[发明专利]具有增强安全性的掩模编程式只读存储器

说明书

一种掩模编程式只读存储器(MROM)具有多个列线对，每一列线对具有位线和补位线。MROM包括多个存储器单元，该多个存储器单元对应于在列线对与多个字线之间的多个交叉。每一存储器单元包括高Vt晶体管和低Vt晶体管。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年7月29日提交的美国非临时申请No.13/953,511的优先权，其全部内容通过援引纳入于此。

技术领域

本申请涉及掩模编程式只读存储器(ROM)，尤其涉及具有对抗对其存储的数据的未经授权访问的增强安全性的掩模编程式ROM。

背景

掩模编程式ROM(MROM)中存储的数据可以是与加密码或操作参数有关的高度敏感的数据。例如，MROM可以存储重要的程序代码、用于主处理器的基本引导固件、或者内部控制自包含式设备所需的固件，该自包含式设备诸如图形卡、硬盘、DVD驱动程序、以及TFT屏幕。因而使MROM相对安全以对抗对其存储的数据的未经授权访问是合乎需要的。

MROM中的掩模编程步骤的类型影响其数据安全性。例如，一种类型的 MROM涉及使用金属层编程步骤。尽管金属层编程是非常流行的，但老练的用户可能容易地对金属层编程进行反向工程以恢复所存储的数据。例如，包括嵌入式 MROM的片上系统(SOC)管芯通常被倒装芯片安装到封装基板上。管芯的有效表面及其毗邻金属层因而面向封装基板，而管芯的后表面用模制复合物来封装。反向工程接着可以容易地将模制复合物移除以暴露管芯的后表面并且使用电子显微镜通过所暴露的管芯进行成像，从而读取金属层编程并且确定所存储的数据。基于熔丝的ROM中的金属层熔丝的状态也可使用这一扫描电子显微镜技术来恢复。

另一类型的MROM使用通道编程步骤来选择性地将通道注入物提供给对应的存储器单元晶体管。取决于通道注入物的存在，存储器单元晶体管包括高阈值电压晶体管或低阈值电压晶体管。理想地，低阈值电压晶体管存储器单元将响应于其对应字线的断言而导电，而高阈值电压晶体管则不会。尽管通道注入物对于用于检查金属层编程的反向工程类型是稳健的，但是随着晶体管尺寸推进到深亚微米态相，高阈值电压和低阈值电压之差降到低至100毫伏。低阈值电压晶体管和高阈值电压晶体管两者因而将对先进工艺节点处的字线的断言作出响应，从而要求单独的参考电路来对高阈值电压存储器单元与低阈值存储器单元进行区分，这降低了密度并且提高了系统复杂性。此外，通道注入物编程式MROM中的低阈值电压存储器单元晶体管遭受过度的泄漏电流。

相应地，在本领域中需要对于未经授权访问稳健且达成提高的密度和降低的功耗的掩模可编程ROM。

概述

为了满足本领域中对具有增强安全性同时达成增加的密度和降低的功耗的掩模编程式ROM的需求，公开了一种包括列线对或位线对的掩模编程式ROM (MROM)。每一列线对包括位线和补位线。MROM包括针对每一列线对的多个存储器单元。每一存储器单元包括一晶体管对。每一晶体管对中的第一晶体管耦合至位线，而剩下的第二晶体管耦合至补位线。用于每一存储器单元的掩模编程步骤中的选择性通道注入物决定其二进制值(逻辑1或逻辑0)。每一晶体管对中的第一或第二晶体管接收通道注入物，而该晶体管对中剩下的一个晶体管不接收通道注入物。通道注入物的存在(或其缺失)决定用于存储器单元的第一和第二晶体管的阈值电压。掩模编程对于每一存储器单元是互补性的，从而每一晶体管对中的一个晶体管是高阈值电压(高Vt)晶体管而每一晶体管对中剩下的一个晶体管是低阈值电压(低Vt)晶体管。