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集成电路版图设计从入门到精通
作者：邹雪、孙晓东、杨影 编著
出版社：化学工业出版社
出版时间：2025-05-01
ISBN：9787122469663
定价：¥79.00
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内容简介
本书从一般制造工艺讲起，分别介绍了常见器件的版图设计方法，然后讲解版图验证方法，最后通过典型实例，将各个知识点串联起来，应用华大九天EDA工具，从原理图的输入、版图布局布线、版图优化、后端验证到后仿真，完成全定制版图的全流程设计。主要内容包括：半导体制造基础知识、典型工艺、操作系统、Aether软件与操作指导、MOS管版图设计、电阻的版图设计、电容的版图设计、双极型晶体管版图设计、二极管的版图设计及应用、特殊处理专题、版图验证、后仿真、版图设计实例以及设计技巧。本书可为集成电路、芯片、半导体及相关行业的工程技术人员提供帮助，也可作为教材供高等院校相关专业师生学习参考。
作者简介
无
目录
第1章 半导体制造基础知识 001
1.1 硅制造 001
1.1.1 半导体级硅 002
1.1.2 晶体生长 002
1.1.3 晶圆制造 003
1.1.4 晶圆制造设备 006
1.2 氧化工艺 008
1.2.1 氧化物生长 008
1.2.2 氧化物去除 009
1.2.3 氧化设备 010
1.3 掺杂工艺 010
1.3.1 扩散 010
1.3.2 离子注入 012
1.3.3 掺杂设备 012
1.4 薄膜制备工艺 014
1.4.1 物理气相淀积 014
1.4.2 化学气相淀积 014
1.4.3 薄膜制备设备 015
1.5 光刻技术 016
1.5.1 光刻胶 016
1.5.2 光刻工艺流程 017
1.6 刻蚀工艺 019
1.6.1 湿法刻蚀 020
1.6.2 干法刻蚀 020
1.6.3 刻蚀设备 020
1.7 金属化 022
1.7.1 金属类型 022
1.7.2 金属化设备 025
1.8 化学机械平坦化 028
1.8.1 化学机械平坦化原理 028
1.8.2 化学机械平坦化设备 028
习题 031
第2章 典型工艺 032
2.1 标准双极工艺 033
2.1.1 基本概念 033
2.1.2 工艺流程 033
2.1.3 应用器件 034
2.2 CMOS工艺 035
2.2.1 基本概念 035
2.2.2 工艺流程 035
2.2.3 应用器件 037
2.3 BiCMOS工艺 038
2.3.1 基本概念 038
2.3.2 工艺流程 038
2.3.3 应用器件 039
习题 040
第3章 操作系统 041
3.1 UNIX操作系统 041
3.2 Linux操作系统 042
3.2.1 Linux操作系统简介 042
3.2.2 Linux常用操作 043
3.2.3 Linux文件系统 051
3.2.4 Linux文件系统常用工具 052
习题 053
第4章 Aether软件与操作指导 054
4.1 Aether软件介绍 054
4.2 电路图建立 055
4.2.1 Aether软件启动 055
4.2.2 库文件建立 056
4.2.3 电路图输入 057
4.2.4 电路图仿真 063
4.2.5 电路图层次化设计 064
4.3 版图建立 067
4.3.1 版图设计规则 067
4.3.2 版图工具的设置 068
4.3.3 版图的编辑 078
习题 082
第5章 MOS管版图设计 083
5.1 概述 083
5.2 MOS管的结构与版图层次 084
5.3 MOS管版图设计技巧 086
5.3.1 源漏区共用 086
5.3.2 特殊尺寸MOS管 088
5.3.3 衬底连接与阱连接 092
5.4 MOS管匹配规则 094
习题 098
第6章 电阻的版图设计 099
6.1 电阻的测量 099
6.1.1 宽度和长度 099
6.1.2 方块电阻（薄层电阻） 100
6.2 电阻版图 101
6.3 集成电路中的电阻类型 102
6.3.1 基区电阻 102
6.3.2 发射区电阻 102
6.3.3 多晶硅电阻 103
6.3.4 阱电阻 103
6.3.5 扩散电阻 103
6.3.6 特殊电阻 104
6.3.7 电流密度 105
6.3.8 MOS管作有源电阻 105
6.4 电阻的寄生效应 105
6.5 电阻的匹配 107
习题 108
第7章 电容的版图设计 109
7.1 电容器的特性 109
7.2 不同类型电容的比较 110
7.2.1 发射结电容 110
7.2.2 MOS电容 110
7.2.3 多晶硅-多晶硅电容 111
7.2.4 金属电容 112
7.2.5 叠层电容 112
7.3 电容的寄生效应 113
7.4 电容的匹配 114
习题 114
第8章 双极型晶体管版图设计 116
8.1 双极型晶体管的工作原理 116
8.2 标准双极型晶体管版图设计 117
8.2.1 标准双极型NPN晶体管 117
8.2.2 标准双极型衬底PNP晶体管 120
8.2.3 标准双极型横向PNP晶体管 120
8.3 双极型晶体管匹配设计规则 122
习题 122
第9章 二极管的版图设计及应用 123
9.1 标准双极工艺二极管 123
