目录 1
第一章 基本制造工艺和版图设计基础 1
1-1 引言 1
工艺 1
经济性与生产 1
可靠性与性能 1
元件不可调 1
元件的匹配 1
设计者的任务 1
1-2 基本制造流程 2
1-3 光刻 5
1-4 版图设计基础 8
采用反向偏置的pn结隔离 8
MOS电容器的图形设计 9
扩散电阻器的图形设计 12
npn晶体管的图形设计 15
1-5 版图设计原则 17
1-6 连线的交叉 19
2-1 一级扩散理论 23
第二章 与扩散有关的工艺 23
2-2 杂质原子在硅中的扩散 24
预淀积 26
恒定本体浓度的扩散 27
主扩散 28
逐步近似 29
δ函数近似 30
扩散系数的变化 32
发射结和集电结的位置 34
横向扩散 35
外扩散 36
工艺变量的敏感度 36
2-3 扩散结果的测定 37
结深的测量 37
薄层电阻的测量 38
欧文曲线 38
2-4 氧化 41
氧化层的生长对硅片表面的影响 44
用二氧化硅作杂质扩散的掩蔽 46
2-5 硅的外延生长 48
氧化物的生长对杂质再分布的影响 48
晶体缺陷 49
用四氯化硅生长外延层 50
气体混合物对生长速率的影响 52
外延层的掺杂 53
外延生长期间杂质的扩散 53
第三章 其它工艺方法 57
3-1 隔离方法 57
等平面Ⅱ工艺 57
垂直各向异性腐蚀工艺 59
莫托罗拉多相工艺 60
介质隔离工艺 60
3-2 其它扩散方法 61
掺杂氧化物扩散 61
涂源扩散 62
离子注入技术 62
3-3 薄膜元件 65
薄膜电阻器 65
薄膜电容器 66
3-4 互连 67
常规铝互连工艺 68
梁式引线互连 70
焊料凸焊点互连 70
第四章 无源元件及其寄生效应 73
4-1 MOS电容器 73
击穿电压 75
MOS电容器的寄生效应 76
4-2 互连 77
4-4 螺旋线电感器 80
4-3 管座寄生效应 80
4-5 薄膜电阻器 82
4-6 集成pn结 84
耗尽层 85
耗尽层近似的应用 85
利用劳伦斯-沃纳曲线计算扩散集电结 88
pn结电容器的设计 90
pn结的击穿电压 91
其它pn结 92
用计算机计算一般的杂质分布 93
耗尽层与结深测量的关系 95
pn结电容器的寄生效应 95
4-7 扩散电阻器和外延层电阻器 96
薄层电阻 97
侧壁电导 99
集电区电阻器 101
发射区电阻器 102
寄生电容 102
电阻器偏压的影响 103
有效薄层电阻 105
4-8 沟道电阻器 105
寄生电容 106
偏压的影响 106
压变电阻器 107
4-9 单片电路中各种电阻器的比较 107
4-10 扩散电阻器的模型 108
第五章 集成结型场效应晶体管 112
5-1 引言 112
5-2 集成n沟结型场效应晶体管 115
5-3 双扩散结型场效应晶体管 118
5-4 集成结型场效应晶体管的设计 121
结型场效应晶体管与沟道电阻器的关系 123
5-5 结型场效应晶体管的小信号模型 123
第六章 金属-氧化物-半导体场 126
效应晶体管 126
6-1 表面空间电荷层 126
6-2 MOS电容器 128
开启电压VT 129
6-3 功函数差和氧化层电荷对开启 130
电压的影响 130
6-4 MOS晶体管 133
饱和区的电导 136
恒定QB近似的后果 136
衬底偏压的影响 136
6-5 集成MOS场效应器件 136
互补MOS器件（CMOS） 139
6-6 其它工艺方法 139
金属-氮化物-氧化物-半导体器件（MNOS） 139
栅自对准工艺 140
离子注入技术 140
硅栅结构 141
利用难熔金属作栅极的MOS晶体管（RMOS） 142
自对准厚氧化物结构（SATO） 143
6-7 MOS晶体管的等效电路 143
第七章 双极型晶体管和二极管 146
7-1 引言 146
7-2 理想化的本征结构 146
7-3 寄生效应 150
集电区电阻 150
电容 151
基区电阻 151
7-4 集成晶体管的大信号模型和小 152
信号模型 152
大信号模型 152
小信号模型 153
7-5 物理性能与电特性的关系 155
基区电场 156
基区输运系数 156
发射效率 158
击穿电压 160
雪崩倍增对伏安特性的影响 161
基区宽度调变 162
包含基区宽度调变效应的四层模型 163
空间电荷层的复合 165
根据工艺参量设计晶体管的定性讨论 165
7-6 大注入和大电流运用 166
大注入 166
电流集边效应 168
获得最大β的设计 169
纵向pnp晶体管 171
7-7 pnp晶体管 171
三重扩散pnp晶体管 171
横向pnp晶体管 173
横向pnp晶体管的一级分析 174
频率效应 176
复合pnp晶体管 178
场助横向pnp晶体管 178
多集电极横向pnp晶体管 179
用四层模型表示横向pnp晶体管 180
7-8 二极管 181
横向pnp器件的小信号性能 181
7-9 肖特基势垒二极管 185
第八章 集成电路的热效应 188
8-1 硅体内性质的热特性 188
