集成电路设计基础 / 新工科暨卓越工程师教育培养计划电子信息类专业系列教材
定价：￥58.00
作者： 雷鑑铭，王真
出版时间：2025-11
最新印次日期：2025-11
出版社：华中科技大学出版社
- 华中科技大学出版社
- 9787577204451
- 1-1
- 2025-11
- 工学
- 电子信息类
- 通信与电子类、电气类
- 本科
作者简介
内容简介
本书从集成电路产业发展概况开始，系统地介绍了集成电路设计中的基本概念和相关知识，囊括了集成电路设计产业链前后端最关键的分析和设计方法。这些知识提供了集成电路设计工程师必须具备的理论思维和洞察力，为接下来的深入学习打下良好的基础。全书分为7章，基本涵盖了集成电路全流程设计要点。第1章简述了集成电路产业及发展概况；第2章至第5章系统地介绍了半导体器件物理知识、模拟集成电路设计基础、数字集成电路设计基础、集成电路版图设计；第6章介绍了集成电路制造工艺；第7章讲述了集成电路封装与测试。本书可以作为高等院校电子信息类本科生的教材，也可以作为国外经典教材的补充阅读材料和参考书。
目录
目录
第1章集成电路概述/1
1.1集成电路发展概况/1
1.1.1集成电路产业概述/1
1.1.2中国集成电路产业发展概况/2
1.2摩尔定律与集成电路产业/4
1.3集成电路分类/5
1.4本章小结/6
第2章半导体器件物理基础/7
2.1半导体材料特性/7
2.1.1半导体的晶体结构/8
2.2.2半导体中的杂质和缺陷/9
2.1.3半导体的导电机制/10
2.1.4流子输运/12
2.1.5半导体的电阻率与电导率/14
2.1.6半导体中的能带/15
2.1.7导体、绝缘体与半导体的能带模型/17
2.2PN结/18
2.2.1PN结的形成/18
2.2.2PN结电流电压特性（伏安特性）/19
2.2.3PN结反向击穿特性/20
2.2.4PN结的单向导电性/21
2.2.5PN结电容/22
2.3金属半导体接触/23
2.3.1整流接触/23
2.3.2欧姆接触/24
2.4半导体的表面特性/25
2.4.1表面态/25
2.4.2表面电场效应/26
2.4.3MIS结构CV特性/28
2.5MOS器件基础/30
2.5.1MOS管的基本结构和符号/30
2.5.2MOS管的阈值电压/32
2.5.3MOS管的IV特性/33
2.5.4MOS管的二阶效应/35
2.5.5MOS管的大信号模型/37
2.5.6MOS管的小信号模型/38
2.6本章小结/40
第3章模拟集成电路设计基础/41
3.1模拟集成电路设计概述/41
3.2模拟集成电路设计基本流程/42
3.3单级放大器/44
3.3.1共源极放大器/44
3.3.2源极跟随器/48
3.3.3共栅极放大器/49
3.3.4共源共栅极放大器/52
3.4差分放大器/53
3.4.1差分放大器的优点/53
3.4.2差分放大器的大信号特性/55
3.4.3差分放大器的小信号特性/58
3.4.4共模响应/58
3.5频率响应/61
3.5.1频率特性的基本概念和分析方法/61
3.5.2共源极放大器的频率特性/63
3.5.3源极跟随器的频率特性/66
3.5.4共栅极放大器的频率特性/69
3.5.5差分放大器的频率特性/71
3.6电流镜/73
3.6.1基本CMOS电流镜/74
3.6.2共源共栅电流镜/74
3.6.3有源电流镜/75
3.7基本模拟集成电路模块/78
3.7.1运算放大器/78
3.7.2基准电压源/81
3.8本章小结/84
第4章数字集成电路设计基础/85
4.1数字集成电路概述/85
4.1.1数字信号的特点/85
4.1.2数字集成电路设计的挑战/87
4.1.3数字集成电路设计方法的发展/87
