JPH11513831A - データキャリアの信頼性試験方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、集積回路を有するデータキャリアの信頼性を試験する方法に関する。そして、たとえば電磁放射または電界によって励起され発光する材料が集積回路の１つの領域に設けられ、その材料が発する電磁放射を測定評価して前記データキャリアの信頼性を決定することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】 データキャリアの信頼性試験方法 本発明は、請求の範囲第１項の前文による、データキャリアの信頼性試験方法 に関するものである。 この種の方法は、例えばＥＰ０３１３９６７Ａ１から知られるものである。こ の方法の場合、集積回路の物理的構造は、チップ製造段階で特別に影響を受ける ので、集積回路は、回路に固有の物理的諸特性として評価可能な特定の特徴を備 えている。これに関連して、本書は、一つの抵抗測定法を介して、幾つかの位置 で走査可能な、不規則な表面構造を有する金属被膜を集積回路に施して、データ キャリアの信頼性を判定するため、このようにして得られた抵抗のプロフィルを 特性データの形式で記憶させることを提案する。しかしながら、このような不規 則な表面構造の検知は複雑であり、測定技術の観点からすると困難である。 ＷＯ９４／１５３１８は同様に、請求の範囲第１項の前文による、方法を開示 している。この公知の方法において、データキャリアの信頼性試験方法の物理的 特性は、集積回路に別個に現れる、調節可能で逆行不可能な電気的状態によって 決定される。回路の電気的特性は、データキャリアの独自の値を作り出すために 使用され、信頼性の判定のために評価される。集積回路の逆行不可能に調節可能 な電気的状態は、測定技術の観点からすれば検知は容易であるが、この試験方法 では、データキャリアの信頼性を試験することを可能にするために、追加的な複 雑な回路が必要になる。 本発明の問題は、少ない技術的努力によって信頼性の高い信頼性試験を可能に するデータキャリアの信頼性試験方法を提供することである。 この問題は、請求の範囲第１項の中で述べられている特徴による本発明によっ て解決される。 本発明の根本概念は、データキャリアの集積回路の少なくとも一領域の中に、 非常に励起され易い材料を備えて、その材料によって放射される電磁放射の固有 の少くとも一つの特性をデータキャリアの信頼性を判定するために測定、及び評 価するものである。本発明の方法の場合、測定を非接触で行うために、伝送プロ トコルの中で定義されたデータ交換から独立して試験可能である。 その励起は、外部からその材料に供給される電磁放射によって好適に影響され るので、その材料によって放出される放射は光学的に測定される。しかしながら 、その材料は又、データキャリアの集積回路に備えられた手段によって作り出さ れる電場によって励起されることも可能である。開発によって、測定された電磁 放射は、集積回路のメモリ中に記憶可能で、集積回路の２進特性値に変換可能で ある。測定される電磁放射から導かれる２進特性値がデータキャリアのメモリか ら読み出された特性値に相関するならば、集積回路、従ってデータキャリアが信 頼性があるとして認識される。内在する特性値は、外部装置からデータキャリア に伝送される変数情報、例えばその装置によって作り出される乱数によって、デ ータキャリアの集積回路中に追加的に接続され、出力情報を形成し、その装置に 伝送され、データキャリアの信頼性を判定するためのその装置によって評価され る。 好ましくは、集積回路に一体的に組み込まれた多孔性シリコンのような半導体 材料が使用される。多孔性シリコンの物理的特性のために、文献Prog．Quant．E lectr．1994，Vol.18，Pages 201-227中の“多孔性シリコン；新しい光学的特性 を持ったシリコン構造”F.BudaとJ.Kohanoff著の内容を参照する。この文献は、 多孔性シリコンの発光の基礎になる原理について詳細に説明している。もちろん 、他のものは、電場によって適宜励起される時、測定技術によって検知される特 性電磁放射を放出する特性を有する他の半導体材料（例えば、ドープマンガン硫 化物、又はカドミウム硫化物）を使用する。 しかしながら、一つには、一つの電場によって励起される時発光する、半導体 材料以外の物、例えばポリマーポリフェニレンビニール（ＰＰＶ）を使用するこ ともできる。このポリマーは、例えばシリコン層に対するフォトレジストの形式 で、集積回路の製造段階で適用することができる。シリコン層は、ポリマーがそ の間に配置されている２つの電極の一方を形成する。