[发明专利]随机数字值的生成装置以及方法

说明书

本发明提供随机数字值的生成装置以及方法。上述装置利用半导体工序变异来生成上述数字值。装置可包括利用上述半导体工序变异来生成多个数字值的生成部、以及处理上述多个数字值来提供第一数字值的处理部。另外，上述生成部可包括相不同地适用参数来生成上述多个数字值的多个PUF。

本申请是申请日为2014年12月30日、申请号为201480076522.8、发明名称为“随机数字值的生成装置以及方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及安保领域，更具体而言，涉及利用工序变异(process variation)生成随机数字值的PUF(physically unclonable function：物理不可克隆函数)。

背景技术

PUF可提供不可预测(unpredictable)的数字值。各PUF即使指定准确的制造工序，以相同的工序制成，上述各PUF所提供的数字值也不同。

PUF可被称为不可复制的POWF(physical one-way function：物理单向函数)或者是PRF(physical random function：物理随机函数)。

PUF的这种特性可被用来产生加密密钥以用在安保及/或认证上。譬如PUF可用来提供唯一密钥(unique key)以区分一设备与另一设备。

韩国专利注册号10-1139630(以下称为“630专利”)提出实现PUF的方法。“630专利”揭露了利用半导体工序变异使半导体的导电层或导电节点(conductive layers orconductive nodes)间是否生成内层接触(inter-layer contact)或者过孔(via)机率性地决定来生成PUF的方法。揭露于“630专利”的一实施例，通过将过孔(via)的尺寸设计为小尺寸，来使形成过孔的情况和不形成过孔的情况随机地发生。由此，生成无法人为推测的随机数字值。然而就“630专利”而言，为了提高PUF的收率，需要决定由PUF生成的数字值所包含的各位值成为真随机数(true random number)而非偏向“0”或“1”的最佳过孔尺寸。

为此，对特定工序预先利用各种过孔尺寸生成PUF之后，检测PUF所生成的数字值，来进行决定要在上述特定工序中使用的最佳过孔尺寸的首次通过(first pass)。然后进行利用这样决定的单一最佳过孔尺寸生成实际PUF的二次通过(second pass)。然而，为了在上述特定工序中使用而决定的上述最佳过孔尺寸，有可能在其他晶片和/或芯片中并非是最佳的值。这是因为即便在同一工序，工序变异在个别晶片和/或个别芯片中也会以不同程度发生。并且，即便在同一工序、同一生产线，最佳值也会随着时间的流逝，因工序环境或各种因素的变化而产生不同。因此，要求能够提高PUF生成收率的方法。

发明内容

根据一侧面，提供利用半导体工序变异来生成数字值的装置。

根据一实施例，上述数字值的生成装置包括：生成部，利用上述半导体工序变异，来生成多个数字值；处理部，处理上述多个数字值，来提供第一数字值。其中，上述生成部可包括多个PUF，相互不同地适用引发上述工序变异的至少一个参数来制造上述多个PUF中的至少一部分PUF，由上述多个PUF生成上述多个数字值。

根据一实施例，上述多个PUF中的至少一个，包含形成在半导体的导电层之间的至少一个过孔(Via)，利用上述导电层是否因上述至少一个过孔而短路，来生成上述多个数字值中的至少一个。根据一实施例，上述参数包含上述过孔的尺寸。根据一实施例，上述过孔的尺寸选自如下范围：在先于生成上述生成装置的工序进行的测试工序中，既确认到上述导电层之间短路又确认到没有短路这样的过孔尺寸的最小值至最大值的范围(将其称为“有效区间”)，上述多个PUF每一个被适用上述范围内的相不同的过孔尺寸。