集成電路設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)教學(xué)大綱

集成電路設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)教學(xué)大綱目錄一、課程開設(shè)目的與要求 16二、教學(xué)中應(yīng)注意的問題 16三、課程內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配 16第一講集成電路設(shè)計(jì)概述（2學(xué)時(shí)） 16第二講集成電路制造工藝（2學(xué)時(shí)） 16第三講集成電路設(shè)計(jì)流程（2學(xué)時(shí)） 17第四講集成電路版圖設(shè)計(jì)（2學(xué)時(shí)） 17第五講電阻版圖設(shè)計(jì)（2學(xué)時(shí)） 17第六講電容和電感（2學(xué)時(shí)） 17第七講二極管與外圍器件（2學(xué)時(shí)） 18第八講雙極型晶體管（2學(xué)時(shí)） 18第九講MOS場效應(yīng)晶體管（2學(xué)時(shí)） 18第10講CMOS版圖設(shè)計(jì)（2學(xué)時(shí)） 18第11講工藝庫文件（2學(xué)時(shí)） 19第12講全定制倒相器版圖設(shè)計(jì)（2學(xué)時(shí)） 19第13-16講全定制倒相器版圖設(shè)計(jì)（8學(xué)時(shí)） 19四、教學(xué)課時(shí)分配 19五、實(shí)踐環(huán)節(jié)安排 20五、教材及參考書目 21

課程名稱：集成電路設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)課程編號：055514英文名稱：ICdesigntraining課程性質(zhì)：獨(dú)立設(shè)課課程屬性：專業(yè)限選課應(yīng)開學(xué)期：第6學(xué)期學(xué)時(shí)學(xué)分：課程總學(xué)時(shí)32，課程總學(xué)分2學(xué)生類別：本科生適用專業(yè)：電子科學(xué)與技術(shù)。先修課程：電路、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、集成電路版圖設(shè)計(jì)、模擬集成電路設(shè)計(jì)、微電子工藝、數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)。一、課程開設(shè)目的與要求本課程是電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)所開設(shè)的一門專業(yè)課。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握集成電路設(shè)計(jì)的基本原理和方法。理解集成電路的版圖設(shè)計(jì)基本原理，學(xué)會(huì)應(yīng)用相關(guān)集成電路設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法。掌握華大九天集成電路設(shè)計(jì)軟件的使用方法。學(xué)會(huì)電路分析和版圖設(shè)計(jì)的基本方法。為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)有關(guān)集成電路設(shè)計(jì)等方面的課程打下良好的理論基礎(chǔ)。二、教學(xué)中應(yīng)注意的問題本課程需要學(xué)生掌握一些基本的集成電路設(shè)計(jì)的概念和微電子工藝的基本知識，集成電路版圖設(shè)計(jì)、模擬集成電路設(shè)計(jì)、數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)的基本知識，而本屆學(xué)生沒有開始集成電路版圖設(shè)計(jì)課，故該課程實(shí)訓(xùn)中需要強(qiáng)化版圖的學(xué)習(xí)，教學(xué)中應(yīng)引起注意，可適當(dāng)延伸講授，重在培養(yǎng)學(xué)生使用軟件設(shè)計(jì)、分析和設(shè)計(jì)的能力。最好是能夠采取邊講邊練的方式授課。三、課程內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配第一講集成電路設(shè)計(jì)概述（2學(xué)時(shí)）重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)在于集成電路設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、無生產(chǎn)線設(shè)計(jì)、ICFoundry、MPW等基本概念?