JP3725698B2 - Self-destructive semiconductor device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置に関するもので、機密性の高い重要な情報を記憶および処理する半導体集積回路を備えた半導体装置に係わり、特に半導体集積回路のメモリ内容の改ざんに対するセキュリティー技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体集積回路(Large-Scale Integrated Circuit;LSI)が形成されている半導体装置のその集積回路の機能、動作方法、回路方式、回路パタン、記憶データなどを解析するため、従来より、図12に示すように、半導体装置に設けられている外部接続用の電極パッド7(7−1〜7−8)に探査用電源を接続し、電気信号を供給してLSIテスター等で端子の信号の入出力を測定する方法がある。
【0003】
また、それらの解析のため、半導体装置表面より光学顕微鏡などの形状認識装置を用いて、回路ブロック構成や、回路パタンそのものを観察し、さらに一歩進んで、電子ビームテスター等を用いて電極パッド7に現れない電位信号を集積回路内部の配線上で観測する方法がある。
したがって、現行のICカード13においては、ICモジュール11を開放・解剖し、ICチップ12内部の情報を読み出し、さらにメモリ内容を解析して改ざんすることが可能であり、セキュリテイーの観点から問題である。
【0004】
図12は、現行のICカード13におけるICモジュール11の構成例を示しており、同図において、(a)はICカード13に搭載された半導体集積回路における回路ブロック配置を示す平面図、(b)は断面図、(c)はICモジュール搭載例を示す断面図である。
図12(c)に示すように、カード厚0.76mmのICカード13には、ホットメルト接着剤34により、ICモジュール11が搭載されている。この場合、ICモジュール11は、接触型ICカードの電極に当たるコンタクトパターン35を形成したガラスエポキシ基板36に、ICチップ12がダイボンディングされ、金ワイヤ37によって、外部接続用電極パッド7と各コンタクトパターン35とがワイヤーボンディングされた後、モールド樹脂38により封止された構造をしている。
【0005】
図12(a)に示すように、ICチップ12の上には、暗号コードや認証コードなど、特に重要な情報を記憶しているデータメモリ(EEPROMあるいは強誘電体メモリ素子などで構成)14、およびその書込・消去のための電圧昇圧回路を始めとする周辺回路15、読み出し専用のプログラムメモリ(ROMなどで構成)16、演算や制御を行う中央演算処理部(CPU)17、一時蓄え用のメモリとしてのランダムアクセスメモリ(RAM)18、セキュリティー認証用マイクロプロセッサ(MPU)19が形成されている。そして、これら周辺には、データバスおよび電源供給用の電極配線(図示せず)が施されている。
【0006】
このようなICカード13に搭載されたデータメモリ14やプログラムメモリ16及び認証用マイクロプロセッサ19には、通信の際に必要なプロトコル、認証用の番号コード、使用金額、残り度数などの種々の重要なデータが格納されている。
そのため、これらのコードやデータ類、さらには半導体装置を構成する回路ブロック、回路パタンなどの情報は、ICカードの偽造・改ざんを防止する観点から、第三者によって読み出されることを阻止する必要がある。
【0007】
しかしながら、上記図12に示すような半導体装置においては、上部からの観測によって回路構成ブロックを始め、機能素子回路、データメモリ14やプログラムメモリ16及び認証用マイクロプロセッサ19の配置を見ることができ、その上、電子ビームを用いたプロービング測定により、メモリ素子の内容を容易に読み出したり、認証用マイクロプロセッサ19をトリガー暴走させて誤動作させ、認証プロセスそのものをスキップさせたりすることが可能であった。
【0008】
そこで、上部からの光学的観察を阻止する目的も兼ねて、最近の高密度実装技術においては、ICチップの半導体集積回路の形成されている素子面側に電気的な接続を得るためのバンプ電極を形成し、ICチップを裏返して外部接続用のコンタクト電極が形成された実装基板(電極基体)と接続するフリップチップ実装が頻繁に採用されている。
【0009】
ところが、半導体集積回路の形成された半導体基板の裏面から、非破壊で、半導体基板表面近傍の回路を観察する手法も故障解析技術等の要請により開発されている。
この手法は、観察光源として半導体基板に吸収されにくい波長の赤外線を用いることにより、半導体基板の透明性を高めて、主に金属からなる配線パタン等を半導体基板裏面側より観察するものである。これにより、最下層のトランジスタのパタンや第一層の配線パタンを非破壊で観察することができる。
【0010】
フリップチップ実装方法では、チップ裏面が外側に露出するため、ICチップ12の素子面側よりもむしろ裏面側からのパタン観察が容易となる。勿論、フリップチップ実装する場合には、ICチップ裏面にはチップ保護用のエポキシ樹脂膜がコーティングされている。しかし、これらは化学薬品を用いれば容易に除去可能であるため、保護膜によって裏面側からのパタン観察を阻止することは困難である。
【0011】
そこで、上記の問題を解決する一手法として、筆者らは、薄型電力供給源を内蔵し、かつ薄型電力供給源をICチップの裏面に搭載することで、裏面からの光学的観察を阻止する自己破壊型半導体装置を提案した(特願平10−110527号)。
図13にその自己破壊型半導体装置の基本的な回路ブロック構成図を示す。半導体基板9上の半導体集積回路1には、前述した図12に示すように、本来のICカード機能に必要なデータメモリ14、プログラムメモリ16、中央演算処理部17、ランダムアクセスメモリ18、認証用マイクロプロセッサ19が形成されているが、ここでは省略している。
【0012】
本構成では、以上の構成に加えて、破壊回路2として、メモリ情報を破壊する破壊回路、あるいは信号配線経路にヒューズ・アンチヒューズを設けた破壊回路が付加されており、さらに半導体基板9上には、破壊用キャパシタ3、制御用回路乃至素子4、および電圧変化検出回路5が形成されている。
そして、電圧変化検出回路5により端子電圧が常時監視されている端子10に、薄型の電力供給源6が接続配置されている。
【0013】
破壊回路2を駆動するための電源としては、半導体基板9上に形成された大容量の破壊用キャパシタ3に蓄積された電荷を用いる。このキャパシタ3には、通常動作状態において、制御回路乃至素子4を介して電力供給源6が接続されており、電力供給源6の出力電圧は、容量結合性の電圧変化検出回路5により、随時、監視されている。
第三者が、ICチップ12の改ざんを目的として、電力供給源6を外しにかかった場合、容量結合性の電圧変化検出回路5によりその電圧変化が検出され、電圧変化検出回路5からの検出信号によりオン動作した制御回路乃至素子4を介して、破壊用キャパシタ3の電力が上記破壊回路2に印加される。そのため、改ざんしようとする半導体集積回路1のメモリ情報が破壊される。
【0014】
図14は上記の自己破壊型半導体装置の基本構成を示しており、(a)は平面図、(b)は断面図である。
自己破壊型のICチップ12が形成された半導体基板9は、ICカード13としての動作に必要な8つの電極パッド7に加え、電力供給源6と接続するための電極パッド10が新たに2つ(コンタクトペア)追加されている。薄型の電力供給源6は、図14(b)に示すように、正極集電体兼端子板21、正極22、固体電解質23、負極24、負極集電体兼端子板25の積層構造により形成され、周辺を封止材26により熱溶着封止されている。
そして、電力供給源の接続リード28と電力供給源接続用電極パッド10は、バンプ27により接続されている。
【0015】
電力供給源6の搭載方法には、図14(a)に示すように、ICチップ12に並列に配置することも可能である。
しかし、表面側を電極基体により遮蔽するフェースダウンのフリップチップ実装をする場合には、裏面観察を阻止するために、図14(b)に示すように裏面側に接着フィルム20を介して搭載することが好ましい。これにより、裏面側を光学的に遮蔽することができる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
図14(b)に示すような搭載法の場合、薄型の電力供給源6の正極リードと負極リード28を介して、自己破壊用回路の二つの接続端子10へ接続される。
しかし、このような接続法では、接続端子10及びリード28が第三者に容易に解明できてしまう。第三者は、接着フィルム20を化学的に除去した後、電力供給源6の接続リード28を折り曲げることにより、電力供給源6の接続を外すことなく、ICチップ12の裏面を露出させることが可能である。実際、電力供給源6として薄型リチウム電池を使用した場合、電池の厚さは0.1mm程度、電池の縦横がそれぞれ1cm程度、接続リード28の厚さも0.03mm程度なので、容易に折り曲げることが可能である。この場合、電圧変化検出回路5により電圧変化が検出されないまま、電力供給源6による光学的な遮蔽が除去されてしまうので、自己破壊機構が動作せず、重要な情報をICチップの裏面から解析されてしまう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、半導体集積回路の重要部分を光学的に遮蔽すると共に、半導体集積回路のメモリ内容の改ざん行為を確実に防止できる自己破壊型半導体装置を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明の自己破壊型半導体装置は、請求項1に記載のように、正極及び負極用の接続リード28をそれぞれ複数(n;nは2以上の整数)個ずつ備えた電力供給源6a,6bを有すると共に、半導体集積回路12aのメモリ情報の少なくとも一部を破壊あるいは少なくとも一部の信号配線を断線させることにより自己破壊を行う破壊回路2と、この破壊回路により自己破壊を行うための電荷を蓄積しておく破壊用キャパシタ3と、この破壊用キャパシタに電荷を蓄積する上記電力供給源の正極及び負極用にそれぞれ複数(n)個ずつ設けられた電力供給源接続用端子10と、正極及び負極用の前記電力供給源接続用端子の対毎に設けられ、この端子対の端子間電圧を監視しその電圧低下に応じて検出信号を出力する複数(n)個の電圧変化検出回路5−1〜5−nと、通常動作時は前記電力供給源接続用端子を介して前記電力供給源と前記破壊用キャパシタを接続し、少なくとも1つの前記電圧変化検出回路から前記検出信号が出力されたときは、上記接続を遮断して前記破壊用キャパシタと前記破壊回路を接続する制御回路乃至素子4aとを、それぞれ半導体基板9a上に有し、上記半導体集積回路の裏面が光学的に遮蔽され、かつこの光学的遮蔽を除去する際には前記電力供給源接続用端子から前記電力供給源の接続リードを取り外すことが必要となるように、前記半導体集積回路が形成された半導体基板の素子面の裏側に上記電力供給源6a,6bを配置するようにしたものである。
