46、集成电路逆向工程的现状与挑战

集成电路逆向工程的现状与挑战

1. 集成电路微观结构分析

在集成电路（IC）的微观结构方面，我们可以通过一些先进的成像技术来深入了解其内部特征。例如，像素的扫描电容显微镜（SCM）横截面图像能展示出其掺杂结构。化学染色虽长期用于凸显硅中的掺杂区域，但目前仍更像是一门艺术而非精确科学。而SCM的发展让我们能更清晰地分辨出诸如光电阴极上方的P型钉扎层和浮动扩散区等特征。在N型衬底中，深蓝色区域为P型隔离区。

另外，从传输晶体管栅极的透射电子显微镜（TEM）图像可知，用于侧壁间隔物的氮化物层仅部分从栅极顶部蚀刻掉，光电阴极一侧的残留氮化物被用作抗反射（AR）层。

半导体加工存在两大并行趋势：一是遵循摩尔定律的尺寸缩小，向45纳米及以下节点发展，并引入高k/金属栅极晶体管；二是更多的工艺集成，将射频/混合信号和嵌入式存储器工艺融入CMOS逻辑工艺。如今，对纳米级特征的分析已接近分析能力的极限，虽可用高分辨率电子显微镜成像，但获取结构化学成分的细节已相当于在进行原子计数。

最终的逆向工程文档形式多样，可根据客户需求，从专注于专利权利要求中特定特征的报告，到详细分析高端芯片完整结构和工艺的综合报告。

2. 电路提取的演变与流程

2.1 过去与现在的对比

过去10 - 20年，电路提取相对简单。当时典型的集成电路可能只有一层金属，采用1 - 2微米技术。去除封装后，从顶层金属平面视图通常能看到所有特征。工程师会将芯片置于光学成像设备下拍摄高倍图像，冲洗照片后拼接成芯片图像，再用“在地板上爬行”的方式标注导线和晶体管，最后先在纸上绘制原理图，再导入原理图编辑器。

如今，随着器件复杂度遵循摩