第二の電極は例えば、金属 電極にすることが可能である。ポリマーを有するシリコン層、及び、金属電極は 、不動態化層によって覆うことができる。一つのものには、適宜励起を受けると 、その材料の特性である電磁放射を放出する特性を有する他の適当な材料を使用 す ることも可能である。例えばラッカーや箔の中に分散させて、これらの材料を集 積回路の一つの層に適用することができる。 適宜励起される時、特性電磁放射を放出する集積回路上に一つの材料を備える ことによって、このような材料を備えた集積回路の製造には、半導体技術の分野 に於ける高度な知識と技術力を必要とするので、このような信頼性確認機能を使 ってされる、いかなるデータキャリアのシミュレーション、または操作でも大い に妨げられる。 以下、図を参照して、本発明の詳細を説明する。 図１は、平面図中に集積回路を伴うデータキャリアを示し、 図２は、断面図中のデータキャリアを示し、 図３ａ、及び３ｂは、夫々発光半導体材料を有する領域の実施態様を示し、 図４、及び５は、それぞれ、信頼性試験装置との関連で、データキャリアを示 したものである。 図１は、例えばテレホンカードのようなものである、借方カード、あるいはメ モリーカードのようなキャッシュレス支払いの場合に使用されるデータキャリア １の平面図を示す。データキャリア１は、例えば接触面４の形式中にあるように 、通信素子を介して、図示されていない外部周辺装置に電気的に接続可能である 電子モジュール２を有している。通信素子４は、もちろん、知られているように 、その場合にデータキャリアと装置間のデータ交換を非接触で実行可能な、コイ ル又は電子光学素子の形式で実行できる。ウィンドウ３がモジュール２の中央領 域に好適に備えられており、明確化するためにここでは、省略されている集積回 路の上部に位置させられている。 図２は図１に示すデータキャリアの１断面の拡大詳細図を示す。図から明らか なように、電子モジュール２は、電導体７を介して通信素子４と導電的に接続さ れている集積回路５を含んでいる。通信素子に対向している集積回路５の側には 、材料６、たとえば多孔性シリコンを有する領域１３が少なくとも１つあり、そ の材料は、集積回路の不導態化層（ここでは図示されていない）で覆われている 。 材料６は、透明な注型化合物８で充填可能なウィンドウ３の下部に配置されて いる。ここに示すように、接続導体７は集積回路５と同様、注型化合物８で覆う ことができる。この覆いは、データキャリアを使用中、電気的な接続も含めて集 積回路を確実に保護する。 図３ａおよび図３ｂは、ともに材料６を有する領域１３の拡大図である。領域 １３には、非発光性シリコンと適切に励起された場合に発光する多孔性シリコン ６をもつゾーン１２とを有するゾーン１４が含まれる。多孔性シリコンを有する ゾーン１２は、たとえば電磁放射を伴う外部照射、たとえば図４等に示すように 図５に示す集積回路上に設けられた手段により電気的に励起することが可能であ る。領域１３の各ゾーン１２は、それに関連する１対の電極を持つことが可能で 、それらは選択的に行と列で駆動され、特定のゾーンを電気的に励起して発光さ せることが可能である。図３ａに示すゾーン１２は、正常の構造、すなわち大部 分が等しい割合で多孔性シリコンを有する。図３ｂに示すゾーン１２は、不規則 構造、すなわち異なる比率で多孔性シリコンを有する。両ゾーン内における多孔 性シリコンの比率と分布は、ランダムでよい。両ゾーン１２の構造は、シリコン が、たとえばフッ化水素酸水溶液で電気化学的に腐食される製造工程により決定 される。エタノールが使用されない場合は、図３ｂに示すランダムで不規則な構 造が得られる。これらは、たとえば幅を２ミクロン、長さを２−１０ミクロンに することが可能である。ゾーン１２について所望の大きさと空間的な配置は、た とえば製造工程中に対応するマスクを使用することにより実現される。しかし、 これは公知でこの発明の対象ではないので、ここでこれ以上詳しい説明はしない ことにする。 本発明のこの点について重要なことは、単に、領域１３内のゾーン１２の大き さと配置が、光検出器上に光学的に結像されることにより解決できるという点で ある。信頼性を決定するために、領域１３内の各ゾーン１２からの放射が検出さ れ、かつ測定された放射に従い、各ゾーンはそれに関連する２進値を得ることが できる。２進変換は、たとえばその特定ゾーンに対して検出された放射を標準値 と比較する閾値により行うことができる。図３に示した実施例では、ゾーン１２ は、正常な構造であることから、ゾーン１２と同じ空間配列を有する集積回路と して優れた特徴を生み出している。しかしながら、図３ｂに示した実施例では、 ゾーン１２がランダム構造であることから、個々の集積回路に対して個別の信頼 性という特徴が得られる。 