電源供給源6a,6bは、例えば正極集電体、正極、固体電解質、負極、負極集電体を積層して構成する薄型の電力供給源である。
破壊回路2は、破壊用キャパシタに蓄積された電荷を少なくとも1つのワード線に印加することにより、不揮発性メモリ素子に記憶された一部データビットを消去してメモリ内容を破壊する。また、破壊回路2は、半導体集積回路の一部信号配線経路にヒューズまたはアンチヒューズを設けることにより形成し、このヒューズまたはアンチヒューズに破壊用キャパシタに蓄積された電荷を印加することにより、一部信号配線経路を破壊する。
制御回路乃至素子4aは、容量終端された1つ以上の半導体素子あるいはマイクロメカニカルスイッチから構成される。
電圧変化検出回路5−1〜5−nは、第1の容量、第2の容量、および第1の抵抗の直列接続からなり、この両端に印加された接続端子電圧を第1および第2の容量の接続点から分圧出力する電圧分圧部と、この電圧分圧部の分圧出力がゲート電極に接続されるとともにソース電極に駆動用キャパシタが接続された電界効果型トランジスタ、およびこの電界効果型トランジスタのドレイン電極に接続された第2の抵抗からなる電圧変化検出部とから構成され、定常状態では、電圧分圧部から電界効果型トランジスタがオフする電圧を分圧出力し、接続端子電圧の低下に応じて、電圧分圧出力から電界効果型トランジスタがオンする電圧を分圧出力し、電界効果型トランジスタのオンに応じて駆動用キャパシタからの電荷を第2の抵抗に供給し、第2の抵抗の両端電圧の上昇に応じて検出信号を出力する。
そして、本発明では、電力供給源6a,6bに正極及び負極用の接続リード28をそれぞれ複数個ずつ設け、半導体集積回路12a,12bに電力供給源と接続するための接続端子10を正極及び負極用にそれぞれ複数個ずつ設け、正極及び負極用の接続端子対毎に電圧変化検出回路5−1〜5−nを設け、各端子間電圧を常時監視する。半導体集積回路のメモリ内容を改ざんしようとして、電力供給源6a,6bを外そうとすると、複数対(n対)のコンタクトを外す必要があるが、1つでも外されると、このコンタクトに対応した電圧変化検出回路により電圧低下が検出される。この検出信号により制御回路乃至素子4aがオン動作し、破壊回路2と破壊用キャパシタ3が接続される。これにより、キャパシタ3に蓄積された電荷が破壊回路2に印加される。そのため、改ざんしようとする集積回路の一部配線ないし必須メモリデータが破壊されるので、改ざんは不可能となる。
【0018】
また、請求項2(図7)に記載のように、正極及び負極用の接続リード28をそれぞれ複数(n;nは2以上の整数)個ずつ備えた電力供給源6a,6bを有すると共に、半導体集積回路12bのメモリ情報の少なくとも一部を破壊あるいは少なくとも一部の信号配線を断線させることにより自己破壊を行う破壊回路2と、この破壊回路により自己破壊を行うための電荷を蓄積しておく破壊用キャパシタ3と、この破壊用キャパシタに電荷を蓄積する上記電力供給源の正極及び負極用にそれぞれ複数(n)個ずつ設けられた電力供給源接続用端子10と、これらの電力供給源接続用端子のうち、正極及び負極用各々1つずつの電力供給源接続用端子間の電圧を分圧する分圧回路8と、正極用の前記電力供給源接続用端子毎に設けられると共に負極用の前記電力供給源接続用端子毎に設けられ、正極用の前記電力供給源接続用端子と前記分圧回路の出力端子の端子間電圧あるいは負極用の前記電力供給源接続用端子と前記分圧回路の出力端子の端子間電圧を監視し、その電圧低下に応じて検出信号を出力する複数(2n)個の電圧変化検出回路5−1〜5−2nと、通常動作時は前記電力供給源接続用端子を介して前記電力供給源と前記破壊用キャパシタを接続し、少なくとも1つの前記電圧変化検出回路から前記検出信号が出力されたときは、上記接続を遮断して前記破壊用キャパシタと前記破壊回路を接続する制御回路乃至素子4bとを、それぞれ半導体基板9b上に有し、上記半導体集積回路の裏面が光学的に遮蔽され、かつこの光学的遮蔽を除去する際には前記電力供給源接続用端子から前記電力供給源の接続リードを取り外すことが必要となるように、前記半導体集積回路が形成された半導体基板の素子面の裏側に上記電力供給源6a,6bを配置するようにしたものである。
このように、電力供給源6a,6bに正極及び負極用の接続リード28をそれぞれ複数個ずつ設け、半導体集積回路12a,12bに電力供給源接続用端子10を正極及び負極用にそれぞれ複数個ずつ設け、正極用の電力供給源接続用端子毎及び負極用の電力供給源接続用端子毎に電圧変化検出回路5−1〜5−2nを設け、各端子間電圧を常時監視する。半導体集積回路のメモリ内容を改ざんしようとして、電力供給源6a,6bを外そうとすると、複数対(n対)のコンタクトを外す必要があるが、1つでも外されると、このコンタクトに対応した電圧変化検出回路により電圧低下が検出される。この検出信号により制御回路乃至素子4bがオン動作し、破壊回路2と破壊用キャパシタ3が接続される。これにより、キャパシタ3に蓄積された電荷が破壊回路2に印加される。そのため、改ざんしようとする集積回路の一部配線ないし必須メモリデータが破壊されるので、改ざんは不可能となる。
【0019】
また、請求項3(図6)に記載のように、正極及び負極用の接続リード28をそれぞれ複数(n+1;nは1以上の整数)個ずつ備えた電力供給源6a,6bを有すると共に、半導体集積回路12bのメモリ情報の少なくとも一部を破壊あるいは少なくとも一部の信号配線を断線させることにより自己破壊を行う破壊回路2と、この破壊回路により自己破壊を行うための電荷を蓄積しておく破壊用キャパシタ3と、この破壊用キャパシタに電荷を蓄積する上記電力供給源の正極及び負極用にそれぞれ複数(n+1)個ずつ設けられた電力供給源接続用端子10と、これらの電力供給源接続用端子のうち、正極及び負極用各々1つずつの第1の電力供給源接続用端子間の電圧を分圧する分圧回路8と、正極及び負極用にそれぞれ複数個ずつ設けられた前記電力供給源接続用端子のうち、前記分圧回路が接続されていない正極用の第2の電力供給源接続用端子毎に設けられると共に前記分圧回路が接続されていない負極用の第2の電力供給源接続用端子毎に設けられ、正極用の前記第2の電力供給源接続用端子と前記分圧回路の出力端子の端子間電圧あるいは負極用の前記第2の電力供給源接続用端子と前記分圧回路の出力端子の端子間電圧を監視し、その電圧低下に応じて検出信号を出力する複数(2n)個の電圧変化検出回路5−1〜5−2nと、通常動作時は前記第2の電力供給源接続用端子を介して前記電力供給源と前記破壊用キャパシタを接続し、少なくとも1つの前記電圧変化検出回路から前記検出信号が出力されたときは、上記接続を遮断して前記破壊用キャパシタと前記破壊回路を接続する制御回路乃至素子4bとを、それぞれ半導体基板9b上に有し、上記半導体集積回路の裏面が光学的に遮蔽され、かつこの光学的遮蔽を除去する際には前記第1、第2の電力供給源接続用端子から前記電力供給源の接続リードを取り外すことが必要となるように、前記半導体集積回路が形成された半導体基板の素子面の裏側に上記電力供給源6a,6bを配置するようにしたものである。
【0020】
また、請求項4に記載のように、さらに、第1の外部接続用端子62−1〜62−8が形成された、上記半導体基板を搭載するための電極基体32を有し、前記半導体基板は、その素子面側に形成された第2の外部接続用端子を有し、上記電力供給源6aは、対向する両端部を少なくとも含む複数方向の端部に上記接続リード28を備え、この接続リード28は、前記半導体基板9a,9bの端を回るようにして前記半導体基板9a,9bの素子面側に形成された上記電力供給源接続用端子10と接続され、前記半導体基板9a,9bの素子面と前記電極基体32とが対向するように、前記半導体基板9a,9bの前記第2の外部接続用端子7−1〜7−8と前記電極基体32の前記第1の外部接続用端子62−1〜62−8とを接続するようにしたものである。
このように、半導体集積回路12a,12b(半導体基板9a,9b)を電極基体32にフリップチップ実装する。しかも、電力供給源6aは、対向する両端部を少なくとも含む複数方向の端部に接続リード28を備えているので、接続リード28は、半導体基板9a,9bの両端部を少なくとも含む複数方向の端部と接続される。このため、従来のように電力供給源の接続リードを折り曲げて、電力供給源による光学的な遮蔽を除去することが困難となる。
【0021】
また、請求項5に記載のように、さらに、第1の外部接続用端子62−1〜62−8と、正極及び負極用各々複数(2n;nは2以上の整数)個ずつの第3の電力供給源接続用端子63と、これら第3の電力供給源接続用端子の各々と接続される正極及び負極用各々複数個ずつの第4の電力供給源接続用端子64とが形成された、上記半導体基板を搭載するための電極基体32aを有し、前記半導体基板は、その素子面側に形成された第2の外部接続用端子を有し、前記半導体基板9a,9bの素子面と前記電極基体32aとが対向するように、前記半導体基板9a,9bの前記第2の外部接続用端子7−1〜7−8と前記電極基体32aの前記第1の外部接続用端子62−1〜62−8とを接続する共に、前記半導体基板9a,9bの素子面側に形成された2n個の前記電力供給源接続用端子10と前記電極基体32aの2n個の前記第3の電力供給源接続用端子63とを接続し、上記電力供給源6a,6bは、対向する両端部を少なくとも含む複数方向の端部に上記接続リード28を備え、この接続リード28は、前記電極基体32aの2n個の前記第4の電力供給源接続用端子64と接続されるものである。
このように、半導体集積回路12a,12b(半導体基板9a,9b)を電極基体32aにフリップチップ実装し、電力供給源6bを電極基体32aの電極パッド63,64を介して半導体集積回路12a,12b(半導体基板9a,9b)と接続する。これにより、電力供給源6bあるいは電極基体32aの何れが取り外されても、自己破壊メカニズムが起動する。