4.1.4数字系统的构成与工作原理/88
4.1.5数字集成电路的质量评价指标/90
4.2CMOS反相器/91
4.2.1CMOS反相器的结构原理/91
4.2.2CMOS反相器的基本特性/91
4.2.3CMOS反相器的静态特性/93
4.2.4CMOS反相器的动态特性/93
4.2.5CMOS反相器的设计及评价指标/95
4.3静态CMOS组合逻辑电路/96
4.3.1静态CMOS组合逻辑电路结构和基本原理/98
4.3.2静态CMOS组合逻辑电路的优化设计/99
4.3.3静态CMOS组合逻辑电路的功耗/100
4.3.4逻辑电路结构及优化设计/102
4.3.5传输门逻辑的原理及设计/104
4.3.6预充电求值逻辑/105
4.3.7多米诺逻辑/107
4.3.8动态组合逻辑电路的特性及信号完整性/108
4.4时序逻辑电路/110
4.4.1时序逻辑电路概述/110
4.4.2双稳态静态结构/111
4.4.3双稳态动态结构/113
4.4.4寄存器/113
4.4.5无竞争动态结构/114
4.4.6施密特触发器/117
4.5导线及互连/119
4.5.1互连线电阻/120
4.5.2互连线电容/122
4.5.3互连延时模型/125
4.5.4互连延时优化技术/127
4.6本章小结/131
第5章集成电路版图设计/132
5.1集成电路版图设计概述/132
5.2集成电路版图与掩膜/133
5.2.1集成电路版图/133
5.2.2集成电路掩膜（掩膜的作用及基本制作流程）/134
5.3全定制集成电路版图设计规则/135
5.3.1版图设计规则概述/136
5.2.2版图几何设计规则/137
5.3.3全定制版图设计技巧/142
5.4全定制版图设计/147
5.5全定制版图验证/148
5.6全定制版图设计及验证示例/151
5.7半定制版图设计及验证（自动布局与布线）/160
5.7.1半定制版图设计及验证流程/160
5.7.2大规模半定制版图设计与验证面临的问题/162
5.7.3半定制版图设计及验证EDA平台/163
5.7.4基于Astro的半定制版图设计与验证/164
5.8本章小结/166
第6章集成电路制造工艺/167
6.1集成电路基本工艺流程概述/167
6.2集成电路制造工艺/170
6.2.1集成电路制造工艺的发展/170
6.2.2集成电路制造工艺特点/176
6.2.3集成电路关键工艺技术/177
6.3光刻工艺/177
6.3.1光刻工艺概述/177
6.3.2基本光刻工艺流程/178
6.3.3光刻曝光技术/181
6.4刻蚀工艺/182
6.4.1刻蚀工艺概述/182
6.4.2湿法刻蚀技术/185
6.4.3干法刻蚀技术/187
6.5扩散工艺/188
6.5.1扩散工艺概述/188
6.5.2扩散的微观机制/189
6.6离子注入工艺/190
6.6.1离子注入概述/190
6.6.2离子注入的过程及特点/191
6.6.3注入损伤/192
6.6.4离子注入的设备及方法/193
6.6.5离子注入的其他应用/194
6.7化学气相沉积/197
6.7.1化学气相沉积基本原理/197
6.7.2化学气相沉积的化学反应条件/197
6.7.3CVD沉积系统设备/199
6.7.4低压化学气相沉积/200
6.7.5等离子体化学气相沉积/201
6.7.6不同薄膜的制备工艺/202
6.8物理气相沉积/203
6.8.1物理气相沉积概述/203
6.8.2蒸发镀膜/204
6.8.3溅射镀膜/205
6.8.4物理气相沉积的主要应用/206
6.9氧化工艺/207
6.9.1二氧化硅性质及用途/207
6.9.2热氧化原理/210
6.9.3热氧化工艺方法和系统/211
