集成电路版图识别与提取标准实验报告

1、电 子 科 技 大 学实 验 报 告学生姓名：鄢传宗，梁成豪 学 号：10，09 指导教师：王向展实验地点：211楼606 实验时间：2014.5.4一、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：电路拓扑提取版图中元器件识别总体布局布线观察 复查，仿真验证电路功能分析打印输出 五、实验目的：（1） 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。（2） 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

2、，并可运用PSPICE等ICCAD工具展开模拟仿真。六、实验内容：1、 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

3、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：1、 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

4、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

5、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

6、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。九、实验数据及结果分析：1.电路图见附页2，功能分析：第一部分是输入保护电路。第二部分是差分和共源两级放大电路，密勒电容是为了增大相位裕度。第三部分是将单端信号转换为差分信号。第三，四部分构成一个改进型的推挽输出结构。十、实验结论： 结合课程所学的知识，对一种模拟集成电路进行了版图识别与提取，分析出该电路采用了硅栅P 阱CMOS工艺，电路结构为带输入保护的典型差分输入放大器。其中，在版图中差分对的对称性考虑、电流镜的匹配设计有特色，值得今后设计中借鉴。十一、总结及心得体会：通过本次实验，了解了IC内部结构及其主要工艺特点，加深了