また、本発明の自己破壊型半導体装置は、請求項6に記載のように、さらに、第1の外部接続用端子が形成された、前記半導体基板を搭載するための電極基体を有し、前記半導体基板は、その素子面側に形成された第2の外部接続用端子を有し、前記電力供給源は、対向する両端部を少なくとも含む複数方向の端部に前記接続リードを備え、この接続リードは、前記半導体基板の端を回るようにして前記半導体基板の素子面側に形成された前記第1、第2の電力供給源接続用端子と接続され、前記半導体基板の素子面と前記電極基体とが対向するように、前記半導体基板の前記第2の外部接続用端子と前記電極基体の前記第1の外部接続用端子とを接続するようにしたものである。
また、本発明の自己破壊型半導体装置は、請求項7に記載のように、さらに、第1の外部接続用端子と、正極及び負極用各々複数(2×(n+1);nは1以上の整数)個ずつの第3の電力供給源接続用端子と、これら第3の電力供給源接続用端子の各々と接続される正極及び負極用各々複数(2×(n+1))個ずつの第4の電力供給源接続用端子とが形成された、前記半導体基板を搭載するための電極基体を有し、前記半導体基板は、その素子面側に形成された第2の外部接続用端子を有し、前記半導体基板の素子面と前記電極基体とが対向するように、前記半導体基板の前記第2の外部接続用端子と前記電極基体の前記第1の外部接続用端子とを接続する共に、前記半導体基板の素子面側に形成された前記第1、第2の電力供給源接続用端子と前記電極基体の前記第3の電力供給源接続用端子とを接続し、前記電力供給源は、対向する両端部を少なくとも含む複数方向の端部に前記接続リードを備え、この接続リードは、前記電極基体の前記第4の電力供給源接続用端子と接続されるものである。
【0022】
【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は本発明の第1の実施の形態を示す自己破壊型半導体装置の回路ブロック構成図、図2(a)は図1の自己破壊型半導体装置の配置構成例を示す下面図、図2(b)は図2(a)のA−A線断面図、図2(c)はこの自己破壊型半導体装置の側面図であり、図12〜図14と同等の構成には同一の符号を付してある。
なお、図2(a)、図2(b)は後述するフリップチップ実装を行う前の状態を示し、また図2(c)では、モールド樹脂38、異方性導電接着樹脂61及び電極基体32を透視している。
【0023】
半導体基板9a上には、本来のICカード機能に必要な半導体集積回路1として、暗号コードや認証コードなど、特に重要な情報を記憶している不揮発性のデータメモリ(EEPROMあるいは強誘電体メモリ素子などで構成)14、およびその書込・消去のための電圧昇圧回路を始めとする周辺回路15、読み出し専用のプログラムメモリ(ROMなどで構成)16、演算や制御を行う中央演算処理部(CPU)17、一時蓄え用のメモリとしてのランダムアクセスメモリ(RAM)18、セキュリティー認証用マイクロプロセッサ(MPU)19が形成されている。
【0024】
本発明では、以上の構成に加えて、破壊回路2として、メモリ情報を破壊する破壊回路、あるいは信号配線経路にヒューズ・アンチヒューズを設けた破壊回路が半導体基板9a上に付加されており、さらに、破壊用キャパシタ3、制御用回路乃至素子4a及び電圧変化検出回路5−1〜5−nが付加されている。こうして、自己破壊型のICチップ12aが構成されている。
【0025】
ここで、破壊回路2について、具体例を参考に説明する。例えば、データメモリ14にフラッシュEEPROMを利用している場合、そのメモリ情報を消去するには、12〜15Vの電圧が必要であり、そのような高電圧を発生させる消去用の昇圧回路がデータメモリ14の周辺回路15として形成されている。
【0026】
電力供給源6aとして現行のリチウム一次電池を使用した場合、出力電圧は3.6Vで、厚さは0.1mmである。この場合には、電力供給源6aを直列接続して数層重ねることにより、必要とする電圧を発生させ、この電力により破壊用キャパシタ3に電荷を蓄積すればよい。また、電力供給源6aは、リチウム電池に限らず、ペーパー電池等でもよい。
【0027】
フラッシュEEPROMでは、2層ポリシリコンによって構成される制御ゲートからなるワード線に対して、パルス的に12〜15Vの電圧を印加すると、容量結合された浮遊ゲート電極へ基板から電子が注入され、全ビットが等しく「1」または「0」と書き換えられる。こうして、メモリ情報を破壊することができる。
【0028】
また、データメモリ14に強誘電体メモリ素子を利用している場合、消去用の電圧は5V程度と低いので、2つ以上の直列接続された電力供給源6aより、電荷を蓄積した大容量の破壊用キャパシタ3を直接接続するなど、より簡便に破壊回路2を構成することも可能である。
【0029】
何れにせよ、本発明では、破壊回路2を駆動するための電力供給源として、半導体基板9a上に形成された大容量の破壊用キャパシタ3に蓄積された電荷を用いる。破壊用キャパシタ3は、半導体基板9a上に形成した熱酸化膜(Si02 )を絶縁膜として利用する構造にし、大容量のものとするのが望ましい。
というのは、熱酸化膜の場合、そのリーク電流が極めて少ない等の特徴が利用でき、エネルギー密度の小さな薄型の電力供給源6aによってキャパシタ3に大量の電荷を蓄積でき、しかもリークによるエネルギー消費が少なくできるからである。
【0030】
破壊用キャパシタ3に電荷を蓄積するための薄型の電力供給源6aは、図2に示すように、正極集電体兼端子板21、正極22、固体電解質23、負極24、負極集電体兼端子板25の積層構造により形成され、周辺を封止材26により熱溶着封止されている。
そして、電力供給源6aには、接続リード28が2n本(nは2以上の整数)、つまり上記端子板21とつながる正極リードがn本、上記端子板25とつながる負極リードがn本設けられている。
【0031】
これに対して、ICチップ12aが形成された半導体基板9aには、ICカードとしての動作に必要な8つの外部接続用電極パッド7(7−1〜7−8)に加え、電力供給源6aと接続するための電極パッド10が2n個、すなわち電力供給源6aの正極リード用にn個、負極リード用にn個追加され、電力供給源6aとのマルチコンタクトを実現している。
【0032】
正極及び負極用各々1つずつの電極パッド10からなる電極パッド対ごとに、容量結合性の電圧変化検出回路5−1〜5−nが設けられ、破壊用キャパシタ3も少なくともn個設けられている。そして、電圧変化検出回路5−1〜5−nは、対応する電極パッド対の電圧、すなわち電力供給源6aの出力電圧を随時、監視している。
【0033】
制御回路乃至素子4aは、各電圧変化検出回路5−1〜5−nから出力される検出信号の論理和をとるOR論理回路29と、このOR論理回路29の出力を制御入力とする2n個のスイッチ30とを有している。
【0034】
電力供給源6aの正極は、通常動作状態において、正極用の電極パッド10、スイッチ30を介して破壊用キャパシタ3の一端と接続され、同じく電力供給源6aの負極は、負極用の電極パッド10、スイッチ30を介して破壊用キャパシタ3の他端と接続されている。
【0035】
ここで、本実施の形態の実装方法を簡単に述べる。
まず、ICチップ12a上の外部接続用電極パッド7−1〜7−8及び電力供給源接続用電極パッド10に金(Au)等からなるバンプ27を形成する。
電力供給源6aは、ICチップ12aの素子面(図2(a)における紙面、図2(c)における下面)と対向する裏面に接着フィルム20によって接着される。そして、電力供給源6aの接続リード28とICチップ12aの電力供給源接続用電極パッド10は、上記バンプ27により接続される。
【0036】
このように自己破壊メカニズムを起動させた状態で、ICチップ12aの外部接続用電極パッド7−1〜7−8は、フリップチップ実装技術により、電極基体32に形成された、ICカードの電極端子に当たるコンタクトパターン35(35−1〜35−8)と接続される。
【0037】
図3は電極基体32上にICチップ12aを搭載するフリップチップ実装の様子を示す図である。
ガラスエポキシからなる電極基体32のICチップ搭載面には、ICチップ12aの外部接続用電極パッド7−1〜7−8に対応する外部接続用電極パッド62−1〜62−8が形成されている。そして、各電極パッド62−1〜62−8は、それぞれスルーホール等によってコンタクトパターン35−1〜35−8と接続されている。
【0038】
フリップチップ実装を行うためには、まず電極基体32のICチップ搭載面全体に、異方性導電接着樹脂61を塗布する。異方性導電接着樹脂61の量は、ICチップ12aの体積の1/2〜1/3程度とする。この量は、最終の実装形状において、チップ側面に樹脂61が吹き上がっている状態がよい。
【0039】
また、ICチップ12aの面積が小さい場合には、ICチップ12aの素子面に塗布してもよい。
次いで、ICチップ12aの素子面と電極基体32のICチップ搭載面が対向し、かつICチップ12aの外部接続用電極パッド7−1〜7−8と電極基体32の外部接続用電極パッド62−1〜62−8とが接続されるように、電極パッド7−1〜7−8と電極パッド62−1〜62−8の位置合わせを行い、ICチップ12aの裏面から加圧を行う。
【0040】
加圧には2つの目的がある。第1の目的は、ICチップ12aの素子面と電極基体32のICチップ搭載面とを揃え、加圧してバンプ27を押し潰すこと(塑性変形)により、バンプ27の高さのバラツキを吸収することである。
【0041】
第2の目的は、電極基体32上に形成された電極パッド62−1〜62−8とICチップ12aの電極パッド7−1〜7−8上に形成されたバンプ27との間に存在する異方性導電接着樹脂61を押し出し、電極パッド62−1〜62−8と電極パッド7−1〜7−8とをバンプ27を介して電気的に接続することである。
【0042】
次に、上記のような加圧を行った状態で、異方性導電接着樹脂61を硬化させる。
異方性導電接着樹脂61は、硬化時の収縮カにより、電極基体32上に形成された電極パッド62−1〜62−8とICチップ12aの電極パッド7−1〜7−8上に形成されたバンプ27とを圧接するが、このためには異方性導電接着樹脂61に次式の状態が成立するような特性が必要である。
【0043】
α,β>ω>ρ ・・・(1)
ここで、αはICチップ12aと異方性導電接着樹脂61との接着力、βは電極基体32と異方性導電接着樹脂61との接着力、ωは異方性導電接着樹脂61の硬化時の収縮カ、ρは異方性導電接着樹脂61自体の熱応力を表す。
