集成电路版图是电路设计与集成电路工艺之间必不可少的环节。本书从半导体器件的理论基础入手，在讲授集成电路制造工艺的基础上，分门别类地介绍了集成电路中常用器件电阻、电容和电感、二极管与外围器件、双极型晶体管、MOS晶体管的版图设计，还讲解了操作系统与Cadence软件、集成电路版图设计实例等内容。本书可作为高等院校微电子专业、集成电路设计专业的教材，也可作为集成电路设计、开发人员和版图设计爱好者的阅读和参考用书。

陆学斌 ---------------------------- 陆学斌，工学博士，副教授，湖州职业技术学院（曾执教于哈尔滨理工大学软件与微电子学院），主要研究方向为集成电路设计、半导体材料等。近年来，在国内外学术期刊发表学术论文20余篇；主编出版教材四部；主持完成黑龙江省自然科学基金面上项目一项，主持完成黑龙江省教育科学十三五规划课题一项，主持完成黑龙江省高等教育学会教研课题一项。 董长春 ---------------------------- 董长春，教授，金华高等研究院，主要研究方向模拟集成电路、传感器接口ASIC、磁通门传感器等。近年来，在国内外学术期刊发表学术论文10余篇，获得专利3项。 韩天 ---------------------------- 韩天，副教授，金华高等研究院，主要研究方向为微机械陀螺设计、微型平板热管研究、人工智能与情感计算等。近年来，在国内外发表学术论文7篇，获得专利7项。

目　　录 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 10 1.2.1 PN结的结构 10 1.2.2 PN结的电流电压特性 11 1.2.3 PN结电容 14 1.3 双极型晶体管简介 14 1.3.1 双极型晶体管的结构与 工作原理 15 1.3.2 双极型晶体管的电流传输 16 1.3.3 双极型晶体管的基本性能 参数 17 1.4 MOS晶体管简介 19 1.4.1 MOS晶体管的结构与 工作原理 19 1.4.2 鳍式场效应晶体管 23 1.4.3 MOS晶体管的电流 电压特性 24 1.4.4 MOS晶体管的电容 25 第2章 集成电路制造工艺 29 2.1 硅片制备 30 2.1.1 单晶硅制备 31 2.1.2 硅片的分类 32 2.2 外延工艺 33 2.2.1 概述 33 2.2.2 外延工艺的分类与用途 34 2.3 氧化工艺 35 2.3.1 二氧化硅薄膜概述 36 2.3.2 硅的热氧化 38 2.4 掺杂工艺 40 2.4.1 扩散 40 2.4.2 离子注入 42 2.5 薄膜制备工艺 46 2.5.1 化学气相淀积 46 2.5.2 物理气相淀积 47 2.6 光刻技术 48 2.6.1 光刻工艺流程 48 2.6.2 光刻胶 51 2.7 刻蚀工艺 52 2.8 CMOS集成电路基本工艺流程 52 第3章 操作系统与Cadence软件 56 3.1 UNIX操作系统 57 3.1.1 UNIX操作系统简介 57 3.1.2 UNIX操作系统的常用操作 57 3.1.3 UNIX文件系统 58 3.1.4 UNIX文件系统常用工具 59 3.2 Linux操作系统 61 3.3 Ubuntu操作系统和CentOS 74 3.4 虚拟机 75 3.5 Cadence软件 83 3.5.1 PDK安装 84 3.5.2 电路图建立 92 3.5.3 电路图仿真 100 3.5.4 版图设计规则 103 3.5.5 版图编辑大师 106 3.5.6 版图的建立与编辑 111 3.5.7 版图验证 123 3.5.8 Calibre nmDRC 124 3.5.9 Calibre nmLVS 130 3.5.10 Calibre PEX 135 第4章 电阻 144 4.1 概述 145 4.2 电阻率和方块电阻 145 4.3 电阻的分类与版图 146 4.3.1 多晶硅电阻 147 4.3.2 阱电阻 150 4.3.3 有源区(扩散区)电阻 151 4.3.4 金属电阻 152 4.4 电阻设计依据 152 4.4.1 电阻变化 153 4.4.2 实际电阻分析 154 4.4.3 电阻设计依据 155 4.5 电阻匹配规则 155 第5章 电容和电感 160 5.1 电容 161 5.1.1 概述 161 5.1.2 电容的分类 163 5.1.3 电容的寄生效应 168 5.1.4 电容的匹配规则 169 5.2 电感 171 5.2.1 概述 172 5.2.2 电感的分类 172 5.2.3 电感的寄生效应 174 5.2.4 电感的设计准则 174 第6章 二极管与外围器件 177 6.1 二极管 178 6.1.1 二极管的分类 178 6.1.2 ESD保护 181 6.1.3 二极管的匹配规则 184 6.2 外围器件 186 6.2.1 压焊块 186 6.2.2 连线 189 6.2.3 保护环 192 第7章 双极型晶体管 194 7.1 概述 195 7.2 发射极电流集边效应 195 7.3 双极型晶体管的分类与版图 196 7.3.1 标准双极型工艺NPN 晶体管 196 7.3.2 标准双极型工艺衬底 PNP晶体管 199 7.3.3 标准双极型工艺横向 PNP晶体管 200 7.3.4 BiCMOS工艺晶体管 201 7.4 双极型晶体管版图的匹配规则 203 7.4.1 双极型晶体管版图的基本 设计规则 203 7.4.2 纵向晶体管版图的 匹配规则 203 7.4.3 横向晶体管版图的 匹配规则 204 第8章 MOS晶体管 206 8.1 概述 207 8.2 MOS晶体管的版图 208 8.3 MOS晶体管的版图设计技巧 214 8.3.1 源漏共用 214 8.3.2 特殊尺寸MOS晶体管 219 8.3.3 衬底连接与阱连接 223 8.3.4 天线效应 224 8.4 棍棒图 226 8.5 MOS晶体管的匹配规则 228 第9章 集成电路版图设计实例 234 9.1 常用版图设计技巧 235 9.2 数字版图设计实例 237 9.2.1 反相器 237 9.2.2 与非门和或非门 239 9.2.3 传输门 243 9.2.4 三态反相器 244 9.2.5 多路选择器 246 9.2.6 D触发器 247 9.2.7 二分频器 249 9.2.8 一位全加器 250 9.3 版图设计前的注意事项 252 9.4 版图设计中的注意事项 253 9.5 静电保护电路版图设计实例 254 9.5.1 输入/输出PAD静电保护 254 9.5.2 限流电阻的画法 257 9.5.3 电源静电保护 257 9.5.4 二级ESD保护 258 9.6 运算放大器版图设计实例 260 9.6.1 运放组件布局 260 9.6.2 输入差分对版图设计 261 9.6.3 偏置电流源版图设计 264 9.6.4 有源负载管版图设计 265 9.6.5 运算放大器总体版图 266 9.7 带隙基准源版图设计实例 267 9.7.1 寄生PNP双极型晶体管 版图设计 267 9.7.2 对称电阻版图设计 269 9.7.3 带隙基准源总体版图 271 9.8 芯片总体设计 272 9.8.1 噪声考虑 272 9.8.2 布局 273 参考文献 275