図４は、発明の電子モジュール２を有するデータキャリアの信頼性試験装置２ ０の簡単なブロック図を示す。明確化のために、ここではモジュールだけが図示 されている。電子モジュール２は、材料６、たとえば多孔性シリコンを有する少 なくとも１つの領域１３を備える集積回路５を実質的に含んでいる。この実施例 では、材料６はメモリおよび論理素子９および１０とからデカップリングとなる 。さらに電子モジュール２は、通信素子４を含み、これを介して集積回路５と装 置２０との間でデータ交換が行われる。この実施例では、データ交換は、インタ フェース２５を介して接点式で行っているが、無接点式、たとえば誘導式あるい は光学式でも実施可能である。 装置２０は、通信素子４を介して集積回路のメモリ９の少なくとも部分的領域 にアクセスしデータの読取りおよび／または書き込みをする読み書き手段を含ん でいる。アクセスは、その集積回路の論理手段１０により適切に制御される。技 術として知られているこれらの手段に加えて、この装置は、電磁放射を照射する ことにより材料６を有する領域１３が発光するよう励起する手段２１を有する。 手段２１は、たとえばレーザ光で、これは多孔性シリコン６を励起し、波長が４ ００−６５０ｎｍ、望ましくは約４８８ｎｍで発光させる。このレーザにより放 射される電磁放射は、透明なウィンドウ３を通して手段２２により検出される。 計測手段２２は、たとえばホトダイオードの列またはマトリックスから成る光検 出器を使用することができる。検出器２２の寸法は、材料６を有する領域１３と ウィンドウ３の寸法に適合するように選択される。 図５に示す電子モジュール２は、さらに材料６を電気的に励起するための手段 １１を含んでいる。手段１１は、たとえば１０⁵ｖｏｌｔ／ｃｍの電界強度をも つ電子発光に必要な電界を生成する。材料６は、たとえば多孔性シリコン、また はその他の発光重合体、たとえばＰＰＶとすることができる。手段１１は、集積 回路の制御装置（ＣＰＵ）に属する論理素子１０により駆動される。手段１１は 、たとえば装置２０から受信する信号にしたがって制御装置により作動される。 データキャリアの信頼性は、図４および５に示す実施例では、一定の波長、た とえば約６００ｎｍで材料６が発光する電磁放射スペクトルに関して決定される 。 発光スペクトルは、励起スペクトルで決定される。しかしながら、データキャリ アの信頼性を決定するには、励起スペクトルと発光スペクトルの依存関係を評価 してもよい。さらに、得られる発光スペクトルを異なる励起スペクトルと関係付 けることもできる。たとえば差を形成してその差を評価して信頼性を決定する。 信頼性を試験するには、集積回路５のある領域１３内の発光ゾーン１２の空間配 列を評価することもできるが、それによってもちろん結果的として、光検出器２ ２上の光学的結像ゾーン１２を評価することになる。測定された発光スペクトル 、または励起スペクトルと発光スペクトルとの関係は、たとえばこの回路の優れ た特徴、または特有の特徴である。 しかし、信頼性を試験するには、２進特性値を使用することも可能である。こ の２進特性値は、１つには材料６が放射する電磁放射のスペクトル分布の結果と することができ、また他方では、発光ゾーン１２の空間的配列の結果とすること ができる。後者の場合、２進特性値の各ビットは、それに関連した一定の発光ゾ ーンを持つことができる。手段２３は、ゾーン１２が発光する放射測定値を、た とえばデータキャリアのメモリに含まれるその他のデータと関連付けることので きる２進特性値に変換する。集積回路が試験され良好であると判明してから、特 性値は、たとえば変更防止されているメモリ９の１つの領域に書き込まれる。デ ータキャリアの信頼性を試験するには、もちろん格納された特性値の生成中と同 じ励起が選択され、そして材料６による励起と発光によって生じる電磁放射が手 段２２によって測定され、手段２３で２進特性値に変換され、この値は、装置２ ０により、読取り／書き込み装置２４がメモリ９から読み出した特性値と比較さ れる。比較の結果が正である場合には、そのデータキャリアは信頼性なものと認 知される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ， ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｇ Ｅ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ， ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，Ｐ Ｔ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．