6.9.4不同热氧化工艺的质量检测/213
6.10本章小结/215
第7章集成电路封装与测试/216
7.1集成电路封装概述/216
7.1.1集成电路封装技术的定义/216
7.1.2集成电路封装技术的发展/217
7.2集成电路封装工艺流程/223
7.3集成电路封装技术的可靠性/226
7.3.1集成电路封装可靠性评估技术/226
7.3.2集成电路封装可靠性测试/228
7.3.3集成电路封装缺陷/236
7.4集成电路测试技术/238
7.5本章小结/244
参考文献/245
第1章集成电路概述/1
1.1集成电路发展概况/1
1.1.1集成电路产业概述/1
1.1.2中国集成电路产业发展概况/2
1.2摩尔定律与集成电路产业/4
1.3集成电路分类/5
1.4本章小结/6
第2章半导体器件物理基础/7
2.1半导体材料特性/7
2.1.1半导体的晶体结构/8
2.2.2半导体中的杂质和缺陷/9
2.1.3半导体的导电机制/10
2.1.4流子输运/12
2.1.5半导体的电阻率与电导率/14
2.1.6半导体中的能带/15
2.1.7导体、绝缘体与半导体的能带模型/17
2.2PN结/18
2.2.1PN结的形成/18
2.2.2PN结电流电压特性（伏安特性）/19
2.2.3PN结反向击穿特性/20
2.2.4PN结的单向导电性/21
2.2.5PN结电容/22
2.3金属半导体接触/23
2.3.1整流接触/23
2.3.2欧姆接触/24
2.4半导体的表面特性/25
2.4.1表面态/25
2.4.2表面电场效应/26
2.4.3MIS结构CV特性/28
2.5MOS器件基础/30
2.5.1MOS管的基本结构和符号/30
2.5.2MOS管的阈值电压/32
2.5.3MOS管的IV特性/33
2.5.4MOS管的二阶效应/35
2.5.5MOS管的大信号模型/37
2.5.6MOS管的小信号模型/38
2.6本章小结/40
第3章模拟集成电路设计基础/41
3.1模拟集成电路设计概述/41
3.2模拟集成电路设计基本流程/42
3.3单级放大器/44
3.3.1共源极放大器/44
3.3.2源极跟随器/48
3.3.3共栅极放大器/49
3.3.4共源共栅极放大器/52
3.4差分放大器/53
3.4.1差分放大器的优点/53
3.4.2差分放大器的大信号特性/55
3.4.3差分放大器的小信号特性/58
3.4.4共模响应/58
3.5频率响应/61
3.5.1频率特性的基本概念和分析方法/61
3.5.2共源极放大器的频率特性/63
3.5.3源极跟随器的频率特性/66
3.5.4共栅极放大器的频率特性/69
3.5.5差分放大器的频率特性/71
3.6电流镜/73
3.6.1基本CMOS电流镜/74
3.6.2共源共栅电流镜/74
3.6.3有源电流镜/75
3.7基本模拟集成电路模块/78
3.7.1运算放大器/78
3.7.2基准电压源/81
3.8本章小结/84
第4章数字集成电路设计基础/85
4.1数字集成电路概述/85
4.1.1数字信号的特点/85
4.1.2数字集成电路设计的挑战/87
4.1.3数字集成电路设计方法的发展/87
4.1.4数字系统的构成与工作原理/88
4.1.5数字集成电路的质量评价指标/90
4.2CMOS反相器/91
4.2.1CMOS反相器的结构原理/91
4.2.2CMOS反相器的基本特性/91
4.2.3CMOS反相器的静态特性/93
4.2.4CMOS反相器的动态特性/93
4.2.5CMOS反相器的设计及评价指标/95
4.3静态CMOS组合逻辑电路/96
4.3.1静态CMOS组合逻辑电路结构和基本原理/98
4.3.2静态CMOS组合逻辑电路的优化设计/99
