一、教材的基本信息
1.适用对象
本教材适合集成电路设计与集成系统、微电子科学与工程及电子信息工程类专业集成电路版图设计课程的教学，也可以作为微电子行业中版图设计工程师的培训教材。
2.具备知识和能力基础
学习本教材需要具备半导体器件和半导体制造工艺基础知识。
3.教材总体目标
（1）理论知识：掌握集成电路版图设计和验证的方法；能够采用全定制版图设计方法对数字集成电路、模拟集成电路进行版图设计、优化，并进行后端（DRC/LVS）验证；掌握集成电路版图设计流程。
（2）专业技能：具有集成电路版图设计、布局布线及后端验证能力。
4.教材编写情况
本教材编者均为一线的教师，教材中的内容都是多年教学实践的积累，由杨影、邹雪主编，参加编写工作的还有孙晓东。由于水平有限，教材中的缺漏与错误在所难免，恳请广大读者批评指正。
二、教材的基本结构与内容组织
1.教材的基本结构
本教材以工程教育理念为指导，遵循TOPCARES教学模式，合理安排教材结构。内容结构以学生能力培养的逐步提升为主线展开，教材课程的逻辑图如下所示。
2.教材的内容组织
本教材主要讲解集成电路版图设计的方法和流程，以反相器电路为例，应用华大九天的EDA工具讲解了全定制版图设计的全流程：从原理图的输入、版图布局布线、版图优化到后端验证。教材的内容组织遵循TOPCARES工程教育理念，从培养读者能力入手，以实用、切合实际为原则，为读者提供简明、直观、易懂的内容。全教材共包括10章内容，以下为各章内容简介：
第1章是半导体制造，本章主要介绍了目前制作集成电路所采用的工艺技术。
第2章是集成电路设计，本章主要介绍了集成电路设计流程、集成电路设计途径、集成电路设计特点、层次化设计方法和集成电路版图设计的基础知识。
第3章是Aether软件和电路图的输入，本章主要介绍了EDA厂商简介、Aether软件的启动、库文件的管理、电路图的建立、输入和层次化设计等知识。
第4章是CMOS版图设计，本章主要介绍了MOS器件版图结构、版图层次；版图设计规则；版图系统设置；版图的建立、编辑；棍棒图的绘制、阱连接和衬底连接、天线效应、多晶硅引线、版图设计方法等知识。
第5章是电阻的版图设计，本章主要介绍了电阻的测量方法，电阻方程，MOS集成电路中各种无源电阻的版图设计等知识。
第6章是电容的版图设计，本章主要介绍了基本电容版图结构、MOS集成电路中常用电容的版图设计。
第7章是模拟和双极型晶体管的版图设计，本章主要介绍了纵向工艺、NPN/PNP晶体管的版图设计、晶体管的匹配规则、电阻匹配、电容匹配等知识。
第8章是二极管的版图设计，本章主要介绍了二极管的基本版图结构、ESD保护、ESD保护器件、ESD保护二极管结构等。
第9章是版图验证，本章主要介绍了版图验证的项目、验证的工具，基于华大九天公司Aether软件的DRC和LVS验证流程等。
第10章是集成电路版图设计实例，本章主要介绍了CMOS反向器、CMOS D触发器和基准电压源三个实例的版图设计流程。
第1章半导体制造1
1.1硅制造2
1.1.1半导体级硅2
1.1.2晶体生长2
1.1.3晶圆制造4
1.2光刻技术7
1.2.1光刻胶7
1.2.2光刻步骤8
1.3氧化11
1.3.1氧化物生长11
1.3.2氧化物去除17
1.4离子注入18
1.4.1扩散18
1.4.2离子注入21
1.4.3离子注入机23
1.4.4离子注入技术发展趋势24
1.5淀积24
1.5.1物理气相淀积24
1.5.2化学气相淀积26
1.6刻蚀28
1.6.1湿法刻蚀28
1.6.2干法刻蚀29
1.7金属化31
1.7.1金属类型32
1.7.2金属淀积系统33
1.8化学机械平坦化35
1.8.1CMP工作原理35
1.8.2CMP主要参数36
1.8.3CMP主要设备介绍36
第2章集成电路设计39
2.1集成电路设计流程40
2.2集成电路设计途径40
2.3集成电路设计特点42
2.4层次化设计方法42
2.5集成电路版图设计43
第3章Aether软件和电路图的输入46
3.1Aether软件47
3.1.1EDA厂商简介47
3.1.2Aether软件概述49
3.2电路图的输入50
3.2.1Aether软件的启动50
3.2.2库文件的管理51
3.2.3进入设计文件51
