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第1章 电路基础理论 1

1.1 内容提要 1

1.2 引言 1

1.3　基本电路回顾 2

1.3.1 同性相斥，异性相吸 2

1.3.2　基本单位 3

1.3.3 串联公式 4

1.3.4　并联公式 4

1.3.5　欧姆定律 4

1.3.6　基尔霍夫定律 5

1.3.7　电路单元符号 7

1.4　导体、绝缘体和半导体 8

1.5 半导体材料 9

1.5.1 N型材料 11

1.5.2　P型材料 12

1.6　PN结 13

1.6.1 势垒 13

1.6.2　通过势垒的电流 14

1.6.3　二极管 16

1.6.4 二极管应用 17

1.7.1　一个灯开关的例子 18

1.7　半导体开关 18

1.8　场效应 19

1.8.1　场效应晶体管 21

1.9 开关隔离 22

1.10 增强型器件和耗尽型器件 24

1.11 互补型开关 26

1.12　N阱和衬底接触 27

1.13 逻辑电路 27

1.13.1　用电压表示逻辑状态 28

1.13.2　CMOS逻辑电路 28

1.13.4 或非门 31

1.13.3 与非门 31

结束语 33

本章学过的内容 34

应用练习 34

第2章　硅加工工艺 39

2.1 内容提要 39

2.2 引言 39

2.3　集成电路版图 40

2.3.1 基本矩形 41

2.4　硅晶圆制造 42

2.5　掺杂 45

2.5.2　扩散 46

2.5.1 离子注入　　 46

2.6　生长材料层 47

2.6.1 外延 47

2.6.2　化学气相沉积 48

2.6.3　氧化层生长 50

2.6.4　溅射 50

2.6.5　蒸发 50

2.7　去除材料层 51

2.8 光刻 51

2.9.1　下凹图形的加工 53

2.9 芯片制造 53

2.9.2　凸起图形的加工 55

2.9.3　平坦化 57

2.9.4　作为掩模的二氧化硅 57

2.10 自对准硅栅 58

结束语 61

本章学过的内容 62

第3章　CMOS版图 93

3.1 内容提要 93

3.2 引言 93

3.3.1 SPICE 94

3.3　器件尺寸设计 94

3.3.2　大尺寸器件的设计 97

3.4　源漏区共用 102

3.5　器件连接技术 105

3.6　紧凑型版图 108

3.7　棒状图 109

3.8　阱连接和衬底连接 115

3.8.1　阱连接布局 117

3.9 天线效应 119

3.10　多晶硅引线 122

3.11　图形关系 123

结束语 125

本章学过的内容 125

应用练习 125

第4章 电阻 129

4.1 内容提要 129

4.2 引言 129

4.3 电阻概述 130

4.4　电阻的测量 131

4.4.1　宽度和长度 131

4.4.2　方块的概念 132

4.4.3　每方欧姆 135

4.5　多晶硅电阻公式 139

4.5.1　基本电阻器版图 140

4.5.2　接触电阻 142

4.5.3　改变体材料 151

4.6　实际电阻分析 155

4.6.1　接触区误差 155

4.6.2　体区误差 155

4.6.3　头区误差 156

4.6.4　扩展电阻 158

4.6.5　总电阻方程 161

4.7　实际的最小电阻尺寸 162

4.8　特殊要求的电阻 163

4.8.1　大电阻－低精度 163

4.8.2　小电阻－高精度 166

4.9　设计的重要依据——电流密度 166

4.10 版图误差分析 171

4.10.1 电阻器误差的来源 171

4.10.2　误差要求 171

4.11　基本材料的复用 172

4.12　扩散电阻和多晶硅电阻的比较 175

结束语 176

4.12.2　Bipolar/BiCMOS 176

4.12.1　双层多晶硅 176

本章学过的内容 177

应用练习 177

第5章 电容 183

5.1 内容提要 183

5.2　引言 183

5.3 电容概述 184

5.3.1　电容器的特性 184

5.4　电容值计算 187

5.4.1 表面电容 188

5.4.2　边缘电容 189

5.5　N阱电容器 191

5.5.1 寄生电容 193

5.6　金属电容器 194

5.6.1　叠层金属电容器 195

5.6.2　氮化物介质电容器 195

结束语 196

本章学过的内容 196

第6章　双极型晶体管 197

6.1 内容提要 197

6.2 引言 197

6.3.1 基本结构 198

6.3 工作原理 198

6.3.2　NPN晶体管工作原理 200

6.4　纵向工艺 203

6.4.1　FET和NPN晶体管的开关特性比较　　 203

6.4.2　层的结构 204

6.5　NPN管的寄生效应 206

6.6　PNP晶体管 207

6.6.1　横向PNP管 207

6.7　双极型晶体管版图与CMOS版图的区别 209

6.7.1　设计规则的数量 209

结束语 211

6.7.2　黑匣子式的布局 211

本章学过的内容 212

第7章 二极管 213

7.1 内容提要 213

7.2 引言 213

7.3　二极管的种类 213

7.3.1　基本二极管 214

7.3.2 由双极型晶体管构造的二极管 214

7.3.3　变容二极管 217

7.4　ESD保护 218

7.5.1 圆形版图 222

7.5　特殊版图结构 222

7.5.2　梳状结构二极管版图 223

结束语 223

本章学过的内容 224

第8章 电感 225

8.1 内容提要 225

8.2 引言 225

8.3　基本电感 226

8.4　传输线 228

8.4.1 直线特性 228

8.4.2　拐角特征化 229

8.5　螺旋电感 231

8.6 电感品质因子 232

8.7　叠层电感 232

8.7.1　射频扼流圈 234

8.8　邻近效应 236

结束语 237

本章学过的内容 238

术语 239

推荐读物和资料 255

培训项目 257