集成電路版圖識(shí)別與提取標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、電 子 科 技 大 學(xué)實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告學(xué)生姓名：鄢傳宗，梁成豪 學(xué) 號(hào)：10，09 指導(dǎo)教師：王向展實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：211樓606 實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2014.5.4一、實(shí)驗(yàn)室名稱： 微電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室 二、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：集成電路版圖識(shí)別與提取三、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：4四、實(shí)驗(yàn)原理：本實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)放在版圖識(shí)別、電路拓?fù)涮崛?、電路功能分析三大模塊，實(shí)驗(yàn)流程如下：電路拓?fù)涮崛“鎴D中元器件識(shí)別總體布局布線觀察 復(fù)查，仿真驗(yàn)證電路功能分析打印輸出 五、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海?） 了解對(duì)塑封、陶瓷封裝等不同封裝形式的芯片解剖的方法及注意事項(xiàng)。（2） 學(xué)習(xí)并掌握集成電路版圖的圖形識(shí)別、電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)提取。（3） 能對(duì)提取得到的電路進(jìn)行功能分析、確定

2、，并可運(yùn)用PSPICE等ICCAD工具展開模擬仿真。六、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、 Motic SMZ體視顯微鏡使用與操作練習(xí)。2、在芯片上找出劃線槽、分布在芯片邊緣的壓焊點(diǎn)、對(duì)位標(biāo)記和CD Bar（特征尺寸線條）并測(cè)出有關(guān)的圖形尺寸和間距。仔細(xì)觀察芯片圖形總體的布局布線，找出電源線、地線、輸入端、輸出端及其對(duì)應(yīng)的壓焊點(diǎn)。3、判定此IC采用P阱還是N阱工藝；進(jìn)行版圖中元器件的辨認(rèn)，要求分出MOS管、多晶硅電阻和MOS電容。4、根據(jù)以上的判別依據(jù)，提取芯片上圖形所表示的電路連接拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；復(fù)查，加以修正；應(yīng)用PSPICE等電路模擬器進(jìn)行仿真驗(yàn)證。七、實(shí)驗(yàn)器材：（1）可連續(xù)變倍體視顯微鏡 1臺(tái)（2）鑷子、干燥器

3、皿（含干燥劑） 1套（3）未劃片封裝的圓片（含CMOS模擬電路） 1片（4）微機(jī) 1臺(tái)八、實(shí)驗(yàn)步驟：1、 首先熟悉Motic SMZ體視顯微鏡的使用。（1）接通電源，選擇視野光源。該顯微鏡備有兩種光源：透射式和入射式，芯片為不透明樣片，故采用入射光源。（2）與一般顯微鏡不同的是，該顯微鏡物鏡放大倍數(shù)連續(xù)可調(diào)，便于操作；焦距的變化通過調(diào)節(jié)升降桿旋鈕實(shí)現(xiàn)。注意調(diào)節(jié)過程中不可猛升猛降，以免損壞儀器。2、調(diào)節(jié)可變倍物鏡，將放大倍數(shù)調(diào)變至最小，再調(diào)節(jié)物鏡與樣品距離，至視野清晰，確定所需觀察的樣品位置。增大放大倍數(shù)，并調(diào)節(jié)焦距，至可在視野內(nèi)清楚地看到4個(gè)電路塊（Chip）。此時(shí)所見到的每塊之間的溝槽即為劃

4、片槽，封裝前將圓片沿此槽劃開，得到單個(gè)的芯片，將各壓焊點(diǎn)用引線引出封裝就是平時(shí)所用的集成電路塊。3、調(diào)節(jié)顯微鏡，在芯片內(nèi)查找出對(duì)位標(biāo)記和CD Bar（特征尺寸線條）。發(fā)現(xiàn)在芯片右上角有一塊區(qū)域?yàn)閷?duì)位標(biāo)記和CD條，由對(duì)位標(biāo)記可知，該電路共有13塊掩模版，每次對(duì)位均以第一塊版P阱版為準(zhǔn)，避免了以往采用的后一次以上一次為準(zhǔn)帶來的套刻誤差傳遞的危險(xiǎn)，套刻精度大為改善。4、進(jìn)一步增大放大倍數(shù)，使視野內(nèi)只有一個(gè)Chip出現(xiàn)，在其四周找出較大的亮的方框，即為壓焊點(diǎn)，先根據(jù)與壓焊點(diǎn)相連的連線的寬窄定出正、負(fù)電源線或地線，因本電路采用正負(fù)電源，判定上方左起第3個(gè)壓焊點(diǎn)接正電源，下方第左起第1個(gè)壓焊點(diǎn)接負(fù)電源。再

5、根據(jù)與正、負(fù)電源線的連接情況，輸入端一般都加二極管保護(hù)電路，可先查到有二極管保護(hù)電路的部分，分析與其相接的連線情況，確定芯片上方左起第1、2壓焊點(diǎn)為兩個(gè)輸入端壓焊點(diǎn)。 5、根據(jù)在襯底和阱中的器件與正、負(fù)電源線或地線的連接情況，判定此IC采用P阱還是N阱工藝。由觀測(cè)到的圖形可以發(fā)現(xiàn)，阱及其保護(hù)環(huán)與負(fù)電源相接，判定為P阱工藝。6、確定本電路采用的為P阱工藝之后，進(jìn)行版圖中元器件的辨認(rèn)。首先可以看出采用了多晶硅柵，且在輸入壓焊點(diǎn)到輸入管之間有一段多晶硅，但又無連線的“交叉”出現(xiàn)，排除了“過橋”的可能，初步判斷為電阻，再根據(jù)其與二極管保護(hù)電路連接最終與輸入管相接，可斷定是輸入端起限流作用的電阻。7、因

6、已確定為P阱工藝，則阱和保護(hù)環(huán)內(nèi)的器件應(yīng)為NMOS管，由圖形可見，兩輸入管共用一個(gè)源極，且源與P阱相接，但未接負(fù)電源，而是與另一個(gè)N管的漏相接，該N管的源極與負(fù)電源相接，意味著阱電位是浮動(dòng)的，這是為了消除輸入管襯底偏置效應(yīng)采取的措施。兩輸入管的漏極分別與另外兩個(gè)P管的漏相接，這兩個(gè)P管的源和襯底相連并與正電源連接，且其中一個(gè)P管的漏與柵極短接，說明這兩個(gè)P管構(gòu)成了電流鏡。類似可識(shí)別出其他的P管和N管。8、根據(jù)如上的圖形識(shí)別，將提取得到的各器件連接并整理成電路圖。九、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果分析：1.電路圖見附頁2，功能分析：第一部分是輸入保護(hù)電路。第二部分是差分和共源兩級(jí)放大電路，密勒電容是為了增大相位裕度。第三部分是將單端信號(hào)轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)。第三，四部分構(gòu)成一個(gè)改進(jìn)型的推挽輸出結(jié)構(gòu)。十、實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 結(jié)合課程所學(xué)的知識(shí)，對(duì)一種模擬集成電路進(jìn)行了版圖識(shí)別與提取，分析出該電路采用了硅柵P 阱CMOS工藝，電路結(jié)構(gòu)為帶輸入保護(hù)的典型差分輸入放大器。其中，在版圖中差分對(duì)的對(duì)稱性考慮、電流鏡的匹配設(shè)計(jì)有特色，值得今后設(shè)計(jì)中借鑒。十一、總結(jié)及心得體會(huì)：通過本次實(shí)驗(yàn)，了解了IC內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其主要工藝特點(diǎn)，加深了