一種用于消除主動屏蔽層天線效應的保護電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于集成電路設計領域，提出了一種應用于安全芯片的保護電路，可有效地消除安全芯片內主動屏蔽層的天線效應，提高了芯片的魯棒性。
【背景技術】
[0002]近年來智能卡市場呈現(xiàn)出以幾何級數(shù)增長的態(tài)勢。智能卡以其特有的安全可靠性，被廣泛應用于從單個器件到大型復雜系統(tǒng)的安全解決方案。然而隨著智能卡的日益普及，針對智能卡的各種專用攻擊技術也在同步發(fā)展。分析智能卡面臨的安全攻擊，研究相應的防范策略，對于保證整個智能卡應用系統(tǒng)的安全性有重大的意義。
[0003]對智能卡的攻擊可分為三種基本類型:物理攻擊、邊頻攻擊和失效分析攻擊。物理攻擊中最常用的手段是微探針技術，攻擊者通常在去除芯片封裝之后，通過恢復芯片功能焊盤與外界的電氣連接，最后可以使用微探針獲取感興趣的信號，從而分析出智能卡的有關設計信息和存儲結構，甚至直接讀取出存儲器的信息進行分析。
[0004]基于上述情況，需要智能卡芯片提供很強的防刺探機制，現(xiàn)在業(yè)界流行的技術是采用復雜的可被CPU控制的主動屏蔽層技術覆蓋整個芯片。一旦芯片被刺探，勢必要破壞或干擾主動屏蔽層的正常功能，則CPU可以即時的探測到主動屏蔽層發(fā)出的報警信號，根據(jù)COS的設定采用不同級別的主動防御措施。新一代的高端芯片更是采用專有的多層布局結構.相當于給每層電路都加上各自的主動屏蔽層。
[0005]主動屏蔽層一般由覆蓋整個芯片的頂層或者多層金屬線和硅片襯底上的有源器件組成。前者在生產制造過程中會積累大量的電荷，如果不能及時泄放，會損壞與其連接的有源器件的柵極，造成芯片漏電，嚴重的情況使得芯片不能正常工作，降低芯片的成品率?，F(xiàn)有技術是采用天線二極管以反偏的方式將金屬屏蔽層與地連接，當電荷累積到一定程度時會先軟擊穿天線二極管，電荷全部從天線二極管泄放掉，降低了有源器件柵極到地的電壓差，從而起到保護有源器件柵極的作用。上述方法的缺點有兩個:一是由于金屬屏蔽層覆蓋整個芯片，較大芯片面積的金屬線長度都可以達到米的數(shù)量級，因此所需的天線二極管數(shù)量過多，反過來會增加芯片的面積，即使采用將金屬線分段和增加有源器件柵極面積的方式，其面積仍然不能忽略；二是天線二極管均由EDA版圖工具自動插入，均勻性和距離均不能保證，芯片仍然存在有魯棒性的問題。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明要解決的問題在于提供一種用于消除主動屏蔽層天線效應的保護電路，以解決上述【背景技術】中提出的問題。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案:
[0008]—種用于消除主動屏蔽層天線效應的保護電路，包括天線屏蔽線A、M0S管NI和天線二極管Dl，所述天線屏蔽線A的輸入端IN連接反相器inverterl的輸出端，天線屏蔽線A的輸出端OUT連接天線二極管Dl的陰極和MOS管NI的源極，MOS管NI的漏極連接二極管D2的陰極和反相器inverter2的輸入端，MOS管NI的溝道將天線屏蔽線A的輸出端OUT和反相器inverter2的輸入端在物理上分隔開。
[0009]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案:所述MOS管NI可以是N溝道MOS管、N/P MOS互補型和其他4端device中的一種。
[0010]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案:所述金屬屏蔽線A上積累的電荷在MOS管NI的源極泄放掉。
[0011]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案:所述二極管Dl和D2分別是MOS管NI的源端和漏端與襯底地形成的寄生二極管。
[0012]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提出了一種由MOS管這種4端器件和其柵極控制電路構成的天線效應保護電路結構，消除了對傳統(tǒng)天線二極管的依賴，有效減小主動屏蔽層所需的天線效應保護電路的面積，提高了芯片的魯棒性。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的電路圖；