3.2.4电路图的建立52
3.2.5电路图的输入56
3.2.6电路图的层次化设计63
第4章CMOS版图设计65
4.1MOS器件版图67
4.1.1单个MOS管版图设计67
4.1.2MOS管阵列的版图设计69
4.2版图设计规则75
4.3版图系统设置76
4.3.1建立版图库76
4.3.2对层选择窗进行设置77
4.3.3版图编辑窗的设置79
4.3.4使用Option菜单进行版图编辑窗设置83
4.4版图的建立85
4.4.1设置输入层85
4.4.2建立几何图形85
4.5版图的编辑90
4.5.1设置层的可视性90
4.5.2测量距离或长度91
4.5.3图形显示91
4.5.4选择目标92
4.5.5改变图形的层次93
4.5.6加标记94
4.6棍棒图95
4.7阱连接和衬底连接98
4.8天线效应100
4.9多晶硅引线102
4.10版图设计方法102
第5章电阻的版图设计112
5.1电阻的测量113
5.1.1宽度和长度113
5.1.2方块的概念113
5.1.3每方欧姆（薄层电阻）114
5.1.4如何选择材料制作电阻115
5.2MOS集成电路中的无源电阻116
5.2.1多晶硅电阻116
5.2.2阱电阻124
5.2.3扩散电阻124
5.2.4双层多晶硅电阻125
5.2.5特殊电阻126
5.2.6电流密度127
5.2.7MOS管做有源电阻128
5.3电阻的寄生效应128
第6章电容的版图设计133
6.1基本电容版图结构134
6.2MOS集成电路中常用电容135
6.2.1双层多晶硅组成电容器135
6.2.2N阱电容器136
6.2.3金属和多晶硅组成电容器137
6.2.4金属电容器137
6.2.5MOS晶体管构成电容器138
第7章模拟和双极型晶体管的版图设计139
7.1纵向工艺140
7.1.1MOSFET和NPN晶体管的开关特性比较140
7.1.2层的结构140
7.1.3NPN晶体管版图结构143
7.1.4PNP晶体管版图结构145
7.2模拟集成电路版图设计147
7.2.1晶体管匹配149
7.2.2电阻匹配153
7.2.3电容匹配154第8章二极管的版图设计155
8.1二极管的种类156
8.1.1基本二极管156
8.1.2由双极型晶体管构造的二极管156
8.2ESD保护157
8.2.1ESD保护器件157
8.2.2几种ESD保护二极管结构159
第9章版图验证161
9.1版图验证概述162
9.1.1版图验证的项目162
9.1.2版图验证工具163
9.2Argus DRC验证164
9.2.1Argus DRC验证简介164
9.2.2Argus DRC验证步骤165
9.3Argus LVS验证169
9.3.1Argus LVS验证简介169
9.3.2Argus LVS验证步骤170
第10章集成电路版图设计实例176
10.1CMOS反相器版图设计177
10.1.1项目创建177
10.1.2CMOS反相器电路图设计179
10.1.3CMOS反相器版图设计184
10.1.4CMOS反相器版图验证190
10.2CMOS D触发器版图设计196
10.2.1项目创建196
10.2.2CMOS D触发器电路图设计197
10.2.3CMOS D触发器版图设计200
10.2.4CMOS D触发器版图验证206
10.3基准电压源版图设计209
10.3.1项目创建209
10.3.2基准电压源电路图设计210
10.3.3基准电压源版图设计210
10.3.4基准电压源版图验证212
参考文献215
附录A：学习知识要点及能力要点216
附录B：学习知识要点及能力要点219
2016年6月，中国成为国际本科工程学位互认协议《华盛顿协议》的正式会员，这是中国工程教育国际化进程的重要里程碑。“回归工程”、培养学生的“大工程观”是当今国际工程教育的主流理念。《华盛顿协议》对毕业生提出的12条素质要求中，不仅要求工程知识、工程能力，还强调通用能力和品德伦理；在实践上，以学生为中心，以产出为导向，注重对目标达成的支撑及持续改进，与CDIO工程教育实质等效。
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