【0044】
異方性導電接着樹脂61が光硬化性を有する場合には、紫外線を照射して樹脂61を硬化させる。
光硬化型の樹脂61を利用する場合、電極基体32が不透明であるので、ICチップ12a及び電力供給源6aの側面から紫外線を照射して、チップ側面の樹脂61から硬化させ、未露光領域の樹脂61は自然硬化(常温硬化)させる。
【0045】
また、異方性導電接着樹脂61が熱硬化性を有する場合には、加熱により樹脂61を硬化させる。
ただし、固体電解質23中でのリチウムイオンの伝導がその起電力となっている薄型リチウム電池を電力供給源6aとして用いる場合、70℃以上の高温で長時間加熱し続けると、電力供給源6aの劣化を招くので好ましくない。つまり、この場合に利用可能な熱硬化性の樹脂61の仕様としては、70℃以下で硬化する特性を有していなくてはならない。
【0046】
したがって、紫外線照射により室温でも硬化する光硬化型の樹脂61を利用する方が、電力供給源6aとICチップ12aとを一体構造として実装する本実施の形態にとっては好ましい。
光硬化型の異方性導電接着樹脂61を使用すれば、接続時に熱を加えて熱硬化させる必要がなく、ICチップ12aや電極基体32に過剰な熱ストレスを加えずに済み、加熱による電力供給源6aの破壊を回避することができる。
【0047】
異方性導電接着樹脂61の硬化が終了した時点で、加圧を停止する。これで、ICチップ12aとコンタクトパターン35−1〜35−8との電気的接続及び電極基体32によるICチップ12aの機械的保持が完成する。
こうして、実装されたICモジュール11aは、図2(c)のようにモールド樹脂38により封止され、図12と同様にホットメルト接着剤によりICカードのプラスティックケースに搭載される。
【0048】
なお、電力供給源6aは、破壊回路2、破壊用キャパシタ3、制御回路乃至素子4a、電圧変化検出回路5−1〜5−nに電力を供給するものであって、破壊回路2を除く半導体集積回路1には、外部接続用電極パッド7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。
【0049】
ICチップ12aの改ざんを目的とする第三者は、まずプラスティックケースよりICモジュール11aを外し、次に化学薬品を用いてモールド樹脂38を除去する。そして、ICチップ12aの裏面から観察を行うために、ICチップ12aの裏面に搭載された電力供給源6aを取り外しにかかるが、本実施の形態では、電力供給源6aとICチップ12aとの間が正極及び負極用のn対の接続リード28と電極パッド10で接続されているので、これらの接続のうち何れか1つでも取り外された場合には、電圧変化検出回路5−1〜5−nの何れかにより、その電圧変化が検出される。
【0050】
電圧変化検出回路5−1〜5−nが電圧変化を検出して検出信号を出力すると、この検出信号はOR論理回路29を介してスイッチ30の制御入力に与えられる。これにより、スイッチ30は、破壊用キャパシタ3と破壊回路2とを接続する側に切り替わり、破壊用キャパシタ3の電力が破壊回路2に印加される。
こうして、自己破壊メカニズムが起動し、半導体集積回路1のメモリ情報が破壊される。
【0051】
なお、メモリ破壊のレベルは、電力供給源6aの電圧に応じて、単にメモリ情報を消去するレベルから、集積回路内の信号配線路に内蔵したヒューズまたはアンチヒューズを切断することで、半導体集積回路1そのものを破壊するというレベルまであり得る。
【0052】
例えば電力供給源6aとして、1つの薄型リチウム一次電池を前提とすると、破壊用キャパシタ3に蓄積される電荷による出力電圧も高々3.6V程度となり、破壊回路2により実行されるのは、単に一部メモリ情報の消去程度に止まる。この場合は、重要機密情報が消去されるので、第三者にはメモリのビット情報等は洩れない。しかし、正常動作可能なICチップ12aは残る。必要なビット情報を別系統の不正行為により入手して新たに書き込んでやれば、ICチップ12aは再利用可能である。
【0053】
ICチップ12aの再利用を回避するには、改ざんしようとした半導体集積回路1を確実に破壊する必要がある。
この場合には、複数個の薄型リチウム一次電池を直列接続して電力供給源6aとして用いることで、破壊用キャパシタ3に蓄積される電荷による出力電圧を3.6V×電池の段数だけ高め、半導体集積回路1内に設けられたヒューズやアンチヒューズ部分から構成される破壊回路2に電流を流すことで、半導体集積回路1の一部信号配線を非可逆的に破壊することで、ICチップ12aの再利用を回避する。
【0054】
現行のリチウム一次電池を電力供給源6aとして利用する場合、ICチップ12の厚さが0.05mm、電池厚さが0.1mmであるので、ICカード13aの厚さ0.76mmを越えない条件のもとで、電力供給源6aとしてリチウムー次電池を5層重ね(3.6×5=18V)しても、合計0.55mm(=0.1mm×5+0.05mm)程度に納めることが可能である。
【0055】
[実施の形態の2]
図4は本発明の第2の実施の形態を示す自己破壊型半導体装置の配置構成例を示す下面図、図4(b)はこの自己破壊型半導体装置の断面図、図5はフリップチップ実装の様子を示す図であり、図1〜図3と同等の構成には同一の符号を付してある。なお、図4(a)は、フリップチップ実装を行う前の状態を示している。
【0056】
本実施の形態においても、自己破壊型半導体装置の回路ブロック構成は図1と同様である。
本実施の形態の電極基体32aのICチップ搭載面には、実施の形態の1と同様に、ICチップ12aの外部接続用電極パッド7−1〜7−8に対応する外部接続用電極パッド62−1〜62−8が形成され、各電極パッド62−1〜62−8は、それぞれスルーホール等によってコンタクトパターン35−1〜35−8と接続されている。
【0057】
さらに、電極基体32aのICチップ搭載面には、ICチップ12aの2n個の電力供給源接続用電極パッド10に対応する2n個(正極及び負極用にn個ずつ)の電力供給源接続用電極パッド63が形成されると共に、電力供給源6bの2n本の接続リード28に対応する2n個(正極及び負極リード用にn個ずつ)の電力供給源接続用電極パッド64が形成されている。
そして、電極パッド63の各々は、対応する電極パッド64と配線接続されている。
【0058】
ここで、本実施の形態の実装方法を簡単に述べる。フリップチップ実装を行うためには、実施の形態の1と同様に、電極基体32aのICチップ搭載面全体に異方性導電接着樹脂61を塗布する。
【0059】
続いて、図5に示すように、ICチップ12aの素子面と電極基体32aのICチップ搭載面が対向し、かつICチップ12aの電極パッド7−1〜7−8と電極基体32aの電極パッド62−1〜62−8とが接続され、ICチップ12aの電極パッド10と電極基体32aの電極パッド63とが接続されるように、これらの位置合わせを行い、ICチップ12aの裏面から加圧を行う。
【0060】
次に、加圧を行った状態で、実施の形態の1と同様に、異方性導電接着樹脂61を硬化させ、樹脂61の硬化が終了した時点で、加圧を停止する。
このように、ICチップ12aの四辺全てを利用して、ICチップ12aと電極基体32aのフリップチップ実装を行う。
【0061】
次に、電極基体32aにフリップチップ実装されたICチップ12aの裏面に、電力供給源6bを接着フィルム20によって接着する。
電力供給源6bの接続リード28と電極基体32aの電力供給源接続用電極パッド64は、バンプ(不図示)により接続される。
【0062】
このように、本実施の形態における実装方法は、搭載順序が異なる以外は実施の形態の1と同様である。
実施の形態の1では、ICチップ12aの改ざんを目的とする第三者が電極基体32とICチップ12aとのフリップチップ実装界面側を最初に外した場合、上述の自己破壊メカニズムが起動しないため、半導体集積回路が動作可能な状態のままとなり、重要な情報を解析されてしまう可能性がある。
【0063】
これに対し、本実施の形態によれば、実施の形態の1の問題点を回避することができる。すなわち、ICチップ12aの改ざんを目的とする第三者は、電力供給源6bを取り外さない限り、ICチップ12aの裏面を観察することはできず、電極基体32aを取り外さない限り、ICチップ12aの素子面を観察することもできない。
【0064】
電力供給源6bを取り外すには、2n本の接続リード28を電極基体32aより外す必要があり、これらの接続のうち何れか1つでも取り外された場合には、実施の形態の1と同様に自己破壊メカニズムが起動し、半導体集積回路1のメモリ情報が破壊される。
【0065】
一方、電力供給源6bは、電極基体32aの電極パッド63,64を介してICチップ12aと接続されているので、電極基体32aを取り外すと、電力供給源6bを外したのと電気的に同じとなり、自己破壊メカニズムが起動して、半導体集積回路1のメモリ情報が破壊される。
つまり、本実施の形態では、電力供給源6bあるいは電極基体32aの何れを外しても、自己破壊メカニズムが起動する。
【0066】
[実施の形態の3]
実施の形態の1,2では、自己破壊型半導体装置の回路ブロック構成として図1に示す構成を用いたが、別の構成を用いてもよい。
図6は本発明の第3の実施の形態を示す自己破壊型半導体装置の回路ブロック構成図であり、図1と同等の構成には同一の符号を付してある。
【0067】
本実施の形態では、実施の形態の1又は2と比べて、電力供給源6aあるいは6bの正極用及び負極用の接続リード28をそれぞれ1本ずつ増やし、同様に正極用及び負極用の電極パッド10をそれぞれ1個ずつ増やしている。
【0068】
新たに増やされた1対の電極パッド10には、例えば2つのキャパシタを直列に接続した分圧回路8が接続されている。
電圧変化検出回路5−1〜5−nは、分圧回路8が接続されていない正極用の電極パッド10毎に設けられ、電圧変化検出回路5−(n+1)〜5−2nは、分圧回路8が接続されていない負極用の電極パッド10毎に設けられている。
【0069】
そして、各電圧変化検出回路5−1〜5−2nの一方の入力は分圧回路8の出力端子と接続されている。
制御回路乃至素子4bは、各電圧変化検出回路5−1〜5−2nから出力される検出信号の論理和をとるOR論理回路29aと、このOR論理回路29aの出力を制御入力とする2n個のスイッチ30とを有している。
【0070】
