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第1章 半导体器件理论基础1

1.1 半导体的电学特性2

1.1.1 晶格结构与能带2

1.1.2 电子与空穴4

1.1.3 半导体中的杂质6

1.1.4 半导体的导电性9

1.2 PN结的结构与特性10

1.2.1 PN结的结构10

1.2.2 PN结的电压电流特性11

1.2.3 PN结的电容14

1.3 MOS场效应晶体管14

1.3.1 MOS管的结构与工作原理15

1.3.2 MOS管的电流电压特性19

1.3.3 MOS管的电容20

1.4 双极型晶体管22

1.4.1 双极型晶体管的结构与工作原理23

1.4.2 双极型晶体管的电流传输24

1.4.3 双极型晶体管的基本性能参数25

本章小结27

第2章 集成电路制造工艺28

2.1 硅片制备29

2.1.1 单晶硅制备30

2.1.2 硅片的分类32

2.2 外延工艺32

2.2.1 概述32

2.2.2 外延工艺的分类与用途33

2.3 氧化工艺34

2.3.1 二氧化硅薄膜概述35

2.3.2 硅的热氧化37

2.4 掺杂工艺39

2.4.1 扩散39

2.4.2 离子注入41

2.5 薄膜制备工艺45

2.5.1 化学气相淀积45

2.5.2 物理气相淀积46

2.6 光刻技术47

2.6.1 光刻工艺流程47

2.6.2 光刻胶50

2.7 刻蚀工艺50

2.8 CMOS集成电路基本工艺流程51

本章小结53

第3章 操作系统与Cadence软件55

3.1 UNIX操作系统56

3.1.1 UNIX操作系统简介56

3.1.2 UNIX常用操作56

3.1.3 UNIX文件系统57

3.1.4 UNIX文件系统常用工具58

3.2 Linux操作系统60

3.3 虚拟机73

3.4 Cadence软件81

3.4.1 Cadence软件概述81

3.4.2 电路图的建立82

3.4.3 版图设计规则90

3.4.4 版图编辑大师93

3.4.5 版图的建立与编辑104

3.4.6 版图验证113

3.4.7 Dracula DRC115

3.4.8 Dracula LVS121

本章小结127

第4章 电阻129

4.1 概述130

4.2 电阻率和方块电阻130

4.3 电阻的分类与版图131

4.3.1 多晶硅电阻132

4.3.2 阱电阻135

4.3.3 有源区电阻135

4.3.4 金属电阻136

4.4 电阻设计依据137

4.4.1 电阻变化137

4.4.2 实际电阻分析138

4.4.3 电阻设计依据139

4.5 电阻匹配规则140

本章小结143

第5章 电容和电感144

5.1 电容145

5.1.1 概述145

5.1.2 电容的分类147

5.1.3 电容的寄生效应151

5.1.4 电容匹配规则152

5.2 电感154

5.2.1 概述155

5.2.2 电感的分类155

5.2.3 电感的寄生效应157

5.2.4 电感设计准则157

本章小结158

第6章 二极管与外围器件160

6.1 二极管161

6.1.1 二极管的分类161

6.1.2 ESD保护165

6.1.3 二极管匹配规则167

6.2 外围器件169

6.2.1 压焊块（PAD）169

6.2.2 连线172

本章小结175

第7章 双极型晶体管177

7.1 概述178

7.2 发射极电流集边效应178

7.3 双极型晶体管的分类与版图179

7.3.1 标准双极型工艺NPN管179

7.3.2 标准双极型工艺衬底PNP管182

7.3.3 标准双极型工艺横向PNP管183

7.3.4 BiCMOS工艺晶体管184

7.4 双极型晶体管版图匹配规则185

7.4.1 双极型晶体管版图基本设计规则185

7.4.2 纵向晶体管设计规则186

7.4.3 横向晶体管设计规则187

本章小结188

第8章 MOS场效应晶体管189

8.1 概述190

8.2 MOS管的版图191

8.3 MOS管版图设计技巧197

8.3.1 源漏共用197

8.3.2 特殊尺寸MOS管202

8.3.3 衬底连接与阱连接206

8.3.4 天线效应208

8.4 棍棒图209

8.5 MOS管的匹配规则211

本章小结216

第9章 集成电路版图设计实例218

9.1 常用版图设计技巧219

9.2 数字版图设计实例220

9.2.1 反相器221

9.2.2 与非门和或非门223

9.2.3 传输门225

9.2.4 三态反相器226

9.2.5 多路选择器226

9.2.6 D触发器227

9.2.7 二分频器228

9.2.8 一位全加器229

9.3 版图设计前注意事项230

9.4 版图设计中的注意事项232

9.5 静电保护电路版图设计实例232

9.5.1 输入输出PAD静电保护232

9.5.2 限流电阻的画法235

9.5.3 电源静电保护235

9.5.4 二级保护236

9.6 运算放大器版图设计实例238

9.6.1 运放组件布局238

9.6.2 输入差分对版图设计239

9.6.3 偏置电流源版图设计242

9.6.4 有源负载管版图设计243

9.6.5 运算放大器总体版图244

9.7 带隙基准源版图设计实例245

9.7.1 寄生PNP 双极型晶体管版图设计245

9.7.2 对称电阻版图设计247

9.7.3 带隙基准源总体版图249

9.8 芯片总体设计250

9.8.1 噪声考虑250

9.8.2 布局251

本章小结252

参考文献253