2025年大学（微电子科学与工程）微电子学基础试题及答案.doc

2025年大学（微电子科学与工程）微电子学基础试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共30分）
答题要求：每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。（总共10题，每题3分）
w1. 以下哪种半导体材料是目前集成电路制造中最常用的？（ ）
A. 硅 B. 锗 C. 砷化镓 D. 碳化硅
w2. 对于MOSFET，当栅源电压VGS大于阈值电压VT时，沟道处于（ ）状态。
A. 截止 B. 导通 C. 饱和 D. 不确定
w3. 集成电路制造中，光刻的主要作用是（ ）。
A. 定义器件的几何形状 B. 掺杂杂质 C. 形成金属连线 D. 提高材料纯度
w4. 半导体中的载流子包括（ ）。
A. 电子和质子 B. 电子和中子 C. 电子和空穴 D. 空穴和离子
w5. 以下关于CMOS电路的特点，错误的是（ ）。
A. 功耗低 B. 速度快 C. 集成度高 D. 静态功耗大
w6. 在半导体中，N型半导体的多数载流子是（ ）。
A. 电子 B. 空穴 C. 离子 D. 中子
w7. 集成电路制造工艺中，氧化工艺的目的是（ ）。
A. 形成绝缘层 B. 掺杂杂质 C. 去除杂质 D. 提高导电性
w8. 对于双极型晶体管，其电流放大倍数β主要取决于（ ）。
A. 基区宽度 B. 发射区掺杂浓度 C. 集电区掺杂浓度 D. 以上都是
w9. 半导体器件的伏安特性是指（ ）之间的关系。
A. 电压和电流 B. 电压和电阻 C. 电流和电阻 D. 功率和电压
w10. 以下哪种工艺可以用于在半导体表面形成金属薄膜？（ ）
A. 光刻 B. 氧化 C. 溅射 D. 扩散

第II卷（非选择题 共70分）
w11. （10分）简述半导体的导电机制。
w12. （15分）画出MOSFET的基本结构示意图，并简要说明各部分的作用。
w13. （15分）解释集成电路制造中光刻、蚀刻、掺杂等工艺的原理及相互关系。

材料题（20分）
材料：在微电子制造过程中，光刻技术是关键步骤之一。光刻的分辨率直接影响集成电路的最小特征尺寸，进而影响芯片的性能和集成度。随着集成电路技术的不断发展，对光刻分辨率的要求越来越高。目前，光刻技术已经从传统的光学光刻发展到极紫外光刻（EUV）等先进技术。
w14. （10分）请分析光刻分辨率对集成电路性能的具体影响。
w15. （10分）简述极紫外光刻（EUV）相比传统光学光刻的优势。

答案：
w1. A
w2. B
w3. A
w4. C
w5. D
w6. A
w7. A
w8. D
w9. A
w10. C
w11. 半导体的导电机制主要基于其内部的载流子。在半导体中，存在电子和空穴两种载流子。当半导体受到外界能量激发时，价带中的电子获得能量跃迁到导带，成为自由电子，同时在价带中留下空穴。电子带负电，空穴带正电，它们在电场作用下定向移动形成电流。N型半导体中多数载流子是电子，P型半导体中多数载流子是空穴。
w12. MOSFET基本结构包括栅极、源极、漏极和绝缘栅氧化层。栅极用于控制沟道的形成和导通；源极是载流子的注入端；漏极是载流子的输出端；绝缘栅氧化层隔离栅极与沟道，通过改变栅源电压来控制沟道的导电性，实现对电流的控制。
w13. 光刻是利用光刻胶对特定波长光的感光特性，将掩膜版上的图形转移到半导体表面的光刻胶上，再通过蚀刻去除未被光刻胶覆盖的区域，从而定义出器件的几何形状。掺杂工艺是通过扩散或离子注入等方法将杂质原子引入半导体特定区域，改变其电学性质。光刻确定图形，蚀刻去除不需要的部分，掺杂改变半导体电学特性，它们相互配合，逐步完成集成电路的制造。
w14. 光刻分辨率越高，集成电路的最小特征尺寸越小。这使得芯片能够集成更多的器件，提高集成度。同时，可以减小器件的寄生电容和电阻，提高信号传输速度和降低功耗，从而提升芯片的性能，如处理器的运算速度、存储器的读写速度等。
w15. 极紫外光刻（EUV）相比传统光学光刻具有更高的分辨率，能够实现更小的特征尺寸，进一步提升芯片集成度性能。EUV波长更短，可突破光学光刻的分辨率极限。它减少了光刻步骤，简化了工艺流程，提高了生产效率。还能降低光刻过程中的像差等问题，提高芯片制造的良品率。