一種用于消除主動(dòng)屏蔽層天線效應(yīng)的保護(hù)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，提出了一種應(yīng)用于安全芯片的保護(hù)電路，可有效地消除安全芯片內(nèi)主動(dòng)屏蔽層的天線效應(yīng)，提高了芯片的魯棒性。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)智能卡市場(chǎng)呈現(xiàn)出以幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。智能卡以其特有的安全可靠性，被廣泛應(yīng)用于從單個(gè)器件到大型復(fù)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(duì)智能卡的各種專用攻擊技術(shù)也在同步發(fā)展。分析智能卡面臨的安全攻擊，研究相應(yīng)的防范策略，對(duì)于保證整個(gè)智能卡應(yīng)用系統(tǒng)的安全性有重大的意義。
[0003]對(duì)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(shù)，攻擊者通常在去除芯片封裝之后，通過(guò)恢復(fù)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(hào)，從而分析出智能卡的有關(guān)設(shè)計(jì)信息和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，甚至直接讀取出存儲(chǔ)器的信息進(jìn)行分析。
[0004]基于上述情況，需要智能卡芯片提供很強(qiáng)的防刺探機(jī)制，現(xiàn)在業(yè)界流行的技術(shù)是采用復(fù)雜的可被CPU控制的主動(dòng)屏蔽層技術(shù)覆蓋整個(gè)芯片。一旦芯片被刺探，勢(shì)必要破壞或干擾主動(dòng)屏蔽層的正常功能，則CPU可以即時(shí)的探測(cè)到主動(dòng)屏蔽層發(fā)出的報(bào)警信號(hào)，根據(jù)COS的設(shè)定采用不同級(jí)別的主動(dòng)防御措施。新一代的高端芯片更是采用專有的多層布局結(jié)構(gòu).相當(dāng)于給每層電路都加上各自的主動(dòng)屏蔽層。
[0005]主動(dòng)屏蔽層一般由覆蓋整個(gè)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(chǎn)制造過(guò)程中會(huì)積累大量的電荷，如果不能及時(shí)泄放，會(huì)損壞與其連接的有源器件的柵極，造成芯片漏電，嚴(yán)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(shù)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(dāng)電荷累積到一定程度時(shí)會(huì)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(hù)有源器件柵極的作用。上述方法的缺點(diǎn)有兩個(gè):一是由于金屬屏蔽層覆蓋整個(gè)芯片，較大芯片面積的金屬線長(zhǎng)度都可以達(dá)到米的數(shù)量級(jí)，因此所需的天線二極管數(shù)量過(guò)多，反過(guò)來(lái)會(huì)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(dòng)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(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明要解決的問(wèn)題在于提供一種用于消除主動(dòng)屏蔽層天線效應(yīng)的保護(hù)電路，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問(wèn)題。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0008]—種用于消除主動(dòng)屏蔽層天線效應(yīng)的保護(hù)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(bǔ)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(shù)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(gòu)成的天線效應(yīng)保護(hù)電路結(jié)構(gòu)，消除了對(duì)傳統(tǒng)天線二極管的依賴，有效減小主動(dòng)屏蔽層所需的天線效應(yīng)保護(hù)電路的面積，提高了芯片的魯棒性。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明的電路圖；
[0014]圖2為現(xiàn)有技術(shù)的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0016]請(qǐng)參閱圖1-2，一種用于消除主動(dòng)屏蔽層天線效應(yīng)的保護(hù)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(bǔ)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(gè)NMOS管NI，在芯片加工生產(chǎn)時(shí)的作用相當(dāng)于隔離器件，在芯片工作時(shí)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(méi)有直接連接到inverter2的柵極，這樣芯片生產(chǎn)時(shí)金屬屏蔽線上積累的電荷只會(huì)傳到a點(diǎn)，并通過(guò)a點(diǎn)泄放，b點(diǎn)也就是inverter2的柵極并不受天線效應(yīng)影響，所以芯片的魯棒性大大提高。而正常工作時(shí)，只需要在NI的柵極上施加大于NI管的開啟電壓便可以實(shí)現(xiàn)a到b的通路。理論上來(lái)說(shuō)，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(yīng)，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(shí)的等效電阻滿足需求即可，相對(duì)傳統(tǒng)方案而言芯片面積基本不受保護(hù)電路的影響。
[0020]NI的形式不局限于NM0S，也可以是N/P MOS互補(bǔ)型，也可以是其他4端device。同時(shí)可以將NI和其柵極的控制電路做成標(biāo)準(zhǔn)門單元，可以被版圖的自動(dòng)布局布線工具調(diào)用，更加自動(dòng)化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于消除主動(dòng)屏蔽層天線效應(yīng)的保護(hù)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(quán)利要求1所述的一種用于消除主動(dòng)屏蔽層天線效應(yīng)的保護(hù)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(bǔ)型和其他4端device中的一種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于消除主動(dòng)屏蔽層天線效應(yīng)的保護(hù)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(quán)利要求1所述的一種用于消除主動(dòng)屏蔽層天線效應(yīng)的保護(hù)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(dòng)屏蔽層天線效應(yīng)的保護(hù)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(gòu)成的天線效應(yīng)保護(hù)電路結(jié)構(gòu)，消除了對(duì)傳統(tǒng)天線二極管的依賴，有效減小主動(dòng)屏蔽層所需的天線效應(yīng)保護(hù)電路的面積，提高了芯片的魯棒性。
【IPC分類】H01L27/02
【公開號(hào)】CN105118829
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510599183
【發(fā)明人】阮為
【申請(qǐng)人】芯佰微電子（北京）有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年9月18日