[发明专利]一种应用于自毁芯片的含能二极管及其制备方法

说明书

本发明属于自毁芯片领域，具体涉及一种应用于自毁芯片的含能二极管及其制备方法。包括依次设置的底层材料，中间层材料和顶层材料；底层材料和中间层材料构成铝热剂型的含能材料区，中间层材料和顶层材料构成半导体材料区，即中间层材料和顶层材料形成P‑N结；中间层材料为铝热剂中的金属氧化物型的氧化剂的一种或任几种的组合，且组成中间层材料的金属氧化物为同种类型的半导体材料。本发明将半导体材料和含能材料结合，制备出了具有逻辑性和能量性双重功能的含能二极管，可以实现芯片常规功能的同时，在预定条件下能释放能量完成芯片自毁，达到保护芯片的目的。

技术领域

本发明属于自毁芯片领域，具体涉及一种应用于自毁芯片的含能二极管及其制备方法。

背景技术

为了避免信息泄露，我们希望设备或信息在预定义的条件下结构破坏销毁，这种机制叫做自毁。有自毁机制的芯片在预定义条件下能发生物理或化学自毁，保护芯片携带传输的信息，同时也使芯片内部重要的电路设计不被泄露。

目前的芯片自毁机制主流方法有四种，分别是瞬态电子技术，应力破坏技术，化学腐蚀技术和含能材料毁伤技术。瞬态电子技术采用可降解的金属、聚合物、半导体作为器件主要材料，在使用热、光、溶液等条件进行触发时，材料可以通过自毁而完全消失。此技术与柔性电子领域高度匹配，但是高度依赖微纳材料技术，而且瞬发度低。应力破坏技术通过在器件结构上引入应力，在一定调控作用下，将应力作用放大，破坏器件微结构以达到时器件失去功能的目的。此技术安全性高，而且能兼容芯片制造工艺，但是难点在于微结构和工艺条件设计复杂。化学腐蚀技术是在器件中设计一个微腔体结构填充化学腐蚀剂，通过破坏腔体壁释放溶液腐蚀芯片从而破坏器件。此技术原理简单，但是储存液体腔体的设计加工工艺复杂，化学腐蚀剂在腔体中的稳定储存较难实现。含能材料毁伤是指在器件中加入含能材料，通过含能材料发生化学反应释放大量热能从而破坏器件。此方法毁伤作用猛烈，但是难找到合适含能材料体系同时兼顾放热性能和安全性。

但是上述方法均有弊端，一些方法只能用于特殊构造的芯片，它们不能完全适应于集成半导体(CMOS)和集成电路(IC)制造流程和技术。含能材料毁伤需要附加激发模块，增加芯片制造过程中的步骤，使其无法大规模批量生产，在芯片制造工艺上增加难度。此外，含能材料毁伤并不具备普适性，一些极度敏感的电路无法找到兼顾放热性能和安全性的含能材料体系；含能材料毁伤方法在含能材料的安全性方面仍有待提高。目前还没有一种兼具普适性，结构简单和自毁效果好的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种兼具逻辑性和能量性的含能二极管，能实现芯片常规功能，在激发后能释放大量能量完成芯片自毁。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种应用于自毁芯片的含能二极管，包括依次设置的底层材料，中间层材料和顶层材料；

所述底层材料和中间层材料构成铝热剂型的含能材料区，中间层材料和顶层材料构成半导体材料区，即中间层材料和顶层材料形成P-N结；

中间层材料为铝热剂中的金属氧化物型的氧化剂的一种或任几种的组合，且组成中间层材料的金属氧化物为同种类型的半导体材料。

进一步的，底层材料为铝热剂中的还原剂组分中的一种或多种混合物。

进一步的，底层材料为Al,Mg,B,Be中的一种或任几种的混合。

进一步的，中间层材料为Cu_xO、Fe_xO_y、Cr_xO_y、NiO、Bi₂O₃、MoO₃、SnO、SnO₂、TiO₂中的一种或任几种的混合。

进一步的，顶层材料为何中间层材料类型相对的金属半导体氧化物。