記憶素子と論理素子を具備する集積回路を有し、さらにその集積回路と回路 の特性により決定される物理的特性を評価する外部装置と通信する素子を有する 少なくとも１つの電子モジュールを含むデータキャリアの信頼性を試験する方法 において、前記集積回路が励起される材料を有し、その材料が発光する電磁放射 の特性の少なくとも１つを検出しかつデータキャリアの信頼性を決定するために 評価することを特徴とするデータキャリアの信頼性を試験する方法。 ２．前記材料が、データキャリアの外部で生成され、その材料に供給される電磁 放射、または前記集積回路により生成される電界により励起されることを特徴と する請求の範囲第１項に記載の方法。 ３．前記材料の発光が信頼性を決定するために評価されることを特徴とする請求 の範囲第１項に記載の方法。 ４．放射スペクトル、特に波長約６００ｎｍにおける放射スペクトルにより、前 記データキャリアの信頼性を評価することを特徴とする請求の範囲第３項に記載 の方法。 ５．放射スペクトルと励起スペクトルの関係が、前記データキャリアの信頼性を 判定するために評価されることを特徴とする請求の範囲第４項に記載の方法。 ６．異なる励起で得られる放射スペクトルの差が、前記データキャリアの信頼性 を判定するために評価されることを特徴とする請求の範囲第４項に記載の方法。 ７．前記材料から放出される電磁放射が上記の集積回路のメモリに格納される２ 進特性値に変換されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。 ８．前記２進特性値が、放出される電磁放射、および／または発光ゾーンの空間 的配置のスペクトル分布から導出されることを特徴とする請求の範囲第７項に記 載の方法。 ９．検出された電磁放射から導出される２進特性値が、集積回路のメモリから読 み出される特性値と比較されることを特徴とする請求の範囲第８項に記載の方法 。 10．・メモリ素子９と、論理素子１０と、通信素子４とを備える集積回路５を有 する電子モジュール２を少なくとも１つ有するデータキャリア１と、 ・読取りおよび／または書き込みのために、通信素子４を介して記憶手段９の 少なくとも一部の領域にアクセスする手段２４と、 ・前記集積回路５の物理的特性を測定するための手段２２とを含む、データキ ャリアの信頼性を試験するシステムにおいて、 ・前記集積回路５が、強力に励起されて電磁放射をする材料６を有する少なく とも１つの領域１３を有し、 ・前記材料６を励起するための手段１１，２１と、 ・前記材料が放出する電磁放射の特性の少なくとも１つを検出するための手段 ２２とが設けられていることを特徴とするデータキャリアの信頼性を試験するシ ステム。 11．手段２１，２２、および２４が、装置２０の構成要素であることを特徴とす る請求の範囲第１０項に記載のシステム。 12．前記励起手段２１がレーザで、かつ手段２２がホトダイオードからなる列、 またはマトリックスを有する光検出器であることを特徴とする請求の範囲第１１ 項に記載のシステム。 13．前記材料６を励起するための手段１１が集積回路５の１構成要素であること を特徴とする請求の範囲第１０項に記載のシステム。 14．請求の範囲第１０項によるシステムで使用され、また記憶素子９と、論理素 子１０と、外部装置と通信する素子４とを備えた集積回路５を有する電子モジュ ール２を少なくとも１つ有するデータキャリアにおいて、集積回路５が付勢励起 可能でその結果電磁放射を発する材料６を有する領域１３を少なくとも１つ有す ることを特徴とするデータキャリア。 15．前記材料６を有する領域１３にあるモジュール２内にウィンドウ３が備えら れていることを特徴とする請求の範囲第１４項に記載のデータキャリア。 16．材料６、集積回路５が、透明な注型化合物８で覆われ、さらにそれがウィン ドウ３をも充填していることを特徴とする請求の範囲第１５項に記載のデータキ ャリア。 17．領域１３が発光ゾーン１２と非発光ゾーン１４を含み、それらの配置が前記 データキャリアの特性となることを特徴とする請求の範囲第１４項に記載のデー タキャリア。 18．領域１３内のゾーン１２，１４の配置が、前記データキャリアの集積回路５ の卓越した、または独特の特徴であることを特徴とする請求の範囲第１７項に記 載のデータキャリア。 19．材料６が、発光特性を有することを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の データキャリア。 20．材料６が、発光半導体、とくに多孔性シリコン、または発光重合体であるこ とを特徴とする請求の範囲第１９項に記載のデータキャリア。