集成电路版图识别与提取标准实验报告.docVIP

电子科技大学微电子与固体电子学院 标 准 实 验 报 告 课程名称 集成电路原理与设计 电 子 科 技 大 学 实 验 报 告 学生姓名： 学 号： 指导教师： 实验地点：微固楼 实验时间： 一、实验室名称： 微电子技术实验室 二、实验项目名称：集成电路版图识别与提取 三、实验学时：4 四、实验原理： 本实验重点放在版图识别、电路拓扑提取、电路功能分析三大模块，实验流程如下： 五、实验目的： 了解对塑封、陶瓷封装等不同封装形式的芯片解剖的方法及注意事项。 学习并掌握集成电路版图的图形识别、电路拓扑结构提取。 （3） 能对提取得到的电路进行功能分析、确定，并可运用PSPICE等ICCAD工具展开模拟仿真。 六、实验内容： Motic SMZ体视显微镜使用与操作练习。 2、在芯片上找出划线槽、分布在芯片边缘的压焊点、对位标记和CD Bar（特征尺寸线条）并测出有关的图形尺寸和间距。仔细观察芯片图形总体的布局布线，找出电源线、地线、输入端、输出端及其对应的压焊点。 3、判定此IC采用P阱还是N阱工艺；进行版图中元器件的辨认，要求分出MOS管、多晶硅电阻和MOS电容。 4、根据以上的判别依据，提取芯片上图形所表示的电路连接拓扑结构；复查，加以修正；应用PSPICE等电路模拟器进行仿真验证。 七、实验器材： （1）可连续变倍体视显微镜 1台 （2）镊子、干燥器皿（含干燥剂） 1套 （3）未划片封装的圆片（含CMOS模拟电路） 1片 （4）微机 1台 八、实验步骤： 首先熟悉Motic SMZ体视显微镜的使用。 （1）接通电源，选择视野光源。该显微镜备有两种光源：透射式和入射式，芯片为不透明样片，故采用入射光源。 （2）与一般显微镜不同的是，该显微镜物镜放大倍数连续可调，便于操作；焦距的变化通过调节升降杆旋钮实现。注意调节过程中不可猛升猛降，以免损坏仪器。 2、调节可变倍物镜，将放大倍数调变至最小，再调节物镜与样品距离，至视野清晰，确定所需观察的样品位置。增大放大倍数，并调节焦距，至可在视野内清楚地看到4个电路块（Chip）。此时所见到的每块之间的沟槽即为划片槽，封装前将圆片沿此槽划开，得到单个的芯片，将各压焊点用引线引出封装就是平时所用的集成电路块。 3、调节显微镜，在芯片内查找出对位标记和CD Bar（特征尺寸线条）。发现在芯片右上角有一块区域为对位标记和CD条，由对位标记可知，该电路共有13块掩模版，每次对位均以第一块版P阱版为准，避免了以往采用的后一次以上一次为准带来的套刻误差传递的危险，套刻精度大为改善。 4、进一步增大放大倍数，使视野内只有一个Chip出现，在其四周找出较大的亮的方框，即为压焊点，先根据与压焊点相连的连线的宽窄定出正、负电源线或地线，因本电路采用正负电源，判定上方左起第3个压焊点接正电源，下方第左起第1个压焊点接负电源。再根据与正、负电源线的连接情况，输入端一般都加二极管保护电路，可先查到有二极管保护电路的部分，分析与其相接的连线情况，确定芯片上方左起第1、2压焊点为两个输入端压焊点。 5、根据在衬底和阱中的器件与正、负电源线或地线的连接情况，判定此IC采用P阱还是N阱工艺。由观测到的图形可以发现，阱及其保护环与负电源相接，判定为P阱工艺。 6、确定本电路采用的为P阱工艺之后，进行版图中元器件的辨认。首先可以看出采用了多晶硅栅，且在输入压焊点到输入管之间有一段多晶硅，但又无连线的“交叉”出现，排除了“过桥”的可能，初步判断为电阻，再根据其与二极管保护电路连接最终与输入管相接，可断定是输入端起限流作用的电阻。 7、因已确定为P阱工艺，则阱和保护环内的器件应为NMOS管，由图形可见，两输入管共用一个源极，且源与P阱相接，但未接负电源，而是与另一个N管的漏相接，该N管的源极与负电源相接，意味着阱电位是浮动的，这是为了消除输入管衬底偏置效应采取的措施。两输入管的漏极分别与另外两个P管的漏相接，这两个P管的源和衬底相连并与正电源连接，且其中一个P管的漏与栅极短接，说明这两个P管构成了电流镜。类似可识别出其他的P管和N管。 8、根据如上的图形识别，将提取得到的各器件连接并整理成电路图