その他の構成は図1と同様である。本実施の形態では、電力供給源6bを分圧回路8に接続することで、内部的にグランド電位を電力供給源6bとは別の電位に設定し、このグランド電位(分圧回路8の出力端子の電位)と2n個の電極パッド10との間の電圧を容量結合性の電圧変化検出回路5−1〜5−2nにより個別に検出できるように配置している。
【0071】
こうして、実施の形態の1と同様の効果を得ることができる。なお、本実施の形態と実施の形態の1は機能的には同じであるが、製造プロセスを考えた場合、例えばCMOSで作る際には本実施の形態のような構成にした方が作り易いという効果がある。
【0072】
[実施の形態の4]
実施の形態の3では、実施の形態の1,2に対して接続リード28と電極パッド10の数を増やしているが、実施の形態の1と同数でもよい。
この場合には、図7に示すように、正極側の電極パッド10の何れか1つと負極側の電極パッド10の何れか1つに分圧回路8を接続すればよい。
【0073】
[実施の形態の5]
次に、図8を参照して、本発明の第5の実施の形態について説明する。本発明において、電力供給源6a,6bの出力電圧は、電圧変化検出回路5−1〜5−2nにより常時監視されなくてはならない。
しかし、電力供給源6a,6bとして、薄型リチウム電池を搭載する場合、その容量密度は1.5mAh/cm2 (一段セル、0.1mm)程度と小さいので、大電流を常時流し続けるような回路構成では、電池寿命が極めて短くなる。
【0074】
したがって、電圧変化検出回路5−1〜5−2nの構成については、その動作に係わる電流経路にリーク経路を合まないような、容量結合性の回路構成とすることが必須条件である。
図8に、そのような容量結合性の電圧変化検出回路の一例を示す。本実施の形態では、電圧変化検出用素子にMOS電界効果型トランジスタを用いている。
【0075】
電力供給源6a,6bの出力電圧は、電圧分圧用容量C1 ,C2 および抵抗R1 により分圧され、電圧分圧用容量C1 ,C2 の接続点から電圧変化検出用トランジスタ31のゲートへ入力される。
この電圧変化検出用のトランジスタ31の消費電力は微小であるので、破壊用キャパシタ3とは別個に設けた大容量の駆動用キャパシタに蓄積された電圧をその駆動電圧とすることができる。
【0076】
ICカードの改ざんを目的とする第三者が、電力供給源6aあるいは6bの接続を外すと、トランジスタ31の閾値電圧近傍に設定されている容量分割された電圧が変動し、これによりトランジスタ31がオン動作する。
これに応じて、トランジスタ31のソースとドレインの間に電流が流れ、抵抗R2 の端子間に電圧降下が生ずる。この電圧降下が、後段増幅回路33を介して、制御回路乃至素子4a,4bへ検出信号として出力されることになる。
【0077】
[実施の形態の6]
次に、図9を参照して、本発明の第6の実施の形態について説明する。搭載する薄型の電力供給源6a,6bの容量に限りがあることから、制御回路乃至素子4a,4b内のスイッチ30としては、できる限り消費電力の小さいものが望ましい。
通常、スイッチ30は、トランジスタを組み合わせて構成する半導体スイッチが一般的であるが、この場合、オフ時のサブスレッショルド電流リークによる電力消費を低減することが大きな課題である。
【0078】
本発明では、そのような低消費電力のスイッチ30として、可動部を有する微小機械素子の一種で、静電引力を利用して接点の開閉を行うマイクロメカニカルスイッチを用いることも可能である。
図9に、そのような静電引力で接点の開閉を行うマイクロメカニカルスイッチの一例を示す。同図において、(a)は断面図、(b)は平面図である。なお、図9は、スイッチ30の1個分を示している。
【0079】
図9(a)に示すように、マイクロメカニカルスイッチには、可動吸引電極47は、支持梁48および接続用電極49aを通して設置されている。固定吸引電極50に電圧を印加しない場合、可動接点電極51は支持梁48の弾性力(上向き)により、固定接点電極52b,52c側に押しつけられている。
【0080】
この結果、COMM入力端子53は、出力2端子54bと導通している。なお、固定接点電極52b,52cは、接点電極支持部55により支持され、それぞれ接続用電極49b,49cを介してCOMM入力端子53および出力2端子54bに電気的に接続されている。
また、可動接点電極51は、絶縁膜57により支持梁48と電気的に絶縁されているとともに、機械的に支持梁48に固定されている。
【0081】
可動接点動作用電源端子56から固定吸引電極50に電圧を印加すると、固定吸引電極50と可動吸引電極47との間に働く静電引力により、支持梁48は下がる。すると、可動接点電極51は固定接点電極52b,52c側から離れ、反対側の固定接点電極52a,52d側に押しつけられる。
この結果、可動接点電極51を介して、COMM入力端子53が出力1端子54aと導通する。
【0082】
固定吸引電極50への電圧印加を停止すると、支持梁48の弾性力により、可動接点電極51は上方に移動する。
この結果、再び可動接点電極51は、固定接点電極52b,52c側に押しつけられ、COMM入力端子53は出力2端子54bと導通する。
このようにして、マイクロメカニカルスイッチにより、電流経路の切換が行われる。
【0083】
なお、図9では、OR論理回路29について記載していないが、OR論理回路29はCMOS等で構成することができ、その出力を可動接点動作用電源端子56に接続すればよい。
また、破壊用キャパシタ3の一端をCOMM入力端子53に接続し、破壊回路2の一端を出力1端子54aに接続し、電極パッド10を出力2端子54bに接続すればよい。
【0084】
[実施の形態の7]
次に、図10を参照して、本発明の第7の実施の形態について説明する。本発明において、破壊回路2の構成は、ICチップ12aの再利用を回避するのに重要である。
本発明では、破壊用キャパシタ3に蓄積された電力を用いて、ヒューズあるいはアンチヒューズを含んだ一部回路を破壊することにより、確実に集積回路の機能を破壊する。
【0085】
破壊すべき回路としては、図10に示すように、ICチップ12aの動作において最も重要なROMブート回路の読み出し回路などが一例として考えられる。図10(a)では、読み出し回路のアドレス信号のデコーダ入出力線部分、例えば信号線CA0,CA1,CA2、CA3、RA0,RA1,RA2、RA3の一部にアンチヒューズ39を設けて、破壊回路2を構成している。
【0086】
図10(b)に、各セル部分におけるセル構成の平面パタン図を示す。
行デコーダ40の入出力は、各セル100〜133を構成するセルトランジスタのゲート電極を構成しているポリシリコンのワード線を介して行われており、これに垂直に第1層Alによるビット線43(B0 ,B1 ,B2 ,B3 )が走っている。
ここでは、行デコーダ40のゲートGR1の信号入出力線RA1の部分に薄い酸化膜によるアンチヒューズ39(図中「×」印)を設けてある。
【0087】
図11はアンチヒューズの構造を示しており、(a)は平面パタン図、(b)はA−A’断面図である。
図11(b)に示すように、通常、P型のSi半導体基板上に素子分離絶縁膜(LOCOS)46により絶縁された状態で、ポリシリコンのワード線42が走る。アンチヒューズ39は、素子分離絶縁膜46を一部形成せず、そこに薄いゲート酸化膜39aを形成した後、燐を高濃度に打ち込むことで、N+拡散層45を設け、これをグランドとする。
【0088】
このゲート酸化膜39aで絶縁されたN+拡散層45上を走るポリシリコンのワード線42に、電力供給源6からの電荷を蓄積した大容量の破壊用キャパシタ3から電圧を印加すると、ゲート酸化膜39aが絶縁破壊され、ワード線42が基板と短絡する。
この結果、このワード線42を用いる行デコーダ40によりアドレッシングされる全てのセル(セル101,111,121,131)が読み出し不能となり、ROMの読み出しが確実に阻止される。
【0089】
なお、ゲート酸化膜39aの膜厚として8nmを用いると、その絶縁溶融破壊には20MV/cmもの高電界が必要となる。
この場合、破壊に必要な電圧は16Vとなり、薄型のリチウムー次電池を電力供給源6として用いる場合は、3.6V×5段=18Vであるので、4〜5段程直列接続して配置し、この電力を大容量の破壊用キャパシタ3に蓄積することにより、十分な破壊用電力が得られる。
【0090】
あるいは、信号入出力線RA1として動作しているポリシリコンのワード線42の一部を細線化することにより、その部分をヒューズとすることもできる。
すなわち、その信号線に、電荷を蓄積した大容量の破壊用キャパシタ3より大電流を流し、ポリシリコン配線の細線化した部分を熱溶融により飛散させる。
こうして、信号入出力線RA1の途中に設けたヒューズ部分を断線させることで、ROMブート回路の読み出し回路を破壊させることもできる。
【0091】
なお、以上の実施の形態では、半導体装置の例としてICカードを挙げているが、本発明をICカード以外に適用するとき、例えばコンピュータ内にICチップを配置するときは、電極基体32,32aがプリント配線板となることは言うまでもない。
【0092】
また、以上の実施の形態では、電力供給源接続用電極パッド10,63,64、接続リード28の数を正極と負極で同数としているが、これに限るものではなく、例えばダミーの接続リードや電極パッドを設けることで、正極と負極の数を変えてもよい。
【0093】
【発明の効果】
本発明によれば、請求項1〜3に記載のように、電力供給源と半導体集積回路との間が正極及び負極用の複数対の接続リードと接続端子とで接続されているので、これらの接続のうち何れか1つでも取り外された場合には、複数個の電圧変化検出回路の何れかにより、その電圧変化が検出される。しかも、半導体集積回路の裏面は、電力供給源によって光学的に遮蔽されているので、裏面の光学的観察を回避することができる。特に、裏面観察のためには遮蔽に用いている電力供給源を半導体集積回路より取り外す必要があるが、半導体集積回路の改ざんを目的とする第三者が電力供給源の取り外しをしようとすれば、破壊回路が確実に動作して、メモリ情報の一部破壊や一部信号配線の断線により、半導体集積回路のメモリ内容の改ざん行為を確実に防止することができる。
【0094】
また、請求項4に記載のように、半導体基板の素子面と電極基体とが対向するようにして、半導体基板(半導体集積回路)を電極基体にフリップチップ実装することにより、半導体集積回路の裏面だけでなく、半導体集積回路の素子面も光学的に遮蔽することができる。しかも、電力供給源は、対向する両端部を少なくとも含む複数方向の端部に接続リードを備えているので、接続リードは、半導体基板の両端部を少なくとも含む複数方向に配置された電力供給源接続用端子と接続される。これにより、電力供給源の接続を外すことなく半導体集積回路の裏面を露出させることが困難となるので、半導体集積回路の裏面観察を確実に阻止することができる。
