[发明专利]受保护的芯片

说明书

一种使具有半导体芯片的相应的个体化数据的一批半导体芯片中的半导体芯片个体化的方法，该方法包括：将多个电路布局应用于半导体芯片以在半导体芯片上形成多个电路，其中对于每一个电路布局：所述电路布局被布置成使得（a）对应电路当被触发时落入到两个或更多个相应的触发状态中的任一个中，以及（b）两个或更多个相应的触发状态之一是由所述电路布局定义的相应的优选状态，其中该多个电路中的电路的多个相应的优选状态对个体化数据编码，并且其中该批半导体芯片中的每一个个体化半导体芯片包括通用电路。

技术领域

本发明涉及个体化半导体芯片以及个体化半导体芯片的制造。更特别地，本发明涉及抗反向工程的个体化半导体芯片。

背景技术

使用集成电路的电子设备和系统是多种多样且普遍存在的。从早期具有数百个晶体管的半导体芯片开始，现今的超大规模集成电路（VLSI）型半导体芯片可以具有数十亿个晶体管，从而允许在单个半导体芯片上提供复杂的功能。

由半导体芯片提供的功能可能常常要求半导体芯片在某种意义上是唯一且可识别的。例如，对于在诸如用于递送媒体内容的支付卡或智能卡之类的认证过程、或者更一般地在处置设备特定的认证和/或数据加密等的现代移动设备中所提供的“安全飞地（secureenclave）”中所涉及的芯片而言，可能需要这样的功能。通常，要求唯一的数据或数据处理是秘密的或机密的（例如，其中特定的密码密钥被嵌入到半导体芯片本身中）。

然而，虽然存在对个体化的需要，但由于成本原因，效率半导体芯片通常是利用非常有利于生产大量相同芯片的现代制造工艺批量制造的。批量制造半导体器件（或芯片）（诸如VLSI半导体器件）的被最宽泛使用的方法使用的是步进机和光学（UV）光刻法。由于半导体芯片及其制造是公知的，所以将不在本文中提供进一步的细节。然而，可以在例如https://en.wikipedia.org/wiki/Very-large-scale_integration处找到有关半导体芯片及其制造（特别是VLSI型芯片）的更多信息，其整个内容通过引用并入本文中。这允许从基板（诸如硅）的单个晶圆产生大量相同的半导体芯片。如公知的，光刻技术通常涉及选择性地去除最初覆盖基板表面的抗蚀剂的区域。这使得能够实现在抗蚀剂中产生非常小的结构，该结构随后可以通过进一步处理将而被转移到基板材料上。这样的进一步处理通常涉及蚀刻和/或沉积另外的材料。基板上的由此得到的结构实现了提供半导体芯片的功能的电子电路。

通常被用在这样的芯片的批量制造中的光学（UV）光刻法涉及使用光敏“抗蚀剂”和具有要被应用的电路的负（或正，这取决于抗蚀剂机制）图像的掩模。光（通常是UV光）穿过掩模照射到抗蚀剂上。被光照亮的抗蚀剂的区域被化学地改变，以使得可以使用进一步的化学工艺将其选择性地去除。通常，光学曝光改变了抗蚀剂的溶解度，使得能够实现通过将抗蚀剂浸没在溶剂中（即，显影）来选择性去除抗蚀剂的暴露区或非暴露区。这在抗蚀剂中产生了非常小的结构。因为光学光刻法（或光刻术）是公知的，所以将不在本文中提供进一步的细节。然而，可以在例如https://en.wikipedia.org/wiki/Photolithoaraphy中找到有关光学光刻法的更多信息，其整个内容通过引用并入本文中。

在该光刻技术中使用的掩模制作成本很高，并且认为的是，出于将唯一的识别数据嵌入在个体芯片中的目的而制造各个掩模是不切实际的。因此，可以使用可编程ROM（诸如PROM）来将这样的唯一识别数据嵌入到批量制造的芯片中。这通常涉及在最初的制造之后跨芯片的某些晶体管选择性地施加高电压，以“吹（blow）”（或者以其它方式使晶体管击穿）由此为每一个晶体管编码一位数据。然而，这样的技术易受硬件攻击的侵害，该硬件攻击涉及攻击者使用探针、电磁辐射、化学反应等来尝试确定硬件器件的内部作业或嵌入信息，或者启用芯片上存在但并未授权使用的另外的功能。的确，攻击者可以在给定芯片上简单地使用各种扫描设备以映射芯片上的电路，并且简单地产生将具有相同嵌入数据的克隆芯片。