Полупроводниковый прибор с системой контроля подлинности на основе скрытой метки в топологическом слое

Настоящая полезная модель относится к области микроэлектроники, а именно к изделиям электронной техники, например полупроводниковым приборам, подлинность которых необходимо установит на том или ином этапе жизненного цикла полупроводникового прибора. Сущность полезной модели заключается в том, что полупроводниковый прибор, включающий корпус и кристалл интегральной схемы, характеризующийся тем, что на одном из внутренних слоев кристалла прибора введена идентификационная метка из непрозрачного для инфракрасного излучения материала, причем геометрические размеры метки совпадают с геометрическими размерами топологических элементов на несущем слое, причем, определяется наличие упомянутой метки с помощью просвечивания инфракрасными излучением, причем, условием подлинности для полупроводникового прибора, содержащего указанную метку, является как факт наличия такой метки, так и совпадение ее морфологических особенностей с эталонными. Введенные существенные особенности позволяют установить 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. Зачастую идентификаторы используются также для подтверждения случаев воровства топологии интегральных схем.

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].

Недостатком вышеперечисленных методов идентификации подлинников являются дороговизна высоковакуумного оборудования и крайне сложный и длительный процесс исследований.

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 избыточного слоя в топологию кристалла прибора, что значительно повышает сложность изготовления полупроводникового прибора с таким кристаллом и стоимость его изготовления. Введение в полупроводниковый прибор радиочастотной метки в качестве отдельного кристалла вносит избыточность в полупроводниковый прибор, повышает сложность изготовления полупроводникового прибора с таким кристаллом и стоимость его изготовления.

Задачей, на решение которой направлено заявляемая полезная модель является устранение недостатков прототипа, а именно, сохранение возможности контроля подлинности полупроводникового прибора без внесения в полупроводниковый прибор значительной избыточности и без изменения технологического процесса производства полупроводникового прибора по сравнению с исходным.

Данная задача решается за счет того, что заявленный Полупроводниковый прибор, включающий корпус и кристалл интегральной схемы, характеризующийся тем, что на одном из внутренних слоев кристалла прибора введена идентификационная метка из непрозрачного для инфракрасного излучения материала, причем геометрические размеры метки совпадают с геометрическими размерами топологических элементов на несущем слое, причем, определяется наличие упомянутой метки с помощью просвечивания инфракрасными излучением, причем, условием подлинности для полупроводникового прибора, содержащего указанную метку, является как факт наличия такой метки, так и совпадение ее морфологических особенностей с эталонными.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является появление у полупроводникового прибора идентификационного признака, позволяющего определить его подлинность методами просвечивания кристалла полупроводникового прибора инфракрасным излучением без внесения избыточности в кристалл полупроводникового прибора, уменьшить время, необходимое для контроля подлинности полупроводникового прибора.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено:

На фиг.1 - Упрощенная схема полупроводникового прибора по слоям с идентификационными метками на транзисторном слое;

На фиг.2 - Изображение кристалла полупроводникового прибора, просвеченного инфракрасным излучением.

Время получения данных изображений не превышает минуты.

Полупроводниковый прибор с системой контроля подлинности состоит из корпуса (металлокерамический, пластмассовый, при этом не исключено и бескорпусное исполнение), внутри которого располагается кристалл (1 на фиг.1), подлежащий проверке на подлинность. В первый (нижний) слой полупроводникового прибора (2 на фиг.1) введена идентификационная метка (3, 4 на фиг.1), которая выявляется при просвечивании кристалла инфракрасным излучением (фиг.2) и имеет уникальную морфологию по сравнению с другими топологическими элементами, соответствующая только этой партии полупроводниковых приборов, причем морфология может быть обусловлена как геометрическими параметрами графического изображения (3 на фиг.1), так и выполнена в виде графического (штрих) кода (4 на фиг.1).

Работает прибор следующим образом. При проверке полупроводникового прибора на подлинность с помощью, например, просвечивающего инфракрасного микроскопа, происходит получение растрового изображения слоев кристалла полупроводникового прибора, при сравнении этого изображения с эталонным по уникальной морфологии идентификационной метки происходит проверка подлинности. При наличии на полученном изображении идентификационной метки и при совпадении ожидаемой морфологии идентификационной метки с наблюдаемой делается вывод о принадлежности полупроводникового прибора с идентификационной меткой 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.

1. Полупроводниковый прибор, включающий корпус и кристалл интегральной схемы, характеризующийся тем, что на одном из внутренних слоев кристалла прибора введена идентификационная метка из непрозрачного для инфракрасного излучения материала, причем геометрические размеры метки совпадают с геометрическими размерами топологических элементов на несущем слое, причем определяется наличие упомянутой метки с помощью просвечивания инфракрасными излучением, причем условием подлинности для полупроводникового прибора, содержащего указанную метку, является как факт наличия такой метки, так и совпадение ее морфологических особенностей с эталонными.

2. Полупроводниковый прибор по п.1, в котором упомянутая метка введена в первом слое активных элементов прибора.

3. Полупроводниковый прибор по п.1, в котором упомянутая метка представляет собой графический код, который может быть найден и считан автоматически с изображения, полученного с помощью просвечивающего инфракрасного излучения.