数字集成电路设计之集成电路设计概论

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1、数字集成电路设计主讲教师主讲教师::董艳燕董艳燕dongyy8@cjlu.edu.cndongyy8@cjlu.edu.cn1313617218813136172188赛博北楼赛博北楼408408--22——课程概况一、课程安排学时数:52学时课堂教学40学时、实验10学时课课实验10学时安排如下：程程概序号实验内容实验性质学时周次概况况1UNIX操作系统验证312周周一2反向器原理图的输入和仿真综合312周周四3反向器，版图设计和验证综合213周周一4与非门版图的设计和验证验证213周周四——内容简

2、介11绪论22集成电路制作工艺内内容容33集成电路器件及模型简简44基本单元电路介介55基本模块66I/O设计77MOS存储器88设计方法和版图设计——参考文献著作：1、甘学温，赵宝瑛等著，集成电路原理与设计，北京大学出版社，2006年参参2、JanM.Rabaey等著，周润德等译，数字集成电路：电路、系统与设计考考(第2版)，电子工业出版社，2004年文3、Sung-MoKang等著，王志功等译，CMOS数字集成电路分析与设计(第文3版)，电子工业出版社，2004年献献4、R.JacobBaker等

3、著，陈中建译，CMOS电路设计、布局与仿真，机械工业出版社，2006年5、J.Bhasker著，徐振林译，VerilogHDL硬件描述语言，机械工业出版社，2000年——参考文献学术期刊：半导体学报、电子学报、电路与系统学报参参固体电子学研究与进展、微电子学、半导体技术、微电子考考技术文文AppliedPhysics、JournalofAppliedPhysics、Thin献献SolidFilm、IEEEElectronDeviceLetters网络资源：集成电路原理与设计http://http://

4、www.jpk.pku.edu.cn/pkujpk/course/icwww.jpk.pku.edu.cn/pkujpk/course/ic微电子学概论课程http://http://ime.pku.edu.cn/course/wdzxglime.pku.edu.cn/course/wdzxgl——作业和实验答疑时间答疑时间::周五下午周五下午作业和实验作业和实验作业作业::每一个人准备一本作业本，严禁用单页纸交作业实验报告：实验报告：采用规定的实验报告单采用规定的实验报告单授课、成绩评定方法授课、成

5、绩评定方法òò考试成绩考试成绩:70%:70%òò实实验验:20%:20%òò平时成绩平时成绩::10%10%第一章第一章绪论人类社会已经进入硅器时代！硅器时代的进程-晶体管效应的发现●1947年12月,美国获1956年Nobel物理奖贝尔实验室WilliamShockley领导的研究小组发现了晶体点接触是金管效应Ge材料●1948年6月向全世界公布硅时代的奠基人：硅时代的奠基人：33位科学家位科学家J.BardeenW.BrattainW.Schokley,Thethreeinventorsofth

6、etransistor:(lefttoright)WilliamShockley,JohnBardeen,andWalterBrattain,whowereawardedthe1956NobelPrizeinphysics.硅时代的飞跃-集成电路的诞生ò1958年美国德州仪器TI公司ClairKilby研究小组发明了第一块集成电路，1T,3R,1C,锗半导体。1959年2月申请专利获2000年Nobel物理奖衬底:Ge集成电路更先进的方案1961年仙童公司第一个单片平面集成电路set/resetfli

7、p-flop2Fairchildresistortransistorlogicintegratedcircuit.从沙子(硅)到晶圆硅片沙子硅单晶棒地球上丰富度仅次于氧的硅是天然半导体，先拉成晶锭，后制作出晶圆芯片制造过程芯片制造过程硅片由氧化、淀积、离子注入或扩散等形成新的薄膜或膜层曝光用掩膜版重复20-30次刻蚀带芯片的硅片集成电路的基础——MOSFETGSPolyDGateOxiden+n+LeffLDrawnSourceDrainp-substrateLD+n+nW线宽(Linewidth),

8、特征尺寸(FeatureSize)指什么？不同栅长的晶体管沟道长度为0.15μm的晶体管90nm栅长的晶体管CMOS集成电路GGBSDBSDp+n+n+n+p+p+n-wellp-substrateVDDVDDVDDRonpPMOSVoutVinVoutVoutNMOSCLRonnGNDVin=VDDVin=GND比较：90年代生产的IC中晶体管大小与人类头发丝粗细、皮肤细胞大小30μm100μm头发丝粗细50μm1μm×1μm(晶体管的大小)晶圆（晶圆