9.1.1 基本二极管 123
9.1.2 由双极型晶体管构造的二极管 123
9.1.3 齐纳二极管 124
9.2 CMOS工艺二极管 125
9.3 二极管的匹配 126
9.3.1 PN结二极管匹配 126
9.3.2 齐纳二极管匹配 127
9.3.3 肖特基二极管匹配 128
习题 129
第10章 特殊处理专题 130
10.1 器件合并 131
10.1.1 合理合并 131
10.1.2 风险合并 131
10.2 ESD保护 133
10.2.1 ESD结构 134
10.2.2 ESD种类 135
10.3 保护环 136
10.3.1 保护环作用 136
10.3.2 保护环种类 137
10.4 失效 141
10.4.1 天线效应 141
10.4.2 电气过应力损伤 142
习题 143
第11章 版图验证 144
11.1 版图验证概述 144
11.1.1 版图验证项目 145
11.1.2 版图验证工具 146
11.2 Argus DRC验证 147
11.2.1 Argus DRC验证简介 147
11.2.2 Argus DRC验证步骤 148
11.2.3 Argus DRC验证具体修改方法 149
11.3 Argus LVS验证 150
11.3.1 Argus LVS验证简介 150
11.3.2 Argus LVS验证步骤 151
11.3.3 Argus LVS验证具体修改方法 154
习题 156
第12章 后仿真 157
12.1 版图寄生参数提取流程 157
12.2 后仿真方法以及步骤 160
12.3 点对点电阻提取 162
习题 163
第13章 版图设计实例以及设计技巧 164
13.1 CMOS反相器版图设计 165
13.1.1 项目创建 165
13.1.2 CMOS反相器电路图设计 167
13.1.3 CMOS反相器版图设计 170
13.1.4 CMOS反相器版图验证 173
13.1.5 CMOS反相器版图优化 176
13.2 CMOS D触发器版图设计 176
13.2.1 项目创建 177
13.2.2 CMOS D触发器电路图设计 177
13.2.3 CMOS D触发器版图设计 180
13.2.4 CMOS D触发器版图验证 183
13.2.5 CMOS D触发器版图优化 185
13.3 运算放大器版图设计 188
13.3.1 项目创建 188
13.3.2 运算放大器电路图设计 188
13.3.3 运算放大器版图设计 189
13.3.4 运算放大器版图验证 190
13.3.5 运算放大器版图优化 192
13.4 带隙基准源电路版图设计 192
13.4.1 项目创建 193
13.4.2 带隙基准源电路图设计 193
13.4.3 带隙基准源电路版图设计 194
13.4.4 带隙基准源电路版图验证 196
13.4.5 带隙基准源电路版图优化 198
13.5 比较器版图设计 199
13.5.1 项目创建 199
13.5.2 比较器电路图设计 199
13.5.3 比较器版图设计 200
13.5.4 比较器版图验证 202
13.5.5 比较器版图优化 204
习题 205
参考文献 206
1.1 硅制造 001
1.1.1 半导体级硅 002
1.1.2 晶体生长 002
1.1.3 晶圆制造 003
1.1.4 晶圆制造设备 006
1.2 氧化工艺 008
1.2.1 氧化物生长 008
1.2.2 氧化物去除 009
1.2.3 氧化设备 010
1.3 掺杂工艺 010
1.3.1 扩散 010
1.3.2 离子注入 012
1.3.3 掺杂设备 012
1.4 薄膜制备工艺 014
1.4.1 物理气相淀积 014
1.4.2 化学气相淀积 014
1.4.3 薄膜制备设备 015
1.5 光刻技术 016
1.5.1 光刻胶 016
1.5.2 光刻工艺流程 017
1.6 刻蚀工艺 019
1.6.1 湿法刻蚀 020
1.6.2 干法刻蚀 020
1.6.3 刻蚀设备 020
1.7 金属化 022
1.7.1 金属类型 022
1.7.2 金属化设备 025
1.8 化学机械平坦化 028
1.8.1 化学机械平坦化原理 028
1.8.2 化学机械平坦化设备 028
习题 031
第2章 典型工艺 032
2.1 标准双极工艺 033
2.1.1 基本概念 033
2.1.2 工艺流程 033
2.1.3 应用器件 034
2.2 CMOS工艺 035
2.2.1 基本概念 035
2.2.2 工艺流程 035
2.2.3 应用器件 037
2.3 BiCMOS工艺 038
2.3.1 基本概念 038
2.3.2 工艺流程 038
2.3.3 应用器件 039
习题 040
第3章 操作系统 041
3.1 UNIX操作系统 041
3.2 Linux操作系统 042
3.2.1 Linux操作系统简介 042
3.2.2 Linux常用操作 043
3.2.3 Linux文件系统 051
3.2.4 Linux文件系统常用工具 052
习题 053
第4章 Aether软件与操作指导 054
4.1 Aether软件介绍 054
4.2 电路图建立 055
4.2.1 Aether软件启动 055
4.2.2 库文件建立 056
4.2.3 电路图输入 057