【0095】
また、請求項5に記載のように、半導体基板の素子面と電極基体とが対向するようにして、半導体基板(半導体集積回路)を電極基体にフリップチップ実装することにより、半導体集積回路の裏面だけでなく、半導体集積回路の素子面も光学的に遮蔽することができる。しかも、電力供給源は、対向する両端部を少なくとも含む複数方向の端部に接続リードを備えているので、接続リードは、電極基体の両端部を少なくとも含む複数方向に配置された電力供給源接続用端子と接続される。これにより、電力供給源の接続を外すことなく半導体集積回路の裏面を露出させることが困難となるので、半導体集積回路の裏面観察を確実に阻止することができる。また、電力供給源を電極基体の電力供給源接続用端子を介して半導体基板と接続しているので、電力供給源あるいは電極基体の何れが取り外されても、自己破壊メカニズムを起動させることができ、セキュリティーを更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の実施の形態を示す自己破壊型半導体装置の回路ブロック構成図である。
【図2】 図1の自己破壊型半導体装置の配置構成例を示す下面図、断面図及び側面図である。
【図3】 本発明の第1の実施の形態におけるフリップチップ実装の様子を示す図である。
【図4】 本発明の第2の実施の形態を示す自己破壊型半導体装置の配置構成例を示す下面図及び断面図である。
【図5】 本発明の第2の実施の形態におけるフリップチップ実装の様子を示す図である。
【図6】 本発明の第3の実施の形態を示す自己破壊型半導体装置の回路ブロック構成図である。
【図7】 本発明の第4の実施の形態を示す自己破壊型半導体装置の回路ブロック構成図である。
【図8】 本発明の第5の実施の形態を示す電圧変化検出回路の構成例を示す回路図である。
【図9】 本発明の第6の実施の形態を示す制御回路乃至素子の構成例を示す断面図および平面図である。
【図10】 本発明の第7の実施の形態を示すアンチヒューズ用いた破壊回路の構成例を示す説明図である。
【図11】 アンチヒューズの構成例を示す説明図である。
【図12】 一般的なICカードの構成例を示す説明図である。
【図13】 従来の自己破壊型半導体装置の回路ブロック構成図である。
【図14】 図13の自己破壊型半導体装置の配置構成例を示す平面図および断面図である。
【符号の説明】
1…半導体集積回路、2…破壊回路、3…破壊用キャパシタ、4a、4b…制御回路乃至素子、5−1〜5−2n…電圧変化検出回路、6a、6b…電力供給源、7−1〜7−8…外部接続用電極パッド、8…分圧回路、9a、9b…半導体基板、10…電力供給源接続用電極パッド、11a…ICモジュール、12a、12b…ICチップ、14…データメモリ、15…周辺回路、16…プログラムメモリ、17…中央演算処理部、18…ランダムアクセスメモリ、19…認証用マイクロプロセッサ、20…接着フィルム、21…正極集電体兼端子板、22…正極、23…固体電解質、24…負極、25…負極集電体兼端子板、26…封止材、27…バンプ、28…接続リード、29、29a…OR論理回路、30…スイッチ、32、32a…電極基体、35−1〜35−8…コンタクトパターン、38…モールド樹脂、61…異方性導電接着樹脂、62−1〜62−8…外部接続用電極パッド、63、64…電力供給源接続用電極パッド。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device including a semiconductor integrated circuit that stores and processes important information with high confidentiality, and more particularly to a security technique against alteration of memory contents of the semiconductor integrated circuit.
[0002]
[Prior art]
In order to analyze the function, operation method, circuit system, circuit pattern, storage data, etc. of the integrated circuit of a semiconductor device in which a semiconductor integrated circuit (Large-Scale Integrated Circuit; LSI) is formed, FIG. As described above, the power source for exploration is connected to the electrode pads 7 (7-1 to 7-8) for external connection provided in the semiconductor device, the electric signals are supplied, and the input / output of the signal at the terminal is performed by an LSI tester or the like. There is a way to measure.
[0003]
For these analyses, the circuit block configuration and the circuit pattern itself are observed from the surface of the semiconductor device using a shape recognition device such as an optical microscope, and the
Therefore, in the current IC card 13, it is possible to open and dissect the IC module 11, read the information in the IC chip 12, analyze the contents of the memory, and tamper with it, which is a problem from the viewpoint of security. .
[0004]
FIG. 12 shows a configuration example of the IC module 11 in the current IC card 13, in which (a) is a plan view showing a circuit block arrangement in a semiconductor integrated circuit mounted on the IC card 13, (b) ) Is a sectional view, and (c) is a sectional view showing an example of mounting an IC module.
As shown in FIG. 12C, the IC module 11 is mounted on the IC card 13 having a card thickness of 0.76 mm by a hot melt adhesive 34. In this case, in the IC module 11, the IC chip 12 is die-bonded to the glass epoxy substrate 36 on which the
[0005]
As shown in FIG. 12A, on the IC chip 12, a data memory (configured by an EEPROM or a ferroelectric memory element) 14 storing particularly important information such as an encryption code and an authentication code, And a
[0006]
The
Therefore, it is necessary to prevent these codes and data, as well as information such as circuit blocks and circuit patterns constituting the semiconductor device, from being read by a third party from the viewpoint of preventing counterfeiting / tampering of the IC card. is there.
[0007]
However, in the semiconductor device as shown in FIG. 12, the arrangement of the functional element circuit, the
[0008]
Therefore, in order to prevent optical observation from above, in recent high-density mounting technology, bump electrodes for obtaining electrical connection on the element surface side of the semiconductor integrated circuit of the IC chip are formed. Flip chip mounting is often employed in which the IC chip is turned over and connected to a mounting substrate (electrode base) on which a contact electrode for external connection is formed.
