JP2001195307A

JP2001195307A - 半導体装置

Info

Publication number: JP2001195307A
Application number: JP2000000702A
Authority: JP
Inventors: Manabu Henmi; 学逸見; Hideyuki Unno; 秀之海野; Tadao Takeda; 忠雄竹田; Koji Ban; 弘司伴; Nobuhiro Shimoyama; 展弘下山; Masaaki Tanno; 雅明丹野
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2000-01-06
Filing date: 2000-01-06
Publication date: 2001-07-19

Abstract

(57)【要約】【課題】実装作業を容易にし、薄型化と高信頼化を図
る。【解決手段】半導体装置は、不揮発性メモリ６を含む
集積回路と、メモリ６に格納された情報を消去するため
の破壊回路と、破壊回路に電力を供給するための薄膜電
池３と、ＩＣチップ２と薄膜電池３とを覆うように配置
された薄膜電池４と、薄膜電池４の電圧低下を検出した
とき薄膜電池３と破壊回路とを接続する制御回路１４と
を備えている。薄膜電池４は、正極集電体と負極集電体
のうち何れか一方の第１の集電体の側に正極集電体と負
極集電体の両方の少なくとも一部が露出し、第１の集電
体とＩＣチップ２の素子形成面とが向かい合うようにし
てシリコン基板上のアルミニウム電極１２ａ，１２ｂと
の電気的接続が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、重要な機密情報が
格納されたメモリ素子を含む集積回路を搭載した半導体
装置に係り、特に物理的なセキュリティ機能に優れた半
導体装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、セキュリティを重視した薄型で携
帯可能な電子機器の開発が活発に行われている。図７
（ａ）はこのような薄型携帯電子機器に用いられる半導
体装置の平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＸ−Ｘ’線
断面図、図８は図７（ａ）の半導体装置の実装途中の様
子を示す斜視図、図９は図７（ａ）の半導体装置の回路
図である。

【０００３】半導体装置は、ＩＣチップ４２と、第１の
薄膜電池４３と、第２の薄膜電池４４とから構成されて
いる。ＩＣチップ４２のシリコン基板上には、電子機器
に本来必要な集積回路４５として、パスワードや暗号情
報など、特に重要な機密情報を記憶している不揮発性メ
モリ４６と、読み出し専用のリードオンリメモリ（ＲＯ
Ｍ）４７と、演算や制御を行う中央演算処理装置（ＣＰ
Ｕ）４８と、データを一時的に蓄えるためのランダムア
クセスメモリ（ＲＡＭ）４９とが形成されている。ま
た、ＩＣチップ４２のシリコン基板上には、集積回路４
５と外部との接続のためのアルミニウム電極５０が形成
されている。

【０００４】さらに、以上の構成に加えて、ＩＣチップ
４２のシリコン基板上には、薄膜電池４３の正極４３
ａ、負極４３ｂと接続するためのアルミニウム電極５１
ａ，５１ｂと、薄膜電池４４の正極４４ａ、負極４４ｂ
と接続するためのアルミニウム電極５２ａ，５２と、不
揮発性メモリ４６の情報を消去するための破壊回路（不
図示）と、この破壊回路に消去用の電気エネルギーを供
給するためのコンデンサ（キャパシタ）５３と、電圧検
出回路（コンパレータ）５４ａとスイッチ用トランジス
タ５４ｂとを含む制御回路５４が形成されている。

【０００５】電圧検出回路５４ａは、アルミニウム電極
５２ａ，５２ｂ間の電圧、すなわち薄膜電池４４の出力
電圧を常時、監視している。電圧検出回路５４ａによっ
て制御されるスイッチ用トランジスタ５４ｂは、通常、
非導通状態となっている。次に、以上のような半導体装
置の実装方法を説明する。まず、ＩＣチップ４２の裏面
と薄膜電池４４の負極４４ｂ側とを向かい合わせて、Ｉ
Ｃチップ４２を薄膜電池４４上に接着剤で接着する。

