[发明专利]具有用于防止逆向工程的特征的半导体器件

说明书

期望设计并且制造对抗现代逆向工程技术的电子芯片。公开了允许设计难以使用现代拆卸技术进行逆向工程的方法和器件。所公开的器件使用具有相同几何形状但具有不同电压电平的器件以形成不同逻辑器件。替代地，本公开使用具有不同的几何形状和相同的操作特性的器件。另外，公开了使用这些器件设计芯片的方法。

本申请要求2013年1月11日提交的美国专利申请No.13/739,401的优先权，该美国专利申请是2012年10月30日提交的美国专利申请No.13/663,921的部分连续案，是2011年7月29日提交的美国专利申请No.13/194,452的分案，要求2011年6月7日提交的美国临时专利申请序列号61/494,172的权益，其全部内容以引用方式并入本文中。

技术领域

期望设计一种难以进行逆向工程从而保护电路设计的电子芯片。已知的逆向工程技术包括用于拆卸芯片各层以暴露逻辑器件的方法。

背景技术

半导体拆卸技术通常涉及将器件层成像、去除器件层、将下一层成像、去除该层等等，直到实现半导体器件的完整表现。通常，使用光学或电子显微镜实现层成像。可通过使用诸如研磨或抛光的物理手段、通过蚀刻特定化合物的化学手段、通过使用激光器或聚焦离子束技术(FIB)，或者通过任何能够去除各层的其它已知方法，进行层去除。图1示出通过拆卸逆向工程技术成像的半导体层和区域中的一些。

一旦半导体器件拆卸完成并且收集到成像信息，就可使用扩散层(diffusion)、多晶硅、限定用于形成逻辑门的MOS器件的阱区、限定逻辑门如何互连的金属层，来重新构造半导体器件的逻辑功能。图2示出半导体层如何限定MOS器件。

美国专利No.7,711,964公开了一种保护逻辑配置数据的方法。逻辑器件的配置数据被加密并且使用硅密钥加密解密密钥。被加密的解密密钥和配置被传递到逻辑器件。硅密钥用于解密随后用于解密配置数据的解密密钥。这种方法带来的一个问题是，芯片没有受到保护而免于遭受如上所述的物理逆向工程。

许多其它密码学技术是已知的。但是，所有密码学技术易受到传统拆卸技术的攻击。

公开了一种用于设计对抗这些技术的半导体器件的方法。该半导体器件包括没有明确表征器件功能的物理几何形状。例如，设计其中两种或更多种类型的逻辑器件具有相同物理几何形状的半导体器件。当执行拆卸方法时，两个或更多个器件将表现出相同的物理几何形状，但是这两个或更多个器件具有不同的逻辑功能。这样防止有人执行逆向工程用观察器件几何形状的已知方法确定逻辑功能。

采用公开的方法和器件将迫使逆向工程采用更困难的技术。这些技术更耗时，成本更高，更有可能有误差。

发明内容

本发明的方法和器件提供难以使用已知技术进行逆向工程的半导体器件。

在一个方面，ROM电路包括：第一N沟道晶体管，其具有输出并且具有适于当P沟道电路连接到第一N沟道晶体管时将输出偏置成预定电平的器件几何形状和器件特性；传输晶体管，其连接在输出和数据总线之间，传输晶体管连接到字线，字线适于当字线被断言时导通传输晶体管；P沟道电路，其连接到数据总线并且适于当通过晶体管导通时提供泄漏电流以将第一N沟道晶体管中的栅极充电。

一种器件是包括第一器件和第二器件的电子元件。第一器件具有第一几何形状和第一特性并且第二器件具有第二几何形状和第二特性。所述第一几何形状和所述第二几何形状是相同的并且所述第二特性不同于所述第一特性。所述电子元件可包括另外的器件。这些器件可以是有源器件或者它们可以是硅化物多晶硅电阻器和非硅化物多晶硅电阻器。

第二器件是包括第一逻辑器件和第二逻辑器件的电子电路。第一逻辑器件和第二逻辑器件中的至少一个包括具有第一几何形状和第一特性的第一器件以及具有第二几何形状和第二特性的第二器件。所述第一几何形状和所述第二几何形状是相同的并且所述第二特性不同于所述第一特性。