半导体器件的保护电路及包括该保护电路的半导体器件制造技术

一种保护电路，包括：至少一个屏蔽线对，布置所述屏蔽线对来覆盖半导体器件上应该保护的区域，所述屏蔽线对中的一条屏蔽线和另一条屏蔽线具有相同的形状、相等的长度，且分别仅具有一条从起点到终点的路线；信号产生器，将某一电位提供给所述屏蔽线对中的一条屏蔽线和另一条屏蔽线的起点；以及检测器，用以将所述屏蔽线对中的一条屏蔽线的终点和另一条屏蔽线的终点之间的电位差和基准值进行比较，根据比较结果输出欺骗检测信号。防止对半导体器件的欺骗解析、窜改信息。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种目的是保护半导体器件内部的机密信息免遭靠欺骗手 段做的解析行为的破坏的保护电路及安装有该保护电路的半导体器件。
技术介绍
近年来，对半导体器件的电路信息、内部信息的机密性和安全性要求 得越来越严格。至少是IC领域的半导体器件是以其安全性为特征，所以有 必要保护重要信息免遭欺骗性解析，而防止内部信息被窜改、复制。采取 可达成这样的严格保护功能的方法的实例正在不断地增加。下面，说明现 有技术。图14示出了传统保护电路的结构。图14中，140是屏蔽线，141是信 号产生器，142是检测器，143是参考布线，SO是警报信号。在该保护电 路中，应该保护的集成电路上设置了屏蔽线140。任意的信号从信号产生 器141分别供应给屏蔽线140及参考布线143。从信号产生器141供来的 信号分别通过屏蔽线140及参考布线143后，又供应给检测器142。检测 器142将从屏蔽线140供来的信号和从参考布线143供来的信号进行比较， 若认定有差异则输出警报信号SO。受到保护的集成电路会响应该警报信号 SO而进入安全方式，实质上不可能进行欺骗性的解析或窜改(例如，曰本 特表2002 —529928号公报(图l))。
技术实现思路
所述现有技术很容易遭到以下欺骗手段的欺骗。在屏蔽线被部分地切断或剥离后，利用FIB加工技术等适当方法，例如，以不会妨碍物理解析 的迂回路线重新连结屏蔽线的欺骗手段、或从外部将导体路连接到屏蔽线 当做旁通路使异常检测功能失效的欺骗手段。本专利技术的目的，在于提供一种高抗干扰性的保护电路及包括该保护 电路的半导体器件。为解决上述课题，只要实现能够监视屏蔽线的物理特性，并将物理特 性的变化作为对屏蔽线路线的窜改检测出来的保护电路即可。然而，因为 屏蔽线的物理特性由受到保护的下层的形状及电性特性状态决定，所以设 计时很难建立屏蔽线的物理特性的正确模型。此外，尚有制造误差、动作 保证环境内的特性变动等，故很难实现。本专利技术的保护电路皆能够很容易 地解决上述课题，且可进一步地提高抗干扰性。本专利技术的保护电路，包括至少一条屏蔽线，布置所述至少一条屏蔽 线来覆盖半导体器件上应该保护的区域，且所述至少一条屏蔽线仅具有一 条从起点到终点的路线；信号产生器，将信号提供给所述屏蔽线的起点；计数器，响应由所述信号产生器将信号提供给所述屏蔽线的起点而开始计测时间，响应该信号到达所述屏蔽线的终点而结束计测时间；以及比较器， 将由所述计数器计测的时间和基准值进行比较，根据比较结果输出欺骗检上述保护电路的特征是，计测在屏蔽线传播的信号跃变的传播时间， 将屏蔽线处于正常状态的传播时间作为基准值存储到非易失性存储器中， 再进行相对比较来检测屏蔽线路线的窜改。首先，信号产生器对屏蔽线的起点传达信号跃变，利用计数器计测信 号跃变到达屏蔽线的终点的时间作为正常状态的信息(基准值)存储到非 易失性存储器中。其次，在半导体器件启动时或待机状态时重新计测信号 跃变延迟时间，参考事先存储到非易失性存储器的正常状态的计数值，并 在将动作保证环境内的屏蔽线物理特性变动作为容许误差考虑的情况下， 利用比较器进行比较运算。