7400芯片引腳圖功能圖簡(jiǎn)析

隨著我國(guó)微電子產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，集成電路自主設(shè)計(jì)需求迅速增加。集成電路設(shè)計(jì)分為正向設(shè)計(jì)和逆向設(shè)計(jì)。正向設(shè)計(jì)是根據(jù)芯片的功能要求設(shè)計(jì)電路，仿真驗(yàn)證后進(jìn)行版圖設(shè)計(jì)，再進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)則檢驗(yàn)、電路和版圖比較檢驗(yàn)，進(jìn)行后仿真檢驗(yàn)。

逆向設(shè)計(jì)是首先對(duì)已有的芯片采用化學(xué)方法進(jìn)行分層拍照和提取縱向參數(shù)。從版圖照片上提取電路，仿真驗(yàn)證后，根據(jù)現(xiàn)有的工藝條件，借鑒解析版圖進(jìn)行版圖設(shè)計(jì)，終達(dá)到指標(biāo)要求。集成電路版圖設(shè)計(jì)是科學(xué)性和藝術(shù)性的結(jié)合，需要長(zhǎng)期的實(shí)踐才能設(shè)計(jì)出產(chǎn)品，為了節(jié)約成本和學(xué)習(xí)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)常需要研究性能優(yōu)良芯片的版圖結(jié)構(gòu)，相互借鑒，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

本文對(duì)SN7400芯片進(jìn)行了逆向解析，通過(guò)研究掌握了該芯片的設(shè)計(jì)思想和單元器件結(jié)構(gòu)，對(duì)于雙極型集成電路設(shè)計(jì)是十分有益的。SN7400芯片是雙列直插式塑料封裝，共14個(gè)管腳，包含四個(gè)二輸入與非門(mén)。根據(jù)芯片編號(hào)規(guī)則判斷為雙極工藝制造。

首先將芯片放到濃硝酸中加熱去掉封裝，用去離子水沖洗、吹干后在顯微鏡下拍照鋁層照片。再將芯片放到鹽酸溶液中漂洗去掉鋁層，用去離子水沖洗、吹干后放到氫氟酸溶液中去掉二氧化硅層，經(jīng)去離子水沖洗、吹干后用染色劑染色，雜質(zhì)濃度高部分顏色變深，沖洗、吹干后在顯微鏡下對(duì)去鋁層（有源層）芯片拍照。

采用圖形編輯軟件分別對(duì)兩層照片進(jìn)行拼接，獲得版圖照片。有鋁層和去鋁層照片表明芯片四個(gè)二輸入與非門(mén)結(jié)構(gòu)相同，只要分析一個(gè)與非門(mén)即可。縱向NPN晶體管由于性能比PNP晶體管好，因此是雙極工藝的主要使用晶體管。隔離區(qū)為P+注入，采用結(jié)隔離技術(shù)，隔離區(qū)接低電平，保證隔離區(qū)反偏。

根據(jù)S N 7 4 0 0芯片的鋁層和去鋁層版圖照片提取了一個(gè)二輸入與非門(mén)電路。采用Pspice軟件對(duì)電路圖進(jìn)行瞬態(tài)仿真，其中電源電壓為5V，輸入信號(hào)高電平為3.5V，低電平為0.2V。結(jié)果表明該電路實(shí)現(xiàn)了與非門(mén)的邏輯功能，電路提取正確。

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