[发明专利]背侧安全屏蔽

说明书

本申请涉及集成电路和操作集成电路的方法。物理上不可克隆的功能电路(PUF)被用来基于防篡改(即，屏蔽)结构的物理特性(例如，电阻、电容、连接性等)的唯一性来生成指纹值，防篡改结构包括在集成电路的背侧上的硅穿孔和金属化。物理特性取决于在制造期间引入的随机物理因素。这致使芯片与芯片之间这些物理特性的变化是不可预测和不可控制的，这使得在不改变指纹值的情况下更难以复制、克隆或修改结构。通过在集成电路的背侧上包括硅穿孔和金属化作为PUF的一部分，可以保护芯片的背侧免受可以被用来帮助学习安全密码密钥和/或规避安全密码(或其他)电路装置的修改。

技术领域

本发明涉及集成电路和操作集成电路的方法。

背景技术

许多电子设备(例如，蜂窝电话、平板电脑、机顶盒等)使用具有安全密码密钥和安全密码电路装置的集成电路。这些密钥和电路装置可以被用来例如确保设备上的数据、确保通信和/或认证设备。期望保护由设备所使用的密钥和/或其他信息不被公开(从而保护设备上的数据、防止未经授权的使用等)。

发明内容

本发明的第一方面涉及一种集成电路，包括：有源电路装置侧金属层；背侧金属层；和物理上不可克隆的功能电路，所述物理上不可克隆的功能电路连接到所述有源电路装置侧金属层和所述背侧金属层以输出第一指纹值，对所述背侧金属层的电特性的修改致使所述物理不可克隆的功能电路输出不等于所述第一指纹值的第二指纹值。

本发明的第二方面涉及一种操作集成电路的方法，包括：借助至少一个第一硅穿孔施加电刺激到背侧金属层；借助至少一个第二硅穿孔接收对所述电刺激的响应，所述响应至少部分地基于所述背侧金属层的电特性；以及评估物理上不可克隆的功能(PUF)，当所述背侧金属层尚未被修改时所述PUF至少部分地基于所述背侧金属层的所述电特性而输出第一指纹值，如果所述背侧金属层已被修改，则所述PUF被配置为至少部分地基于所述背侧金属层的所述电特性而输出不等于所述第一指纹值的第二指纹值。

本发明的第三方面涉及一种集成电路，包括：在平面集成电路衬底的背侧上的第一防篡改金属结构；以及至少一个硅穿孔，所述至少一个硅穿孔将所述第一防篡改金属结构连接到平面集成电路衬底的有源电路装置侧上的有源电路装置，所述有源电路装置包括物理上不可克隆的功能电路，所述物理上不可克隆的功能电路被配置为至少部分地基于所述第一防篡改金属结构未被修改而输出第一指纹值，并且至少部分地基于对所述第一防篡改金属结构的修改而输出第二指纹值，所述修改改变了所述第一防篡改金属结构的电特性。

附图说明

图1是具有硅穿孔的安全屏蔽集成电路裸片的图示。

图2A是具有安全结构和电路装置的集成电路的图示。

图2B是集成电路的图示，在其中背侧安全结构已经通过去除材料而被修改。

图2C是集成电路的图示，在其中背侧安全结构已经通过添加材料而被修改。

图2D是集成电路的图示，在其中前侧安全结构已经通过添加材料而被修改。

图3是图示出检测对背侧金属层的修改的方法的流程图。

图4是计算机系统的图示。

具体实施方式

当攻击者有权对集成电路进行物理访问时(例如，通过购买设备)，可以通过以某种方式修改芯片来执行被设计为学习安全密码密钥和/或规避安全密码电路装置的各种攻击。可以使用例如聚焦离子束(FIB)工作站来修改芯片以用于这些攻击目的。FIB机器可以切割芯片的金属化层中的轨道、沉积新的金属轨道、沉积新的隔离层、去除材料(例如，体硅)以便于探测电路和信号、注入离子以改变硅区域的掺杂、并将导体构建到芯片下层中的结构中。这些类型的修改中的一个或多个修改可以被用来帮助学习安全密码密钥和/或规避安全电路装置。