集成电路设计：第二章 集成电路工艺与电路基础

"专用集成电路设计课件 第二章" 在专用集成电路（ASIC）设计中，第二章主要探讨了集成电路的工艺及电路设计的基础知识。这一章涵盖了从设计流程到制造工艺的重要概念，对于理解集成电路的整个生命周期至关重要。 首先，集成电路的设计可以分为多个阶段，包括系统设计、逻辑设计、电路设计和版图设计。这些阶段通常由专门的设计团队完成，而制造过程则由制造方执行，例如创建掩模版、圆片处理、划片和封装。设计规则在这两个环节间起到了桥梁的作用，确保设计能够适应制造工艺的限制，同时使工艺人员无需关心电路的具体功能。 2.1引言部分强调了Mead和Conway提出的集成电路设计与制造分离的思想，使得设计者可以专注于满足设计规则，而制造者则专注于按照标准工艺生产。这一模式催生了许多专业设计公司（Designhouses）和代工厂（Foundries），例如Creative和台湾的台积电（TSMC）等。 2.2集成电路制造基础深入介绍了关键的工艺过程。其中，氧化过程是形成硅片表面SiO2层的关键，这对于绝缘和掩蔽杂质扩散至关重要。氧化有两种类型：干氧氧化和湿氧氧化。接着，光刻工艺被详述，它是通过光的曝光和化学腐蚀将掩模版上的图案转移到硅片上的关键技术，用于创建集成电路中的微小结构。 在实际的设计过程中，设计师需要对高速、高密度VLSI设计中出现的模拟电路问题有所了解，因为这些特性可能影响到工艺选择和电路性能。因此，虽然VLSI设计通常被认为是数字系统设计，但对工艺的深入了解是不可或缺的。 2.2.1氧化过程中的SiO2层不仅是扩散掩蔽层，还在MOS场效应晶体管中用作绝缘栅介质，对于器件性能至关重要。2.2.2光刻工艺则是实现微细结构的关键步骤，它涉及硅衬底材料和光敏胶的曝光与显影，以形成所需的电路图案。 第二章内容详细讲解了集成电路设计和制造的基础，从设计流程到制造工艺，以及两者间的接口——设计规则，为理解和实践集成电路设计提供了坚实的基础。这一章的学习对于电子工程、通信、自动化和计算机科学等相关领域的学生和专业人士都极其重要。