[0014]圖2為現(xiàn)有技術的電路圖。
【具體實施方式】
[0015]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0016]請參閱圖1-2，一種用于消除主動屏蔽層天線效應的保護電路，包括天線屏蔽線A、MOS管NI和天線二極管Dl，所述天線屏蔽線A的輸入端IN連接反相器inverterl的輸出端，天線屏蔽線A的輸出端OUT連接天線二極管Dl的陰極和MOS管NI的源極，MOS管NI的漏極連接二極管D2的陰極和反相器inverted的輸入端，MOS管NI的溝道將天線屏蔽線A的輸出端OUT和反相器inverter2的輸入端在物理上分隔開。
[0017]MOS管NI可以是N溝道MOS管、N/P MOS互補型和其他4端device中的一種。金屬屏蔽線A上積累的電荷在MOS管NI的源極泄放掉。所述二極管Dl和D2分別是MOS管NI的源端和漏端與襯底地形成的寄生二極管。
[0018]本發(fā)明的工作原理是:本發(fā)明在OUT和inverter2之間插入了一個NMOS管NI，在芯片加工生產時的作用相當于隔離器件，在芯片工作時的作用則是傳輸門。二極管Dl和D2分別是NI的源端和漏端與襯底地形成的寄生二極管。
[0019]NI的溝道將a和b在物理上分隔開，金屬屏蔽線沒有直接連接到inverter2的柵極，這樣芯片生產時金屬屏蔽線上積累的電荷只會傳到a點，并通過a點泄放，b點也就是inverter2的柵極并不受天線效應影響，所以芯片的魯棒性大大提高。而正常工作時，只需要在NI的柵極上施加大于NI管的開啟電壓便可以實現(xiàn)a到b的通路。理論上來說，由于金屬屏蔽線并未連接到任何MOS的柵極，所以不存在天線效應，這樣NI的尺寸就可以做的非常小，只需要保證電路正常工作時的等效電阻滿足需求即可，相對傳統(tǒng)方案而言芯片面積基本不受保護電路的影響。
[0020]NI的形式不局限于NM0S，也可以是N/P MOS互補型，也可以是其他4端device。同時可以將NI和其柵極的控制電路做成標準門單元，可以被版圖的自動布局布線工具調用，更加自動化。
【主權項】
1.一種用于消除主動屏蔽層天線效應的保護電路，其特征在于，包括天線屏蔽線A、MOS管NI和天線二極管Dl，所述天線屏蔽線A的輸入端IN連接反相器inverter I的輸出端，天線屏蔽線A的輸出端OUT連接天線二極管Dl的陰極和MOS管NI的源極，MOS管NI的漏極連接二極管D2的陰極和反相器inverted的輸入端，MOS管NI的溝道將天線屏蔽線A的輸出端OUT和反相器inverter2的輸入端在物理上分隔開。2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于消除主動屏蔽層天線效應的保護電路，其特征在于，所述MOS管NI可以是N溝道MOS管、N/P MOS互補型和其他4端device中的一種。3.根據(jù)權利要求1所述的一種用于消除主動屏蔽層天線效應的保護電路，其特征在于，所述金屬屏蔽線A上積累的電荷在MOS管NI的源極泄放掉。4.根據(jù)權利要求1所述的一種用于消除主動屏蔽層天線效應的保護電路，其特征在于，所述二極管Dl和D2分別是MOS管NI的源端和漏端與襯底地形成的寄生二極管。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于消除主動屏蔽層天線效應的保護電路，包括天線屏蔽線A、MOS管N1和天線二極管D1，所述天線屏蔽線A的輸入端IN連接反相器inverter1的輸出端，天線屏蔽線A的輸出端OUT連接天線二極管D1的陰極和MOS管N1的源極，MOS管N1的漏極連接二極管D2的陰極和反相器inverter2的輸入端，MOS管N1的溝道將天線屏蔽線A的輸出端OUT和反相器inverter2的輸入端在物理上分隔開。本發(fā)明提出了一種由MOS管這種4端器件和其柵極控制電路構成的天線效應保護電路結構，消除了對傳統(tǒng)天線二極管的依賴，有效減小主動屏蔽層所需的天線效應保護電路的面積，提高了芯片的魯棒性。
【IPC分類】H01L27/02
【公開號】CN105118829
【申請?zhí)枴緾N201510599183
【發(fā)明人】阮為
【申請人】芯佰微電子（北京）有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年9月18日