Полупроводниковый прибор с системой контроля подлинности в материале корпуса
Настоящая полезная модель относится к области микроэлектроники, а именно к изделиям электронной техники, например полупроводниковым приборам, подлинность которых необходимо установить на том или ином этапе жизненного цикла полупроводникового прибора.
Сущность полезной модели заключается в том, что полупроводниковый прибор, включающий корпус с кристаллом интегральной схемы, в состав материала корпуса полупроводникового прибора введена поликристаллическая добавка (наполнитель). При необходимости определить подлинность полупроводникового прибора, наличие поликристаллической добавки (наполнителя) в составе материала корпуса выявляется методами рентгеновской дифракции или электронографии, причем, идентификационным признаком для полупроводникового прибора, содержащего поликристаллическую добавку (наполнитель) в составе материала корпуса является характерный спектр рентгеновской дифракции или электронографии, с определенным расположением дифракционных пиков. При этом поликристаллическая добавка (наполнитель) в составе материала корпуса полупроводникового прибора, проходящего идентификацию, будет иметь уникальный характер, за счет определенного распределения и высоты дифракционных пиков, что позволит производить идентификацию подлинности полупроводникового прибора, содержащего поликристаллическую добавку (наполнитель) в составе материала корпуса методами рентгеновской дифракции или электронографии.
Введенные существенные особенности позволяют определять подлинность полупроводникового прибора.
Настоящая полезная модель относится к области микроэлектроники, а именно к изделиям электронной техники, например полупроводниковым приборам, подлинность которых необходимо установить на том или ином этапе жизненного цикла полупроводникового прибора.
В настоящее время широкое распространение получили методы обратного проектирования как для выявления контрафактной продукции, так и для контроля собственной продукции. Использование таких методов позволяет отслеживать «жизнь» микросхемы, в частности определять ее подлинность. Введение меток достаточно часто встречается как в технической, так и популярной литературе - метки в криминалистике на основе радиоактивных изотопов. В микроэлектронике использование таких меток в приборах может привести к катастрофическим отказам из-за воздействия повышенного радиационного фона на полупроводниковые структуры.
Известны случаи использования химических добавок в составе материала корпуса или в составе краски маркировки, которые могут быть выявлены рентгеновским микроанализом на сканирующем электронном микроскопе [1, 2].
В литературе описано использование как определяющего подлинность фактора точных характеристик материала гальванического покрытия выводов прибора. Такие характеристики могут быть измерены различными способами, в частности методами вторичной ионной масс спектроскопии (ВИМС)[3].
Главными недостатками вышеперечисленных методов является сложность и дороговизна используемого высоковакуумного оборудования, а также крайне трудоемкий и длительный процесс исследования каждого образца.
В научной литературе описаны случаи использования лазерной или другой маркировки на выводной рамке, которая может быть как вне, так и внутри корпуса для определения подлинности полупроводниковых приборов [4, 5, 7].
Наиболее близким к заявленному техническому решению является техническое решение, рассмотренное в патенте US 7348887 B1 [6], где описана практика реального введения в структуру микросхемы второго кристалла с радиочастотной меткой (RFID). Такая метка может быть и частью топологии рабочего кристалла, так как технология ее (RFID) изготовления, как правило, совместима с КМОП процессом.
Недостатками данного технического решения являются введение избыточных элементов в топологию кристалла прибора, что значительно повышает сложность изготовления полупроводникового прибора с таким кристаллом и, соответственно, стоимость его изготовления. Введение в полупроводниковый прибор радиочастотной метки в качестве отдельного кристалла также вносит избыточность в полупроводниковый прибор, повышает сложность изготовления полупроводникового прибора с таким кристаллом и стоимость его изготовления.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель является устранение недостатков прототипа, а именно, сохранение возможности контроля подлинности полупроводникового прибора без внесения в полупроводниковый прибор избыточности.