4.3.3静态CMOS组合逻辑电路的功耗/100
4.3.4逻辑电路结构及优化设计/102
4.3.5传输门逻辑的原理及设计/104
4.3.6预充电求值逻辑/105
4.3.7多米诺逻辑/107
4.3.8动态组合逻辑电路的特性及信号完整性/108
4.4时序逻辑电路/110
4.4.1时序逻辑电路概述/110
4.4.2双稳态静态结构/111
4.4.3双稳态动态结构/113
4.4.4寄存器/113
4.4.5无竞争动态结构/114
4.4.6施密特触发器/117
4.5导线及互连/119
4.5.1互连线电阻/120
4.5.2互连线电容/122
4.5.3互连延时模型/125
4.5.4互连延时优化技术/127
4.6本章小结/131
第5章集成电路版图设计/132
5.1集成电路版图设计概述/132
5.2集成电路版图与掩膜/133
5.2.1集成电路版图/133
5.2.2集成电路掩膜（掩膜的作用及基本制作流程）/134
5.3全定制集成电路版图设计规则/135
5.3.1版图设计规则概述/136
5.2.2版图几何设计规则/137
5.3.3全定制版图设计技巧/142
5.4全定制版图设计/147
5.5全定制版图验证/148
5.6全定制版图设计及验证示例/151
5.7半定制版图设计及验证（自动布局与布线）/160
5.7.1半定制版图设计及验证流程/160
5.7.2大规模半定制版图设计与验证面临的问题/162
5.7.3半定制版图设计及验证EDA平台/163
5.7.4基于Astro的半定制版图设计与验证/164
5.8本章小结/166
第6章集成电路制造工艺/167
6.1集成电路基本工艺流程概述/167
6.2集成电路制造工艺/170
6.2.1集成电路制造工艺的发展/170
6.2.2集成电路制造工艺特点/176
6.2.3集成电路关键工艺技术/177
6.3光刻工艺/177
6.3.1光刻工艺概述/177
6.3.2基本光刻工艺流程/178
6.3.3光刻曝光技术/181
6.4刻蚀工艺/182
6.4.1刻蚀工艺概述/182
6.4.2湿法刻蚀技术/185
6.4.3干法刻蚀技术/187
6.5扩散工艺/188
6.5.1扩散工艺概述/188
6.5.2扩散的微观机制/189
6.6离子注入工艺/190
6.6.1离子注入概述/190
6.6.2离子注入的过程及特点/191
6.6.3注入损伤/192
6.6.4离子注入的设备及方法/193
6.6.5离子注入的其他应用/194
6.7化学气相沉积/197
6.7.1化学气相沉积基本原理/197
6.7.2化学气相沉积的化学反应条件/197
6.7.3CVD沉积系统设备/199
6.7.4低压化学气相沉积/200
6.7.5等离子体化学气相沉积/201
6.7.6不同薄膜的制备工艺/202
6.8物理气相沉积/203
6.8.1物理气相沉积概述/203
6.8.2蒸发镀膜/204
6.8.3溅射镀膜/205
6.8.4物理气相沉积的主要应用/206
6.9氧化工艺/207
6.9.1二氧化硅性质及用途/207
6.9.2热氧化原理/210
6.9.3热氧化工艺方法和系统/211
6.9.4不同热氧化工艺的质量检测/213
6.10本章小结/215
第7章集成电路封装与测试/216
7.1集成电路封装概述/216
7.1.1集成电路封装技术的定义/216
7.1.2集成电路封装技术的发展/217
7.2集成电路封装工艺流程/223
7.3集成电路封装技术的可靠性/226
7.3.1集成电路封装可靠性评估技术/226
7.3.2集成电路封装可靠性测试/228
7.3.3集成电路封装缺陷/236
7.4集成电路测试技术/238
7.5本章小结/244
参考文献/245
