具有随机电气特性的电气部件制造技术

电气部件形成有具有随机电气特性(例如电阻或电容)的定向自组装部分。可以通过使用具有包括随机诱导特征的引导结构(2)的定向自组装聚合物来产生随机图案。具有随机电气特性的电气部件可以用于依赖于电气特性的随机变化的电路中，例如物理不可克隆函数电路。电气部件可以是电阻器和/或电容器。

Electrical components with random electrical characteristics

The electrical components form a directional self-assembly section with random electrical characteristics, such as resistance or capacitance. A random pattern may be generated by using a directed self-assembled polymer having a guiding structure (2) including a random induction feature. Electrical components with random electrical characteristics can be used in circuits that depend on random changes in electrical characteristics, such as physical non clonable function circuits. Electrical components can be resistors and / or capacitors.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有随机电气特性的电气部件
本公开涉及电气部件领域。更具体地，本公开涉及用于提供随机电气特性的电气部件。
技术介绍
在形成集成电路的结构时使用定向自组装(DSA)技术是公知的。这些技术用于形成包括规则排列的平行线的掩膜。
技术实现思路
本公开的至少一些示例实施例提供了一种电气部件，该电气部件的一部分具有与随机图案相对应的形状，以给予所述电气部件随机的电气特性。本公开认识到，可以在定向自组装中产生的随机图案实际上可能不造成制造过程的失败，而是适合于生产具有随机电气特性的电气部件。具体地，图案在被形成时从统计上看在实例之间非常可能是独特的。此外，图案本身是可以控制电气特性但在操作期间不会改变的参数。这与电气部件的其它参数形成对比，其中，其他参数可以对电气特性施加一定程度的随机性，但是在操作期间会发生变化，例如诸如载流子移动性之类的参数，载流子移动性可能与温度相关，使得在操作期间电气特性不稳定。本技术能够生产具有随机电气特性并在操作期间维持该随机电气特性的电气部件。本公开的至少一些另外的示例实施例提供了一种形成具有随机电气特性的电气部件的方法，包括以下步骤：用定向自组装形成电气部件的至少一部分，以具有与随机图案相对应的形状。本公开的至少一些其它示例性实施例提供了一种电气部件，包括至少一个引导结构；以及具有由至少一个引导结构控制的形状的定向自组装部分，其中，至少一个引导结构具有一个或多个随机诱导特征，一个或多个随机性诱导特征的大小大于引导结构的制造公差的大小。附图说明现在将仅通过举例的方式参照附图描述示例性实施例，其中：图1示意性地示出了使用DSA形成自对准的平行聚合物轨道；图2示意性地示出了可以由DSA产生的示例随机图案；图3示意性地示出了具有随机诱导特征的不同形式的引导结构，以诱导在所有方向上具有无序行为的定向自组装部分的形成；图4示意性地示出了具有随机电阻的电阻器的形成；图5示意性地示出了随机电容的横截面；图6示意性地示出了随机电阻的横截面；图7示意性地示出了具有由随机电阻控制的操作行为的物理不可克隆函数电路；图8示意性地示出了具有由随机电容控制的振荡频率的N级环形振荡器；图9示意性地示出了用于产生数字输出的电路，其中数字输出在电路的实例之间随机地为0或1；图10示意性地示出了由相对电阻值控制的感测放大器；图11示意性地示出了由相对电容值控制的感测放大器；以及图12是示意性地示出具有随机电气特性的电气部件的生产的流程图，其中该随机电气特性取决于由定向自组装聚合物产生的随机图案。具体实施方式附图的图1示意性地示出了使用DSA在两个引导结构之间形成自对准平行聚合物轨道。期望产生紧密间隔的平行聚合物线的阵列，然后其可以用作图案/掩膜以制造诸如finFET之类的电路。用于形成图案的常见光学技术随着几何形状变小而陷入困境，因此通过使用DSA技术形成这种自对准平行聚合物轨道是有吸引力的选择。图1所示的技术的一个难点是引导结构中的缺陷(例如未对准、粗糙/不均匀的边缘等)可能阻止所期望的自对准平行聚合物轨道的形成，并且反而可能产生诸如附图的图2中示出的那些随机图案。通常认为诸如图2所示的随机图案表示制造过程的失败，并且在进一步处理之前对这种掩膜进行光学识别并将其丢弃。应理解的是，使用本技术的电气部件可以具有各种不同的形式。一个示例形式是电阻器，并且在这种情况下，随机电气特性是电阻器的电阻。电气部件的另一种可能是电容器，而在这种情况下，随机电气特性是电容器的电容。将进一步理解的是，可以形成具有根据随机图案变化的电阻和电容两者的电气部件。在电阻器的情况下，用与随机图案相对应的形状(和具有通过定向自组装确定的特性的形状)形成的部分可以包括电触点之间的导体层。该导体层可以包括具有随机图案并由导电性较差的材料的轨道分隔的导电材料的轨道(例如，由绝缘体隔开的金属轨道)。定向自组装的图案可以用作确定将按其形成金属(或绝缘体)轨道的形状的掩膜。具有随机图案的轨道(例如，在电阻的情况下)可以形成到电阻、电阻体本身或两者的触点，以产生随机电阻值。在电气部件是电容器的情况下，具有与随机图案相对应的形状的部分可以包括电容器电极之间的绝缘体层。在这种情况下，绝缘体层可以包括具有第一介电常数、随机图案、并由具有小于第一介电常数的第二介电常数的材料的轨道分隔的材料的轨道。具有不同介电常数的材料之间以及它们相对于电容器电极的布置之间的平衡将决定电容器的电容，并且给予该电容由通过定向自组装形成的图案决定的随机值。与电阻示例一样，附加地或可选地，还可以用随机图案形成电极以产生随机电容值。应理解的是，形成的随机图案具有明显不同于自对准平行聚合物轨道的特性，其中自对准平行聚合物轨道是DSA技术的常规目标。与这种自对准平行聚合物轨道相反，本公开所利用的随机图案是具有主平面的2维图案，并且2维图案具有在主平面内的所有方向上测量到的基本无序行为。可以看出，自对准平行聚合物轨道具有在垂直于轨道的方向上测量到的基本恒定周期性的高度有序行为，并且没有在平行于轨道(即没有轨道交叉)的方向上测量到周期性(无限周期)。相反，从图2可以看出，当在所有方向上进行测量时，由DSA的一些结果生成的随机图案具有无序行为(例如在所有方向上测量到的周期性)。当图案边缘处的边界约束影响被去除时，随机图案的属性是它们可以具有在任意方向上测量到的均匀的周期性。应理解的是，生产电气部件时的常规设计目标是它们应当在那些电气部件的不同实例之间具有适当限定的恒定电气特性。这是能够可靠地生产复杂电路所期望的。然而，本公开认识到电气部件的电气特性中的真实且稳定的随机性在某些电路中可以有显著的益处。这样的电路可以通过随机电气特性生成操作特性控制，并且因此产生可能难以实现的真随机(在实例之间)且仍然稳定的操作特性。这种使用的一个特定示例是提供物理不可克隆函数电路(其在诸如密码学之类的应用中可能是有益的)。应理解的是，用于引导(安排/控制)定向自组装的引导结构可以具有各种不同的形式。在常见的DSA技术中，控制这种引导结构的制造公差以便以产生所期望的对准平行聚合物轨道的方式形成引导结构。根据其中随机图案是期望结果的本公开，引导结构可以形成为包括一个或多个随机诱导特征。这些随机引入特征可以做得很大(例如，其大小大于常规制造公差的大小)，以确保在定向自组装部分内诱导随机图案。附图的图3示意性地示出了引导结构2的各种示例形式，其可以形成为产生在具有随机图案(例如，在所有方向上的无序行为)的引导结构2之间的定向自组装部分。这些示例性引导结构具有与图1所示的均匀平行引导结构明显不同的形状。图3的引导结构2的随机诱导特征与DSA聚合物层的物理特性相结合，用于确保随机图案的形成。该随机图案可以具有如图2所示的形式，其中聚合物形成之间具有间隙的轨道。随机图案中的这些轨道可以用作掩膜(或用于形成掩膜)，以用在后续处理步骤(例如，蚀刻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电气部件，包括：/n至少一个引导结构；以及/n具有由所述至少一个引导结构控制的形状的定向自组装部分，其中，/n所述至少一个引导结构具有一个或多个随机诱导特征，所述一个或多个随机诱导特征的大小大于所述引导结构的制造公差的大小。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20140917 US 14/488,6471.一种电气部件，包括：
至少一个引导结构；以及
具有由所述至少一个引导结构控制的形状的定向自组装部分，其中，
所述至少一个引导结构具有一个或多个随机诱导特征，所述一个或多个随机诱导特征的大小大于所述引导结构的制造公差的大小。