载流子迁移率 188
电导率 189
本征载流子浓度和禁带宽度 190
寿命 190
电阻器 191
8-2 集成器件的电-热模型 191
pn结电容器 194
二极管 195
击穿电压 195
本征npn晶体管 196
横向pnp晶体管 197
8-3 电-热模型的应用 198
8-4 等温电路芯片 201
8-5 温度稳定的基座 202
温度稳定基座的设计 203
参考温度和传感器的设计 204
8-6 横向的温度变化 205
第九章 基本线性集成电路 208
9-1 晶体管模型 208
偏置模型 209
小信号模型 209
密勒倍增效应 211
9-2 偏置电路 212
维德勒电路 213
小电流电流源 214
并联电流源 215
电流源的输出电导 216
VD倍增电路 217
饱和晶体管 218
电平位移级 219
9-3 简单的放大级 220
改善增益-带宽乘积 221
共集共基电路 223
9-4 差分放大器 225
一级分析 225
以射极跟随器输入的差分放大器 228
差分输入电阻 228
9-5 有源负载 232
超增益晶体管 232
10-6 电流差分运算放大器 234
9-6 吉尔伯特放大单元 235
9-7 乘法器 237
第十章 集成运算放大器 244
10-1 通用差分输入级 245
共模反馈 247
10-2 一种新颖的差分输入到单端输出 248
转换电路 248
10-3 带有源负载的输入级 251
超增益晶体管的使用 255
10-4 小输入偏流的输入级 255
偏置补偿 257
10-5 输出级 259
MC1530的输出级 259
μA741的输出级 262
MC1556的输出级 264
补偿 267
10-7 运算放大器的频率特性 267
转换速率极限 268
改进转换速率 269
第十一章 线性集成电路的应用 272
11-1 微功耗电路 272
偏置 272
微功耗放大单元电路 273
11-2 大功耗电路 274
11-3 比较器 279
11-4 RC有源滤波器 282
11-5 甚低频滤波器 285
11-6 用于测试运算放大器的运算放大器 288
11-7 数字-模拟转换 290
终端电路 292
电流驱动电路 294
11-8 稳压器 296
第十二章 饱和型逻辑电路基础 300
12-1 饱和型倒相器的直流特性 300
饱和状态 300
截止状态 301
12-2 倒相器的瞬态特性 302
延迟时间tD 303
瞬变时间t′ 304
存贮时间tS 306
瞬变时间t″ 307
12-3 逻辑运算 309
12-4 二极管-晶体管逻辑（DTL） 312
设计考虑 313
版图设计考虑 314
功耗 314
DTL基本电路的改进 315
12-5 晶体管-晶体管逻辑（TTL） 317
寄生pnp效应 318
TTL的直流扇出 319
负载的分配问题 321
TTL电路的版图设计 322
12-6 TTL基本电路的改进 322
其它逻辑运算 324
12-7 电阻-晶体管逻辑（RTL） 325
TTL门速度的提高 325
RTL电路的版图设计 327
12-8 并合晶体管逻辑（MTL） 328
12-9 逻辑电路的端特性 331
传输特性曲线的性质 331
阈点 334
过渡宽度 334
抗扰度 335
12-10 饱和型逻辑电路的比较 335
噪声灵敏度 335
噪声容限 335
第十三章 非饱和型逻辑电路 339
13-1 反馈箝位电路 340
13-2 利用晶体管控制饱和 342
13-3 发射极耦合逻辑（ECL） 343
发射极偏置电阻的利用 347
ECL电路的设计考虑 349
13-4 ECL电路的非线性分析 350
单位增益点与过渡宽度 352
ECL电路的版图设计 353
13-5 ECL电路的一级瞬态分析 353
噪声容限 353
扇入对传输特性曲线的影响 353
抗扰度 353
开启延迟时间tD1 356
开启瞬变时间t＇ 357
输出下降时间 357
关断瞬变时间toff 357
第十四章 基本MOS逻辑电路 359
14-1 MOS倒相器 359
14-2 饱和负载倒相器 362
倒相器的传输函数 364
工作点 365
单位增益点和噪声容限 366
14-3 非饱和负载倒相器 367
14-4 耗尽型负载倒相器 368
传输特性 369
14-5 互补倒相器（CMOS） 370
传输特性 371
饱和负载倒相器 373
14-6 功耗 373
非饱和负载倒相器 374
耗尽型负载倒相器 374
14-7 倒相器的瞬态响应 374
饱和负载倒相器 375
CMOS倒相器 376
保护电路 378
静态逻辑电路 378
14-8 逻辑电路 378
CMOS倒相器的功耗 378
传输电路 383
动态逻辑电路 384
第十五章 数字集成电路的应用 387
15-1 连线-逻辑扩展法 387
15-2 加法器 389
15-3 触发器 391
主从触发器 393
15-4 移位寄存器 395
15-5 存贮器 398
随机存取存贮器 399