1、半导体（1）半导体的主要特点 □在纯净的半导体材料中，电导率随温度的上升而指数增加 □半导体中杂质的种类和数量决定着半导体的电导率，而且在参杂情况下，温度对电导率的影响较弱 □在半导体中可以实现非均匀掺杂 □光的辐射、高能电子等的注入可以影响半导体的电导率（2）半导体的掺杂 □电子和空穴：可以自由移动的缺位成为空穴，在半导体中电子和空穴统称为载流子

实际上，半导体中通常同时含有施主和受主杂质，当施主数量大于受主数量时，半导体是N型的；反之，半导体是P型的。（3）半导体的电导率和电阻率 □平局漂移速率：v= uE (u—迁移率) 则用迁移率表示电导率为：N、P型：nqu； □电导率一方面取决于杂质浓度，另一方面取决于迁移率。 □迁移率：反映半导体中载流子导电能力的重要参数。迁移率越大，半导体的电导率越高。通常电子迁移率要高于空穴迁移率。 □影响迁移率的因素：（1）掺杂浓度：在低掺杂浓度的范围内，电子和空穴的迁移率基本与掺杂浓度无关，保持比较确定的迁移率数值。在高掺杂浓度后，迁移率随掺杂浓度的增高而显著下降。（2）温度：掺杂浓度较低时，迁移率随温度的升高大幅下降。当掺杂浓度较高时，迁移率随温度的变化较平缓。当掺杂浓度很高时，迁移率在较低的温度下随温度的上升而缓慢增高，而在较高的温度下迁移率随温浓度的上升而缓慢下降。（高斜率下斜：大幅度下降、平：变化较平缓、抛物：先升高再下降缓慢ing）散射：载流子在其热运动的过程中，不断地与晶格、杂质、缺陷等发生碰撞，无

规则的改变其运动方向，这种碰撞现象通常称为散射。（4）半导体中的载流子 □价带：能量最高的价电子所填充的带 □导带：最低的没有被电子填充的能带 □载流子的运动形式： ●漂移：由电场作用而产生的沿电场方向的运动称为漂移运动。 ●扩散： ●产生：电子从价带跃迁到导带 ●复合：倒带中的电子和价带中的空穴相遇，电子可以从导带落入价带的这个空能级，称为复合 □空穴和电子导电形成的实质：电子摆脱共价键而形成电子和空穴的过程，就是一个电子从价带到导带的量子跃迁过程。其结果是，导带中增加了一个电子而价带中出现了一个空能级，半导体中导电的电子就是处于导带的电子，而原来填满的价带中出现的空能级则代表到点的空穴。从实质上讲空穴的导电性反应的仍是价带中电子的导电性。 □杂质能级：如果能级在有电子占据时是电中性，失去电子后成为正点中心的杂志能级，称为施主能级；受主能级正好相反，在有电子占据时是负电中心，而没有电子占据是电中性的。（此处的能级是杂质自己的能级）（5）多子和少子的热平衡 □多子少子相对性：N型中，电子为多子，空穴为少子；P型中，空穴为多子，电子为少子。 □形成热平衡的原因：电子从价带到导带跃迁形成一对电子和空穴，随着电子和