；疽螅菏煜ぜ呻娐吩O(shè)計(jì)的相關(guān)概念。第二講集成電路制造工藝（2學(xué)時(shí)）重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)在于CMOS集成電路工藝流程，難點(diǎn)在于工藝變化對于器件性能的影響?；疽螅赫莆占呻娐分圃旃に嚨幕竟に嚵鞒獭Ｕ莆崭鱾€(gè)工藝制備步驟或技術(shù)在集成電路制造中的目的和基本作用，形成一個(gè)CMOS集成電路工藝流程的基本概念。具體的工藝技術(shù)在微電子工藝課程中討論。第三講集成電路設(shè)計(jì)流程（2學(xué)時(shí)）重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)在于linux操作系統(tǒng)及華大九天軟件的基本用法，難點(diǎn)在于linux命令的參數(shù)具體用法?；疽螅赫莆誰inux系統(tǒng)的使用方法，華大九天軟件的DM管理器，電路原理圖的畫法，符號圖的畫法以及電路的前仿真方法，版圖的基本設(shè)計(jì)界面等。本章內(nèi)容以實(shí)驗(yàn)為主，邊講邊練。第四講集成電路版圖設(shè)計(jì)（2學(xué)時(shí)）重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)在于版圖設(shè)計(jì)的基本方法，難點(diǎn)在于版圖中層次的理解。基本要求：掌握版圖設(shè)計(jì)的基本概念和理論，熟悉版圖設(shè)計(jì)流程。第五講電阻版圖設(shè)計(jì)（2學(xué)時(shí)）重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)在于集成電路電阻的設(shè)計(jì)和計(jì)算方法，難點(diǎn)在于不同類型電阻的區(qū)別及連接方法。基本要求：掌握方塊電阻的概念，集成電路電阻的設(shè)計(jì)和計(jì)算方法。會(huì)用軟件設(shè)計(jì)多晶硅電阻、阱電阻。本章內(nèi)容可以邊講邊練，也可以先理論，再實(shí)驗(yàn)。第六講電容和電感（2學(xué)時(shí)）重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)在于電容電感的設(shè)計(jì)和計(jì)算，難點(diǎn)在于電容電感的版圖層次結(jié)構(gòu)。基本要求：掌握電容和電感的設(shè)計(jì)和計(jì)算方法。會(huì)用軟件設(shè)計(jì)MIM電容，電感。第七講二極管與外圍器件（2學(xué)時(shí)）重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)在于二極管的設(shè)計(jì)和計(jì)算，難點(diǎn)在于二極管的版圖層次結(jié)構(gòu)及連接方式?；疽螅赫莆斩O管、壓焊塊、連線的設(shè)計(jì)方法。會(huì)用軟件設(shè)計(jì)PN二極管，壓焊塊和連線。第八講雙極型晶體管（2學(xué)時(shí)）重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)在于三極管的設(shè)計(jì)和計(jì)算，難點(diǎn)在于三極管的版圖層次結(jié)構(gòu)及連接方式?；疽螅赫莆针p極型晶體管的版圖設(shè)計(jì)方法和規(guī)則。會(huì)用軟件設(shè)計(jì)NPN、PNP雙極型晶體管。第九講MOS場效應(yīng)晶體管（2學(xué)時(shí)）重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)在于MOS管的設(shè)計(jì)和計(jì)算，難點(diǎn)在于MOS管的版圖層次結(jié)構(gòu)及連接方式?；疽螅赫莆誐OS管的版圖設(shè)計(jì)方法和技巧，棍棒圖的使用方法。會(huì)用軟件設(shè)計(jì)NMOS和PMOS晶體管第10講CMOS版圖設(shè)計(jì)（2學(xué)時(shí)）重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)在于CMOS的設(shè)計(jì)和計(jì)算，難點(diǎn)在于CMOS的版圖層次結(jié)構(gòu)及連接方式。基本要求：掌握CMOS集成電路的版圖設(shè)計(jì)方法和技巧。會(huì)用軟件進(jìn)行CMOS電路的版圖DRC驗(yàn)證。第11講工藝庫文件（2學(xué)時(shí)）重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)在于CMOS集成電路的工藝庫文件，難點(diǎn)在于庫文件的設(shè)計(jì)規(guī)則?；疽螅赫莆誄MOS集成電路設(shè)計(jì)中的工藝庫文件，包括DRC驗(yàn)證，工藝設(shè)計(jì)等規(guī)則。