[发明专利]具有物理不可克隆功能的器件及其制造方法、芯片

说明书

本申请公开了一种具有物理不可克隆功能的器件及其制造方法、芯片，涉及半导体技术领域。该方法包括：提供衬底结构，其包括：衬底，包括加密器件区和基准器件区；在加密器件区上的一个或多个用于加密器件的第一栅极结构及其侧壁上的第一间隔物层；在加密器件区和第一间隔物层上的第一互连层；在基准器件区上的一个或多个用于基准器件的第二栅极结构及其侧壁上的第二间隔物层；及在基准器件区和第二间隔物层上的第二互连层；执行第一离子注入，以在第一互连层中引入第一杂质；执行第二离子注入，以在第一和第二互连层中引入第二杂质；其中，具有物理不可克隆功能的器件的密码根据每个加密器件的漏电流和与该加密器件对应的基准器件的漏电流来确定。

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，尤其涉及一种具有物理不可克隆功能的器件及其制造方法、芯片。

背景技术

物理不可克隆技术类似于人体唯一特征(例如指纹或虹膜)，是一种用来保障芯片数据文件的安全、防止信息数据被窃取的新方法。利用每一个半导体器件固有的独特的物理特征和特性作为其加密密钥，使得每一个半导体器件不能被复制，从而有效保护用户的数据文件。

物理不可克隆技术芯片多是利用器件在工艺过程中的临界状态的不稳定、不可重复的特点，产生的随机性和差异可以应用于密码生成和安全认证。

目前，大部分物理不可克隆功能是在芯片制造中采用某种特殊的工艺来实现的。然而，如果要实现物理不可克隆功能，则很有可能会影响芯片的其他性能；而如果不影响芯片的其他功能，则工艺本身就会变得很复杂。

发明内容

本申请的一个目的在于：在尽量不影响器件的其他性能的基础上实现器件的物理不可克隆功能。

根据本申请的一方面，提供了一种具有物理不可克隆功能的器件的制造方法，包括：提供衬底结构，所述衬底结构包括：衬底，包括加密器件区和基准器件区；在所述加密器件区上的一个或多个用于加密器件的第一栅极结构；在所述第一栅极结构的侧壁上的第一间隔物层；在所述加密器件区和所述第一间隔物层上的第一互连层；在所述基准器件区上的一个或多个用于基准器件的第二栅极结构；在所述第二栅极结构的侧壁上的第二间隔物层；以及在所述基准器件区和所述第二间隔物层上的第二互连层；执行第一离子注入，所述第一离子注入在所述第一互连层中引入第一杂质；执行第二离子注入，所述第二离子注入在所述第一互连层和所述第二互连层中引入第二杂质；其中，所述第一互连层中的第二杂质扩散到所述第一栅极结构两侧的加密器件区中，以形成用于加密器件的第一源区和第一漏区；所述第二互连层中的第二杂质扩散到所述第二栅极结构两侧的基准器件区中，以形成用于基准器件的第二源区和第二漏区；其中，所述具有物理不可克隆功能的器件的密码根据每个加密器件的漏电流和与该加密器件对应的基准器件的漏电流来确定。

在一个实施例中，所述具有物理不可克隆功能的器件的密码根据每个加密器件的漏电流和与该加密器件对应的基准器件的漏电流的差值来确定。

在一个实施例中，所述第一离子注入还在所述第一栅极结构的第一栅极中引入所述第一杂质。

在一个实施例中，所述第一杂质包括四族元素。

在一个实施例中，所述第一杂质包括下列中的一种或多种：Ge、Si、C。

在一个实施例中，所述第一离子注入的注入剂量为1×10¹²/cm²至1×10¹⁶/cm²。

在一个实施例中，所述第一离子注入的注入能量为3KeV至100KeV。

在一个实施例中，所述第一间隔物层的顶部高于所述第一栅极结构的第一栅极的顶部；所述第二间隔物层的顶部高于所述第二栅极结构的第二栅极的顶部。

在一个实施例中，所述第一互连层和所述第二互连层的材料包括多晶硅。

在一个实施例中，一个加密器件对应一个基准器件。