本书以实用和权威性的观点全面论述了模拟集成电路版图设计中所涉及的各种问题及目前的最新研究成果。书中介绍了半导体器件物理与工艺、失效机理等内容；基于模拟集成电路设计所采用的3种基本工艺：标准双极工艺、CMOS硅栅工艺和BiCMOS工艺，重点探讨了无源器件的设计与匹配性问题，二极管设计，双极型晶体管和场效应晶体管的设计与应用，以及某些专门领域的内容，包括器件合并、保护环、焊盘制作、单层连接、ESD结构等；最后介绍了有关芯片版图的布局布线知识。     读者对象：本书可作为相关专业高年级本科生和研究生教材，对于专业版图设计人员也是一本极具价值的参考书。

第二版前言 我最初撰写“模拟电路的版图艺术”是用于一系列讲座。很多人鼓励我将其出版。刚开始我有点犹豫，因为我认为它的读者非常有限。出版之后证明了我的担心毫无根据。令我惊讶的是，“模拟电路的版图艺术”居然被翻译成了中文！ 过去的几年时间提醒我第一版存在的局限性，并且促成了一次全面的修订。每一章都经过了检查和校正。还加入了很多新内容，并伴随约50个新的图例。第二版介绍的新内容包括如下： * 先进金属化系统 * 介质隔离 * MOS晶体管的失效机制 * 集成电感 * MOS安全工作区 * 非易失性存储器 在准备本书第二版期间，我从德州仪器的同事身上汲取了大量的经验和智慧。同时我还不断参阅IEEE Xplore网站的可用资源，尤其是IEEE Journal of Electron Devices上的文献。我要向所有帮助我理解或纠正了我很多错误的人们表示感谢。如此长时间大强度的工作无法做到完美，但是第二版确实比第一版有很大的进步。 ALAN HASTINGS 第一版前言 集成电路只有在高倍放大下才会展露其真实面目。无论覆盖表面的错综复杂的微细连线，还是其下方同样复杂的掺杂硅结构，所有这些都是依据一套称为版图的设计图制作而成。模拟和混合信号集成电路版图设计难以自动实现。每个多边形的形状及位置都要求对器件物理原理、半导体制造和电路理论有深入的理解。尽管已有30年的研究，很多内容仍不确定。有些信息隐藏在晦涩的期刊文献以及未发表的手稿当中。本书以专题的形式将这些信息进行了汇总。主要目的是提供给从事版图设计的人员使用，对于希望更好地理解电路与版图关系的电路设计者也很有价值。 本书面对广泛的读者群编写，其中一些人对高等数学和固体物理仅有有限的了解。书中的数学内容很少，而将重点放在区分所有变量以及采用最容易理解的单位上。读者只需掌握基础代数和初步的电子学知识即可。书中许多习题假设读者可以使用版图编辑软件；但是不具备这些资源的读者仍然可以借助铅笔和纸张完成大量习题。 全书总共包括14章和5个附录。前两章概述了器件物理和半导体工艺。这两章中没有数学推导，而是将重点放在了简单的口语化解释及可视模型上。第三章介绍了三种基本工艺：标准双极工艺、硅栅CMOS工艺以及模拟BiCMOS工艺。讲述的重点是剖面图以及剖面图与实例器件传统版图视图的对应关系。第四章涵盖的内容是常见失效机制，重点是版图在确定可靠性中的作用。第五、六章介绍了电阻和电容的版图。第七章以电阻和电容为例介绍了匹配原则。第八章至第十章介绍了双极器件的版图，而第十一、十二章介绍的是场效应晶体管的版图和匹配。第十三、十四章阐述了多个前沿问题，包括器件合并，保护环，ESD保护结构以及布局规划。附录中包括了首字母缩写，有关密勒指数的讨论，用于完成习题的版图规则范例以及书中所用公式的推导等内容。 ALAN HASTINGS

第1章 器件物理 1 1.1 半导体 1 1.2 PN结 9 1.3 双极型晶体管 16 1.4 MOS晶体管 20 1.5 JFET晶体管 25 1.6 小结 27 1.7 习题 28 第2章 半导体制造 30 2.1 硅制造 30 2.2 光刻技术 33 2.3 氧化物生长和去除 35 2.4 扩散和离子注入 41 2.5 硅淀积和刻蚀 46 2.6 金属化 51 2.7 组装 60 2.8 小结 64 2.9 习题 64 第3章 典型工艺 66 3.1 标准双极工艺 66 3.2 多晶硅栅CMOS工艺 80 3.3 模拟BiCMOS 96 3.4 小结 110 3.5 习题 110 第4章 失效机制 113 4.1 电过应力 113 4.2 玷污 121 4.3 表面效应 125 4.4 寄生效应 139 4.5 小结 154 4.6 习题 155 第5章 电阻 157 5.1 电阻率和方块电阻（薄层电阻） 157 5.2 电阻版图 159 5.3 电阻变化 162 5.4 电阻的寄生效应 167 5.5 不同电阻类型的比较 170 5.6 调整电阻阻值 182 5.7 小结 191 5.8 习题 191 第6章 电容和电感 193 6.1 电容 193 6.2 电感 210 6.3 小结 215 6.4 习题 216 第7章 电阻和电容的匹配 218 7.1 失配的测量 218 7.2 失配的原因 220 7.3 器件匹配规则 253 7.4 小结 259 7.5 习题 259 第8章 双极型晶体管 262 8.1 双极型晶体管的工作原理 262 8.2 标准双极型小信号晶体管 274 8.3 CMOS和BiCMOS工艺小信号双极型晶体管 292 8.4 小结 306 8.5 习题 307 第9章 双极型晶体管的应用 309 9.1 功率双极型晶体管 309 9.2 双极型晶体管匹配 327 9.3 双极型晶体管匹配设计规则 340 9.4 小结 345 9.5 习题 345 第10章 二极管 349 10.1 标准双极工艺二极管 349 10.2 CMOS和BiCMOS工艺二极管 363 10.3 匹配二极管 365 10.4 小结 368 10.5 习题 368 第11章 场效应晶体管 370 11.1 MOS晶体管的工作原理 371 11.2 构造CMOS晶体管 384 11.3 浮栅晶体管 402 11.4 JFET晶体管 408 11.5 小结 412 11.6 习题 412 第12章 MOS晶体管的应用 415 12.1 扩展电压晶体管 415 12.2 功率MOS晶体管 423 12.3 MOS晶体管的匹配 440 12.4 MOS晶体管的匹配规则 454 12.5 小结 457 12.6 习题 457 第13章 一些专题 460 13.1 合并器件 460 13.2 保护环 469 13.3 单层互连 474 13.4 构建焊盘环 479 13.5 ESD结构 483 13.6 习题 496 第14章 组装管芯 500 14.1 规划管芯 500 14.2 布局 506 14.3 顶层互连 511 14.4 小结 520 14.5 习题 520 附录A 缩写词汇表 523 附录 B 立方晶体的米勒指数 527 附录C 版图规则实例 529 附录D 数学推导 536 附录E 版图编辑软件的出处 541

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