版圖提取(電子科技大學(xué)王向展)

1、4/4電 子 科 技 大 學(xué)實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告學(xué)生姓名：連亞濤/王俊穎 學(xué)號(hào)：22/0007指導(dǎo)教師:王向展實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：211樓66 實(shí)驗(yàn)時(shí)間:20146一、實(shí)驗(yàn)室名稱： 微電子技術(shù)實(shí) 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):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?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)。學(xué)習(xí)并掌握集成電路版圖的圖形識(shí)別、電路拓?fù)?/p>

2、結(jié)構(gòu)提取。（）能對(duì)提取得到的電路進(jìn)行功能分析、確定,并可運(yùn)用PIE等ICCAD工具展開模擬仿真。六、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：、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CBar(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、稀、輸出端及其對(duì)應(yīng)的壓焊點(diǎn).2、判定此IC采用P阱還是阱工藝;進(jìn)行版圖中元器件的辨認(rèn),要求分出OS管、多晶硅電阻和MS電容。3、根據(jù)以上的判別依據(jù)，提取芯片上圖形表示的電路連接拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);復(fù)查,加以修正。七、實(shí)驗(yàn)器材：（1)微機(jī) 1待提取電路圖版圖圖片 張八、實(shí)驗(yàn)步驟：1、在芯片內(nèi)查找出對(duì)位標(biāo)記和CDBa(特征尺寸線條）.發(fā)現(xiàn)在芯片右上角

3、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.、在圖中找出壓焊點(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。再根據(jù)與正、負(fù)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、2壓焊點(diǎn)為兩個(gè)輸入端壓焊點(diǎn). 3、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I采用阱還是阱工藝。由觀測(cè)到的圖形可

4、以發(fā)現(xiàn)，阱及其保護(hù)環(huán)與負(fù)電源相接,判定為阱工藝4、確定本電路采用的為P阱工藝之后，進(jìn)行版瘀辨認(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.、因已確定為阱工藝，則阱和保護(hù)環(huán)內(nèi)的器件應(yīng)為OS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)管的漏相接,該管的源極與負(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

5、與正電源連接，且其中一個(gè)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.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、提取電路圖根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察分析，按要求提取出芯片上電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其電路圖如下圖所示:2、電路功能分析有提取到的電路圖可見，實(shí)驗(yàn)樣片的電路是采用多晶硅柵P阱CMOS工藝的放大器電路,該電路由典型的差分放大輸入級(jí)電路、偏置電路、中間放大電路、推挽輸出級(jí)電路構(gòu)成. 電路功能分析：、T2構(gòu)成源耦合對(duì),作為差分輸入;輸入端的四個(gè)二極管和兩個(gè)作為輸入保護(hù)電路；T3、T4構(gòu)成電流鏡作為T1、T的有源負(fù)載，同時(shí)完成雙端-單端輸出

6、的轉(zhuǎn)換；5作為中間放大級(jí)電路,對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大；T9、T10、T11構(gòu)成電流鏡為源耦合對(duì)和中間放大級(jí)電路提供恒流源；T6、T、8、T9為偏置電路為源耦合對(duì)和中間放大級(jí)電路提供偏置；22、T23、24、T25為偏置電路為后面的電路提供偏置。推挽輸出級(jí)電路的功能：當(dāng)V0增大時(shí)，T的電流增加，通過20、T2、T8鏡像到T19，使其電流增加；同時(shí)T12的電流減小,鏡像到T7的電流減小,負(fù)載電流主要通過19。當(dāng)V減小時(shí),則情況相反.十、實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 結(jié)合課程所學(xué)的知識(shí)，對(duì)模擬集成電路進(jìn)行了版圖識(shí)別與提取，分析出該電路采用多晶硅柵P阱CMO工藝的放大器電路，該電路由典型的差分放大輸入級(jí)電路、偏置電路、中間放大電路、推挽輸出級(jí)電路構(gòu)成。十一、總結(jié)及心得體會(huì)：1、通過本次實(shí)驗(yàn),了解了C內(nèi)部結(jié)構(gòu)、版圖及其主要工藝特點(diǎn),加深了對(duì)微電子集成電路實(shí)際版圖的感性認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)了自身的實(shí)驗(yàn)與綜合分析能力，學(xué)習(xí)了逆向設(shè)計(jì)的基本方法,進(jìn)而為今后從事科研、開發(fā)工作打下良好基礎(chǔ)。2、通過本次實(shí)驗(yàn)掌握了版圖識(shí)別和電路提取的基本技能。3、在版圖中設(shè)計(jì)中大量采用了對(duì)稱結(jié)構(gòu),PM和NMO結(jié)合使用,電流鏡的匹配設(shè)計(jì)有特色，值得今后設(shè)