模拟电路版图的艺术（原书第3版）

本书从半导体器件物理、制造工艺到版图设计技巧，从无源元件到有源器件，从元件匹配到管芯组装，以系统化的方式讲解了模拟集成电路版图设计的各个环节。本书首先介绍了半导体器件物理、模拟集成电路的典型制造工艺，以及常见器件的失效机理；其次着重探讨了各类无源元件（包括电阻、电容和电感）的寄生效应、版图设计及匹配性问题，以及不同类型的二极管、双极型晶体管和场效应晶体管的版图设计与典型应用；最后讨论了有关器件合并、保护环、静电防护结构，以及构造焊盘、组装管芯等专题知识。

Alan Hastings（艾伦·黑斯廷斯）毕业于美国佛罗里达大学电气工程专业，德州仪器公司院士（TI Fellow），模拟集成电路设计和版图领域的权威，在集成电路的设计、制造及可靠性分析、制造工艺、模拟电路版图设计等方面积累了深厚的理论知识和丰富的实践经验。他的研究和工作成果对模拟集成电路的发展产生了重要影响。<br />Alan Hastings不仅是一位杰出的工程师，也是一位热心的教育者。他在佛罗里达大学电气与计算机工程系设立了Alan Hastings Faculty Fellow奖学金，支持在电气工程领域有杰出贡献的教授，并多年来一直在该系的外部咨询委员会任职，为行业和学术界之间的合作与交流做出贡献。

译者序<br />前言<br />致谢<br />第1章　器件物理1<br />　1.1　半导体1<br />　1.2　PN结9<br />　1.3　双极型晶体管18<br />　1.4　MOS晶体管22<br />　1.5　结型场效应晶体管28<br />　1.6　本章小结30<br />　习题30<br />　参考文献32<br />第2章　半导体制造33<br />　2.1　硅制造工艺33<br />　2.2　图形化35<br />　2.3　氧化层的生长与去除37<br />　2.4　扩散与离子注入43<br />　2.5　硅的淀积与刻蚀48<br />　2.6　隔离51<br />　2.7　金属互连55<br />　2.8　组装64<br />　2.9　本章小结67<br />　习题67<br />　参考文献69<br />第3章　版图70<br />　3.1　版图编辑器71<br />　3.2　设计规则79<br />　3.3　图形生成88<br />　3.4　本章小结93<br />　习题93<br />　参考文献94<br />第4章　代表性工艺95<br />　4.1　标准的双极型工艺95<br />　4.2　多晶硅栅CMOS工艺106<br />　4.3　模拟BiCMOS工艺119<br />　4.4　本章小结136<br />　习题136<br />第5章　失效机理139<br />　5.1　电过应力139<br />　5.2　沾污155<br />　5.3　表面效应158<br />　5.4　少数载流子注入175<br />　5.5　本章小结187<br />　习题188<br />　参考文献190<br />第6章　电阻191<br />　6.1　电阻率与方块电阻191<br />　6.2　电阻的版图193<br />　6.3　电阻值的变化195<br />　6.4　电阻的寄生效应200<br />　6.5　不同类型电阻的比较202<br />　6.6　调整电阻值214<br />　6.7　本章小结223<br />　习题224<br />　参考文献225<br />第7章　电容与电感226<br />　7.1　电容226<br />　7.2　电感247<br />　7.3　本章小结254<br />　习题254<br />　参考文献256<br />第8章　电阻和电容的失配与匹配257<br />　8.1　失配257<br />　8.2　失配的原因259<br />　8.3　匹配规则295<br />　8.4　本章小结303<br />　习题303<br />　参考文献305<br />第9章　双极型晶体管306<br />　9.1　双极型晶体管的工作原理307<br />　9.2　标准双极型小信号晶体管315<br />　9.3　CMOS与BiCMOS工艺中的小信号双极型晶体管333<br />　9.4　本章小结348<br />　习题348<br />　参考文献350<br />第10章　双极型晶体管的应用351<br />　10.1　功率双极型晶体管351<br />　10.2　匹配双极型晶体管369<br />　10.3　双极型晶体管匹配规则382<br />　10.4　本章小结387<br />　习题388<br />　参考文献390<br />第11章　二极管391<br />　11.1　标准双极型工艺二极管392<br />　11.2　CMOS及BiCMOS工艺二极管404<br />　11.3　匹配二极管414<br />　11.4　本章小结420<br />　习题420<br />　参考文献421<br />第12章　场效应晶体管422<br />　12.1　MOS晶体管工作原理422<br />　12.2　构造CMOS晶体管435<br />　12.3　非易失性存储器460<br />　12.4　结型场效应晶体管467<br />　12.5　本章小结472<br />　习题472<br />　参考文献474<br />第13章　MOS晶体管的应用475<br />　13.1　功率MOS晶体管475<br />　13.2　匹配MOS晶体管504<br />　13.3　MOS晶体管的匹配规则522<br />　13.4　本章小结527<br />　习题527<br />　参考文献529<br />第14章　专题讨论530<br />　14.1　器件合并530<br />　14.2　少数载流子保护环540<br />　14.3　单层金属互连546<br />　14.4　静电保护550<br />　14.5　本章小结573<br />　习题573<br />　参考文献576<br />第15章　组装管芯577<br />　15.1　管芯面积估算577<br />　15.2　布图规划585<br />　15.3　构建焊块环589<br />　15.4　人工顶层互连599<br />　15.5　最终版图检查608<br />　15.6　本章小结610<br />　习题610<br />附录612<br />　附录A　立方晶体的米勒指数612<br />　附录B　版图设计规则范例613<br />　附录C　数学推导617<br />　附录D　三分之一律628