[0009]
However, a technique for observing a circuit in the vicinity of the surface of the semiconductor substrate in a non-destructive manner from the back surface of the semiconductor substrate on which the semiconductor integrated circuit is formed has been developed in response to a request for failure analysis technology and the like.
In this technique, infrared light having a wavelength that is difficult to be absorbed by the semiconductor substrate is used as an observation light source, thereby increasing the transparency of the semiconductor substrate and observing a wiring pattern made mainly of metal from the back side of the semiconductor substrate. Thereby, the pattern of the lowermost transistor and the wiring pattern of the first layer can be observed nondestructively.
[0010]
In the flip chip mounting method, since the back surface of the chip is exposed to the outside, pattern observation from the back surface side rather than the element surface side of the IC chip 12 becomes easy. Of course, in the case of flip chip mounting, the back surface of the IC chip is coated with an epoxy resin film for chip protection. However, since these can be easily removed by using chemicals, it is difficult to prevent pattern observation from the back side by the protective film.
[0011]
Therefore, as one method for solving the above problem, the authors have self-blocking optical observation from the back surface by incorporating a thin power supply source and mounting the thin power supply source on the back surface of the IC chip. A destructive semiconductor device was proposed (Japanese Patent Application No. 10-110527).
FIG. 13 shows a basic circuit block diagram of the self-destructive semiconductor device. As shown in FIG. 12 described above, the semiconductor integrated
[0012]
In this configuration, in addition to the above configuration, a destruction circuit that destroys memory information or a destruction circuit in which a fuse / antifuse is provided in the signal wiring path is added as the
A thin power supply source 6 is connected to a
[0013]
As a power source for driving the
When a third party takes off the power supply source 6 for the purpose of falsifying the IC chip 12, the voltage change is detected by the capacitive coupling voltage
[0014]
FIG. 14 shows the basic configuration of the self-destructive semiconductor device, wherein (a) is a plan view and (b) is a cross-sectional view.
The semiconductor substrate 9 on which the self-destructive IC chip 12 is formed has two
The power supply
[0015]
As a method for mounting the power supply source 6, as shown in FIG. 14A, it can be arranged in parallel with the IC chip 12.
However, when face-down flip-chip mounting in which the front side is shielded by the electrode substrate is mounted on the back side via an
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
In the case of the mounting method as shown in FIG. 14B, the thin power supply source 6 is connected to the two
However, with such a connection method, the
The present invention has been made to solve the above problems, and provides a self-destructive semiconductor device capable of optically shielding an important part of a semiconductor integrated circuit and reliably preventing tampering of memory contents of the semiconductor integrated circuit. The purpose is to provide.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
The self-destructive semiconductor device according to the present invention has a plurality of positive and negative connection leads 28 (n; n
The
The
The control circuit or
The voltage change detection circuits 5-1 to 5-n are composed of a first capacitor, a second capacitor, and a first resistor connected in series, and the connection terminal voltages applied to both ends of the first and second capacitors are connected to the first and second capacitors. A voltage divider that outputs a divided voltage from the connection point of the capacitor, and the divided output of the voltage divider is connected to the gate electrode and the source electrodeTo driveA field effect transistor to which a dynamic capacitor is connected; and a voltage change detection unit comprising a second resistor connected to the drain electrode of the field effect transistor. The voltage at which the transistor is turned off is divided and output, and the voltage at which the field-effect transistor is turned on is divided from the voltage-divided output and the field-effect transistor is turned on as the connection terminal voltage decreases.DesperateThe charge from the dynamic capacitor is supplied to the second resistor, and a detection signal is output in accordance with the increase in the voltage across the second resistor.
In the present invention, the
[0018]
Further, as described in claim 2 (FIG. 7), a plurality of connection leads 28 for positive and negative electrodes (n; n
As described above, the
[0019]
Further, as described in claim 3 (FIG. 6), the
[0020]
Further, as described in
In this way, the semiconductor integrated
[0021]
Further, as described in
In this way, the semiconductor integrated
The self-destructive semiconductor device according to the present invention further includes an electrode base for mounting the semiconductor substrate on which the first external connection terminal is formed, as defined in claim 6. The semiconductor substrate has a second external connection terminal formed on the element surface side, and the power supply source includes the connection lead at a plurality of end portions including at least opposite end portions. The lead is connected to the first and second power supply source connection terminals formed on the element surface side of the semiconductor substrate so as to go around the end of the semiconductor substrate, and the element surface of the semiconductor substrate and the electrode The second external connection terminal of the semiconductor substrate and the first external connection terminal of the electrode base are connected so that the base faces each other.
The self-destructive semiconductor device according to the present invention is further characterized in that, as described in
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First Embodiment]
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit block configuration diagram of a self-destructive semiconductor device showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2A is a bottom view showing an arrangement configuration example of the self-destructive semiconductor device of FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2A, and FIG. 2C is a side view of the self-destructive semiconductor device. The same reference numerals are given to the same components as those in FIGS. It is attached.
2A and 2B show a state before flip chip mounting described later, and in FIG. 2C, the mold resin 38, the anisotropic conductive adhesive resin 61, and the electrode substrate 32 are shown. See through.
[0023]
On the semiconductor substrate 9a, as a semiconductor integrated
[0024]
In the present invention, in addition to the above configuration, as the
[0025]
Here, the
[0026]
When the current lithium primary battery is used as the
[0027]
In a flash EEPROM, when a voltage of 12 to 15 V is applied in a pulse manner to a word line consisting of a control gate made of two-layer polysilicon, electrons are injected from the substrate into the capacitively coupled floating gate electrode, Bits are equally rewritten as “1” or “0”. Thus, the memory information can be destroyed.
[0028]
Further, when a ferroelectric memory element is used for the
[0029]
In any case, in the present invention, the electric charge stored in the large-
This is because, in the case of a thermal oxide film, features such as extremely low leakage current can be used, and a large amount of charge can be accumulated in the
[0030]
As shown in FIG. 2, a thin
The
[0031]
On the other hand, the semiconductor substrate 9a on which the
[0032]
Capacitive coupling voltage change detection circuits 5-1 to 5-n are provided for each electrode pad pair including one
[0033]
The control circuit or
[0034]
In the normal operation state, the positive electrode of the
[0035]
Here, the mounting method of the present embodiment will be briefly described.
First, bumps 27 made of gold (Au) or the like are formed on the external connection electrode pads 7-1 to 7-8 and the power supply source
The
[0036]
With the self-destruction mechanism activated, the external connection electrode pads 7-1 to 7-8 of the
[0037]
FIG. 3 is a diagram showing a state of flip chip mounting in which the
External connection electrode pads 62-1 to 62-8 corresponding to the external connection electrode pads 7-1 to 7-8 of the
[0038]
In order to perform the flip chip mounting, first, the anisotropic conductive adhesive resin 61 is applied to the entire IC chip mounting surface of the electrode base 32. The amount of the anisotropic conductive adhesive resin 61 is about 1/2 to 1/3 of the volume of the
[0039]
When the area of the
Next, the element surface of the
[0040]
Pressurization has two purposes. The first purpose is to align the element surface of the
[0041]
The second purpose exists between the electrode pads 62-1 to 62-8 formed on the electrode substrate 32 and the
[0042]
Next, the anisotropic conductive adhesive resin 61 is cured in a state where the pressure is applied as described above.
The anisotropic conductive adhesive resin 61 is formed on the electrode pads 62-1 to 62-8 formed on the electrode base 32 and the electrode pads 7-1 to 7-8 of the
[0043]
α, β> ω> ρ (1)
Here, α is the adhesive force between the
[0044]
When the anisotropic conductive adhesive resin 61 has photocurability, the resin 61 is cured by irradiating with ultraviolet rays.
When the photocurable resin 61 is used, since the electrode base 32 is opaque, the ultraviolet rays are irradiated from the side surfaces of the
[0045]
When the anisotropic conductive adhesive resin 61 has thermosetting properties, the resin 61 is cured by heating.
However, when a thin lithium battery in which conduction of lithium ions in the
[0046]
Therefore, it is preferable for the present embodiment in which the
If the photo-curing anisotropic conductive adhesive resin 61 is used, it is not necessary to apply heat at the time of connection to cure it, and it is not necessary to apply excessive thermal stress to the
[0047]
When the anisotropic conductive adhesive resin 61 has been cured, the pressurization is stopped. Thus, the electrical connection between the
The IC module 11a thus mounted is sealed with the mold resin 38 as shown in FIG. 2C, and is mounted on the plastic case of the IC card with a hot melt adhesive as in FIG.
[0048]
The
[0049]
A third party who intends to tamper with the
[0050]
When voltage change detection circuits 5-1 to 5-n detect a voltage change and output a detection signal, this detection signal is applied to the control input of
Thus, the self-destruction mechanism is activated and the memory information of the semiconductor integrated
[0051]
The level of memory destruction is determined by cutting a fuse or antifuse built in a signal wiring path in an integrated circuit from a level at which memory information is simply erased according to the voltage of the
[0052]
For example, if one thin lithium primary battery is assumed as the
[0053]
In order to avoid reuse of the
In this case, a plurality of thin lithium primary batteries are connected in series and used as the
[0054]
When the current lithium primary battery is used as the
[0055]
[Embodiment 2]
FIG. 4 is a bottom view showing an arrangement configuration example of the self-destructive semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, FIG. 4B is a sectional view of the self-destructive semiconductor device, and FIG. 5 is flip-chip mounting. FIG. 4 is a diagram showing the state of FIG. 1, and the same components as those in FIGS. FIG. 4A shows a state before flip chip mounting.
[0056]
Also in this embodiment, the circuit block configuration of the self-destructive semiconductor device is the same as that in FIG.