【０００６】続いて、図７（ｂ）に示すように、薄膜電
池４３の端部を折り返した上で、ＩＣチップ４２の表面
（素子形成面）と薄膜電池４３の負極４３ｂ側とを向か
い合わせて、薄膜電池４３の正極４３ａの折り返し部４
３ｃとアルミニウム電極５１ａとを電気的に接続すると
共に、負極４３ｂとアルミニウム電極５１ｂとを電気的
に接続する。また、薄膜電池４４の端部を折り返した上
で、ＩＣチップ４２の表面と薄膜電池４４の負極４４ｂ
側とを向かい合わせて、薄膜電池４４の正極４４ａの折
り返し部４４ｃとアルミニウム電極５２ａとを電気的に
接続すると共に、負極４４ｂとアルミニウム電極５２ｂ
とを電気的に接続する。薄膜電池４４でＩＣチップ４２
と薄膜電池４３とを覆うようにするのは、ＩＣチップ内
部の情報を守るための方策である。

【０００７】ＩＣチップ４２の不正使用を目的とする第
三者が、ＩＣチップ４２を観察するためには、薄膜電池
４３，４４を取り外してＩＣチップ４２を露出させなけ
ればならない。薄膜電池４４を取り外そうとすると、薄
膜電池４４の正極４４ａとアルミニウム電極５２ａとの
電気的接続が失われる。電圧検出回路５４ａは、電気的
接続が失われたことによる電圧低下を検出し、スイッチ
用トランジスタ５４ｂを導通状態にする。これにより、
薄膜電池４３の電力（薄膜電池４３も取り外された場合
にはコンデンサ５３に蓄えられた電力）がＩＣチップ４
２の図示しない破壊回路に供給される。そして、破壊回
路は、集積回路４５内の不揮発性メモリ４６に格納され
たパスワードや暗号情報等の機密情報を消去する。こう
して、自己破壊メカニズムが起動し、ＩＣチップ４２の
機密情報が破壊される。単に、薄膜電池４４を破損させ
た場合も、電圧降下が生じるため、電圧検出回路５４ａ
がそれを感知し、自動的に不揮発性メモリ４６の情報を
消去することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、ＩＣチ
ップ４２と薄膜電池４３とを薄膜電池４４で挟んだ構造
にして、ＩＣチップ４２上にコンデンサ５３と制御回路
５４を設けると、物理的なセキュリティ機能に優れた半
導体装置を実現できる。しかしながら、従来の半導体装
置では、薄膜電池４３，４４の折り返しを行う必要があ
り、薄膜電池４３，４４に損傷を与えることなく折り返
しを行う作業に手間がかかるという製作時の問題点があ
った。また、折り返し部分があることで、図７（ｂ）に
示すように表面の凹凸が大きく、薄型化を阻害するとい
う問題点があった。さらに、薄膜電池４３，４４に損傷
を与えることなく折り返しを行ったとしても、長期間の
使用の中で局所的なストレスに起因する信頼性低下が発
生するという問題点があった。本発明は、上記課題を解
決するためになされたもので、実装作業を容易にし、薄
型化と高信頼化を図ることができるセキュリティ重視の
半導体装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
半導体基板上に形成された、メモリ素子（６）を含む集
積回路（５）と、半導体基板上に形成された、メモリ素
子に格納された情報を消去するための破壊回路と、半導
体基板の素子形成面を覆うように配置された、破壊回路
に電力を供給するための第１の薄膜電池（３）と、第１
の薄膜電池との電気的接続を得るために半導体基板の素
子形成面上に形成された第１の接続端子（１１ａ，１１
ｂ）と、半導体基板の素子形成面と第１の薄膜電池とを
覆うように配置された第２の薄膜電池（４，３４）と、
第２の薄膜電池との電気的接続を得るために半導体基板
の素子形成面上に形成された第２の接続端子（１２ａ，
１２ｂ）と、半導体基板上に形成された、第２の接続端
子を介して第２の薄膜電池の電圧を監視しその電圧低下
を検出したとき、第１の薄膜電池と破壊回路とを第１の
接続端子を介して接続する制御回路（１４）とを備えて
いる。そして、第２の薄膜電池は、正極集電体と負極集
電体のうち何れか一方の第１の集電体の側に正極集電体
と負極集電体の両方の少なくとも一部が露出し、第１の
集電体と半導体基板の素子形成面とが向かい合うように
して第２の接続端子との電気的接続が行われる。