于是，能够实现很容易检测屏蔽线是否被窜改 的保护电路，故可检测下述情况而解决问题，亦即，在切断或剥离部分屏蔽线后，利用FIB加工技术等适当手段，以不会妨碍物理解析的迂回路线重新连接屏蔽线、或从外部将导体路作为旁通路连接到屏蔽线上。通过使其为具有专用振荡器并采用从专用振荡器对计数器供应脉冲的 结构，便能够任意设定脉冲的周期，而可自由地设定时间计测的精度。因 为半导体器件的基本时钟通常是从外部供应，所以有可能采取调整外部时钟的周期使其符合脉冲的计数值的欺骗手段，但通过在半导体器件内部具 有专用振荡器，则能使从外部变更脉冲的周期变得较为困难，而可大幅度 地提高抗干扰性。本专利技术的另一保护电路包括至少一个屏蔽线对，布置所述屏蔽线对 来覆盖半导体器件上应该保护的区域，所述屏蔽线对中的一条屏蔽线和另一条屏蔽线具有相同的形状、相等的长度，且分别仅具有一条从起点到终 点的路线；信号产生器，将某一电位提供给所述屏蔽线对中的一条屏蔽线 和另一条屏蔽线的起点；以及检测器，用以将所述屏蔽线对中的一条屏蔽线的终点和另一条屏蔽线的终点之间的电位差和基准值进行比较，根据比 较结果输出欺骗检测信号。上述保护电路的特征，是通过监视物理特性一致的2条屏蔽线的电阻 特性的偏置变化来检测屏蔽线的窜改。将2条具有相同的形状和相等的布线长度的屏蔽线视为屏蔽线对，可 使屏蔽线对的电阻特性一致。利用恒压源供应任意电压，用运算放大器将 屏蔽线对的电阻特性之差作为偏置并变换成电压，利用其他的恒压源产生 考虑了运算放大器的初始偏置的电压当做参考电压，将它和所取得的偏置 电压进行比较，实现很容易即可检测屏蔽线的窜改的保护电路，故可检测下述情况而解决问题。亦即，在切断或剥离部分屏蔽线后，利用FIB加工技术等适当手段，以不会妨碍物理解析的迂回路线重新连接屏蔽线、或从 外部将导体路作为旁通路连接到屏蔽线上。此外，采用设置具有和1个路线的屏蔽线相等的电阻值的半导体电阻 器，且将屏蔽线及半导体电阻器作为运算放大器的输入进行连接的结构，很容易构成屏蔽线。即使偶然或故意以和成对的2条屏蔽线的电阻特性相同的方式重新连接路线来变更屏蔽线对的路线，因为成对的一方是受到屏 蔽线保护的半导体电阻器，从外部难以变更半导体电阻器的电阻值，故可 进一步提高抗干扰性。本专利技术的另一保护电路，包括至少一个屏蔽线对，布置所述屏蔽线对来覆盖半导体器件上应该保护的区域，所述屏蔽线对中的一条屏蔽线和 另一条屏蔽线具有相同的形状、相等的长度，且分别仅具有一条从起点到 终点的路线；信号产生器，将同相位的脉冲提供给所述屏蔽线对中的一条屏蔽线和另一条屏蔽线的起点；以及检测器，用以将所述屏蔽线对中的一条屏蔽线的终点和另一条屏蔽线的终点之间的电位差和基准值进行比较，根据比较结果输出欺骗检测信号。上述保护电路的特征，是利用对物理特性一致的两条屏蔽线上供应同 相位的脉冲并评估其相位差来检测屏蔽线的窜改。利用脉冲产生器对屏蔽线对以任意的脉冲宽度同时提供同相位的脉 冲，利用相位比较器取得两条屏蔽线的脉冲的相位差作为脉冲，在滤波电 路除去相当于制造误差的初始相位差，并检测未除去的脉冲，这样实现很 容易检测屏蔽线的窜改的保护电路，故可检测下述情况而解决问题。亦即， 在切断或剥离部分屏蔽线后，利用FIB加工技术等适当手段，以不会妨碍 物理解析的迂回路线重新连接屏蔽线、或从外部将导体路作为旁通路连接 到屏蔽线上。基本上，上述保护电路是用以监视、评估一条路线的屏蔽线或屏蔽线 对的电路， 一次检测多个路线需要多个检测部，布局面积会增大。利用切 换电路切换屏蔽线或屏蔽线对的路线并一条路线一条路线地检测一条路 线， 一条线路的检测部可由所有线路共用，从而可减小布局面积。