4.2.4 电路图仿真 063
4.2.5 电路图层次化设计 064
4.3 版图建立 067
4.3.1 版图设计规则 067
4.3.2 版图工具的设置 068
4.3.3 版图的编辑 078
习题 082
第5章 MOS管版图设计 083
5.1 概述 083
5.2 MOS管的结构与版图层次 084
5.3 MOS管版图设计技巧 086
5.3.1 源漏区共用 086
5.3.2 特殊尺寸MOS管 088
5.3.3 衬底连接与阱连接 092
5.4 MOS管匹配规则 094
习题 098
第6章 电阻的版图设计 099
6.1 电阻的测量 099
6.1.1 宽度和长度 099
6.1.2 方块电阻（薄层电阻） 100
6.2 电阻版图 101
6.3 集成电路中的电阻类型 102
6.3.1 基区电阻 102
6.3.2 发射区电阻 102
6.3.3 多晶硅电阻 103
6.3.4 阱电阻 103
6.3.5 扩散电阻 103
6.3.6 特殊电阻 104
6.3.7 电流密度 105
6.3.8 MOS管作有源电阻 105
6.4 电阻的寄生效应 105
6.5 电阻的匹配 107
习题 108
第7章 电容的版图设计 109
7.1 电容器的特性 109
7.2 不同类型电容的比较 110
7.2.1 发射结电容 110
7.2.2 MOS电容 110
7.2.3 多晶硅-多晶硅电容 111
7.2.4 金属电容 112
7.2.5 叠层电容 112
7.3 电容的寄生效应 113
7.4 电容的匹配 114
习题 114
第8章 双极型晶体管版图设计 116
8.1 双极型晶体管的工作原理 116
8.2 标准双极型晶体管版图设计 117
8.2.1 标准双极型NPN晶体管 117
8.2.2 标准双极型衬底PNP晶体管 120
8.2.3 标准双极型横向PNP晶体管 120
8.3 双极型晶体管匹配设计规则 122
习题 122
第9章 二极管的版图设计及应用 123
9.1 标准双极工艺二极管 123
9.1.1 基本二极管 123
9.1.2 由双极型晶体管构造的二极管 123
9.1.3 齐纳二极管 124
9.2 CMOS工艺二极管 125
9.3 二极管的匹配 126
9.3.1 PN结二极管匹配 126
9.3.2 齐纳二极管匹配 127
9.3.3 肖特基二极管匹配 128
习题 129
第10章 特殊处理专题 130
10.1 器件合并 131
10.1.1 合理合并 131
10.1.2 风险合并 131
10.2 ESD保护 133
10.2.1 ESD结构 134
10.2.2 ESD种类 135
10.3 保护环 136
10.3.1 保护环作用 136
10.3.2 保护环种类 137
10.4 失效 141
10.4.1 天线效应 141
10.4.2 电气过应力损伤 142
习题 143
第11章 版图验证 144
11.1 版图验证概述 144
11.1.1 版图验证项目 145
11.1.2 版图验证工具 146
11.2 Argus DRC验证 147
11.2.1 Argus DRC验证简介 147
11.2.2 Argus DRC验证步骤 148
11.2.3 Argus DRC验证具体修改方法 149
11.3 Argus LVS验证 150
11.3.1 Argus LVS验证简介 150
11.3.2 Argus LVS验证步骤 151
11.3.3 Argus LVS验证具体修改方法 154
习题 156
第12章 后仿真 157
12.1 版图寄生参数提取流程 157
12.2 后仿真方法以及步骤 160
12.3 点对点电阻提取 162
习题 163
第13章 版图设计实例以及设计技巧 164
13.1 CMOS反相器版图设计 165
13.1.1 项目创建 165
13.1.2 CMOS反相器电路图设计 167
13.1.3 CMOS反相器版图设计 170
13.1.4 CMOS反相器版图验证 173
13.1.5 CMOS反相器版图优化 176
13.2 CMOS D触发器版图设计 176
13.2.1 项目创建 177
13.2.2 CMOS D触发器电路图设计 177
13.2.3 CMOS D触发器版图设计 180
13.2.4 CMOS D触发器版图验证 183
13.2.5 CMOS D触发器版图优化 185
13.3 运算放大器版图设计 188
13.3.1 项目创建 188
13.3.2 运算放大器电路图设计 188
13.3.3 运算放大器版图设计 189
13.3.4 运算放大器版图验证 190
13.3.5 运算放大器版图优化 192
13.4 带隙基准源电路版图设计 192
13.4.1 项目创建 193
13.4.2 带隙基准源电路图设计 193
13.4.3 带隙基准源电路版图设计 194
13.4.4 带隙基准源电路版图验证 196
13.4.5 带隙基准源电路版图优化 198
13.5 比较器版图设计 199
13.5.1 项目创建 199
13.5.2 比较器电路图设计 199
13.5.3 比较器版图设计 200
13.5.4 比较器版图验证 202
13.5.5 比较器版图优化 204
习题 205
参考文献 206
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