【００１０】また、本発明の半導体装置の１構成例とし
て、第２の薄膜電池は、半導体基板の素子形成面と裏面
の両方を被覆するよう配置されるものである。また、本
発明の半導体装置の１構成例は、破壊回路により情報消
去を行うための電荷を蓄積しておくコンデンサ（１３）
を半導体基板上に有するものである。また、本発明の半
導体装置の１構成例は、第１の薄膜電池の熱に対する劣
化・消耗特性が第２の薄膜電池の熱に対する劣化・消耗
特性よりも優れているようにしたものである。また、本
発明の半導体装置の１構成例として、第２の接続端子
は、正極用の接続端子と負極用の接続端子とが隣り合う
よう半導体基板の素子形成面上に形成されるものであ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】［実施の形態の１］次に、本発明
の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１（ａ）は本発明の第１の実施の形態となる半導体装
置の平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ’線断面
図、図２は図１（ａ）の半導体装置の実装途中の様子を
示す斜視図、図３は図１（ａ）の半導体装置の回路図で
ある。

【００１２】本実施の形態の半導体装置は、ＩＣチップ
２と、第１の薄膜電池３と、第２の薄膜電池４とから構
成されている。ＩＣチップ２のシリコン基板上には、電
子機器に本来必要な集積回路５として、パスワードや暗
号情報など、特に重要な機密情報を記憶している不揮発
性メモリ６と、読み出し専用のリードオンリメモリ（Ｒ
ＯＭ）７と、演算や制御を行う中央演算処理装置（ＣＰ
Ｕ）８と、データを一時的に蓄えるためのランダムアク
セスメモリ（ＲＡＭ）９とが形成されている。

【００１３】不揮発性メモリ６は、電気的に書込／消去
が可能なフラッシュＥＥＰＲＯＭあるいは強誘電体メモ
リからなる。また、ＩＣチップ２のシリコン基板上に
は、集積回路５と外部との接続のためのアルミニウム電
極１０が形成されている。集積回路５には、アルミニウ
ム電極１０のうちの電力供給端子を介して外部から電力
が供給される。

【００１４】さらに、以上の構成に加えて、ＩＣチップ
２のシリコン基板上には、薄膜電池３の正極３ａ、負極
３ｂと接続するためのアルミニウム電極１１ａ，１１ｂ
と、薄膜電池４の正極４ａ、負極４ｂと接続するための
アルミニウム電極１２ａ，１２と、不揮発性メモリ６の
情報を消去するための破壊回路（不図示）と、この破壊
回路に消去用の電気エネルギーを供給するためのコンデ
ンサ（キャパシタ）１３と、電圧検出回路（コンパレー
タ）１４ａとスイッチ用トランジスタ１４ｂとを含む制
御回路１４が形成されている。

【００１５】本実施の形態では、消去用の電気エネルギ
ーを蓄えておくコンデンサ１３の両端に薄膜電池３がア
ルミニウム電極１１ａ，１１ｂを介して接続されると共
に、電圧検出回路１４ａによって端子電圧が常時監視さ
れているアルミニウム電極１２ａ，１２ｂ間に薄膜電池
４が接続されている。コンデンサ１３は、シリコン基板
上に形成された熱酸化膜（Ｓｉ０₂）を絶縁膜として利
用する構造が望ましい。その理由は、熱酸化膜の場合、
リークによるエネルギー消費を少なくできるからであ
る。

【００１６】図４（ａ）は薄膜電池３の平面図、図４
（ｂ）は図４（ａ）のＹ−Ｙ’線断面図、図４（ｃ）は
薄膜電池３の構造を示す斜視図である。図４において、
２１は正極集電体（正極３ａ）、２２は活物質を含む材
料（正極剤、セパレータ、負極剤、以下、これらを便宜
上、活物質と呼ぶ）、２３は負極集電体（負極３ｂ）で
ある。

