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第1章 半导体和半导体器件基础1

1.1半导体及其基本特性1

1.1.1半导体导电性的特点1

1.1.2半导体的导电机理2

1.1.3空穴的导电作用3

1.1.4能带图4

1.2杂质对半导体导电性能的影响6

1.2.1施主杂质和N型半导体6

1.2.2受主杂质和P型半导体6

1.2.3多数载流子和少数载流子7

1.2.4杂质的补偿作用7

1.3半导体的电阻率8

1.3.1半导体电阻率的公式8

1.3.2电阻率和杂质浓度的关系8

1.3.3电阻率随温度的变化9

1.4非平衡载流子10

1.4.1非平衡载流子的产生和复合10

1.4.2扩散电流11

1.5 PN结11

1.5.1平衡PN结12

1.5.2 PN结的正向特性13

1.5.3 PN结的反向特性14

1.5.4 PN结的击穿15

1.6 MOS场效应晶体管16

1.6.1 MOS场效应晶体管的结构及工作原理16

1.6.2 MOS场效应晶体管的直流特性19

1.7双极型晶体管20

1.7.1双极型晶体管的基本结构21

1.7.2晶体管的电流传输22

1.7.3晶体管的特性参数23

1.8习题25

第2章 半导体集成电路26

2.1集成电路的发明和发展26

2.1.1集成电路的发明26

2.1.2集成电路的发展27

2.1.3集成电路的未来发展趋势28

2.2集成电路的分类29

2.2.1按器件结构类型分类29

2.2.2按电路功能分类30

2.3 CMOS集成电路30

2.3.1 CMOS集成电路的特点30

2.3.2 CMOS数字电路31

2.3.3 CMOS模拟电路43

2.4集成电路设计简介50

2.4.1设计途径50

2.4.2设计要求51

2.4.3层次化设计方法52

2.5习题52

第3章 集成电路制造工艺54

3.1氧化54

3.1.1二氧化硅（SiO2）的性质及作用54

3.1.2热氧化生长SiO255

3.2光刻与刻蚀57

3.2.1光刻工艺流程58

3.2.2光刻胶的基本属性61

3.3掺杂62

3.3.1扩散62

3.3.2离子注入64

3.4淀积66

3.4.1物理气相淀积67

3.4.2化学气相淀积67

3.5接触与互连71

3.6 CMOS工艺主要流程71

3.7习题75

第4章 UNIX操作系统和Cadence软件76

4.1 UNIX操作系统基础76

4.1.1有关目录的操作77

4.1.2有关文件的操作78

4.1.3文件存取权限81

4.1.4命令处理82

4.1.5使用vi84

4.1.6 Linux操作系统简介89

4.2 Cadence软件90

4.2.1 EDA厂商简介90

4.2.2 Cadence软件概述90

4.3电路图的输入94

4.3.1建立新库94

4.3.2电路图编辑窗96

4.3.3电路图的输入99

4.3.4电路图的层次化设计106

4.4习题109

第5章 CMOS集成电路的版图设计111

5.1 MOS场效应晶体管的版图实现112

5.1.1单个MOS管的版图实现112

5.1.2 MOS管阵列的版图实现115

5.2版图设计规则117

5.2.1概述117

5.2.2 1.5μm硅栅CMOS设计规则118

5.3版图系统的设置122

5.3.1建立版图库122

5.3.2对层选择窗进行设置125

5.3.3版图编辑窗的设置129

5.3.4使用Option菜单进行版图编辑窗设置134

5.4版图的建立137

5.4.1设置输入层137

5.4.2屏幕显示画图区137

5.4.3建立几何图形138

5.5版图的编辑149

5.5.1设置层的可视性149

5.5.2测量距离或长度149

5.5.3图形显示150

5.5.4选择目标151

5.5.5改变图形的层次152

5.5.6加标记153

5.6棍棒图154

5.7版图设计方法概述155

5.7.1版图设计方法155

5.7.2层次化设计156

5.8习题160

第6章 版图验证162

6.1概述162

6.1.1版图验证的项目162

6.1.2 Cadence的版图验证工具163

6.1.3版图验证过程简介164

6.2 Diva DRC规则文件的建立165

6.3 Dracula规则文件167

6.3.1 Dracula规则文件的结构167

6.3.2建立Dracula规则文件169

6.3.3 Dracula规则文件至Diva规则文件的转换173

6.4运行Diva DRC174

6.5运行Dracula DRC178

6.5.1验证步骤178

6.5.2结果分析182

6.6运行Dracula LVS187

6.6.1 LVS原理187

6.6.2运行过程189

6.6.3输出报告解读193

6.6.4错误的纠正197

6.7关于ERC 201

6.8习题202

第7章 外围器件及阻容元件设计203

7.1特殊尺寸器件的版图设计203

7.1.1大尺寸器件203

7.1.2倒比管207

7.2电阻、电容及二极管的版图设计208

7.2.1 MOS集成电路中的电阻208

7.2.2 MOS集成电路中的电容器210

7.2.3集成电路中的二极管211

7.3 CMOS集成电路的静电放电保护电路212

7.4压焊块的版图设计215

7.5电源和地线的设计216

7.5.1电源和地线在外围的分布框架216

7.5.2电源和地线在内部的分布217

7.6习题217

第8章 模拟和双极型集成电路的版图设计219

8.1模拟CMOS集成电路219

8.1.1模拟集成电路和数字集成电路的比较219

8.1.2 MOS器件的对称性220

8.1.3无源元件222

8.1.4连线224

8.1.5静电放电保护225

8.1.6衬底耦合225

8.2铝栅CMOS集成电路226

8.2.1铝栅CMOS集成电路的版图设计226

8.2.2铝栅CMOS集成电路版图实例228

8.3双极型集成电路231

8.3.1双极型晶体管的版图图形231

8.3.2双极型集成电路版图设计的原则和步骤234

8.4习题235

第9章 版图设计技巧和实例236

9.1人工全定制版图设计方法236

9.2常用版图设计技巧238

9.3版图实例241

9.3.1 CMOS门电路241

9.3.2 CMOS SRAM单元及阵列243

9.3.3 CMOS D触发器244

9.3.4 CMOS放大器246

9.3.5双极集成电路250

9.4习题256

附录257

附录A 0.6μm工艺设计规则（0.6μm Technolo-gy Topological Design Rule）257

附录B 1.5μm硅栅CMOS divaDRC规则文件（1.5 μm Si-Gate CMOSdivaDRC.rul）272

附录C 1.5 μm硅栅CMOS N阱单层多晶双层金属LVS Dracula规则文件（1.5 μmSi-Gate CMOS Nwell SPDM LVSDracula File）277

附录D Dracula规则文件的部分命令279

附录E 半导体器件符号对照表297

附录F 逻辑符号对照表298

参考文献299