用于保護芯片及檢驗其真實性的方法和裝置制造方法及圖紙

半導體器件具有嵌入有磁性粒子的安全涂層和磁阻傳感器。其提供了對于通過磁阻傳感器和安全涂層限定的安全元件的阻抗的測量。如果存儲了阻抗的初始值，可將實際值與其比較以看出器件是否未被電探查或修改。該比較可用于檢驗器件的真實性。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及一種半導體器件，其具有電路，覆蓋電路的安全層、包含安全層的局部區(qū)域的安全元件和傳感器。本專利技術還涉及一種具有半導體器件和讀卡器的載體。本專利技術進一步涉及一種初始化方法和一種檢驗半導體器件真實性的方法。由EP-A 300864已知這種半導體器件和這種載體。已知器件的安全元件是電容器，具有作為其傳感器的兩個電容器電極通過安全層電容性地耦合到一起。器件優(yōu)選包含多個安全元件。在檢驗器件的真實性時，測出的電壓與計算出的基準電壓相比較。如果存在差異，則不認可其真實性。器件存在于其上的載體是智能卡。已知器件的一個缺點是安全元件可被繞開。可由具有相同電容而使下層電路任意的其它結構代替安全元件。而且，如果后來再運用電極和安全元件，則不能檢測到安全層和電極的移除。為了查看、電子探查和/或修改電路，會進行這種移除。因此專利技術的第一個目的是提供一種于開頭段落中記載的半導體器件，之后可以檢驗其安全層的移除。專利技術的第二個目的是提供一種具有改進的剽竊檢驗(detectionof hacking)的載體。第一目的實現(xiàn)在于-安全層包含嵌入的磁性粒子，和-傳感器是磁性傳感器，能夠測量安全層的磁性能。第二目的實現(xiàn)在于載體包含本專利技術的半導體器件。本專利技術的兩個特征--嵌入的磁性粒子和測量其磁性能的傳感器--結合形成非常好的任何半導體器件的保護系統(tǒng)。其本質進一步在于傳感器和嵌入的磁性粒子都在芯片上實現(xiàn)；這也意味著不改變相互的位置。因此，磁性能測量中的任何不確定性都顯著地減少。而且，對于任何用戶或黑客，可完全隱藏該測量。如果磁性能的值存儲于芯片本身上，則不需要對外界進行任何通訊。此外，任何磁性能可以容易地轉換為可使用標準協(xié)議向外界讀卡器傳遞的值。可能的磁性傳感器不僅包括磁阻傳感器，還包括所有類型的電感器。對于信號處理的便利性來說，優(yōu)選的是傳感器可將磁性信號轉換為電或數(shù)字信號。現(xiàn)在將一個接一個地延伸討論這兩個特征。磁性粒子的應用具有下列優(yōu)點，即它們基本上是惰性的和其性能穩(wěn)定。而且，在移除原始有的安全層之后，提供具有相同磁性能的安全層是不可能或幾乎不可能的。可以檢驗安全層的移除，這是由于在初始化時，將實際值與存儲于存儲器中作為基準值的初始值相比較。存儲器可存在于半導體器件之外。其具有以下優(yōu)點，即一個和相同的值在半導體器件的兩個位置中可得到，以及與外部通訊，中央數(shù)據(jù)庫設備不需要檢驗其真實性。可選擇的，存儲器可存在于半導體器件的外部。這樣具有的優(yōu)點在于，不可能修改存儲器與安全層，以便于基準值和實際值都與原始值不同但是卻相等。優(yōu)選的，存在多個安全元件。優(yōu)選的，嵌入的磁性粒子非均勻地分布在電路上。粒子的非均勻分布給予安全元件一個特定的且不可預知的阻抗。電路上的安全層中磁性粒子的非均勻分布可以以多種途徑來實現(xiàn)。如果通過包含溶膠-凝膠前體的粒子懸浮來制備安全層，那么將自然地存在粒子分布的非均勻性。該非均勻性還可通過懸浮參量的變化來加強，例如通過故意制造不穩(wěn)定的懸浮。另一種可能性是按照所需圖案通過淀積來達到。其具有的優(yōu)點是，懸浮包含溶膠-凝膠前體，例如二氧化硅、氧化鈦、氧化鋯或磷酸鋁的前體。非均勻性可以是化學屬性-例如化學上不同的磁性粒子或磁性粒子的不同合成物-和其物理屬性-例如不同的粒子尺寸或其它。其另一優(yōu)點在于，通過添加非磁性粒子來提供非均勻性分布。這樣具有的結果是，在電路上不僅磁性粒子的橫向位置，而且或甚至主要是磁性粒子的垂直位置發(fā)生改變。可以理解，上下文中使用的術語“垂直”和“橫向”是相對于平行于安全層的參考平面。磁性粒子可以是任何種類的磁性粒子，例如鐵磁性，和亞鐵磁性粒子。可以使用鐵氧體粒子，諸如BaFe12O19。如果前體懸浮的屬性與磁性粒子不相兼容，可通過封裝來保護磁性粒子，例如在SiO2或聚合物中。