【００１７】本実施の形態の薄膜電池３では、活物質２
２と負極集電体２３にそれぞれ開口部２４，２５を設
け、電池の一方の面、すなわち負極集電体２３側から見
たときに、正極集電体２１の一部が見える構造にしてい
る。このように、本実施の形態では、正極集電体２１
（正極３ａ）と負極集電体２３（負極３ｂ）の両方の少
なくとも一部が同一の面（負極３ｂの側）に露出するよ
うにしている。なお、図１（ｂ）では、開口部２４，２
５を開口部３ｇとして記載している。

【００１８】同様に、薄膜電池４についても、活物質と
負極集電体にそれぞれ開口部を設け、正極集電体（正極
４ａ）と負極集電体（負極４ｂ）の両方の少なくとも一
部が同一の面（負極４ｂの側）に露出するようにしてい
る。図１（ｂ）では、活物質と負極集電体に設けられた
開口部を４ｇとして記載している。なお、薄膜電池３，
４の表面には樹脂等の絶縁膜が形成されており、実装時
にＩＣチップ２のアルミニウム電極１１ａ，１１ｂ，１
２ａ，１２ｂと対向する部分のみが露出しており、この
露出部には予め金コートが施されている。

【００１９】電圧検出回路１４ａは、アルミニウム電極
１２ａ，１２ｂ間の電圧、すなわち薄膜電池４の出力電
圧を常時、監視している。電圧検出回路１４ａによって
制御されるスイッチ用トランジスタ１４ｂは、通常、非
導通状態となっている。

【００２０】次に、本実施の形態の半導体装置の実装方
法を説明する。まず、図２に示すように、ＩＣチップ２
の裏面と薄膜電池４の負極４ｂ側とを向かい合わせて、
ＩＣチップ２を薄膜電池４上に接着剤で接着する。

【００２１】続いて、ＩＣチップ２の表面（素子形成
面）と薄膜電池３の負極３ｂ側とを向かい合わせて、薄
膜電池３の正極３ａとアルミニウム電極１１ａとを電気
的に接続すると共に、負極３ｂとアルミニウム電極１１
ｂとを電気的に接続する。この電気的接続を実現するた
めには、薄膜電池３の負極３ｂ側から見て開口部３ｇの
底面を構成している、露出した正極３ａ上に金などから
なる金属球を形成した上で、この金属球とアルミニウム
電極１１ａとを接触させ、更に負極３ｂとアルミニウム
電極１１ｂとを接触させ、加熱圧着する。こうして、薄
膜電池３の正極３ａは、開口部３ｇを通してアルミニウ
ム電極１１ａと接続される。

【００２２】次に、ＩＣチップ２の表面と薄膜電池４の
負極４ｂ側とを向かい合わせて、薄膜電池４の正極４ａ
とアルミニウム電極１２ａとを電気的に接続すると共
に、負極４ｂとアルミニウム電極１２ｂとを電気的に接
続する。この電気的接続も薄膜電池３と同様に行うこと
ができる。すなわち、薄膜電池４の負極４ｂ側から見て
開口部４ｇの底面を構成している、露出した正極４ａ上
に金などからなる金属球を形成した上で、この金属球と
アルミニウム電極１２ａとを接触させ、更に負極４ｂと
アルミニウム電極１２ｂとを接触させ、加熱圧着する。
こうして、薄膜電池４の正極４ａは、開口部４ｇを通し
てアルミニウム電極１２ａと接続される。

【００２３】なお、加熱圧着を行うにあたっては、予め
アルミニウム電極１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ上に
金コートを施しておいてもよい。また、異方性導電膜を
用いて電気的接続を行ってもよい。以上で、半導体装置
の実装工程が終了する。

【００２４】ＩＣチップ２の不正使用を目的とする第三
者が、ＩＣチップ２を観察するためには、薄膜電池３，
４を取り外してＩＣチップ２を露出させなければならな
い。薄膜電池４を取り外そうとすると、薄膜電池４の正
極４ａとアルミニウム電極１２ａとの電気的接続が失わ
れる。電圧検出回路１４ａは、電気的接続が失われたこ
とによる電圧低下を検出し、スイッチ用トランジスタ１
４ｂを導通状態にする。

【００２５】これにより、薄膜電池３の電力（薄膜電池
３も取り外された場合にはコンデンサ１３に蓄えられた
電力）がＩＣチップ２の図示しない破壊回路に供給され
る。そして、破壊回路は、集積回路５内の不揮発性メモ
リ６に格納されたパスワードや暗号情報等の機密情報を
消去する。こうして、自己破壊メカニズムが起動し、Ｉ
Ｃチップ２の機密情報が破壊される。単に、薄膜電池４
を破損させた場合も、電圧降下が生じるため、電圧検出
回路１４ａがそれを感知し、自動的に不揮発性メモリ６
の情報を消去することができる。

【００２６】本発明によれば、薄膜電池３，４の折り返
し部分を減らすことができるので、薄膜電池３，４に損
傷を与えるという従来の製作時の問題を大幅に軽減する
ことができる。また、図１（ｂ）に示すように、半導体
装置の表面の凹凸を軽減することができ、図７、図８に
示した従来の半導体装置と比べ、薄形化を達成すること
ができる。

【００２７】なお、本実施の形態においても、薄膜電池
４の一端に折り返し部４ｅが生じるが、この折り返し部
４ｅは大きな問題にはならない。何故ならば、折り返し
部４ｅの内側に緩衝材（薄膜電池３と同程度の厚さの部
材）を部分的に介在させることによって、急激な曲げを
避けることができるからである。

【００２８】薄膜電池３の厚さを１．５ｍｍ、薄膜電池
４の厚さを１．５ｍｍ、ＩＣチップ２の厚さを０．１ｍ
ｍとすると、本実施の形態の半導体装置の厚さは４．６
ｍｍとなり、薄型の携帯電子機器内に十分格納できる厚
さとなる。

【００２９】さらに、ＩＣチップ２の大きさを１５ｍｍ
×１５ｍｍ、薄膜電池３の大きさを１２ｍｍ×１２ｍ
ｍ、薄膜電池４の大きさを１３ｍｍ×４０ｍｍとする
と、薄膜電池４の放電容量値を５０ｍＡｈ前後確保で
き、薄膜電池３の放電容量値を１５ｍＡｈ前後、放電電
流値（の最大値）を８０ｍＡ前後確保することができ
る。これらの値は電圧検出回路１４ａの駆動、不揮発性
メモリ６内の機密情報の迅速消去に充分な値である。薄
膜電池３，４は、セキュリティ専用の電池であり、通常
の集積回路５の動作には使われないためである。

【００３０】また、熱酸化膜（ＳｉＯ₂）を絶縁膜とし
たコンデンサ（ＭＯＳ型キャパシタ）１３のリーク電流
も極めて小さく、このコンデンサ１３を充電した後、電
池３を外して放電特性を調べたところ、２年経過した時
点でも初期の電気エネルギーの８５％以上が保持されて
いるという優れた特性を有していることを確認した。

【００３１】なお、本実施の形態では、薄膜電池３の構
造を正極３ａと負極３ｂとが同一の面に露出するよう開
口部３ｇを設けた構造としたが、これに限るものではな
く、従来の薄膜電池と同様に開口部のない構造でもよ
い。この場合は、薄膜電池３の負極３ｂのみをアルミニ
ウム電極１１ｂと直接接続し、正極３ａについては銅箔
等（厚さ２０μｍ）のリードを介してアルミニウム電極
１１ａと接続すればよい。したがって、リードが薄膜電
池３上に露出することになるが、このリードは薄膜電池
４で隠れるので、セキュリティ上の問題は生じない。

【００３２】なお、本実施の形態では、ＩＣチップ２の
裏面を薄膜電池４で覆っているが、ＩＣチップ２の裏面
を露出させたままでもよい。ＩＣチップ２の裏面が露出
すると、セキュリティ機能を若干低下させることになる
が、決定的な低下はないからである。

【００３３】［実施の形態の２］図５（ａ）は本発明の
第２の実施の形態となる半導体装置の平面図、図５
（ｂ）は図５（ａ）のＸ−Ｘ’線断面図、図６は図５
（ａ）の半導体装置の実装途中の様子を示す斜視図であ
り、図１〜図３と同様の構成には同一の符号を付してあ
る。

【００３４】本実施の形態においても、半導体装置の回
路ブロック構成は図３と同様であり、異なるのは、ＩＣ
チップ２の代わりにＩＣチップ２ａを用い、薄膜電池４
の代わりに薄膜電池３４を用いることである。ＩＣチッ
プ２ａの回路ブロック構成は実施の形態の１と全く同じ
であるが、薄膜電池３４と接続するためのアルミニウム
電極１２ａと１２ｂとをシリコン基板上に隣接させて配
置している。

【００３５】本実施の形態においても、薄膜電池３の実
装方法は、実施の形態の１と全く同じである。また、薄
膜電池３４の構造は薄膜電池４と同様であるが、実装方
法が異なる。すなわち、薄膜電池３４を実装する際に
は、薄膜電池３４を２箇所で折り曲げて、その内側にＩ
Ｃチップ２ａと薄膜電池３を包み込むようにする。

【００３６】そして、薄膜電池３４の正極３４ａとアル
ミニウム電極１２ａとを電気的に接続すると共に、負極
３４ｂとアルミニウム電極１２ｂとを電気的に接続す
る。この電気的接続を実現するためには、薄膜電池３４
の負極３４ｂ側から見て開口部３４ｇの底面を構成して
いる、露出した正極３４ａ上に金などからなる金属球を
形成した上で、この金属球とアルミニウム電極１２ａと
を接触させ、更に負極３４ｂとアルミニウム電極１２ｂ
とを接触させ、加熱圧着する。

【００３７】不揮発性メモリ６の機密情報を消去する自
己破壊メカニズムの動作は実施の形態の１と全く同じで
ある。本実施の形態では、ＩＣチップ２のシリコン基板
上にアルミニウム電極１２ａとアルミニウム電極１２ｂ
とを隣接させて配置することを特徴とする。

【００３８】実施の形態の１では、薄膜電池４の下側だ
けを外して、自己破壊メカニズムを動作させることな
く、ＩＣチップ２の裏面を観察することができる。これ
に対して、本実施の形態では、ＩＣチップ２ａの表面、
裏面の何れを観察しようとしても、薄型電池３４とアル
ミニウム電極１２ａ，１２ｂとの接続を外さなければな
らないので、第三者による攻撃を確実に検知することが
できるという利点がある。

【００３９】また、言うまでもないが、本実施の形態の
構成は、正極３４ａと負極３４ｂが同一面から接続可能
になり、実装工程が軽減され、表面凹凸が緩やかになっ
たことで、無理なく作れるようになる。

【００４０】なお、実施の形態の１，２では、薄膜電池
３，４，３４として、リチウム電池、リチウムポリマー
電池、電気二重層キャパシタ等を想定している。薄膜電
池３と薄膜電池４，３４とは、必ずしも同種の電池であ
る必要はなく、互いに特性の異なる電池でもよい。パス
ワードや暗号情報を不正に読み取る目的で１００℃以上
の加熱で電池３，４，３４を劣化・消耗させようとする
攻撃に対して、この互いに特性の異なる電池の採用は有
効である。

【００４１】薄膜電池３と薄膜電池４，３４とが同一の
特性を持っている場合、この加熱攻撃に対して薄膜電池
３と薄膜電池４，３４とが同時に劣化・消耗し、上述し
たセキュリティ機能を果たすことができなくなる。これ
に対して、薄膜電池３の温度耐性が薄膜電池４，３４の
温度耐性よりも優れている場合、加熱攻撃によって薄膜
電池４，３４の電圧低下が生じ始めた時点でも、薄膜電
池３が電圧を維持している。

【００４２】これにより、薄膜電池４，３４の電圧低下
を電圧検出回路１４ａが感知し、スイッチ用トランジス
タ１４ｂを導通させて、薄膜電池３の電力（あるいはコ
ンデンサ１３に蓄えられた電力）で不揮発性メモリ６の
機密情報を消去することができる。一般に、リチウムポ
リマー電池よりも、電気二重層キャパシタの方が、１０
−２０℃程度温度耐性が優れているため、薄膜電池４，
３４をリチウムポリマー電池にし、薄膜電池３を電気二
重層キャパシタにすると都合がよい。

【００４３】また、実施の形態の１，２において、薄膜
電池３とＩＣチップ２，２ａの電気的接続箇所は、正
極、負極共に１箇所ずつとしたが、セキュリティ向上を
目的として、複数個ずつにしてもよいことは言うまでも
ない。同様に、薄膜電池４，３４とＩＣチップ２，２ａ
の電気的接続箇所も、正極、負極共に１箇所ずつとした
が、セキュリティ向上を目的として、複数個ずつにして
もよいことは言うまでもない。

【００４４】また、実施の形態の１，２において、アル
ミニウム電極１０をＩＣチップ２，２ａの両側に設けた
が、これを片側だけにすると、薄膜電池３，４，３４の
面積をＩＣチップ２，２ａの面積の制約を受けずに大き
くすることができる。このような構成をとると、薄膜電
池３，４，３４の放電容量値と電流値を格段に大きくす
ることができるという利点があるため、その点でのセキ
ュリティの信頼性が格段に向上する。

【００４５】また、不揮発性メモリ６がフラッシュメモ
リで、書き換えに必要な電圧１２−１５Ｖを供給する必
要がある場合、薄膜電池３を多層にしてもよいことは言
うまでもない。以上のような本発明の半導体装置を具備
する電子機器としては、携帯電話、各種モバイル機器、
携帯音楽機器、ＩＣカード等がある。本発明の半導体装
置を用いることにより、電子機器の携帯性が更に向上
し、より広い普及が期待できる。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、正極集電体と負極集電
体のうち何れか一方の第１の集電体の側に正極集電体と
負極集電体の両方の少なくとも一部が露出する第２の薄
膜電池を用い、この第２の薄膜電池の第１の集電体と半
導体基板の素子形成面とが向かい合うようにして第２の
接続端子との電気的接続を行うことにより、第２の薄膜
電池と半導体基板との電気的接続箇所及び第１の薄膜電
池と半導体基板との電気的接続箇所を第２の薄膜電池自
体で隠蔽することができるので、電気的接続が容易に解
明できない構造にすることができ、セキュリティ機能に
優れた半導体装置を実現できる。また、第１、第２の薄
膜電池の折り返し部分を減らすことができるので、薄膜
電池に損傷を与えるという従来の製作時の問題を大幅に
軽減することができ、実装作業を容易にすることができ
る。さらに、半導体装置の表面の凹凸を軽減することが
でき、従来の半導体装置と比べ、薄形化を達成すること
ができる。また、第１、第２の薄膜電池の折り返し部分
を減らすことができるので、信頼性低下の原因となる局
所的なストレスを減らすことができ、信頼性を向上させ
ることができる。

【００４７】また、半導体基板の素子形成面と裏面の両
方を第２の薄膜電池で被覆することにより、半導体装置
の素子形成面だけでなく、裏面をも隠蔽することができ
る。

【００４８】また、破壊回路により情報消去を行うため
の電荷を蓄積しておくコンデンサを半導体基板上に設け
ることにより、第１の薄膜電池が除去された場合でも、
メモリ素子に格納された情報を消去することができる。

【００４９】また、第１の薄膜電池の熱に対する劣化・
消耗特性が第２の薄膜電池の熱に対する劣化・消耗特性
よりも勝るようにすることにより、加熱攻撃によって第
２の薄膜電池の電圧低下が生じ始めた時点でも、第１の
薄膜電池が出力電圧を維持しているので、メモリ素子に
格納された情報を確実に消去することができる。

【００５０】また、半導体基板の素子形成面と裏面の両
方を第２の薄膜電池で被覆し、かつ正極用の接続端子と
負極用の接続端子とが隣り合うように第２の接続端子を
半導体基板の素子形成面上に形成することにより、セキ
ュリティ機能をさらに向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態となる半導体装置
の平面図及び断面図である。

【図２】図１の半導体装置の実装途中の様子を示す斜
視図である。

【図３】図１の半導体装置の回路図である。

【図４】薄膜電池の平面図、断面図及び活物質と正極
集電体と負極集電体とを貼り合わせる前の薄膜電池の構
造を示す斜視図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態となる半導体装置
の平面図及び断面図である。

【図６】図５の半導体装置の実装途中の様子を示す斜
視図である。

【図７】薄型携帯電子機器に用いられる従来の半導体
装置の平面図及び断面図である。

【図８】図７の半導体装置の実装途中の様子を示す斜
視図である。

【図９】図７の半導体装置の回路図である。

【符号の説明】

２、２ａ…ＩＣチップ、３…第１の薄膜電池、４、３４
…第２の薄膜電池、５…集積回路、６…不揮発性メモ
リ、７…ＲＯＭ、８…ＣＰＵ、９…ＲＡＭ、１０、１１
ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ…アルミニウム電極、１３
…コンデンサ、１４…制御回路、１４ａ…電圧検出回
路、１４ｂ…スイッチ用トランジスタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者竹田忠雄東京都千代田区大手町二丁目３番１号日本電信電話株式会社内 (72)発明者伴弘司東京都千代田区大手町二丁目３番１号日本電信電話株式会社内 (72)発明者下山展弘東京都千代田区大手町二丁目３番１号日本電信電話株式会社内 (72)発明者丹野雅明東京都千代田区大手町二丁目３番１号日本電信電話株式会社内Ｆターム(参考） 4M109 AA01 BA07 CA22 DA04 DA10 GA03 5B017 AA07 AA08 BA05 BA07 BA08 BB03 CA12 CA14 CA16 5B035 AA13 BB09 CA38 5F061 AA01 BA07 CA22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基板上に形成された、メモリ素子
を含む集積回路と、前記半導体基板上に形成された、前記メモリ素子に格納
された情報を消去するための破壊回路と、前記半導体基板の素子形成面を覆うように配置された、
前記破壊回路に電力を供給するための第１の薄膜電池
と、前記第１の薄膜電池との電気的接続を得るために前記半
導体基板の素子形成面上に形成された第１の接続端子
と、前記半導体基板の素子形成面と前記第１の薄膜電池とを
覆うように配置された第２の薄膜電池と、前記第２の薄膜電池との電気的接続を得るために前記半
導体基板の素子形成面上に形成された第２の接続端子
と、前記半導体基板上に形成された、前記第２の接続端子を
介して前記第２の薄膜電池の電圧を監視しその電圧低下
を検出したとき、前記第１の薄膜電池と破壊回路とを前
記第１の接続端子を介して接続する制御回路とを備えた
半導体装置において、前記第２の薄膜電池は、正極集電体と負極集電体のうち
何れか一方の第１の集電体の側に正極集電体と負極集電
体の両方の少なくとも一部が露出し、前記第１の集電体
と前記半導体基板の素子形成面とが向かい合うようにし
て前記第２の接続端子との電気的接続が行われることを
特徴とする半導体装置。
【請求項２】請求項１記載の半導体装置において、前記第２の薄膜電池は、前記半導体基板の素子形成面と
裏面の両方を被覆するよう配置されることを特徴とする
半導体装置。
【請求項３】請求項１記載の半導体装置において、前記破壊回路により情報消去を行うための電荷を蓄積し
ておくコンデンサを前記半導体基板上に有することを特
徴とする半導体装置。
【請求項４】請求項１記載の半導体装置において、前記第１の薄膜電池の熱に対する劣化・消耗特性が前記
第２の薄膜電池の熱に対する劣化・消耗特性よりも優れ
ていることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】請求項２記載の半導体装置において、前記第２の接続端子は、正極用の接続端子と負極用の接
続端子とが隣り合うよう前記半導体基板の素子形成面上
に形成されることを特徴とする半導体装置。