集成电路版图是电路设计与集成电路工艺之间必不可少的环节。通过集成电路版图设计,可以将立体的电路结构转变为二维的平面图形,再经过工艺加工使之转换为基于硅材料的立体结构。集成电路的版图设计起到了上承电路、下启集成电路芯片的重要作用。
随着科技的进步,芯片尺寸不断减小,集成电路的版图设计越来越重要,一个有经验的版图设计师可以为公司大大降低产品研发成本。相信随着集成电路技术的不断发展以及芯片特征尺寸的不断减小,版图设计工作将会越来越受到人们的重视和青睐。
经过多年的调查发现,市面上专门介绍集成电路版图设计知识的书籍比较少,很多都是在集成电路原理或超大规模集成电路设计书籍的一些章节中出现,这些章节往往都是在讲授复杂的工艺原理或电路设计,而且鉴于篇幅限制,对版图设计无法提供全面介绍;即使专门的版图设计书籍,通常也以理论介绍为主,读者在学习的时候总是感到晦涩难懂,实用性不高,动手操作性不强。目前,国内很多高校都设立了微电子技术专业,并把版图设计作为微电子技术专业一门重要的专业课,因此急需一本合适的以介绍版图设计为主要内容的教材。
本书从半导体器件理论基础入手,在讲授集成电路制造工艺的基础上,循序渐进地介绍了集成电路版图设计的基本原理与方法,分门别类地介绍了集成电路中常用器件的版图设计。本书的突出特点是:在讲解版图设计的过程中,尽量减少复杂的理论讲解,巧妙地将必需的理论讲解和工艺实践经验相结合,使读者能够明白版图设计是科学和经验二者的有机结合。在一些重要章节的最后一小节都有设计规则或设计经验的介绍,无论是对新手还是对有经验的设计者来说,都非常有帮助。书中的实例都是作者多年实践的结果,对读者具有指导性。为了方便读者阅读并使用,本书采用了“互联网+”教材模式,读者通过扫描相应位置的二维码便可获得相关知识链接、知识扩展和文件下载,从而亲自实践操作。
全书共分为9章:第1章、第2章、第4章、第5章、第6章和第8章由哈尔滨理工大学的陆学斌编写,第3 章、第7章和第9章由哈尔滨理工大学的董长春编写。本书作为教材使用,建议各章节的学时安排如下:第1章和第2章主要讲解为了学习版图设计所需要的半导体器件和集成电路工艺的一些基础知识,如果专业课程体系中已经包含相关课程,则这两章应以学生自学复习为主,不占课时;第3章主要讲解操作系统和Cadence软件,这是上机操作的必备知识,最好在实验中讲解,建议学时为12实验学时——操作系统与软件使用介绍2实验学时,CMOS反相器的电路图2实验学时,CMOS反相器的版图设计4实验学时,CMOS反相器的DRC验证2实验学时,CMOS反相器的LVS验证2实验学时;第4章主要讲解电阻的版图设计,建议学时为2学时;第5章主要讲解电容和电感的版图设计,建议学时为2学时;第6章主要讲解二极管和外围器件的版图设计,建议学时为2学时;第7章主要讲解双极型晶体管的版图设计,建议学时为2学时;第8章主要讲解集成电路中最重要的器件—MOS晶体管的版图设计,建议学时为6学时;第9章主要介绍集成电路版图设计实例,建议学时为6学时。总计:理论学时20学时,实验学时12学时。
本书在编写过程中得到了哈尔滨理工大学崔林海教授、任明远副教授和哈尔滨铁道职业技术学院孙伟副教授的热心帮助,北京大学出版社的程志强编辑在组织出版和编辑工作中给予了很大的支持,在此一并表示感谢!
由于编者水平有限,书中缺点在所难免,敬请读者批评指正!
编 者
2018年5月