如本領域技術人員公知的，磁性粒子可基于其硬度細分。該硬度的參量是矯頑場的強度Hc。描述磁性材料硬度的第二參量是參與磁化強度Mr與飽和磁化強度Msat的比率R。殘余磁化強度定義為在零外部磁場時的磁化強度，在磁性飽和步驟之后得到。適用于變壓器和電感器的軟磁材料具有絕對意義小的Hc值，且R＜＜1。具有較高Hc和大R的磁性材料用來磁性記錄或甚至作為永磁體——一起還稱作硬磁材料。軟磁和硬磁材料都可用于本專利技術的器件中，但是用于不同的實施例。第一實施例中，使用軟磁材料的磁性粒子，其粒子具有亞微米級的直徑，優(yōu)選小于100納米。這種粒子公知為超順磁性粒子和鐵磁性及亞鐵磁性粒子，其非常小，在沒有外部場時，其磁化強度在比進行磁化測量期間的時間周期短很多的時間級上波動。優(yōu)選地，多個這種磁性粒子提供在惰性的、微米尺寸的基質中，以及同樣地存在于安全涂層中。具有超順磁性粒子的這種基質可以在市場上買得到，公知如微珠(microbead)。軟磁材料是例如磁鐵礦或立方三重鐵氧體。利用這種材料，可以實現(xiàn)小于1秒的短測量時間，優(yōu)選0.001至0.1秒數(shù)量級。這是由于對由該材料制成的超順磁性納米粒子的施加磁場的響應時間短。響應時間由Arrhenius表達式來給出，按照該式，響應時間為磁各向異性能量密度和粒子體積的乘積的指數(shù)性函數(shù)。超順磁性粒子的優(yōu)點在于，其磁化強度M在比兩個測量之間的時間周期短得多的時間級上波動。其結果是，在測量初始時，平行于安全層及位于特定磁阻傳感器Sx處的合成磁化場H//，Sx可假定為零。在施加了外部磁場時，在平行于該外部磁場的方向感應出磁化。該磁化感應出圍繞粒子的磁偶極場，其具有垂直于外部施加的磁場和基本平行于安全層的顯著分量。合成的磁化場H//，Sx是不同的，并會引發(fā)磁阻傳感器的電阻率改變。合成磁化場H//，Sx的幅度取決于粒子的數(shù)量，和相對于磁阻傳感器的距離及位置。在第二實施例中，使用硬磁材料的粒子-硬磁粒子。硬磁粒子可以是任何類型或尺寸，且優(yōu)選具有自0.1至3微米范圍的平均直徑。優(yōu)選該平均直徑比安全層的厚度小得多，安全層可為10微米或更大的厚度。對硬磁粒子的兩個子類進行區(qū)分。如果粒子的矯頑場比在其壽命期間可允許施加于芯片的最大場大很多，則在制造工藝期間當將它們磁化一次之后，每個粒子的磁化方向將永久的固定。安全元件的值的測量則包含在不施加外部磁場的情況下，測量傳感器電阻的步驟。該值直接與在初始化步驟之后獲得的基準值相比較。在第二子類內，為了引發(fā)磁化必須施加外部磁場。在該第二子類內，粒子的矯頑場比在芯片的壽命期間可允許施加的最大磁場更小，或近似相等。比矯頑場大的場的施加改變了粒子的磁性狀態(tài)。為了移除任何未受控制的先前施加的外部磁場的影響，因此必須使粒子處于基準狀態(tài)。適合的預處理的示例是消磁。通常在陰極射線管中使用的這種處理中，施加交變磁場。該場的強度最初等于或大于硬磁粒子的飽和場，但是在每一個交變處減小，以在標準值處結束，通常是零場。該第二子類內具有硬磁粒子的安全元件的值測量可與軟磁材料的粒子相同。這將包括在零施加磁場的基準狀態(tài)下測量傳感器的電阻，在基本垂直于安全層的平面的方向施加外部場，所述外部場具有至少飽和磁場的強度，以及再次測量電阻的步驟。第二次測量優(yōu)選在合成的磁化場H//，Sx達到其飽和值之后開始，并在切斷外部場前停止。可選擇的，外部場可為零或者強度低于硬磁粒子的飽和磁場，其具有增強安全級別的優(yōu)點，和外部場的施加對傳感器的電阻不具有直接本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種半導體器件，提供有電路、覆蓋電路的安全層、包含安全層的局部區(qū)域的安全元件、和傳感器，其特征在于：－安全層包含嵌入的磁性粒子，和－傳感器是磁性傳感器，能夠測量安全層的磁性能。

【技術特征摘要】
...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：PE德榮格，R科霍爾恩，NAM維哈格，
申請(專利權)人：NXP股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：NL[荷蘭]