IC设计模拟的经典的面试题及其答案

Latch up 是指cmos晶片中, 在电源power VDD和地线GND(VSS)之间由于寄生的PNP和NPN双极性BJT相互影响而产生的一低阻抗通路, 它的存在会使VDD和GND之间产生大电流

随着IC制造工艺的发展, 封装密度和集成度越来越高,产生Latch up的可能性会越来越大

Latch up 产生的过度电流量可能会使芯片产生永久性的破坏, Latch up 的防范是IC Layout 的最重要措施之一

Q1为一垂直式PNP BJT, 基极(base)是nwell, 基极到集电极(collector)的增益可达数百倍；Q2是一侧面式的NPN BJT，基极为P substrate，到集电极的增益可达数十倍；Rwell是nwell的寄生电阻；Rsub是substrate电阻。

以上四元件构成可控硅（SCR）电路，当无外界干扰未引起触发时，两个BJT处于截止状态，集电极电流是C-B的反向漏电流构成，电流增益非常小，此时Latch up不会产生。当其中一个BJT的集电极电流受外

部干扰突然增加到一定值时，会反馈至另一个BJT，从而使两个BJT因触发而导通，VDD至GND（VSS）间

形成低抗通路，Latch up由此而产生。

产生Latch up 的具体原因

? 芯片一开始工作时VDD变化导致nwell和P substrate间寄生电容中产生足够的电流，当VDD变化率大到一定地步，将会引起Latch up。

? 当I/O的信号变化超出VDD-GND（VSS）的范围时，有大电流在芯片中产生，也会导致SCR的触发。

? ESD静电加压，可能会从保护电路中引入少量带电载子到well或substrate中，也会引起SCR的触发。

? 当很多的驱动器同时动作，负载过大使power和gnd突然变化，也有可能打开SCR的一个BJT。

? Well 侧面漏电流过大。

防止Latch up 的方法

? 在基体（substrate)上改变金属的掺杂，降低BJT的增益

? 避免source和drain的正向偏压

? 增加一个轻掺杂的layer在重掺杂的基体上，阻止侧面电流从垂直BJT到低阻基体上的通路

? 使用Guard ring: P+ ring环绕nmos并接GND；N+ ring环绕pmos 并接VDD，一方面可以降低Rwell和Rsub的阻值，另一方面可阻止栽子到达BJT的基极。如果可能，可再增加两圈ring。

? Substrate contact和well contact应尽量靠近source,以降低Rwell和Rsub的阻值。

? 使nmos尽量靠近GND，pmos尽量靠近VDD,保持足够的距离在pmos 和nmos之间以降低引发SCR的可能

? 除在I/O处需采取防Latch up的措施外，凡接I/O的内部mos 也应圈guard ring。

? I/O处尽量不使用pmos(nwell)

IC设计基础（流程、工艺、版图、器件）面试题2007-04-01 08:421、我们公司的产品是集成电路，请描述一下你对集成电路的认识，列举一些与集成电路

相关的内容（如讲清楚模拟、数字、双极型、CMOS、MCU、RISC、CISC、DSP、ASIC、FPGA

等的概念）。（仕兰微面试题目）

2、FPGA和ASIC的概念，他们的区别。（未知）

答案：FPGA是可编程ASIC。

ASIC:专用集成电路，它是面向专门用途的电路，专门为一个用户设计和制造的。

根据一个用户的特定要求，能以低研制成本，短、交货周期供货的全定制，半定制集成电路。与门阵列等其它ASIC(Application Specific IC)相比，它们又具有设计开发周期短、设计制造成本低、开发工具先进、标准产品无需测试、质量稳定以及可实时在线检验等优点

3、什么叫做OTP片、掩膜片，两者的区别何在？（仕兰微面试题目）

4、你知道的集成电路设计的表达方式有哪几种？（仕兰微面试题目）

5、描述你对集成电路设计流程的认识。（仕兰微面试题目）

6、简述FPGA等可编程逻辑器件设计流程。（仕兰微面试题目）

7、IC设计前端到后端的流程和eda工具。（未知）

8、从RTL synthesis到tape out之间的设计flow,并列出其中各步使用的tool.（未知）

9、Asic的design flow。（威盛VIA 2003.11.06 上海笔试试题）

10、写出asic前期设计的流程和相应的工具。（威盛）

11、集成电路前段设计流程，写出相关的工具。（扬智电子笔试）

先介绍下IC开发流程：

1.）代码输入（design input)

用vhdl或者是verilog语言来完成器件的功能描述，生成hdl代码

语言输入工具：SUMMIT VISUALHDL

MENTOR RENIOR

图形输入: composer(cadence);

viewlogic (viewdraw)

2.）电路仿真（circuit simulation)

将vhd代码进行先前逻辑仿真，验证功能描述是否正确

数字电路仿真工具：

Verolog： CADENCE Verolig-XL

SYNOPSYS VCS

MENTOR Modle-sim

VHDL : CADENCE NC-vhdl

SYNOPSYS VSS

MENTOR Modle-sim

模拟电路仿真工具：

***ANTI HSpice pspice，spectre micro microwave:

eesoft : hp

3.）逻辑综合（synthesis tools)

逻辑综合工具可以将设计思想vhd代码转化成对应一定工艺手段的门级电路；将初级仿真中所没有考虑的门沿（gates delay）反标到生成的门级网表中,返回电路仿真阶段进行再仿真。最终仿真结果生成的网表称为物理网表。

12、请简述一下设计后端的整个流程？（仕兰微面试题目）

13、是否接触过自动布局布线？请说出一两种工具软件。自动布局布线需要哪些基本元素？（仕兰微面试题目）

14、描述你对集成电路工艺的认识。（仕兰微面试题目）

15、列举几种集成电路典型工艺。工艺上常提到0.25,0.18指的是什么？（仕兰微面试题目）

16、请描述一下国内的工艺现状。（仕兰微面试题目）

17、半导体工艺中，掺杂有

哪几种方式？（仕兰微面试题目）

18、描述CMOS电路中闩锁效应产生的过程及最后的结果？（仕兰微面试题目）

19、解释latch-up现象和Antenna effect和其预防措施.（未知）

20、什么叫Latchup?（科广试题）

21、什么叫窄沟效应? （科广试题）

22、什么是NMOS、PMOS、CMOS？什么是增强型、耗尽型？什么是PNP、NPN？他们有什么差别？（仕兰微面试题目）

23、硅栅COMS工艺中N阱中做的是P管还是N管，N阱的阱电位的连接有什么要求？（仕兰微面试题 目）

24、画出CMOS晶体管的CROSS-OVER图（应该是纵剖面图），给出所有可能的传输特性和转移特性。（Infineon笔试试题）

25、以interver为例,写出N阱CMOS的process流程,并画出剖面图。（科广试题）

26、Please explain how we describe the resistance in semiconductor.Compare the resistance of a metal,poly and diffusion in tranditional CMOS process.（威盛笔试题circuit design-beijing-03.11.09）

27、说明mos一半工作在什么区。（凹凸的题目和面试）

28、画p-bulk 的nmos截面图。（凹凸的题目和面试）

29、写schematic note（？），越多越好。（凹凸的题目和面试）

30、寄生效应在ic设计中怎样加以克服和利用。（未知）

31、太底层的MOS管物理特性感觉一般不大会作为笔试面试题，因为全是微电子物理，公式推导太罗索，除非面试出题的是个老学究。IC设计的话需要熟悉的软件:Cadence, Synopsys, Avant，UNIX当然也要大概会操作。

32、unix 命令cp -r, rm,uname。（扬智电子笔试）