[發(fā)明專利]一種集成電路襯底噪聲的分布式抵消方法及電路

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010104730.8
• 申請日: 2010-01-29
• 公開（公告）號: CN101794727A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁國;劉曉鵬;郭清
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: H01L21/74
• 分類號: H01L21/74;H01L21/82;H01L23/58
• 代理公司: 杭州天勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于集成電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種在數(shù)?；旌霞呻娐分? 襯底噪聲抵消的方法及其實現(xiàn)電路。

背景技術(shù)

隨著系統(tǒng)芯片(SoC-System?on?a?Chip)將模擬電路和大規(guī)模數(shù)字系統(tǒng) 集成在同一硅襯底上，數(shù)字電路產(chǎn)生的噪聲通過襯底耦合會干擾模擬電 路，影響模擬電路的性能。因此襯底噪聲成為SoC設(shè)計所面臨的主要問 題之一，研究和設(shè)計適用于數(shù)?；旌霞呻娐返囊r底噪聲抵消技術(shù)是非常 必要的。

常用的抑制電路噪聲的方法是在被保護電路周圍布置保護環(huán)，保護環(huán) 可以吸收由多子和少子產(chǎn)生的襯底耦合電流，進入保護環(huán)內(nèi)部的噪聲也相 應(yīng)削減了。在這一基礎(chǔ)上，研究人員又提出了襯底噪聲的有源抵消方法。 該方法采用反相放大器，輸入端連接噪聲探測帶，用以感應(yīng)從數(shù)字電路傳 向模擬電路的噪聲，輸出端置于噪聲抵消帶，將經(jīng)過反相放大了的被檢測 噪聲輸出到這一噪聲抵消帶，與原來從數(shù)字電路部分傳輸來的噪聲相疊 加，使最終耦合到保護環(huán)內(nèi)模擬電路的噪聲得到削弱，實現(xiàn)噪聲抵消的功 能。這種有源噪聲抵消技術(shù)為“抵消帶法”。

但現(xiàn)有技術(shù)中抵消效果不好，仍然有較強的噪聲從數(shù)字電路傳導(dǎo)至模 擬電路。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種比現(xiàn)有技術(shù)中抵消帶法更為有效的有源襯底噪聲抵 消方法，以及實現(xiàn)電路。

一種集成電路襯底噪聲的分布式抵消方法，所述的集成電路包括集成 在同一硅襯底上的數(shù)字電路和模擬電路，且所述的模擬電路周圍布置有保 護環(huán)，對所述的噪聲進行分布式抵消的步驟如下：

a)采集數(shù)字電路產(chǎn)生的噪聲信號；

b)將噪聲信號輸入反相運算放大器進行反相放大，得到噪聲抵消信 號；

c)將噪聲抵消信號并行的注入到硅襯底上靠近模擬電路的至少三個 噪聲注入點，與噪聲信號反相疊加，抵消傳遞到保護環(huán)內(nèi)的噪聲信號。

現(xiàn)有技術(shù)中采用的是“噪聲抵消帶”，而本發(fā)明將連續(xù)分布的噪聲抵 消帶改進為分布式的若干個噪聲注入點，所述的噪聲注入點所在的區(qū)域大 小一般為微米級，噪聲注入點通過重?fù)诫s形成。

步驟a)中采集數(shù)字電路產(chǎn)生的噪聲信號可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的噪聲 探測帶，噪聲探測帶一般布置的位置是靠近數(shù)字電路，用來感應(yīng)、采集數(shù) 字電路產(chǎn)生的噪聲信號。

所述的噪聲注入點按照分布式結(jié)構(gòu)排列在噪聲探測帶與模擬電路的 保護環(huán)之間，通過金屬導(dǎo)線并聯(lián)的接入反相運算放大器的輸出端。

噪聲注入點的個數(shù)、位置根據(jù)被保護電路(模擬電路)的尺寸來確定， 實踐中通過仿真得到最佳的個數(shù)和位置。

所述的保護環(huán)一般為方形，可以是一個保護環(huán)，也可以是多個保護環(huán)， 尺寸依據(jù)環(huán)內(nèi)被保護的模擬IC電路的面積而定。噪聲注入點可呈直線排 列。與保護環(huán)靠近數(shù)字電路的側(cè)邊平行。

本發(fā)明還提供了一種實現(xiàn)所述的分布式抵消方法的電路，包括：

噪聲探測帶，作為感應(yīng)器設(shè)置在數(shù)字電路附近，用于采集數(shù)字電路產(chǎn) 生的噪聲信號；；

至少三個噪聲注入點；

反相運算放大器，其輸入端與噪聲探測帶連接，反相運算放大器的輸 出端與所述的噪聲注入點連接，反相運算放大器用于將噪聲探測帶感應(yīng)到 的噪聲信號反相放大，形成噪聲抵消信號，經(jīng)噪聲注入點以點的形式注入 硅襯底，與通過硅襯底耦合過來的噪聲進行反相疊加，實現(xiàn)襯底噪聲的有 源抵消。

所述的噪聲探測帶，位于靠近數(shù)字電路耦合襯底噪聲源的一側(cè)，用于 感應(yīng)襯底噪聲信號。其長度根據(jù)數(shù)字電路部分的尺寸而定，要求能充分的 采樣到數(shù)字電路傳來的噪聲。其寬度可以為幾個微米范圍。在P型襯底中， 可以用重?fù)诫s的P+區(qū)形成噪聲探測帶。在N型襯底中，可以用重?fù)诫s的 N+區(qū)形成噪聲探測帶。

所述的噪聲注入點，位于噪聲探測帶與模擬電路的保護環(huán)之間。注入 點的最佳個數(shù)、位置根據(jù)被保護電路的尺寸而定。各反相噪聲注入點可排 成一直線，并與保護環(huán)最靠近數(shù)字電路的那條邊平行。在P型襯底中，采 用重?fù)诫sP+區(qū)作為分布式反相噪聲注入點。在N型襯底中，采用重?fù)诫s N+區(qū)作為分布式反相噪聲注入點。各個分布式反相噪聲注入點通過金屬 等導(dǎo)體并接在一起。

反相運算放大器，其輸入端連接噪聲探測帶，其輸出端連接分布式反 相噪聲注入點，其最佳增益根據(jù)噪聲探測帶、分布式注入點和保護環(huán)之間 的位置關(guān)系及保護環(huán)的尺寸而調(diào)整。