此外， 信号产生器供应给屏蔽线或屏蔽线对的信号，只对检测的路线供应真信号， 对其他路线则供应伪信号，配合切换电路的路线切换而切换真信号供应路 线，故难以从外部观察屏蔽线的信号并确定信号模式，从而进一步提高抗 干扰性。上述保护电路中，也可准备多组物理特性一致的2条屏蔽线对，分别 对其供应同相位的脉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种保护电路，其特征在于：　包括：　至少一个屏蔽线对，布置所述屏蔽线对来覆盖半导体器件上应该保护的区域，所述屏蔽线对中的一条屏蔽线和另一条屏蔽线具有相同的形状、相等的长度，且分别仅具有一条从起点到终点的路线；　信号产生器，将某一电位提供给所述屏蔽线对中的一条屏蔽线和另一条屏蔽线的起点；以及　检测器，用以将所述屏蔽线对中的一条屏蔽线的终点和另一条屏蔽线的终点之间的电位差和基准值进行比较，根据比较结果输出欺骗检测信号。

【技术特征摘要】
JP 2003-8-28 2003-3038231.一种保护电路，其特征在于包括至少一个屏蔽线对，布置所述屏蔽线对来覆盖半导体器件上应该保护的区域，所述屏蔽线对中的一条屏蔽线和另一条屏蔽线具有相同的形状、相等的长度，且分别仅具有一条从起点到终点的路线；信号产生器，将某一电位提供给所述屏蔽线对中的一条屏蔽线和另一条屏蔽线的起点；以及检测器，用以将所述屏蔽线对中的一条屏蔽线的终点和另一条屏蔽线的终点之间的电位差和基准值进行比较，根据比较结果输出欺骗检测信号。2. 根据权利要求l所述的保护电路，其中 包括取代所述屏蔽线对中的一条屏蔽线的半导体电阻器； 所述半导体电阻器，设置在所述半导体器件上应该保护的区域，具有和所述屏蔽线对中的一条屏蔽线相同的电阻特性；所述信号产生器，将某一电位提供给所述半兽体电阻器的一端和所述 屏蔽线对中的另一条屏蔽线的起点；所述检测器，将所述半导体电阻器的另一端和所述屏蔽线对中的另一 条屏蔽线终点之间的电位差和基准值进行比较，根据该比较结果输出欺骗 检测信号。3. 根据权利要求l所述的保护电路，其中 所述屏蔽线对有多个；所述信号产生器，将某一电位提供给所述多个屏蔽线对中的某一个屏 蔽线对中的一条屏蔽线和另一条屏蔽线的起点，所述保护电路还包括用以将所述多个屏蔽线对中由所述信号产生器提供了电位的屏蔽线对的终点的电位提供给所述检测器的切换电路。4. 根据权利要求l所述的保护电路，其中还包括设置在所述半导体器件上应该保护的区域的信号布线； 所述信号产生器，将某一信号提供给所述屏蔽线对的起点和所述信号布线的一端；所述保护电路还包括对已到达所述屏蔽线对的终点的信号和己经到 达所述信号布线的另一端的信号进行比较，并根据比较结果输出欺骗检测 信号的判定电路。5. 根据权利要求4所述的保护电路，其中所述信号产生器包括随机数产生器。6. 根据权利要求l所述的保护电路，其中 还包括故障诊断器；所述故障诊断器，将取代所述屏蔽线对中的一条屏蔽线的终点及另一 条屏蔽线的终点之间的电位差的测试信号提供给所述检测器，对对应于所 提供的测试信号从所述检测器输出的信号和期待值进行比较，并根据比较 结果输出故障检测信号。7. —种保护电路，其特征在于 包括至少一个屏蔽线对，布置所述屏蔽线对来覆盖半导体器件上应该保护 的区域，所述屏蔽线对中的一条屏蔽线和另一条屏蔽线具有相同的形状、 相等的长度，且分别仅具有一条从起点到终点的路线；信号产生器，将同相位的脉冲提供给所述屏蔽线对中的一条屏蔽线和另一条屏蔽线的起点；以及检测器，用以将所述屏蔽线对中的一条屏蔽线的终点和另一...

【专利技术属性】
技术研发人员：松野则昭，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]