Данная задача решается за счет того, что заявленный
Полупроводниковый прибор, включающий корпус с кристаллом интегральной схемы; состав материала корпуса полупроводникового прибора введена поликристаллическая добавка (наполнитель) и при необходимости определить подлинность полупроводникового прибора наличие поликристаллической добавки (наполнителя) в составе материала корпуса выявляется методами рентгеновской дифракции или электронографии, причем, идентификационным признаком для полупроводникового прибора, содержащего поликристаллическую добавку (наполнитель) в составе материала корпуса является характерный спектр рентгеновской дифракции или электронографии. При этом, поликристаллическая добавка (наполнитель) в составе материала корпуса полупроводникового прибора, проходящего идентификацию будет иметь уникальный характер, что позволит производить идентификацию подлинности полупроводникового прибора, содержащего поликристаллическую добавку (наполнитель) в составе материала корпуса методами рентгеновской дифракции или электронографии как при полном цикле производства полупроводникового прибора, так и при контрактном производстве кристаллов, с последующим корпусированием на территории заказчика. Рентгено-дифракционные исследования проводятся на оборудовании не требующего вакуума в течение 2-3 минут, необходимых для получения спектра дифракции.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является определение принадлежности полупроводникового прибора, подвергающегося исследованию методами рентгеновской дифракции или электронографии, к группам полупроводниковых приборов, содержащих или не содержащих поликристаллическую добавку (наполнитель) в составе материала корпуса, что позволяет говорить о подлинности полупроводникового прибора за счет уникальности характерного для каждой поликристаллическую добавки (наполнителя) спектра рентгеновской дифракции или электронографии.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено:
На фиг.1 - Рентгенограмма образца с наполнителем серый абразивный порошок (порошок 1 - корунд);
На фиг.2 - Рентгенограмма образца с наполнителем белый абразивный порошок (порошок 2 - окись алюминия).
Время получения данных рентгенограмм не превышает 2-х минут.
Полупроводниковый прибор с системой контроля подлинности состоит из корпуса (металлокерамический, пластмассовый), внутри которого располагается кристалл, подлежащий проверке на подлинность. В материал корпуса введена поликристаллическая добавка (наполнитель), которая при рентгенографической дифракции или электронографии дает уникальный спектр, с определенной картиной дифракционных пиков, соответствующий только этой поликристаллической добавке (фиг.1-4). При этом рентгенограмма полупроводникового прибора как с верхней, так и с нижней стороны дает сходную картину дифракционных пиков (фиг.5).
Работает прибор следующим образом: при проверке полупроводникового прибора на подлинность с помощью, например, рентгеновского дифрактометра, происходит получение рентгеновского дифракционного спектра, при сравнении этого спектра с исходным по уникальной картине пиков дифракционного отражения делается вывод о подлинности (пики совпадают) или не подлинности (пики не совпадают или отсутствуют) полупроводникового прибора, подвергающегося проверке. При отсутствии внедренного в материал корпуса поликристаллического материала (наполнителя) характерная картина пиков отсутствует. Таким образом, делается вывод о принадлежности полупроводникового прибора с поликристаллической добавкой (наполнителем) к подлинным полупроводниковым приборам. Происходит идентификация полупроводникового прибора, определение его принадлежности к группе подлинников.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Шляхов, А.Р., Давудов, Ф.Э., Сущность криминалистических экспертиз материалов, веществ и изделий из них (КЭМВИ) // Правоведение. - 1983. - 6.
2. Хрусталев В.Н., Митричев B.C., Основы криминалистического исследования материалов, веществ и изделий из них. Изд. «Питер». - 2003.
3. Понькин Н.А., Что в имени твоем, масс-спектрометрия? сайт Всероссийского масс-спектрометрического общества (http://www.vmso.ru/datadocs/Ponkin.pdf).
4. Laser mark on IC component. Патент US 7622806, МПК H01L 23/48, опубликован 19.04.2007.
5. Method of marking semiconductor chips and markable semiconductor chip. Патент US 4947114, МПК G01R 31/00, опубликован 24.05.1982.
6. RFIDS embedded into semiconductors. Патент US 7348887, МПК G08B 13/14, опубликован 15.06.2005.
7. Method and device for IC identification. Патент US 2004/0230925, МПК G06F 17/50, опубликован 13.05.2003.
Полупроводниковый прибор, характеризующийся тем, что он включает корпус и кристалл интегральной схемы, причем в состав материала корпуса полупроводникового прибора введена поликристаллическая добавка (наполнитель), которая выявляется методами рентгеновской дифракции или электронографии, причем условием подлинности для полупроводникового прибора, содержащего поликристаллическую добавку (наполнитель) в составе материала корпуса, является совпадение характерного спектра рентгеновской дифракции или электронографии прибора с эталонным.