會(huì)用軟件進(jìn)行DRC驗(yàn)證。第12講全定制倒相器版圖設(shè)計(jì)（2學(xué)時(shí)）重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)在于全定制倒相器電路的版圖設(shè)計(jì)方法?；疽螅赫莆杖ㄖ频瓜嗥麟娐返陌鎴D設(shè)計(jì)方法。會(huì)用軟件進(jìn)行SDL，DRC驗(yàn)證和LVS驗(yàn)證。第13-16講全定制倒相器版圖設(shè)計(jì)（8學(xué)時(shí)）重點(diǎn)內(nèi)容：掌握集成電路電路的版圖設(shè)計(jì)方法。會(huì)用軟件進(jìn)行SDL，DRC驗(yàn)證和LVS驗(yàn)證。包括4個(gè)實(shí)訓(xùn)任務(wù)：倒相器、二極管連接的PMOS的運(yùn)放電路、二極管連接的NMOS的運(yùn)放電路和電荷泵運(yùn)放電路的設(shè)計(jì)和版圖設(shè)計(jì)。提交設(shè)計(jì)成果和實(shí)訓(xùn)報(bào)告。四、教學(xué)課時(shí)分配本課程共32學(xué)時(shí)。教學(xué)課時(shí)分配表章次課時(shí)分配（學(xué)時(shí)）授課實(shí)驗(yàn)課外討論備注備注第一講集成電路設(shè)計(jì)概述2第二講集成電路制造工藝2第三講集成電路設(shè)計(jì)流程2第四講集成電路版圖設(shè)計(jì)2第五講電阻版圖設(shè)計(jì)2第六講電容和電感2第七講二極管與外圍器件2第八講雙極型晶體管2第九講MOS場效應(yīng)晶體管2第10講CMOS版圖設(shè)計(jì)2第11講工藝庫文件2第12講全定制倒相器版圖設(shè)計(jì)2第13-16講全定制倒相器版圖設(shè)計(jì)8合計(jì)626總授課課時(shí)32課堂教學(xué)中，教師應(yīng)精心組織教學(xué)內(nèi)容，注重發(fā)揮學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中的主體作用和教師的主導(dǎo)作用，注重采用多種教學(xué)形式提高課堂教學(xué)質(zhì)量。在宏觀上，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生對課程內(nèi)容的總體把握，使學(xué)生能夠觸類旁通；在微觀上，應(yīng)啟發(fā)學(xué)生能夠從數(shù)學(xué)概念、物理概念及工程概念去分析問題、解決問題，突出版圖設(shè)計(jì)的技術(shù)及應(yīng)用。五、實(shí)踐環(huán)節(jié)安排實(shí)訓(xùn)任務(wù)精心設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)任務(wù)和實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生能夠綜合應(yīng)用所學(xué)理論和方法解決實(shí)際問題，進(jìn)一步掌握課程的基本理論。一般實(shí)驗(yàn)側(cè)重學(xué)生對基本內(nèi)容和基本方法的掌握，實(shí)訓(xùn)任務(wù)側(cè)重學(xué)生綜合能力及分析能力的鍛煉和提高。在教學(xué)手段與方法改革過程中，最突出的是實(shí)驗(yàn)課貫穿于理論教學(xué)的全過程，科學(xué)技術(shù)與課程內(nèi)容的緊密結(jié)合，軟件仿真與硬件實(shí)現(xiàn)的有機(jī)結(jié)合。課程考核：完成4個(gè)訓(xùn)練任務(wù)，提交任務(wù)報(bào)告?；疽螅好看螌?shí)驗(yàn)課前，學(xué)生應(yīng)預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)講義，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮腿蝿?wù)，擬定實(shí)驗(yàn)步驟，并認(rèn)真復(fù)習(xí)與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相關(guān)的理論。實(shí)驗(yàn)過程中嚴(yán)格按實(shí)驗(yàn)規(guī)程操作。愛護(hù)實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備。實(shí)驗(yàn)完成后要寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，其內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理和計(jì)算，對實(shí)驗(yàn)結(jié)