[发明专利]一种用于消除主动屏蔽层天线效应的保护电路

说明书

技术领域

本发明属于集成电路设计领域，提出了一种应用于安全芯片的保护电路，可有效地消除安全芯片内主动屏蔽层的天线效应，提高了芯片的鲁棒性。

背景技术

近年来智能卡市场呈现出以几何级数增长的态势。智能卡以其特有的安全可靠性，被广泛应用于从单个器件到大型复杂系统的安全解决方案。然而随着智能卡的日益普及，针对智能卡的各种专用攻击技术也在同步发展。分析智能卡面临的安全攻击，研究相应的防范策略，对于保证整个智能卡应用系统的安全性有重大的意义。

对智能卡的攻击可分为三种基本类型：物理攻击、边频攻击和失效分析攻击。物理攻击中最常用的手段是微探针技术，攻击者通常在去除芯片封装之后，通过恢复芯片功能焊盘与外界的电气连接，最后可以使用微探针获取感兴趣的信号，从而分析出智能卡的有关设计信息和存储结构，甚至直接读取出存储器的信息进行分析。

基于上述情况，需要智能卡芯片提供很强的防刺探机制，现在业界流行的技术是采用复杂的可被CPU控制的主动屏蔽层技术覆盖整个芯片。一旦芯片被刺探，势必要破坏或干扰主动屏蔽层的正常功能，则CPU可以即时的探测到主动屏蔽层发出的报警信号，根据COS的设定采用不同级别的主动防御措施。新一代的高端芯片更是采用专有的多层布局结构.相当于给每层电路都加上各自的主动屏蔽层。

主动屏蔽层一般由覆盖整个芯片的顶层或者多层金属线和硅片衬底上的有源器件组成。前者在生产制造过程中会积累大量的电荷，如果不能及时泄放，会损坏与其连接的有源器件的栅极，造成芯片漏电，严重的情况使得芯片不能正常工作，降低芯片的成品率。现有技术是采用天线二极管以反偏的方式将金属屏蔽层与地连接，当电荷累积到一定程度时会先软击穿天线二极管，电荷全部从天线二极管泄放掉，降低了有源器件栅极到地的电压差，从而起到保护有源器件栅极的作用。上述方法的缺点有两个：一是由于金属屏蔽层覆盖整个芯片，较大芯片面积的金属线长度都可以达到米的数量级，因此所需的天线二极管数量过多，反过来会增加芯片的面积，即使采用将金属线分段和增加有源器件栅极面积的方式，其面积仍然不能忽略；二是天线二极管均由EDA版图工具自动插入，均匀性和距离均不能保证，芯片仍然存在有鲁棒性的问题。

发明内容

本发明要解决的问题在于提供一种用于消除主动屏蔽层天线效应的保护电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于消除主动屏蔽层天线效应的保护电路，包括天线屏蔽线A、MOS管N1和天线二极管D1，所述天线屏蔽线A的输入端IN连接反相器inverter1的输出端，天线屏蔽线A的输出端OUT连接天线二极管D1的阴极和MOS管N1的源极，MOS管N1的漏极连接二极管D2的阴极和反相器inverter2的输入端，MOS管N1的沟道将天线屏蔽线A的输出端OUT和反相器inverter2的输入端在物理上分隔开。

作为本发明的优选方案：所述MOS管N1可以是N沟道MOS管、N/PMOS互补型和其他4端device中的一种。

作为本发明的优选方案：所述金属屏蔽线A上积累的电荷在MOS管N1的源极泄放掉。

作为本发明的优选方案：所述二极管D1和D2分别是MOS管N1的源端和漏端与衬底地形成的寄生二极管。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出了一种由MOS管这种4端器件和其栅极控制电路构成的天线效应保护电路结构，消除了对传统天线二极管的依赖，有效减小主动屏蔽层所需的天线效应保护电路的面积，提高了芯片的鲁棒性。

附图说明

图1为本发明的电路图；

图2为现有技术的电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，一种用于消除主动屏蔽层天线效应的保护电路，包括天线屏蔽线A、MOS管N1和天线二极管D1，所述天线屏蔽线A的输入端IN连接反相器inverter1的输出端，天线屏蔽线A的输出端OUT连接天线二极管D1的阴极和MOS管N1的源极，MOS管N1的漏极连接二极管D2的阴极和反相器inverter2的输入端，MOS管N1的沟道将天线屏蔽线A的输出端OUT和反相器inverter2的输入端在物理上分隔开。