目　　錄 第1章 半導(dǎo)體器件理論基礎(chǔ) 1 1.1 半導(dǎo)體的電學(xué)特性 2 1.1.1 晶格結(jié)構(gòu)與能帶 2 1.1.2 電子與空穴 4 1.1.3 半導(dǎo)體中的雜質(zhì) 6 1.1.4 半導(dǎo)體的導(dǎo)電性 9 1.2 PN結(jié) 10 1.2.1 PN結(jié)的結(jié)構(gòu) 10 1.2.2 PN結(jié)的電流電壓特性 11 1.2.3 PN結(jié)電容 14 1.3 雙極型晶體管簡介 14 1.3.1 雙極型晶體管的結(jié)構(gòu)與 工作原理 15 1.3.2 雙極型晶體管的電流傳輸 16 1.3.3 雙極型晶體管的基本性能 參數(shù) 17 1.4 MOS晶體管簡介 19 1.4.1 MOS晶體管的結(jié)構(gòu)與 工作原理 19 1.4.2 鰭式場效應(yīng)晶體管 23 1.4.3 MOS晶體管的電流 電壓特性 24 1.4.4 MOS晶體管的電容 25 第2章 集成電路制造工藝 29 2.1 硅片制備 30 2.1.1 單晶硅制備 31 2.1.2 硅片的分類 32 2.2 外延工藝 33 2.2.1 概述 33 2.2.2 外延工藝的分類與用途 34 2.3 氧化工藝 35 2.3.1 二氧化硅薄膜概述 36 2.3.2 硅的熱氧化 38 2.4 摻雜工藝 40 2.4.1 擴(kuò)散 40 2.4.2 離子注入 42 2.5 薄膜制備工藝 46 2.5.1 化學(xué)氣相淀積 46 2.5.2 物理氣相淀積 47 2.6 光刻技術(shù) 48 2.6.1 光刻工藝流程 48 2.6.2 光刻膠 51 2.7 刻蝕工藝 52 2.8 CMOS集成電路基本工藝流程 52 第3章 操作系統(tǒng)與Cadence軟件 56 3.1 UNIX操作系統(tǒng) 57 3.1.1 UNIX操作系統(tǒng)簡介 57 3.1.2 UNIX操作系統(tǒng)的常用操作 57 3.1.3 UNIX文件系統(tǒng) 58 3.1.4 UNIX文件系統(tǒng)常用工具 59 3.2 Linux操作系統(tǒng) 61 3.3 Ubuntu操作系統(tǒng)和CentOS 74 3.4 虛擬機(jī) 75 3.5 Cadence軟件 83 3.5.1 PDK安裝 84 3.5.2 電路圖建立 92 3.5.3 電路圖仿真 100 3.5.4 版圖設(shè)計規(guī)則 103 3.5.5 版圖編輯大師 106 3.5.6 版圖的建立與編輯 111 3.5.7 版圖驗證 123 3.5.8 Calibre nmDRC 124 3.5.9 Calibre nmLVS 130 3.5.10 Calibre PEX 135 第4章 電阻 144 4.1 概述 145 4.2 電阻率和方塊電阻 145 4.3 電阻的分類與版圖 146 4.3.1 多晶硅電阻 147 4.3.2 阱電阻 150 4.3.3 有源區(qū)(擴(kuò)散區(qū))電阻 151 4.3.4 金屬電阻 152 4.4 電阻設(shè)計依據(jù) 152 4.4.1 電阻變化 153 4.4.2 實(shí)際電阻分析 154 4.4.3 電阻設(shè)計依據(jù) 155 4.5 電阻匹配規(guī)則 155 第5章 電容和電感 160 5.1 電容 161 5.1.1 概述 161 5.1.2 電容的分類 163 5.1.3 電容的寄生效應(yīng) 168 5.1.4 電容的匹配規(guī)則 169 5.2 電感 171 5.2.1 概述 172 5.2.2 電感的分類 172 5.2.3 電感的寄生效應(yīng) 174 5.2.4 電感的設(shè)計準(zhǔn)則 174 第6章 二極管與外圍器件 177 6.1 二極管 178 6.1.1 二極管的分類 178 6.1.2 ESD保護(hù) 181 6.1.3 二極管的匹配規(guī)則 184 6.2 外圍器件 186 6.2.1 壓焊塊 186 6.2.2 連線 189 6.2.3 保護(hù)環(huán) 192 第7章 雙極型晶體管 194 7.1 概述 195 7.2 發(fā)射極電流集邊效應(yīng) 195 7.3 雙極型晶體管的分類與版圖 196 7.3.1 標(biāo)準(zhǔn)雙極型工藝NPN 晶體管 196 7.3.2 標(biāo)準(zhǔn)雙極型工藝襯底 PNP晶體管 199 7.3.3 標(biāo)準(zhǔn)雙極型工藝橫向 PNP晶體管 200 7.3.4 BiCMOS工藝晶體管 201 7.4 雙極型晶體管版圖的匹配規(guī)則 203 7.4.1 雙極型晶體管版圖的基本 設(shè)計規(guī)則 203 7.4.2 縱向晶體管版圖的 匹配規(guī)則 203 7.4.3 橫向晶體管版圖的 匹配規(guī)則 204 第8章 MOS晶體管 206 8.1 概述 207 8.2 MOS晶體管的版圖 208 8.3 MOS晶體管的版圖設(shè)計技巧 214 8.3.1 源漏共用 214 8.3.2 特殊尺寸MOS晶體管 219 8.3.3 襯底連接與阱連接 223 8.3.4 天線效應(yīng) 224 8.4 棍棒圖 226 8.5 MOS晶體管的匹配規(guī)則 228 第9章 集成電路版圖設(shè)計實(shí)例 234 9.1 常用版圖設(shè)計技巧 235 9.2 數(shù)字版圖設(shè)計實(shí)例 237 9.2.1 反相器 237 9.2.2 與非門和或非門 239 9.2.3 傳輸門 243 9.2.4 三態(tài)反相器 244 9.2.5 多路選擇器 246 9.2.6 D觸發(fā)器 247 9.2.7 二分頻器 249 9.2.8 一位全加器 250 9.3 版圖設(shè)計前的注意事項 252 9.4 版圖設(shè)計中的注意事項 253 9.5 靜電保護(hù)電路版圖設(shè)計實(shí)例 254 9.5.1 輸入/輸出PAD靜電保護(hù) 254 9.5.2 限流電阻的畫法 257 9.5.3 電源靜電保護(hù) 257 9.5.4 二級ESD保護(hù) 258 9.6 運(yùn)算放大器版圖設(shè)計實(shí)例 260 9.6.1 運(yùn)放組件布局 260 9.6.2 輸入差分對版圖設(shè)計 261 9.6.3 偏置電流源版圖設(shè)計 264 9.6.4 有源負(fù)載管版圖設(shè)計 265 9.6.5 運(yùn)算放大器總體版圖 266 9.7 帶隙基準(zhǔn)源版圖設(shè)計實(shí)例 267 9.7.1 寄生PNP雙極型晶體管 版圖設(shè)計 267 9.7.2 對稱電阻版圖設(shè)計 269 9.7.3 帶隙基準(zhǔn)源總體版圖 271 9.8 芯片總體設(shè)計 272 9.8.1 噪聲考慮 272 9.8.2 布局 273 參考文獻(xiàn) 275