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IC期中考试练习题

选择题

1.集成电路制造中，光刻工艺的主要目的是（）

A.去除硅片表面的杂质

B.在硅片上形成特定的电路图形

C.提高硅片的导电性

D.增加硅片的厚度

答案：B。光刻工艺是集成电路制造中的关键步骤，它通过光刻胶、掩膜版等工具，将设计好的电路图形转移到硅片表面，从而在硅片上形成特定的电路图形。选项A去除硅片表面杂质一般通过清洗工艺；选项C提高硅片导电性通常通过掺杂等工艺；选项D增加硅片厚度不是光刻的目的。

2.以下哪种材料常用于集成电路的衬底（）

A.玻璃

B.陶瓷

C.单晶硅

D.多晶硅

答案：C。单晶硅具有良好的电学性能和晶体结构，是集成电路最常用的衬底材料。玻璃和陶瓷一般不用于集成电路衬底；多晶硅虽然也用于集成电路，但主要用于栅极等结构，而不是衬底。

3.集成电路中的MOSFET是指（）

A.金属氧化物半导体场效应晶体管

B.双极型晶体管

C.结型场效应晶体管

D.绝缘栅双极型晶体管

答案：A。MOSFET即MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor，是金属氧化物半导体场效应晶体管。双极型晶体管（BJT）是另一种类型的晶体管；结型场效应晶体管（JFET）与MOSFET结构和原理不同；绝缘栅双极型晶体管（IGBT）结合了MOSFET和BJT的特点。

填空题

1.集成电路按集成度可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）和__________集成电路（VLSI）以及特大规模集成电路（ULSI）。

答案：超大规模。集成电路根据集成度的不同进行分类，从低到高依次为小规模、中规模、大规模、超大规模和特大规模集成电路。

2.半导体材料的导电能力介于导体和__________之间。

答案：绝缘体。半导体的导电性能不像导体那样强，也不像绝缘体那样弱，其导电能力处于两者之间，并且可以通过掺杂等方式对其导电性进行调控。

3.在CMOS集成电路中，“C”代表__________。

答案：互补。CMOS即ComplementaryMetalOxideSemiconductor，意为互补金属氧化物半导体，其中“互补”指的是电路中同时使用了PMOS和NMOS两种互补的MOSFET。

判断题

1.集成电路制造过程中，化学机械抛光（CMP）工艺主要用于去除硅片表面的光刻胶。（）

答案：错误。化学机械抛光（CMP）工艺主要用于对硅片表面进行全局平坦化处理，使硅片表面达到非常高的平整度，而去除硅片表面光刻胶一般使用光刻胶去除剂等进行湿法清洗或等离子体灰化等方法。

2.集成电路中的电容元件只能通过MOS结构来实现。（）

答案：错误。集成电路中的电容元件实现方式有多种，除了MOS结构电容外，还可以通过金属绝缘体金属（MIM）结构、多晶硅多晶硅（PolyPoly）结构等方式来实现电容。

3.增加集成电路的工作温度可以提高其性能和可靠性。（）

答案：错误。一般来说，过高的工作温度会导致集成电路中的晶体管等器件性能下降，如载流子迁移率降低、阈值电压漂移等，还可能会加速器件的老化和失效，降低集成电路的可靠性。因此，通常需要采取散热等措施来控制集成电路的工作温度。

解答题

1.简述集成电路制造中掺杂工艺的作用。

答案：掺杂工艺在集成电路制造中具有至关重要的作用，主要体现在以下几个方面：

改变半导体的导电类型：通过向本征半导体中掺入不同类型的杂质，可以使其成为N型半导体（掺入五价杂质，如磷等，提供多余的电子作为多数载流子）或P型半导体（掺入三价杂质，如硼等，产生空穴作为多数载流子），从而实现不同类型半导体器件的制造。

控制半导体的导电性：通过控制掺杂的浓度，可以精确调节半导体的电阻率，满足不同电路对电阻值的要求。例如，在制造晶体管时，通过不同区域的掺杂浓度控制，可以调节晶体管的阈值电压、跨导等性能参数。

形成PN结：掺杂工艺可以在半导体中形成PN结，PN结是二极管、晶体管等多种半导体器件的核心结构。PN结具有单向导电性等特性，是实现整流、放大、开关等功能的基础。

2.说明CMOS集成电路的优点。

答案：CMOS集成电路具有以下优点：

低功耗：CMOS电路在静态时，只有极微小的泄漏电流，几乎不消耗功率。只有在电路进行状态转换时才会有短暂的动态功耗，因此其平均功耗非常低，这使得CMOS集成电路在电池供电的设备中得到广泛应用，如移动电话、便携式计算机等。

高噪声容限：CMOS电路的输入信号阈值比较高，对噪声有较好的抗干扰能力。能够在一定程度的噪声环境下正常工作，保证了电路的可靠性和稳定性。

宽电源电压范围：CM