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第1章 绪论 1

1.1 集成电路的基本概念 1

1.1.1 集成电路的定义 2

1.1.2 集成电路的发展史 2

1.1.3 集成电路的分类 4

1.2 集成电路的设计与制造流程 6

1.2.1 集成电路的设计流程 6

1.2.2 集成电路制造的基本步骤 8

1.2.3 集成电路工艺技术水平衡量指标 9

1.3 集成电路的发展 11

1.3.1 国际集成电路的发展 11

1.3.2 我国集成电路的发展 14

复习题 16

参考文献 16

第2章 集成电路制造 18

2.1 集成电路制造的基本要素 18

2.1.1 集成电路制造的基本要求 18

2.1.2 标准生产线的几大要素 19

2.2 主要制造工艺 21

2.2.1 集成电路制造的基本流程 21

2.2.2 制造集成电路的材料 23

2.2.3 硅片制备 29

2.2.4 氧化 32

2.2.5 淀积 40

2.2.6 光刻 45

2.2.7 刻蚀 52

2.2.8 离子注入 58

2.3 CMOS工艺流程 61

2.3.1 基本工艺流程 61

2.3.2 闩锁效应及其预防措施 65

2.4 工艺评估 66

2.4.1 晶圆的电性测量 66

2.4.2 层厚的测量 67

2.4.3 污染物和缺陷检查 69

复习题 69

参考文献 70

第3章 MOSFET 71

3.1 MOSFET的结构与特性 71

3.1.1 MOSFET结构 71

3.1.2 MOSFET电流-电压特性 72

3.1.3 MOSFET开关特性 76

3.2 短沟道效应 79

3.2.1 载流子速率饱和及其影响 80

3.2.2 阈值电压的短沟道效应 82

3.2.3 迁移率退化效应 84

3.2.4 倍增和氧化物充电 85

3.3 按比例缩小理论 86

3.4 MOSFET电容 89

3.5 MOS器件SPICE模型 90

3.5.1 LEVEL 1模型 90

3.5.2 LEVEL 2模型 92

3.5.3 LEVEL 3模型 93

复习题 94

参考文献 95

第4章 基本数字集成电路 96

4.1 CMOS反相器 96

4.1.1 CMOS反相器结构与工作原理 96

4.1.2 静态特性 97

4.1.3 动态特性 99

4.1.4 功耗 102

4.2 典型组合逻辑电路 104

4.2.1 带耗尽型NMOS负载的MOS逻辑电路 104

4.2.2 CMOS逻辑电路 108

4.2.3 CMOS传输门 110

4.3 典型CMOS时序逻辑电路 112

4.3.1 RS锁存器 113

4.3.2 D锁存器和边沿触发器 114

4.3.3 施密特触发器 116

4.4 扇入扇出 117

4.5 互联线电容与延迟 120

4.6 存储器 126

4.6.1 存储器的结构与ROM阵列 127

4.6.2 静态存储器SRAM 128

4.6.3 动态存储器DRAM 130

复习题 132

参考文献 134

第5章 模拟集成电路基础 135

5.1 模拟集成电路种类及应用 135

5.1.1 运算放大器 136

5.1.2 A/D、D/A变换器 137

5.1.3 RF集成电路 147

5.1.4 功率集成电路 150

5.2 单管放大电路 155

5.2.1 共源极放大器 156

5.2.2 共射极放大器 162

5.2.3 共漏极放大器（源随器） 163

5.2.4 共集电极放大器（射随器） 165

5.2.5 共栅极放大器 166

5.2.6 共基极放大器 169

5.3 多管放大电路 170

5.3.1 BJT组合放大器 170

5.3.2 MOS场效应晶体管串级放大电路 172

5.3.3 差分放大器 174

5.4 电流源和电压基准源 183

5.4.1 电流源 183

5.4.2 电压基准源 185

5.5 典型运算放大器 191

5.6 模拟集成电路设计基本步骤 192

复习题 194

参考文献 198

第6章 集成电路设计简介 199

6.1 集成电路设计内容 199

6.2 集成电路设计方法和需求分析 200

6.2.1 门阵列设计 201

6.2.2 标准单元设计 203

6.2.3 全定制设计 205

6.3 VLSI设计实现策略 207

6.4 集成电路设计挑战 209

6.4.1 衡量标准 209

6.4.2 工艺线宽的缩小 213

6.4.3 集成电路的生产成本 214

6.4.4 成品率与缺陷产品 214

复习题 218

参考文献 218

第7章 VLSI的EDA设计方法 219

7.1 EDA历史与发展 219

7.2 VHDL与Verilog-HDL 219

7.2.1 硬件描述语言 219

7.2.2 VHDL与Verilog-HDL 220

7.3 设计工具 220

7.3.1 仿真工具 224

7.3.2 综合工具 226

7.3.3 布局布线工具 235

7.3.4 其他工具 235

复习题 240

参考文献 240

第8章 集成电路版图设计 241

8.1 版图设计规则 241

8.1.1 版图设计规则分类 241

8.1.2 版图设计规则举例 242

8.2 全定制版图设计 246

8.3 自动布局布线 249

8.4 版图验证 268

复习题 274

参考文献 274

第9章 测试技术 275

9.1 芯片测试意义 275

9.2 芯片测试过程 277

9.2.1 测试过程简介 277

9.2.2 主要测试方法 283

9.3 可测性设计 295

9.3.1 故障模型 296

9.3.2 边界扫描测试技术 299

9.3.3 内建自测试技术 301

复习题 302

参考文献 302

第10章 集成电路封装 304

10.1 集成电路封装概述 304

10.1.1 封装的含义 304

10.1.2 封装的功能 304

10.1.3 封装工程 305

10.1.4 封装分类 306

10.1.5 集成电路封装的发展历程 309

10.2 传统封装 311

10.2.1 三种封装形式 311

10.2.2 传统封装技术 313

10.3 新型封装技术 317

10.3.1 焊球阵列封装 317

10.3.2 芯片级封装 318

10.3.3 3D封装 319

10.3.4 系统级封装 320

10.3.5 多芯片模块组装技术 320

10.3.6 倒装芯片焊接技术 322

10.4 总结与展望 324

复习题 324

参考文献 325