[发明专利]集成电路及其制造方法

说明书

技术领域

本公开涉及集成电路，更具体地，涉及检测集成电路的篡改（tempering）和逆向工程（reverse engineering）。

背景技术

基于硬件的“信任根”是用于任何安全计算系统的基础构建块。安全计算的关键要素需要授权（authorization）、将数据发送到被授权的源以及/或者将数据加载到指定装置。通常，二进制代码的密钥形成保护数据和比特流的基础。典型地，这种密钥存储在非易失性存储器中并且一直存在于集成电路（IC）上。如果攻击方能够从装置提取该密钥，则用于安全计算的整个基础都处于危险之中。例如，物理访问该装置的攻击方能够对芯片去层（delayer）并且基于晶体管的状态读出所存储的代码。因此，保护密钥需要防篡改技术。例如，防篡改网可以包围印刷电路板并且可以包括篡改传感器芯片及其自己的电池组来阻止这种攻击。如果传感器检测到该网正在被切割，则加密代码被擦除。然而，这种防篡改技术可能相对昂贵并且因此可能不适用于在量产的、成本敏感的装置（例如现场可编程门阵列（FPGA）、移动装置和传感器）中实现。

发明内容

本公开的实施例描述了具有篡改检测和响应装置的集成电路以及制造这种集成电路的方法。例如，一种具有篡改检测和响应装置的集成电路包括至少一个光伏电池和耦合到所述至少一个光伏电池的至少一个存储单元（memory cell）。当所述至少一个光伏电池暴露于辐射时，所述至少一个光伏电池产生电流，该电流引起所述至少一个存储单元的存储状态的改变。类似地，一种用于制造具有篡改检测和响应装置的集成电路的方法，包括：在所述集成电路中形成至少一个光伏电池；在所述集成电路中制造至少一个存储单元；以及将所述至少一个光伏电池耦合到所述至少一个存储单元。当所述至少一个光伏电池暴露于辐射时，所述至少一个光伏电池产生电流，该电流引起所述至少一个存储单元的存储状态的改变。

在另一个实施例中，一种具有篡改检测和响应装置的集成电路，包括：至少一个光伏电池；以及耦合到所述至少一个光伏电池的反应材料，其中来自所述至少一个光伏电池的电流触发所述反应材料中的放热反应。类似地，一种用于制造具有篡改检测和响应装置的集成电路的方法，包括：在所述集成电路中形成至少一个光伏电池；在所述集成电路中沉积反应材料；以及使用武装开关（arming switch）将所述至少一个光伏电池耦合到所述反应材料。

附图说明

通过结合附图考虑以下详细描述，能够容易地理解本公开的教导，在附图中：

图1示例出根据本公开的实施例的示例性装置；

图2示例出根据本公开的实施例的处于“置位（set）”和“复位（reset）”状态的示例性相变存储单元；

图3示例出根据本公开的实施例的示例性反应材料（例如，薄金属叠层）。

图4示例出根据本公开的实施例的示例性反熔丝（例如，武装开关）；

图5是根据本公开的实施例用于制造示例性装置的方法的流程图；以及

图6是根据本公开的实施例用于制造示例性反熔丝（例如武装开关）的方法的流程图。

为了便于理解，在可能的情况下使用了相同的附图标记以标出这些图所共有的相同的元件。

具体实施方式

本公开的实施例呈现了一种新颖的芯片上防篡改装置，该防篡改装置用于检测物理篡改以及用于通过擦除数据来提供篡改响应。示例性部件包括集成到各层级（level）的后端制程（back end of the line）（或后端（back end））互连结构中的小型化的光伏电池（PV）、存储诸如保密授权码（secret authentication code）的敏感数据的非易失性存储器（NVM）（例如相变存储器（PCM））、以及嵌入的反应材料（RM），该反应材料可以包括当被从光伏（PV）元件产生的电流脉冲触发时反应的多层薄膜金属叠层。特别地，很多物理逆向工程技术需要通过成像（例如，来自扫描电子显微镜（SEM）的电子束、聚焦离子束（FIB）、x射线等）访问芯片结构，并且因此产生辐射（例如，光电流、激光束诱导电流（LBIC）、电子束诱导电流（EBIC）等）。本公开的实施例通过使用小型光伏PV电池将来自篡改企图的辐射转变成触发篡改响应（例如，直接地或者通过在反应材料中产生的放热反应）的电流以擦除数据，来利用该原理。