2.根据权利要求1所述的电气部件，其中所述定向自组装部分的所述形状与随机图案相对应，以给予所述电气部件随机电气特性。


3.根据权利要求2所述的电气部件，其中所述电气部件是电阻器，并且所述随机电气特性是电阻。


4.根据权利要求3所述的电气部件，其中所述定向自组装部分包括在电触点之间的导体层。


5.根据权利要求4所述的电气部件，其中所述导体层包括导电材料的轨道，其中所述导电材料的轨道具有由导电性较差的材料的轨道分隔的所述随机图案。


6.根据权利要求4和5中任一项所述的电气部件，其中所述导体层是金属导体层。


7.根据权利要求2所述的电气部件，其中所述电气部件是电容器，并且所述随机电气特性是电容。


8.根据权利要求7所述的电气部件，其中所述定向自组装部分包括在电容器电极之间的绝缘体层。


9.根据权利要求8所述的电气部件，其中所述绝缘体层包括具有第一介电常数的材料的轨道，并且所述轨道具有由具有小于所述第一介电常数的第二介电常数的材料的轨道分隔的所述随机图案。


10.根据权利要求2所述的电气部件，其中所述随机图案是具有主平面的二维图案，并且所述二维图案具有在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢西恩·施弗伦，维卡斯·钱德拉，姆迪特·巴尔加瓦，
申请(专利权)人：ARM有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB