JP2004280465A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004280465A JP2004280465A JP2003070850A JP2003070850A JP2004280465A JP 2004280465 A JP2004280465 A JP 2004280465A JP 2003070850 A JP2003070850 A JP 2003070850A JP 2003070850 A JP2003070850 A JP 2003070850A JP 2004280465 A JP2004280465 A JP 2004280465A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor device
- antenna coil
- wiring
- circuit
- mentioned
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Credit Cards Or The Like (AREA)
Abstract
【課題】非接触ＩＣカード用ＬＳＩにおいて、集積回路への各種解析や改竄に対してその検出を可能とし、集積回路の情報を高度に保護することができる半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体装置において、集積回路１の全面を覆うように配置されたアンテナコイル２と、アンテナコイル２に並列に接続された共振容量３とで並列共振回路を構成するようにし、前記アンテナコイル２の共振周波数は、使用電磁波の共振周波数に設定され、解析や改竄によって前記アンテナコイル２の共振周波数特性が変化されれば、検知回路４により異常が検知され、アラーム信号５が出力されるようにした。
【選択図】 図１
【解決手段】半導体装置において、集積回路１の全面を覆うように配置されたアンテナコイル２と、アンテナコイル２に並列に接続された共振容量３とで並列共振回路を構成するようにし、前記アンテナコイル２の共振周波数は、使用電磁波の共振周波数に設定され、解析や改竄によって前記アンテナコイル２の共振周波数特性が変化されれば、検知回路４により異常が検知され、アラーム信号５が出力されるようにした。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置に関し、特に非接触ＩＣカード用ＬＳＩの解析および改竄を検出する回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣカードは、クレジットカード等の磁気カードなどに置き換わる各種認証用カードとして注目されている。これらのセキュリティを必要とされるＩＣカード用ＬＳＩにおいては、ＬＳＩ内部のメモリに格納されているデータやその他回路情報等をいわゆる攻撃者から保護する必要がある。
【０００３】
例えば、攻撃者の解析の手法として、光学顕微鏡を用いて表面観察を行い、配線情報を読み取る手法が挙げられる。
このような解析への対抗手段として、図９に示すような構成の半導体装置が挙げられる（特許文献１参照）。
【０００４】
図９において、１００はＩＣチップ、１０１は集積回路、１０２はアルミニウム層である。アルミニウム層１０２は集積回路１０１を覆うように配置されているため、顕微鏡により集積回路１０１の配線情報を読み取ることができない。
なお、特許文献１においては、アルミニウム層１０２が剥離されたことを検出する構成についても示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特許第３０４８４２９号（第３頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、より高度な解析や改竄に対する検出が不十分であるという課題がある。例えば、レーザカッターやＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ）を用いて、部分的にアルミニウム層１０２を除去した場合などについては、検出することができないという問題があった。
【０００７】
また、別の手段として、物理プロービングによる内部信号の波形観測、ＦＩＢによる配線除去および配線堆積による配線操作といった手段も考えられ、このような攻撃に対する検出も必要であるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記のような従来の問題点を解決するためになされたもので、これらのより高度な解析や改竄に対してもその検出が可能であり、集積回路の情報を高度に保護することができる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】
上記課題を解決するために、本発明（請求項１）にかかる半導体装置は、集積回路を有する半導体装置において、前記集積回路の全面を覆うように配置されたアンテナコイルと、前記アンテナコイルと並列に接続された共振容量と、前記アンテナコイルの出力信号を所定の条件に基づいて判定を行い、前記判定の結果によりアラーム信号を出力する検知回路とを備えたものである。
【００１０】
また、本発明（請求項２）にかかる半導体装置は、請求項１記載の半導体装置において、前記共振容量および前記検知回路は、前記アンテナコイルの下に配置されているものである。
【００１１】
また、本発明（請求項３）にかかる半導体装置は、請求項１または２記載の半導体装置において、前記アンテナコイルと前記共振容量とからなる共振回路のＱ値を高めるように、前記検知回路の負荷が最小限になるように構成されているものである。
【００１２】
また、本発明（請求項４）にかかる半導体装置は、請求項１ないし３のいずれかに記載の半導体装置において、前記検知回路は、前記アンテナコイルに接続され、直流電圧を発生する整流器と、前記整流器からの直流電圧の電圧値を検知し、電圧検知回路出力信号を出力する電圧検知回路と、前記アンテナコイルに接続され、前記アンテナコイルの出力信号に基づいてクロック信号を再生するクロック再生回路と、前記クロック再生回路からのクロック信号を計数し、カウンタ出力信号を出力するカウンタと、前記電圧検知回路出力信号、及び前記カウンタ出力信号に基づいて、前記アラーム信号を出力するＮＡＮＤ回路とから構成されているものである。
【００１３】
また、本発明（請求項５）にかかる半導体装置は、請求項１ないし４のいずれかに記載の半導体装置において、前記アンテナコイルの配線の配線幅と配線間スペースが、微細に形成されているものである。
【００１４】
また、本発明（請求項６）にかかる半導体装置は、請求項１ないし５のいずれかに記載の半導体装置において、前記アンテナコイルは、複数の配線層によって形成され、前記集積回路を完全に覆うように配置されているものである。
【００１５】
また、本発明（請求項７）にかかる半導体装置は、請求項１ないし６のいずれかに記載の半導体装置において、前記共振容量は、前記アンテナコイルの複数の箇所に分配されて接続されているものである。
【００１６】
また、本発明（請求項８）にかかる半導体装置は、請求項１ないし７のいずれかに記載の半導体装置において、前記アンテナコイルを形成する配線の配線幅と配線間スペースが、配線の位置によってそれぞれランダムに設定されているものである。
【００１７】
また、本発明（請求項９）にかかる半導体装置は、請求項１ないし８のいずれかに記載の半導体装置において、前記アンテナコイルと異なる配線層によって所定の電位に固定された複数の配線が、前記アンテナコイルの配線の直下もしくは近接して配置されているものである。
【００１８】
また、本発明（請求項１０）にかかる半導体装置は、請求項９記載の半導体装置において、前記所定の電位に固定された複数の配線は、それぞれ異なる電位に固定されているものである。
【００１９】
また、本発明（請求項１１）にかかる半導体装置は、請求項１ないし１０のいずれかに記載の半導体装置において、複数の、前記アンテナコイルと、前記共振容量と、前記検知回路とを備えたものである。
【００２０】
また、本発明（請求項１２）にかかる半導体装置は、請求項１１記載の半導体装置において、前記複数のアンテナコイルは、それぞれ異なる形状であるものである。
【００２１】
以上のように、本発明の半導体装置においては、集積回路の全面を覆うようにアンテナコイルを配置、該アンテナコイルの共振特性を検出可能に構成したので、各種の解析や改竄に対してもこれを検出して、集積回路の情報を高度に保護することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における半導体装置の構成を示す図である。
図１において、１は集積回路、２はアンテナコイル、３は共振容量、４は検知回路、５はアラーム信号である。
【００２３】
アンテナコイル２は、集積回路１の最上層の配線によって、集積回路１を全面に覆うように形成されている。
共振容量３は、アンテナコイル２と並列に接続され、アンテナコイル２と共振容量３によって並列共振回路を形成している。
検知回路４は、アンテナコイル２に接続され、アンテナコイル２の信号をモニターする。アラーム信号５は検知回路４より出力される。
【００２４】
アンテナコイル２と共振容量３によって構成される共振回路の共振周波数は、本半導体装置が使用される電磁波周波数帯に設定される。例えば、近接型非接触ＩＣカード規格ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３では電磁波周波数は１３．５６ＭＨｚとなり、この規格に準拠した非接触ＩＣカード用ＬＳＩにおいては、共振周波数は１３．５６ＭＨｚに設定される。共振周波数の設定は、アンテナコイル２のインダクタンスと共振容量３の容量によって調整される。アンテナコイル２の共振周波数が使用される電磁波の周波数に調整されることによって、その電磁波を受けたときに最も効率良く電磁波の電力を受信することができる。
なお、アンテナコイル２の共振周波数が電磁波の周波数よりずれた場合は、電力受信の効率は低下する。
【００２５】
検知回路４の具体的実施例のひとつとしては、図２に示す構成が挙げられる。
図２において、２はアンテナコイル、３は共振容量、４１は整流器、４２は電圧検知回路、４３はクロック再生回路、４４はカウンタ、４５はＮＡＮＤ回路である。
【００２６】
整流器４１は、アンテナコイル２に接続され、直流電圧４７を発生する。
電圧検知回路４２は、直流電圧４７を検知するように接続され、直流電圧４７が所定の電圧よりも高くなると、電圧検知回路出力信号４８をＨｉｇｈにする。
クロック再生回路４３は、アンテナコイル２に接続され、アンテナコイル２の交流信号からクロック信号ＣＬＫ４９を再生する。
【００２７】
カウンタ４４は、クロック信号ＣＬＫ４９をカウントし、所定のクロック数をカウントすると、カウンタ出力信号５０をＨｉｇｈにする。
ＮＡＮＤ回路４５は、電圧検知回路出力信号４８とカウンタ出力信号５０のＮＡＮＤ結果であるアラーム信号５を出力する。
【００２８】
アンテナコイル２は、集積回路１を保護するシールドの役割を持つ。まず、アンテナコイル２は集積回路１を全面に覆っているため、顕微鏡観察による内部配線情報収集に対しての対抗手段となっている。また、エレクトロンビームによる集積回路１の内部配線信号観測に対しても、アンテナコイル２の配線によってシールドされるため、観測を困難にしている。
【００２９】
さらに、攻撃者による各種の解析や改竄が想定されるが、それらに対する検出について説明する。
まず、本実施の形態による半導体装置が搭載された非接触ＩＣカードが正常な条件で運用された場合について説明し、次に、攻撃者によって各種解析や改竄が行われた場合について説明する。
【００３０】
正常な条件で運用された場合は、非接触ＩＣカードは所定の周波数と磁界強度を持った交流磁界を受ける。このとき、アンテナコイル２と共振容量３で構成される共振回路によって、適切に交流電力４６を受信する。交流電力４６は整流器４１によって整流され、直流電圧４７を発生する。
また、クロック再生回路４３はアンテナコイル２に発生する交流信号のクロック再生を行い、クロック信号ＣＬＫ４９を発生する。
【００３１】
このようにして正常な条件下では、直流電圧４７が所定の電圧以上となり、また連続したクロック信号ＣＬＫ４９が発生するため、電圧検知回路４２からの電圧検知回路出力信号４８およびカウンタ４４からのカウンタ出力信号５０が共にＨｉｇｈとなり、アラーム信号５はＬｏｗとなる。
【００３２】
次に攻撃者によって各種解析や改竄が行われた場合の動作について説明する。
まず、ＬＳＩ表面の薬剤処理や研磨加工によってアンテナコイル２が除去された場合であるが、この場合アンテナコイル２がなくなり、所定の電磁波を受けても直流電圧４７およびクロック信号ＣＬＫ４９は発生しないため、アラーム信号５はＨｉｇｈとなり、アラーム信号５が活性化される。
【００３３】
なお、アラーム信号５が活性化したときの処理方法としては、例えば集積回路１の状態を全てリセットし、動作を停止することが挙げられる。
また、アンテナコイル２全体を除去せず、レーザカッターやＦＩＢにて部分的な配線除去が行われた場合でも、アンテナコイル２が一部でも断線されれば、共振回路は形成されないため、同様にアラーム信号５が活性化される。
【００３４】
次に、ＦＩＢによって配線形成処理（金属膜堆積処理）が行われた場合、アンテナコイル２において部分的に配線のショートが発生すれば、アンテナコイル２のインダクタンスの値とアンテナコイル２の配線間より形成される寄生容量の容量値が変わり、共振周波数が初期の設定よりも変化する。この共振周波数のずれによって、所定の電磁波を受けても直流電圧４７が所定の電圧まで発生せず、電圧検知回路４２からの電圧検知回路出力信号４８がＬｏｗとなる。その結果、アラーム信号５はＨｉｇｈとなり、アラーム信号５が活性化される。
【００３５】
また、ＦＩＢによって選択的に保護膜や配線間の層間絶縁膜の部分除去を行い、アンテナコイル２の配線および集積回路１の内部配線を露出させてプローブを当てて内部信号観測を行う場合（物理プロービング）が考えられる。この場合、プローブがアンテナコイル２の配線に接触されれば、上記で述べたアンテナコイル２の配線間ショート、または配線ショートを引き起こさない場合でもプローブが持つ入力容量がアンテナコイル２に付加されるため、共振周波数のずれが発生し、所定の電磁波を受けても直流電圧４７が所定の電圧まで発生せず、電圧検知回路４２からの電圧検知回路出力信号４８がＬｏｗとなる。その結果、アラーム信号５はＨｉｇｈとなり、アラーム信号５が活性化される。
【００３６】
また、ＦＩＢによってアンテナコイル２の一部の配線を除去した後に、元にあった場所とは別の経路で再度アンテナコイル２に接続されるように配線を形成して、改竄可能な場所を確保することも考えられる。この場合も、アンテナコイル２の寄生容量成分が変化し、共振周波数のずれが発生するため、所定の電磁波を受けても直流電圧４７が所定の電圧まで発生せず、電圧検知回路４２からの電圧検知回路出力信号４８がＬｏｗとなる。その結果、アラーム信号５はＨｉｇｈとなり、アラーム信号が活性化される。
【００３７】
以上のように、本実施の形態１によれば、集積回路１を有する半導体装置において、前記集積回路１の全面を覆うように配置されたアンテナコイル２と、前記アンテナコイル２と並列に接続された共振容量３と、前記アンテナコイル２の出力信号を所定の条件に基づいて判定を行い、前記判定の結果によりアラーム信号５を出力する検知回路４とを有するようにしたので、集積回路１を全面に覆うように形成されたアンテナコイル２により、剥離やレーザカッター、ＦＩＢによる様々な加工を検出するため、攻撃者の各種解析や改竄を著しく困難とすることが可能となる。
【００３８】
なお、共振容量３、検知回路４、アラーム信号５について、図１ではアンテナコイル２とは別の場所に配置されているが、これらの回路や信号についてもアンテナコイル２の領域の下に配置することにより、攻撃への対抗力を高めることができる。
【００３９】
また、非接触ＩＣカード用ＬＳＩにおいては、本発明のＬＳＩの解析や改竄を検出する目的とは異なる目的で、整流器４１がアンテナコイル２に接続され直流電圧４７を発生し、電圧検知回路４２により直流電圧４７が所定の電圧よりも高いことが検知されると電圧検知回路出力信号４８をＨｉｇｈにする電力受電と、クロック再生回路４３がアンテナコイル２の交流信号からクロック信号ＣＬＫ４９を再生する動作クロック発生のために、図２における整流器４１、クロック再生回路４４を一般的に搭載していると考えられる。図２における整流器４１とクロック発生回路４３を上記電力受電と動作クロック発生を兼ねるように設計することで、本発明の回路搭載によるチップ面積増を最小限に抑えることも可能である。
【００４０】
また逆に、本発明のＬＳＩの解析や改竄を検出する目的のための電力受電と動作クロック発生用の整流器４１やクロック再生回路４３とは別に、本発明と異なる目的のための整流器やクロック再生回路を構成した場合、設計の自由度が高まり設計が容易になるという利点がある。
【００４１】
なお、検知回路４を整流器４１、電圧検知回路４２、クロック再生回路４３、カウンタ４４、ＮＡＮＤ回路４５のみで構成する等により検知回路４の負荷を最小限にすることにより、アンテナコイル２と共振容量３より形成される共振回路のＱ値をより高めると、インダクタンスや容量値の変動に対する感度を高めることができる。
【００４２】
ここで、例えば整流器４１を本発明のＬＳＩの解析や改竄の検知目的と電力受電を兼ねるように設計した場合、ＩＣカードを構成する一般構成回路（送受信回路、メモリ、ロジック回路等）に電力を供給する電力受電の分だけ消費電流が多くなり検知回路４の負荷が大きくなるが、この電力受電を兼ねても一般構成回路の消費電力を小さくすることで、共振回路のＱ値を高めることは可能である。
【００４３】
また、アンテナコイル２を形成する配線については、配線幅および配線間のスペースを、アンテナコイル２を使用する製造プロセスの最小ルール程度の寸法を適用する等により微細にすることにより、ＦＩＢによる加工の困難度を一段と高めることができる。
【００４４】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における半導体装置のアンテナコイルの様態を示す図である。図３（ａ）は、図１におけるアンテナコイル２の平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のａ−ｂ断面図である。
図３（ａ）および図３（ｂ）において、１は集積回路であり、２Ａ、２Ｂは第１、第２のアンテナコイルであり、６Ａ、６Ｂ、６Ｃは絶縁膜である。
【００４５】
図１におけるアンテナコイル２は、第１のアンテナコイル２Ａと第２のアンテナコイル２Ｂにより形成されている。また、第１のアンテナコイル２ＡはＮ層の配線層により形成され、第２のアンテナコイル２Ｂは（Ｎ−１）層の配線層により形成されており、第１のアンテナコイル２Ａと第２のアンテナコイル２Ｂはお互いに配線間スペースを埋めるように配置されている。
【００４６】
このように本実施の形態２によれば、アンテナコイル２が複数の配線層によって形成され、集積回路１を完全に覆うように配置されるようにしたので、アンテナコイルの除去等の外部からの攻撃への対抗力を一段と高めることが可能となるという効果がある。
【００４７】
また、アンテナコイル２の領域を配線層１層のみで構成する場合よりも、インダクタンス等の設定において設計の自由度が高まるという効果がある。
なお、本実施の形態２では、２つのアンテナコイルから形成される場合について説明したが、さらに複数のアンテナコイルから形成されるようにしてもよい。
【００４８】
（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３における半導体装置の共振容量の様態を示す図である。
図４において、２はアンテナコイル、３は共振容量である。共振容量３は、複数の共振容量をコイルアンテナの複数の箇所に分散して接続されている。
【００４９】
図４のように共振容量３を分散して配置した場合、アンテナコイル２の配線間の寄生容量だけではなく、分散配置された共振容量３があるため、ＦＩＢ等による加工への感度が高まる。例えば、アンテナコイル２の一部の配線を除去して、元にあった場所とは別の経路で再度アンテナコイル２に接続されるように配線を形成した場合、第１の実施例で示したアンテナコイル２の配線間の寄生容量値変化による検出よりも、容量値の変化が大きいため、検出感度が高められる。
【００５０】
このように本実施の形態３によれば、複数の共振容量３がアンテナコイル２の複数箇所に分配されて接続されるようにしたので、容量値の変化が大きくなり、アンテナコイルの除去等の外部からの攻撃に対する検出感度をより高めることができるという効果がある。
【００５１】
（実施の形態４）
図５は、本発明の実施の形態４における半導体装置のアンテナコイルの様態を示す図である。
図５において、２はアンテナコイル、Ｌ１〜Ｌ６は配線幅、Ｓ１〜Ｓ６は配線間スペースである。
アンテナコイル２の配線幅Ｌ１〜Ｌ６および配線間スペースＳ１〜Ｓ６がそれぞれお互いに異なるように寸法を設定する。
【００５２】
まず、配線幅Ｌ１〜Ｌ６については、配線幅を細くすると配線の寄生容量が小さくなり、配線幅を太くすると配線の寄生容量が大きくなる。配線間スペースＳ１〜Ｓ６については、配線間スペースを狭くすると配線の寄生容量が大きくなり、配線間スペースを広くすると配線の寄生容量が大きくなる。アンテナコイル２の配線幅Ｌ１〜Ｌ６と配線間スペースＳ１〜Ｓ６をそれぞれ独立して異なるように設定することにより、攻撃者がＦＩＢ等によるアンテナコイル２の再配線を試みる際、アンテナコイル２の配線容量の見積もりを困難にすることができる。
【００５３】
また、配線幅Ｌ１〜Ｌ６および配線間スペースＳ１〜Ｓ６を独立して異なるように設定した場合、アンテナコイル２を形成するコイルの形状が１ターンごとで異なってくる。この結果インダクタンスについてもその見積もりを困難にすることが可能となる。
【００５４】
このように本実施の形態４によれば、アンテナコイル２を形成する配線の配線幅、及び配線間スペースが、配線の位置によってそれぞれランダムに設定されるようにしたので、アンテナコイルの配線容量やインダクタンスの見積もりが困難になり、攻撃者による配線情報を読み取るための各種解析や改竄を著しく困難とすることができるという効果がある。
【００５５】
（実施の形態５）
図６は、本発明の実施の形態５における半導体装置のアンテナコイルの様態を示す図である。
図６において、２はアンテナコイル、第１〜第４の配線７１〜７４は所定の電位に固定された配線である。
【００５６】
アンテナコイル２は、Ｎ層の配線層で形成され、第１〜第４の配線７１〜７４は（Ｎ−１）層の配線層により形成されている。
また、第１〜第４の配線７１〜７４は、それぞれがアンテナコイル２の配線の直下もしくは近接した場所に配置されている。
【００５７】
なお、第１〜第４の配線７１〜７４は、アンテナコイル２の配線１本ずつ全てに配置されているのではなく、アンテナコイル２のランダムに選択した配線のみに配置されている。
【００５８】
図６のように、第１〜第４の配線７１〜７４が近接に配置されたアンテナコイル２の配線部分では、第１〜第４の配線７１〜７４が配置されていない部分に対して、配線の寄生容量値が大きくなる。アンテナコイル２の配線において、その配線部分により寄生容量値が異なるため、攻撃者がＦＩＢ等によるアンテナコイル２の再配線を試みる際、アンテナコイル２の配線容量の見積もりを困難にすることができる。また、第１〜第４の配線７１〜７４は、（Ｎ−１）層の配線で形成されているため、顕微鏡等による表面観察のみでは、その存在を確認することは難しい。
【００５９】
なお、第１〜第４の配線７１〜７４は、所定の電位に固定した配線であるが、第１〜第４の配線７１〜７４をそれぞれ独立して異なる電位に固定することにより、アンテナコイル２の配線容量の分布を複雑にし、配線容量の見積もりをより一層困難にすることが可能である。
【００６０】
このように本実施の形態５によれば、アンテナコイル２とは別の配線層によって所定の電位に固定された第１〜第４の配線７１〜７４が、アンテナコイル２の直下もしくは近接した場所に配置されるようにしたことにより、配線を配置した場所によって寄生容量が異なり、アンテナコイルの見積もりが困難になり、攻撃者による配線情報を読み取るための各種解析や改竄を著しく困難とすることができるという効果がある。
【００６１】
なお、本実施の形態５では、４本の配線が配置される場合について説明したが、さらに複数の配線が配置されるようにしてもよい。
【００６２】
（実施の形態６）
図７は、本発明の実施の形態６における半導体装置のアンテナコイルの様態を示す図である。
図７において、１は集積回路であり、２１〜２４は第１〜第４のアンテナコイルである。
【００６３】
第１〜第４のアンテナコイル２１〜２４は、最上層の配線で第１〜第４のアンテナコイル２１〜２４の４つのアンテナによって、集積回路１を全面に覆うように配置されている。
【００６４】
なお、図７ではアンテナコイルが４つの場合を示しているが、アンテナコイルの数は任意である。また、図１における共振容量３、検知回路４、アラーム信号５は図７において省略されているが、第１〜第４のアンテナコイル２１〜２４それぞれにこれらの共振容量、検知回路、アラーム信号が配置されている。
【００６５】
従って、攻撃者が第１〜第４のアンテナコイル２１〜２４を全て剥離した後に新たにアンテナコイル部品を接続して解析を行おうとする際、アンテナコイルが１つのみで構成されている場合より、アンテナコイル再接続の工数が増えることにより、解析を困難にすることができる。
【００６６】
図８は、本実施の形態６による半導体装置のアンテナコイルの態様の異なる例を示す図である。
図８において、１は集積回路であり、２５〜２８は第１〜第４のアンテナコイルである。
【００６７】
第１〜第４のアンテナコイル２５〜２８は、すべて異なる形状で構成されており、集積回路１を全面に覆うように配置されている。
【００６８】
従って、第１〜第４のアンテナコイル２５〜２８を全て異なる形状で構成した場合、上記の解析においてアンテナコイル再接続の工数だけではなく、第１〜第４のアンテナコイル２５〜２８それぞれのインダクタンスや寄生容量の値が異なるため、それらの値の見積もりやパラメータの調整に多大な時間が必要になり、より一層解析を困難にすることが可能になる。
【００６９】
このように、本実施の形態６によれば、第１〜第４のアンテナコイル２１〜２４により集積回路１を覆うようにしたので、攻撃者によってアンテナコイルが剥離された場合において、アンテナコイル再接続の工数が増えることにより、解析を困難にすることができるという効果がある。
【００７０】
また、本実施の形態６によれば、第１〜第４のアンテナコイル２５〜２８を全て異なる形状で構成し、それぞれインダクタンスや寄生容量の値が異なる第１〜第４のアンテナコイル２５〜２８により集積回路１を覆うようにしたので、攻撃者によってアンテナコイルが剥離された場合において、インダクタンスや寄生容量の値の見積もりやパラメータの調整に多大な時間が必要になり、より一層解析を困難にすることができるという効果がある。
【００７１】
なお、図７、及び図８ではアンテナコイルが４つの場合を示しているが、アンテナコイルの数は任意である。
【００７２】
【発明の効果】
以上のように、本発明にかかる半導体装置によれば、集積回路の全面を覆うように配置されたアンテナコイルの共振特性を検出可能に構成したので、各種の解析や改竄に対してその検出が可能であり、より高度な解析や改竄からも、集積回路の情報を保護することができる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における半導体装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１における半導体装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態２における半導体装置のアンテナコイルの態様を示す平面図（ａ）であり、本発明の実施の形態２における半導体装置のアンテナコイルの様態を示す断面図（ｂ）である。
【図４】本発明の実施の形態３における半導体装置の共振容量の態様を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態４における半導体装置のアンテナコイルの態様を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態５における半導体装置のアンテナコイルの態様を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態６における半導体装置のアンテナコイルの態様を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態４における半導体装置のアンテナコイルの態様を示す図である。
【図９】従来の半導体装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 集積回路
２ アンテナコイル
３ 共振容量
４ 検知回路
５ アラーム信号
２Ａ 第１のアンテナコイル
２Ｂ 第２のアンテナコイル
２１〜２４、２５〜２８ 第１〜第４のアンテナコイル
４１ 整流器
４２ 電圧検知回路
４３ クロック再生回路
４４ カウンタ
４５ ＮＡＮＤ回路
４６ 交流電力
４７ 直流電圧
４８ 電圧検知回路出力信号
４９ クロック信号
５０ カウンタ出力信号
６Ａ〜６Ｃ 第１〜第３の絶縁膜
７１〜７４ 第１〜第４の配線
１００ ＩＣチップ
１０１ 集積回路
１０２ アルミニウム層
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置に関し、特に非接触ＩＣカード用ＬＳＩの解析および改竄を検出する回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣカードは、クレジットカード等の磁気カードなどに置き換わる各種認証用カードとして注目されている。これらのセキュリティを必要とされるＩＣカード用ＬＳＩにおいては、ＬＳＩ内部のメモリに格納されているデータやその他回路情報等をいわゆる攻撃者から保護する必要がある。
【０００３】
例えば、攻撃者の解析の手法として、光学顕微鏡を用いて表面観察を行い、配線情報を読み取る手法が挙げられる。
このような解析への対抗手段として、図９に示すような構成の半導体装置が挙げられる（特許文献１参照）。
【０００４】
図９において、１００はＩＣチップ、１０１は集積回路、１０２はアルミニウム層である。アルミニウム層１０２は集積回路１０１を覆うように配置されているため、顕微鏡により集積回路１０１の配線情報を読み取ることができない。
なお、特許文献１においては、アルミニウム層１０２が剥離されたことを検出する構成についても示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特許第３０４８４２９号（第３頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、より高度な解析や改竄に対する検出が不十分であるという課題がある。例えば、レーザカッターやＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ）を用いて、部分的にアルミニウム層１０２を除去した場合などについては、検出することができないという問題があった。
【０００７】
また、別の手段として、物理プロービングによる内部信号の波形観測、ＦＩＢによる配線除去および配線堆積による配線操作といった手段も考えられ、このような攻撃に対する検出も必要であるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記のような従来の問題点を解決するためになされたもので、これらのより高度な解析や改竄に対してもその検出が可能であり、集積回路の情報を高度に保護することができる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】
上記課題を解決するために、本発明（請求項１）にかかる半導体装置は、集積回路を有する半導体装置において、前記集積回路の全面を覆うように配置されたアンテナコイルと、前記アンテナコイルと並列に接続された共振容量と、前記アンテナコイルの出力信号を所定の条件に基づいて判定を行い、前記判定の結果によりアラーム信号を出力する検知回路とを備えたものである。
【００１０】
また、本発明（請求項２）にかかる半導体装置は、請求項１記載の半導体装置において、前記共振容量および前記検知回路は、前記アンテナコイルの下に配置されているものである。
【００１１】
また、本発明（請求項３）にかかる半導体装置は、請求項１または２記載の半導体装置において、前記アンテナコイルと前記共振容量とからなる共振回路のＱ値を高めるように、前記検知回路の負荷が最小限になるように構成されているものである。
【００１２】
また、本発明（請求項４）にかかる半導体装置は、請求項１ないし３のいずれかに記載の半導体装置において、前記検知回路は、前記アンテナコイルに接続され、直流電圧を発生する整流器と、前記整流器からの直流電圧の電圧値を検知し、電圧検知回路出力信号を出力する電圧検知回路と、前記アンテナコイルに接続され、前記アンテナコイルの出力信号に基づいてクロック信号を再生するクロック再生回路と、前記クロック再生回路からのクロック信号を計数し、カウンタ出力信号を出力するカウンタと、前記電圧検知回路出力信号、及び前記カウンタ出力信号に基づいて、前記アラーム信号を出力するＮＡＮＤ回路とから構成されているものである。
【００１３】
また、本発明（請求項５）にかかる半導体装置は、請求項１ないし４のいずれかに記載の半導体装置において、前記アンテナコイルの配線の配線幅と配線間スペースが、微細に形成されているものである。
【００１４】
また、本発明（請求項６）にかかる半導体装置は、請求項１ないし５のいずれかに記載の半導体装置において、前記アンテナコイルは、複数の配線層によって形成され、前記集積回路を完全に覆うように配置されているものである。
【００１５】
また、本発明（請求項７）にかかる半導体装置は、請求項１ないし６のいずれかに記載の半導体装置において、前記共振容量は、前記アンテナコイルの複数の箇所に分配されて接続されているものである。
【００１６】
また、本発明（請求項８）にかかる半導体装置は、請求項１ないし７のいずれかに記載の半導体装置において、前記アンテナコイルを形成する配線の配線幅と配線間スペースが、配線の位置によってそれぞれランダムに設定されているものである。
【００１７】
また、本発明（請求項９）にかかる半導体装置は、請求項１ないし８のいずれかに記載の半導体装置において、前記アンテナコイルと異なる配線層によって所定の電位に固定された複数の配線が、前記アンテナコイルの配線の直下もしくは近接して配置されているものである。
【００１８】
また、本発明（請求項１０）にかかる半導体装置は、請求項９記載の半導体装置において、前記所定の電位に固定された複数の配線は、それぞれ異なる電位に固定されているものである。
【００１９】
また、本発明（請求項１１）にかかる半導体装置は、請求項１ないし１０のいずれかに記載の半導体装置において、複数の、前記アンテナコイルと、前記共振容量と、前記検知回路とを備えたものである。
【００２０】
また、本発明（請求項１２）にかかる半導体装置は、請求項１１記載の半導体装置において、前記複数のアンテナコイルは、それぞれ異なる形状であるものである。
【００２１】
以上のように、本発明の半導体装置においては、集積回路の全面を覆うようにアンテナコイルを配置、該アンテナコイルの共振特性を検出可能に構成したので、各種の解析や改竄に対してもこれを検出して、集積回路の情報を高度に保護することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における半導体装置の構成を示す図である。
図１において、１は集積回路、２はアンテナコイル、３は共振容量、４は検知回路、５はアラーム信号である。
【００２３】
アンテナコイル２は、集積回路１の最上層の配線によって、集積回路１を全面に覆うように形成されている。
共振容量３は、アンテナコイル２と並列に接続され、アンテナコイル２と共振容量３によって並列共振回路を形成している。
検知回路４は、アンテナコイル２に接続され、アンテナコイル２の信号をモニターする。アラーム信号５は検知回路４より出力される。
【００２４】
アンテナコイル２と共振容量３によって構成される共振回路の共振周波数は、本半導体装置が使用される電磁波周波数帯に設定される。例えば、近接型非接触ＩＣカード規格ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３では電磁波周波数は１３．５６ＭＨｚとなり、この規格に準拠した非接触ＩＣカード用ＬＳＩにおいては、共振周波数は１３．５６ＭＨｚに設定される。共振周波数の設定は、アンテナコイル２のインダクタンスと共振容量３の容量によって調整される。アンテナコイル２の共振周波数が使用される電磁波の周波数に調整されることによって、その電磁波を受けたときに最も効率良く電磁波の電力を受信することができる。
なお、アンテナコイル２の共振周波数が電磁波の周波数よりずれた場合は、電力受信の効率は低下する。
【００２５】
検知回路４の具体的実施例のひとつとしては、図２に示す構成が挙げられる。
図２において、２はアンテナコイル、３は共振容量、４１は整流器、４２は電圧検知回路、４３はクロック再生回路、４４はカウンタ、４５はＮＡＮＤ回路である。
【００２６】
整流器４１は、アンテナコイル２に接続され、直流電圧４７を発生する。
電圧検知回路４２は、直流電圧４７を検知するように接続され、直流電圧４７が所定の電圧よりも高くなると、電圧検知回路出力信号４８をＨｉｇｈにする。
クロック再生回路４３は、アンテナコイル２に接続され、アンテナコイル２の交流信号からクロック信号ＣＬＫ４９を再生する。
【００２７】
カウンタ４４は、クロック信号ＣＬＫ４９をカウントし、所定のクロック数をカウントすると、カウンタ出力信号５０をＨｉｇｈにする。
ＮＡＮＤ回路４５は、電圧検知回路出力信号４８とカウンタ出力信号５０のＮＡＮＤ結果であるアラーム信号５を出力する。
【００２８】
アンテナコイル２は、集積回路１を保護するシールドの役割を持つ。まず、アンテナコイル２は集積回路１を全面に覆っているため、顕微鏡観察による内部配線情報収集に対しての対抗手段となっている。また、エレクトロンビームによる集積回路１の内部配線信号観測に対しても、アンテナコイル２の配線によってシールドされるため、観測を困難にしている。
【００２９】
さらに、攻撃者による各種の解析や改竄が想定されるが、それらに対する検出について説明する。
まず、本実施の形態による半導体装置が搭載された非接触ＩＣカードが正常な条件で運用された場合について説明し、次に、攻撃者によって各種解析や改竄が行われた場合について説明する。
【００３０】
正常な条件で運用された場合は、非接触ＩＣカードは所定の周波数と磁界強度を持った交流磁界を受ける。このとき、アンテナコイル２と共振容量３で構成される共振回路によって、適切に交流電力４６を受信する。交流電力４６は整流器４１によって整流され、直流電圧４７を発生する。
また、クロック再生回路４３はアンテナコイル２に発生する交流信号のクロック再生を行い、クロック信号ＣＬＫ４９を発生する。
【００３１】
このようにして正常な条件下では、直流電圧４７が所定の電圧以上となり、また連続したクロック信号ＣＬＫ４９が発生するため、電圧検知回路４２からの電圧検知回路出力信号４８およびカウンタ４４からのカウンタ出力信号５０が共にＨｉｇｈとなり、アラーム信号５はＬｏｗとなる。
【００３２】
次に攻撃者によって各種解析や改竄が行われた場合の動作について説明する。
まず、ＬＳＩ表面の薬剤処理や研磨加工によってアンテナコイル２が除去された場合であるが、この場合アンテナコイル２がなくなり、所定の電磁波を受けても直流電圧４７およびクロック信号ＣＬＫ４９は発生しないため、アラーム信号５はＨｉｇｈとなり、アラーム信号５が活性化される。
【００３３】
なお、アラーム信号５が活性化したときの処理方法としては、例えば集積回路１の状態を全てリセットし、動作を停止することが挙げられる。
また、アンテナコイル２全体を除去せず、レーザカッターやＦＩＢにて部分的な配線除去が行われた場合でも、アンテナコイル２が一部でも断線されれば、共振回路は形成されないため、同様にアラーム信号５が活性化される。
【００３４】
次に、ＦＩＢによって配線形成処理（金属膜堆積処理）が行われた場合、アンテナコイル２において部分的に配線のショートが発生すれば、アンテナコイル２のインダクタンスの値とアンテナコイル２の配線間より形成される寄生容量の容量値が変わり、共振周波数が初期の設定よりも変化する。この共振周波数のずれによって、所定の電磁波を受けても直流電圧４７が所定の電圧まで発生せず、電圧検知回路４２からの電圧検知回路出力信号４８がＬｏｗとなる。その結果、アラーム信号５はＨｉｇｈとなり、アラーム信号５が活性化される。
【００３５】
また、ＦＩＢによって選択的に保護膜や配線間の層間絶縁膜の部分除去を行い、アンテナコイル２の配線および集積回路１の内部配線を露出させてプローブを当てて内部信号観測を行う場合（物理プロービング）が考えられる。この場合、プローブがアンテナコイル２の配線に接触されれば、上記で述べたアンテナコイル２の配線間ショート、または配線ショートを引き起こさない場合でもプローブが持つ入力容量がアンテナコイル２に付加されるため、共振周波数のずれが発生し、所定の電磁波を受けても直流電圧４７が所定の電圧まで発生せず、電圧検知回路４２からの電圧検知回路出力信号４８がＬｏｗとなる。その結果、アラーム信号５はＨｉｇｈとなり、アラーム信号５が活性化される。
【００３６】
また、ＦＩＢによってアンテナコイル２の一部の配線を除去した後に、元にあった場所とは別の経路で再度アンテナコイル２に接続されるように配線を形成して、改竄可能な場所を確保することも考えられる。この場合も、アンテナコイル２の寄生容量成分が変化し、共振周波数のずれが発生するため、所定の電磁波を受けても直流電圧４７が所定の電圧まで発生せず、電圧検知回路４２からの電圧検知回路出力信号４８がＬｏｗとなる。その結果、アラーム信号５はＨｉｇｈとなり、アラーム信号が活性化される。
【００３７】
以上のように、本実施の形態１によれば、集積回路１を有する半導体装置において、前記集積回路１の全面を覆うように配置されたアンテナコイル２と、前記アンテナコイル２と並列に接続された共振容量３と、前記アンテナコイル２の出力信号を所定の条件に基づいて判定を行い、前記判定の結果によりアラーム信号５を出力する検知回路４とを有するようにしたので、集積回路１を全面に覆うように形成されたアンテナコイル２により、剥離やレーザカッター、ＦＩＢによる様々な加工を検出するため、攻撃者の各種解析や改竄を著しく困難とすることが可能となる。
【００３８】
なお、共振容量３、検知回路４、アラーム信号５について、図１ではアンテナコイル２とは別の場所に配置されているが、これらの回路や信号についてもアンテナコイル２の領域の下に配置することにより、攻撃への対抗力を高めることができる。
【００３９】
また、非接触ＩＣカード用ＬＳＩにおいては、本発明のＬＳＩの解析や改竄を検出する目的とは異なる目的で、整流器４１がアンテナコイル２に接続され直流電圧４７を発生し、電圧検知回路４２により直流電圧４７が所定の電圧よりも高いことが検知されると電圧検知回路出力信号４８をＨｉｇｈにする電力受電と、クロック再生回路４３がアンテナコイル２の交流信号からクロック信号ＣＬＫ４９を再生する動作クロック発生のために、図２における整流器４１、クロック再生回路４４を一般的に搭載していると考えられる。図２における整流器４１とクロック発生回路４３を上記電力受電と動作クロック発生を兼ねるように設計することで、本発明の回路搭載によるチップ面積増を最小限に抑えることも可能である。
【００４０】
また逆に、本発明のＬＳＩの解析や改竄を検出する目的のための電力受電と動作クロック発生用の整流器４１やクロック再生回路４３とは別に、本発明と異なる目的のための整流器やクロック再生回路を構成した場合、設計の自由度が高まり設計が容易になるという利点がある。
【００４１】
なお、検知回路４を整流器４１、電圧検知回路４２、クロック再生回路４３、カウンタ４４、ＮＡＮＤ回路４５のみで構成する等により検知回路４の負荷を最小限にすることにより、アンテナコイル２と共振容量３より形成される共振回路のＱ値をより高めると、インダクタンスや容量値の変動に対する感度を高めることができる。
【００４２】
ここで、例えば整流器４１を本発明のＬＳＩの解析や改竄の検知目的と電力受電を兼ねるように設計した場合、ＩＣカードを構成する一般構成回路（送受信回路、メモリ、ロジック回路等）に電力を供給する電力受電の分だけ消費電流が多くなり検知回路４の負荷が大きくなるが、この電力受電を兼ねても一般構成回路の消費電力を小さくすることで、共振回路のＱ値を高めることは可能である。
【００４３】
また、アンテナコイル２を形成する配線については、配線幅および配線間のスペースを、アンテナコイル２を使用する製造プロセスの最小ルール程度の寸法を適用する等により微細にすることにより、ＦＩＢによる加工の困難度を一段と高めることができる。
【００４４】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における半導体装置のアンテナコイルの様態を示す図である。図３（ａ）は、図１におけるアンテナコイル２の平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のａ−ｂ断面図である。
図３（ａ）および図３（ｂ）において、１は集積回路であり、２Ａ、２Ｂは第１、第２のアンテナコイルであり、６Ａ、６Ｂ、６Ｃは絶縁膜である。
【００４５】
図１におけるアンテナコイル２は、第１のアンテナコイル２Ａと第２のアンテナコイル２Ｂにより形成されている。また、第１のアンテナコイル２ＡはＮ層の配線層により形成され、第２のアンテナコイル２Ｂは（Ｎ−１）層の配線層により形成されており、第１のアンテナコイル２Ａと第２のアンテナコイル２Ｂはお互いに配線間スペースを埋めるように配置されている。
【００４６】
このように本実施の形態２によれば、アンテナコイル２が複数の配線層によって形成され、集積回路１を完全に覆うように配置されるようにしたので、アンテナコイルの除去等の外部からの攻撃への対抗力を一段と高めることが可能となるという効果がある。
【００４７】
また、アンテナコイル２の領域を配線層１層のみで構成する場合よりも、インダクタンス等の設定において設計の自由度が高まるという効果がある。
なお、本実施の形態２では、２つのアンテナコイルから形成される場合について説明したが、さらに複数のアンテナコイルから形成されるようにしてもよい。
【００４８】
（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３における半導体装置の共振容量の様態を示す図である。
図４において、２はアンテナコイル、３は共振容量である。共振容量３は、複数の共振容量をコイルアンテナの複数の箇所に分散して接続されている。
【００４９】
図４のように共振容量３を分散して配置した場合、アンテナコイル２の配線間の寄生容量だけではなく、分散配置された共振容量３があるため、ＦＩＢ等による加工への感度が高まる。例えば、アンテナコイル２の一部の配線を除去して、元にあった場所とは別の経路で再度アンテナコイル２に接続されるように配線を形成した場合、第１の実施例で示したアンテナコイル２の配線間の寄生容量値変化による検出よりも、容量値の変化が大きいため、検出感度が高められる。
【００５０】
このように本実施の形態３によれば、複数の共振容量３がアンテナコイル２の複数箇所に分配されて接続されるようにしたので、容量値の変化が大きくなり、アンテナコイルの除去等の外部からの攻撃に対する検出感度をより高めることができるという効果がある。
【００５１】
（実施の形態４）
図５は、本発明の実施の形態４における半導体装置のアンテナコイルの様態を示す図である。
図５において、２はアンテナコイル、Ｌ１〜Ｌ６は配線幅、Ｓ１〜Ｓ６は配線間スペースである。
アンテナコイル２の配線幅Ｌ１〜Ｌ６および配線間スペースＳ１〜Ｓ６がそれぞれお互いに異なるように寸法を設定する。
【００５２】
まず、配線幅Ｌ１〜Ｌ６については、配線幅を細くすると配線の寄生容量が小さくなり、配線幅を太くすると配線の寄生容量が大きくなる。配線間スペースＳ１〜Ｓ６については、配線間スペースを狭くすると配線の寄生容量が大きくなり、配線間スペースを広くすると配線の寄生容量が大きくなる。アンテナコイル２の配線幅Ｌ１〜Ｌ６と配線間スペースＳ１〜Ｓ６をそれぞれ独立して異なるように設定することにより、攻撃者がＦＩＢ等によるアンテナコイル２の再配線を試みる際、アンテナコイル２の配線容量の見積もりを困難にすることができる。
【００５３】
また、配線幅Ｌ１〜Ｌ６および配線間スペースＳ１〜Ｓ６を独立して異なるように設定した場合、アンテナコイル２を形成するコイルの形状が１ターンごとで異なってくる。この結果インダクタンスについてもその見積もりを困難にすることが可能となる。
【００５４】
このように本実施の形態４によれば、アンテナコイル２を形成する配線の配線幅、及び配線間スペースが、配線の位置によってそれぞれランダムに設定されるようにしたので、アンテナコイルの配線容量やインダクタンスの見積もりが困難になり、攻撃者による配線情報を読み取るための各種解析や改竄を著しく困難とすることができるという効果がある。
【００５５】
（実施の形態５）
図６は、本発明の実施の形態５における半導体装置のアンテナコイルの様態を示す図である。
図６において、２はアンテナコイル、第１〜第４の配線７１〜７４は所定の電位に固定された配線である。
【００５６】
アンテナコイル２は、Ｎ層の配線層で形成され、第１〜第４の配線７１〜７４は（Ｎ−１）層の配線層により形成されている。
また、第１〜第４の配線７１〜７４は、それぞれがアンテナコイル２の配線の直下もしくは近接した場所に配置されている。
【００５７】
なお、第１〜第４の配線７１〜７４は、アンテナコイル２の配線１本ずつ全てに配置されているのではなく、アンテナコイル２のランダムに選択した配線のみに配置されている。
【００５８】
図６のように、第１〜第４の配線７１〜７４が近接に配置されたアンテナコイル２の配線部分では、第１〜第４の配線７１〜７４が配置されていない部分に対して、配線の寄生容量値が大きくなる。アンテナコイル２の配線において、その配線部分により寄生容量値が異なるため、攻撃者がＦＩＢ等によるアンテナコイル２の再配線を試みる際、アンテナコイル２の配線容量の見積もりを困難にすることができる。また、第１〜第４の配線７１〜７４は、（Ｎ−１）層の配線で形成されているため、顕微鏡等による表面観察のみでは、その存在を確認することは難しい。
【００５９】
なお、第１〜第４の配線７１〜７４は、所定の電位に固定した配線であるが、第１〜第４の配線７１〜７４をそれぞれ独立して異なる電位に固定することにより、アンテナコイル２の配線容量の分布を複雑にし、配線容量の見積もりをより一層困難にすることが可能である。
【００６０】
このように本実施の形態５によれば、アンテナコイル２とは別の配線層によって所定の電位に固定された第１〜第４の配線７１〜７４が、アンテナコイル２の直下もしくは近接した場所に配置されるようにしたことにより、配線を配置した場所によって寄生容量が異なり、アンテナコイルの見積もりが困難になり、攻撃者による配線情報を読み取るための各種解析や改竄を著しく困難とすることができるという効果がある。
【００６１】
なお、本実施の形態５では、４本の配線が配置される場合について説明したが、さらに複数の配線が配置されるようにしてもよい。
【００６２】
（実施の形態６）
図７は、本発明の実施の形態６における半導体装置のアンテナコイルの様態を示す図である。
図７において、１は集積回路であり、２１〜２４は第１〜第４のアンテナコイルである。
【００６３】
第１〜第４のアンテナコイル２１〜２４は、最上層の配線で第１〜第４のアンテナコイル２１〜２４の４つのアンテナによって、集積回路１を全面に覆うように配置されている。
【００６４】
なお、図７ではアンテナコイルが４つの場合を示しているが、アンテナコイルの数は任意である。また、図１における共振容量３、検知回路４、アラーム信号５は図７において省略されているが、第１〜第４のアンテナコイル２１〜２４それぞれにこれらの共振容量、検知回路、アラーム信号が配置されている。
【００６５】
従って、攻撃者が第１〜第４のアンテナコイル２１〜２４を全て剥離した後に新たにアンテナコイル部品を接続して解析を行おうとする際、アンテナコイルが１つのみで構成されている場合より、アンテナコイル再接続の工数が増えることにより、解析を困難にすることができる。
【００６６】
図８は、本実施の形態６による半導体装置のアンテナコイルの態様の異なる例を示す図である。
図８において、１は集積回路であり、２５〜２８は第１〜第４のアンテナコイルである。
【００６７】
第１〜第４のアンテナコイル２５〜２８は、すべて異なる形状で構成されており、集積回路１を全面に覆うように配置されている。
【００６８】
従って、第１〜第４のアンテナコイル２５〜２８を全て異なる形状で構成した場合、上記の解析においてアンテナコイル再接続の工数だけではなく、第１〜第４のアンテナコイル２５〜２８それぞれのインダクタンスや寄生容量の値が異なるため、それらの値の見積もりやパラメータの調整に多大な時間が必要になり、より一層解析を困難にすることが可能になる。
【００６９】
このように、本実施の形態６によれば、第１〜第４のアンテナコイル２１〜２４により集積回路１を覆うようにしたので、攻撃者によってアンテナコイルが剥離された場合において、アンテナコイル再接続の工数が増えることにより、解析を困難にすることができるという効果がある。
【００７０】
また、本実施の形態６によれば、第１〜第４のアンテナコイル２５〜２８を全て異なる形状で構成し、それぞれインダクタンスや寄生容量の値が異なる第１〜第４のアンテナコイル２５〜２８により集積回路１を覆うようにしたので、攻撃者によってアンテナコイルが剥離された場合において、インダクタンスや寄生容量の値の見積もりやパラメータの調整に多大な時間が必要になり、より一層解析を困難にすることができるという効果がある。
【００７１】
なお、図７、及び図８ではアンテナコイルが４つの場合を示しているが、アンテナコイルの数は任意である。
【００７２】
【発明の効果】
以上のように、本発明にかかる半導体装置によれば、集積回路の全面を覆うように配置されたアンテナコイルの共振特性を検出可能に構成したので、各種の解析や改竄に対してその検出が可能であり、より高度な解析や改竄からも、集積回路の情報を保護することができる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における半導体装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１における半導体装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態２における半導体装置のアンテナコイルの態様を示す平面図（ａ）であり、本発明の実施の形態２における半導体装置のアンテナコイルの様態を示す断面図（ｂ）である。
【図４】本発明の実施の形態３における半導体装置の共振容量の態様を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態４における半導体装置のアンテナコイルの態様を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態５における半導体装置のアンテナコイルの態様を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態６における半導体装置のアンテナコイルの態様を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態４における半導体装置のアンテナコイルの態様を示す図である。
【図９】従来の半導体装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 集積回路
２ アンテナコイル
３ 共振容量
４ 検知回路
５ アラーム信号
２Ａ 第１のアンテナコイル
２Ｂ 第２のアンテナコイル
２１〜２４、２５〜２８ 第１〜第４のアンテナコイル
４１ 整流器
４２ 電圧検知回路
４３ クロック再生回路
４４ カウンタ
４５ ＮＡＮＤ回路
４６ 交流電力
４７ 直流電圧
４８ 電圧検知回路出力信号
４９ クロック信号
５０ カウンタ出力信号
６Ａ〜６Ｃ 第１〜第３の絶縁膜
７１〜７４ 第１〜第４の配線
１００ ＩＣチップ
１０１ 集積回路
１０２ アルミニウム層
Claims (12)
- 集積回路を有する半導体装置において、
前記集積回路の全面を覆うように配置されたアンテナコイルと、
前記アンテナコイルと並列に接続された共振容量と、
前記アンテナコイルの出力信号を所定の条件に基づいて判定を行い、前記判定の結果によりアラーム信号を出力する検知回路とを備えた、
ことを特徴とする半導体装置。 - 請求項１記載の半導体装置において、
前記共振容量および前記検知回路は、前記アンテナコイルの下に配置されている、
ことを特徴とする半導体装置。 - 請求項１または２記載の半導体装置において、
前記アンテナコイルと前記共振容量とからなる共振回路のＱ値を高めるように、前記検知回路の負荷が最小限になるように構成されている、
ことを特徴とする半導体装置。 - 請求項１ないし３のいずれかに記載の半導体装置において、
前記検知回路は、
前記アンテナコイルに接続され、直流電圧を発生する整流器と、
前記整流器からの直流電圧の電圧値を検知し、電圧検知回路出力信号を出力する電圧検知回路と、
前記アンテナコイルに接続され、前記アンテナコイルの出力信号に基づいてクロック信号を再生するクロック再生回路と、
前記クロック再生回路からのクロック信号を計数し、カウンタ出力信号を出力するカウンタと、
前記電圧検知回路出力信号、及び前記カウンタ出力信号に基づいて、前記アラーム信号を出力するＮＡＮＤ回路とから構成されている、
ことを特徴とする半導体装置。 - 請求項１ないし４のいずれかに記載の半導体装置において、
前記アンテナコイルの配線の配線幅と配線間スペースが、微細に形成されている、
ことを特徴とする半導体装置。 - 請求項１ないし５のいずれかに記載の半導体装置において、
前記アンテナコイルは、複数の配線層によって形成され、前記集積回路を完全に覆うように配置されている、
ことを特徴とする半導体装置。 - 請求項１ないし６のいずれかに記載の半導体装置において、
前記共振容量は、前記アンテナコイルの複数の箇所に分配されて接続されている、
ことを特徴とする半導体装置。 - 請求項１ないし７のいずれかに記載の半導体装置において、
前記アンテナコイルを形成する配線の配線幅と配線間スペースが、配線の位置によってそれぞれランダムに設定されている、
ことを特徴とする半導体装置。 - 請求項１ないし８のいずれかに記載の半導体装置において、
前記アンテナコイルと異なる配線層によって所定の電位に固定された複数の配線が、前記アンテナコイルの配線の直下もしくは近接して配置されている、
ことを特徴とする半導体装置。 - 請求項９記載の半導体装置において、
前記所定の電位に固定された複数の配線は、それぞれ異なる電位に固定されている、
ことを特徴とする半導体装置。 - 請求項１ないし１０のいずれかに記載の半導体装置において、
複数の、前記アンテナコイルと、前記共振容量と、前記検知回路とを備えた、
ことを特徴とする半導体装置。 - 請求項１１記載の半導体装置において、
前記複数のアンテナコイルは、それぞれ異なる形状である、
ことを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003070850A JP2004280465A (ja) | 2003-03-14 | 2003-03-14 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003070850A JP2004280465A (ja) | 2003-03-14 | 2003-03-14 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004280465A true JP2004280465A (ja) | 2004-10-07 |
Family
ID=33287489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003070850A Pending JP2004280465A (ja) | 2003-03-14 | 2003-03-14 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004280465A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006260042A (ja) * | 2005-03-16 | 2006-09-28 | Fujitsu Ltd | Ｒｆｉｄタグ |
| JP2009147306A (ja) * | 2007-10-16 | 2009-07-02 | Asml Holding Nv | 集積回路チップの信憑性の保証 |
| WO2010001469A1 (ja) * | 2008-07-02 | 2010-01-07 | 三菱電機株式会社 | 無線通信装置 |
-
2003
- 2003-03-14 JP JP2003070850A patent/JP2004280465A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006260042A (ja) * | 2005-03-16 | 2006-09-28 | Fujitsu Ltd | Ｒｆｉｄタグ |
| JP2009147306A (ja) * | 2007-10-16 | 2009-07-02 | Asml Holding Nv | 集積回路チップの信憑性の保証 |
| WO2010001469A1 (ja) * | 2008-07-02 | 2010-01-07 | 三菱電機株式会社 | 無線通信装置 |
| US8508429B2 (en) | 2008-07-02 | 2013-08-13 | Mitsubishi Electric Corporation | Radio communication equipment |
| CN102084544B (zh) * | 2008-07-02 | 2014-01-15 | 三菱电机株式会社 | 无线通信装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1700256B1 (fr) | Protection d'une puce de circuit intégré contenant des données confidentielles | |
| KR100767555B1 (ko) | 인식 번호를 갖는 반도체 장치 | |
| EP2431926B1 (fr) | Carte nfc pour dispositif portatif | |
| TW577167B (en) | Semiconductor device and IC card | |
| US7656630B2 (en) | Active protection device for protecting circuit against mechanical and electromagnetic attack | |
| JP2008135446A (ja) | Ｒｆパウダーの製造方法 | |
| US9509306B2 (en) | Tamper resistant IC | |
| US20020008428A1 (en) | Integrated circuit | |
| JP2004507112A (ja) | 基板内に形成された集積回路を保護するデバイス | |
| Immler et al. | Secure physical enclosures from covers with tamper-resistance | |
| EP3295379B1 (en) | Integrated circuit chip protection against physical and/or electrical alterations | |
| JP2004280465A (ja) | 半導体装置 | |
| JP2001244414A (ja) | 半導体集積回路 | |
| JP2006186984A (ja) | Ｒｆタグの情報読み出し方法および情報書き込み方法 | |
| CN115210785A (zh) | 篡改检测技术 | |
| US20150053770A1 (en) | Rfid tag with integrated antenna | |
| US11270957B2 (en) | Method for detecting a breach of the integrity of a semiconductor substrate of an integrated circuit from its rear face, and corresponding device | |
| Mai | Side channel attacks and countermeasures | |
| US8843763B2 (en) | Integrated circuit and electronic apparatus | |
| CN110263499B (zh) | 一种射频标签芯片的版图结构及射频标签芯片 | |
| WO2000036572A1 (en) | Combination radio frequency identification transponder (rfid tag) and magnetic electronic article suveillance (eas) tag | |
| US20240013022A1 (en) | Method for detecting an attack by electromagnetic waves of a chip or a system-in-package based on the gmi effect | |
| JP2005012673A (ja) | データ通信システム、ｉｃタグおよびリーダライタ | |
| FR2965084A1 (fr) | Carte nfc pour dispositif portatif | |
| JP2004364143A (ja) | アンテナシート、ｉｃカード及びコンデンサの形成方法 |