随机数字值的生成装置以及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供随机数字值的生成装置。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。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及安保领域，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)。
技术介绍
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 or conductive 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。
技术实现思路
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。根据一实施例，上述处理部将上述多个数字值中的符合事先指定的条件的值选择为上述第一数字值。这种情况下，上述事先指定的条件由提供位序列包含“1”和“0”这两者的数字值的至少一个PUF中的、所适用的上述参数最小的PUF生成。此外，根据另一实施例，上述事先指定的条件由提供位序列包含“1”和“0”这两者的数字值的至少一个PUF中的、所适用的上述参数为最小值和最大值之间的中间值的PUF生成。根据另一实施例，上述处理部对上述多个数字值按照位序列实施逻辑运算来计算上述第一数字值。根据一实施例，上述逻辑运算为异或(XOR)逻辑运算。根据另一侧面，提供一种数字值的生成方法，由利用半导体工序变异生成数字值的生成装置来生成数字值，该方法包括：由相不同地适用引发上述工序变异的至少一个参数而制作出的多个PUF，来生成多个数字值的步骤；以及由处理部处理上述多个数字值来提供第一数字值的步骤。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)，在生成多个数字值的上述步骤中，根据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。在这种情况下，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，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。根据一实施例，在由处理部处理的上述步骤中，将上述多个数字值中的符合事先指定的条件的值选择为上述第一数字值。这种情况下，上述事先指定的条件由提供位序列包含“1”和“0”这两者的数字值的至少一个PUF中的、所适用的上述参数最小的PUF生成。另一方面，上述事先指定的条件由提供位序列包含“1”和“0”这两者的数字值的至少一个PUF中的、所适用的上述参数为最小值和最大值之间的中间值的PUF生成。根据另一实施例，在由处理部处理的上述步骤中，对上述多个数字值按照位序列实施逻辑运算来计算上述第一数字值。这种情况下，上述逻辑运算为异或(XOR)逻辑运算。附图说明图1为一实施例所涉及的数字值生成装置的框图。图2为用于说明一实施例所涉及的生成部的细部结构的概念图。图3为用于说明一实施例所涉及的处理部的动作的概念图。图4为用于说明一实施例所涉及的处理部的动作的概念图。图5为用于说明一实施例所涉及的处理部的动作的概念图。图6为表示一实施例所涉及的数字值生成方法的流程图。图7为表示另一实施例所涉及的数字值生成方法的流程图。图8为表示一实施例所涉及的数字值生成方法的流程图。具体实施方式以下，参照附图对实施例进行详细说明。然而，权利要求范围并非限定于这些实施例。各附图所示出的相同的附图标记表示相同的部件。以下说明中所使用的用语选自相关
普遍使用的术语，但由于技术的发展和/或变化、惯例、技术人员的喜好等因素，可能存在不同的用语。因此，以下说明中所使用的用语不应理解成对技术思想的限定，而是应理解成用于说明实施例的例示性用语。此外，在特定情况下存在申请人任意选定的用语，这种情况下，在相应的说明部分会记载有其详细含义。因此，以下说明中所使用的用语，并非单纯地指代用语名称，而是应该基于该用语所具有的含义以及说明书的整个内容理解。图1为一实施例所涉及的数字值生成装置100的框图。根据一实施例，装置100可包括利用半导体工序变异生成多个数字值的生成部110、以及处理上述多个数字值而提供第一数字值的处理部120。上述生成部110可包括多个因半导体工序变异而生成随机数字值的PUF。这种多个PUF可以是包含于生成部110的半导体结构中的概念性地划分的部分。多个PUF(PUF1～PUFn)可以因半导体工序变异而分别生成随机数字值。这种数字值可分别为位序列。多个PUF均不可物理性地复制，分别生成的数字值可具有时不变性。以下，将多个PUF用PUFi本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字值的生成装置，利用半导体的工序变异来生成数字值，其特征在于，上述数字值的生成装置包括：生成部，利用上述半导体的工序变异，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，上述生成部包括多个PUF(physically unclonable function)，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，由上述多个PUF生成上述多个数字值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.31 KR 10-2013-01685301.一种数字值的生成装置，利用半导体的工序变异来生成数字值，其特征在于，上述数字值的生成装置包括：生成部，利用上述半导体的工序变异，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，上述生成部包括多个PUF(physically unclonable function)，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，由上述多个PUF生成上述多个数字值。2.根据权利要求1所述的数字值的生成装置，其中，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。3.根据权利要求2所述的数字值的生成装置，其中，上述参数包含上述过孔的尺寸。4.根据权利要求3所述的数字值的生成装置，其中，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，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。5.根据权利要求1所述的数字值的生成装置，其中，上述处理部将上述多个数字值中的符合事先指定的条件的值选择为上述第一数字值。6.根据权利要求5所述的数字值的生成装置，其中，上述事先指定的条件由提供位序列包含“1”和“0”这两者的数字值的至少一个PUF中的、所适用的上述参数最小的PUF生成。7.根据权利要求5所述的数字值的生成装置，其中，上述事先指定的条件由提供位序列包含“1”和“0”这两者的数字值的至少一个PUF中的、所适用的上述参数为最小值和最大值之间的中间值的PUF生成。8.根据权利要求1所述的数字值的生成装置，其中，上述处理部对上述多个数字值按照位序列实施逻辑运算来计算上述第一数字...

【专利技术属性】
技术研发人员：金东奎，崔秉德，
申请(专利权)人：有限公司ICTK，
类型：发明
国别省市：韩国;KR