Similarly to the first embodiment, the external
[0057]
Further, on the IC chip mounting surface of the electrode base 32a, 2n (n for positive and negative electrodes) power supply source connection electrodes corresponding to 2n power supply source
Each
[0058]
Here, the mounting method of the present embodiment will be briefly described. In order to perform the flip chip mounting, the anisotropic conductive adhesive resin 61 is applied to the entire IC chip mounting surface of the electrode base 32a as in the first embodiment.
[0059]
Subsequently, as shown in FIG. 5, the element surface of the
[0060]
Next, in the state where pressure is applied, the anisotropic conductive adhesive resin 61 is cured as in the first embodiment, and when the curing of the resin 61 is completed, the pressurization is stopped.
In this way, the flip-chip mounting of the
[0061]
Next, the
The
[0062]
Thus, the mounting method in the present embodiment is the same as that of the first embodiment except that the mounting order is different.
In the first embodiment, when a third party for the purpose of falsification of the
[0063]
On the other hand, according to the present embodiment, the first problem of the embodiment can be avoided. That is, a third party for the purpose of falsifying the
[0064]
In order to remove the
[0065]
On the other hand, since the
That is, in this embodiment, the self-destruction mechanism is activated regardless of whether the
[0066]
[Embodiment 3]
In the first and second embodiments, the configuration shown in FIG. 1 is used as the circuit block configuration of the self-destructive semiconductor device, but another configuration may be used.
FIG. 6 is a circuit block configuration diagram of a self-destructive semiconductor device showing a third embodiment of the present invention. Components identical to those in FIG.
[0067]
In this embodiment, compared with 1 or 2 of the embodiment, the connection leads 28 for the positive electrode and the negative electrode of the
[0068]
For example, a voltage dividing circuit 8 in which two capacitors are connected in series is connected to the newly increased pair of
The voltage change detection circuits 5-1 to 5-n are provided for each
[0069]
One input of each voltage change detection circuit 5-1 to 5-2 n is connected to the output terminal of the voltage dividing circuit 8.
The control circuit or element 4b includes an OR
[0070]
Other configurations are the same as those in FIG. In the present embodiment, by connecting the
[0071]
Thus, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Although the present embodiment and the first embodiment are functionally the same, when considering the manufacturing process, for example, in the case of making a CMOS, it is easier to make a configuration like this embodiment. There is an effect.
[0072]
[Embodiment 4]
In the third embodiment, the number of connection leads 28 and
In this case, as shown in FIG. 7, the voltage dividing circuit 8 may be connected to any one of the
[0073]
[Embodiment 5]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present invention, the output voltages of the
However, when a thin lithium battery is mounted as the
[0074]
Therefore, it is essential for the voltage change detection circuits 5-1 to 5-2n to have a capacitive coupling circuit configuration that does not match the leakage path with the current path related to the operation.
FIG. 8 shows an example of such a capacitively coupled voltage change detection circuit. In this embodiment, a MOS field effect transistor is used as the voltage change detection element.
[0075]
The output voltage of the
Since the power consumption of the voltage
[0076]
When a third party for the purpose of falsifying the IC card disconnects the
In response to this, a current flows between the source and drain of the
[0077]
[Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Since the capacity of the thin
Normally, the
[0078]
In the present invention, as such a low
FIG. 9 shows an example of a micromechanical switch that opens and closes a contact with such an electrostatic attractive force. In the figure, (a) is a sectional view and (b) is a plan view. FIG. 9 shows one
[0079]
As shown in FIG. 9A, in the micromechanical switch, the
[0080]
As a result, the COMM input terminal 53 is electrically connected to the
The
[0081]
When a voltage is applied from the movable contact operating power supply terminal 56 to the fixed
As a result, the COMM input terminal 53 is electrically connected to the
[0082]
When the voltage application to the fixed
As a result, the
In this way, the current path is switched by the micromechanical switch.
[0083]
Although the
Further, one end of the
[0084]
[Seventh Embodiment]
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present invention, the configuration of the
In the present invention, the function of the integrated circuit is surely destroyed by destroying a partial circuit including a fuse or an antifuse using the electric power stored in the
[0085]
As a circuit to be destroyed, as shown in FIG. 10, a ROM boot circuit reading circuit most important in the operation of the
[0086]
FIG. 10B shows a plane pattern diagram of the cell configuration in each cell portion.
The input / output of the row decoder 40 is performed via a polysilicon word line constituting the gate electrode of the cell transistor constituting each of the
Here, the gate G of the row decoder 40R1Signal I / O line RA1The antifuse 39 (marked with “X” in the figure) made of a thin oxide film is provided in the portion.
[0087]
11A and 11B show the structure of the antifuse, where FIG. 11A is a plan view and FIG. 11B is a cross-sectional view taken along line A-A ′.
As shown in FIG. 11B, normally, a polysilicon word line 42 runs on a P-type Si semiconductor substrate while being insulated by an element isolation insulating film (LOCOS) 46. The
[0088]
When a voltage is applied to the polysilicon word line 42 running on the N + diffusion layer 45 insulated by the gate oxide film 39a from the large-capacity
As a result, all the cells (
[0089]
Note that when 8 nm is used as the thickness of the gate oxide film 39a, a high electric field of 20 MV / cm is required for the dielectric melt breakdown.
In this case, the voltage required for destruction is 16 V, and when a thin lithium secondary battery is used as the power supply source 6, 3.6 V × 5 stages = 18 V, so 4 to 5 stages are connected in series. By storing this power in the large-
[0090]
Alternatively, signal input / output line RA1As a part of the polysilicon word line 42 operating as a thin line, the part can be used as a fuse.
That is, a large current is supplied to the signal line from the large-
Thus, the signal input / output line RA1By disconnecting the fuse portion provided in the middle of the circuit, the read circuit of the ROM boot circuit can be destroyed.
[0091]
In the above embodiment, an IC card is used as an example of a semiconductor device. However, when the present invention is applied to other than an IC card, for example, when an IC chip is arranged in a computer, the electrode bases 32 and 32a. Needless to say, it becomes a printed wiring board.
[0092]
In the above embodiment, the number of power supply source
[0093]
【The invention's effect】
According to the present invention, as described in
[0094]
According to a fourth aspect of the present invention, the back surface of the semiconductor integrated circuit is mounted by flip-chip mounting the semiconductor substrate (semiconductor integrated circuit) on the electrode base so that the element surface of the semiconductor substrate faces the electrode base. In addition, the element surface of the semiconductor integrated circuit can be optically shielded. In addition, since the power supply source is provided with connection leads at the ends in a plurality of directions including at least both ends facing each other, the connection leads are connected to the power supply sources arranged in a plurality of directions including at least both ends of the semiconductor substrate. Connected to the terminal. This makes it difficult to expose the back surface of the semiconductor integrated circuit without disconnecting the power supply source, so that the back surface observation of the semiconductor integrated circuit can be reliably prevented.
[0095]
Further, as described in
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit block diagram of a self-destructive semiconductor device showing a first embodiment of the present invention.
2 is a bottom view, a cross-sectional view, and a side view showing an arrangement configuration example of the self-destructive semiconductor device of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a state of flip chip mounting in the first embodiment of the present invention.
FIGS. 4A and 4B are a bottom view and a cross-sectional view showing an arrangement configuration example of a self-destructive semiconductor device showing a second embodiment of the present invention. FIGS.
FIG. 5 is a diagram showing a state of flip chip mounting according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a circuit block diagram of a self-destructive semiconductor device showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a circuit block diagram of a self-destructive semiconductor device showing a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a voltage change detection circuit according to a fifth embodiment of the present invention.
FIGS. 9A and 9B are a cross-sectional view and a plan view illustrating a configuration example of a control circuit or an element according to a sixth embodiment of the present invention. FIGS.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a configuration example of a destruction circuit using an antifuse according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a configuration example of an antifuse.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a configuration example of a general IC card.
FIG. 13 is a circuit block diagram of a conventional self-destructive semiconductor device.
14 is a plan view and a cross-sectional view illustrating an arrangement configuration example of the self-destructive semiconductor device of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (7)
正極及び負極用の接続リードをそれぞれ複数個ずつ備えた電力供給源を有すると共に、
前記半導体集積回路のメモリ情報の少なくとも一部を破壊あるいは少なくとも一部の信号配線を断線させることにより自己破壊を行う破壊回路と、
この破壊回路により自己破壊を行うための電荷を蓄積しておく破壊用キャパシタと、
この破壊用キャパシタに電荷を蓄積する前記電力供給源の正極及び負極用にそれぞれ複数個ずつ設けられた電力供給源接続用端子と、
正極及び負極用の前記電力供給源接続用端子の対毎に設けられ、この端子対の端子間電圧を監視しその電圧低下に応じて検出信号を出力する複数個の電圧変化検出回路と、
通常動作時は前記電力供給源接続用端子を介して前記電力供給源と前記破壊用キャパシタを接続し、少なくとも1つの前記電圧変化検出回路から前記検出信号が出力されたときは、前記接続を遮断して前記破壊用キャパシタと前記破壊回路を接続する制御回路乃至素子とを、それぞれ前記半導体基板上に有し、
前記半導体集積回路の裏面が光学的に遮蔽され、かつこの光学的遮蔽を除去する際には前記電力供給源接続用端子から前記電力供給源の接続リードを取り外すことが必要となるように、前記半導体集積回路が形成された前記半導体基板の素子面の裏側に前記電力供給源を配置することを特徴とする自己破壊型半導体装置。In a semiconductor device having a semiconductor integrated circuit in which a semiconductor memory element and a central processing element for processing data stored in the memory element are formed on the same semiconductor substrate,
A power supply source having a plurality of connection leads for positive and negative electrodes, respectively,
A destruction circuit that self-destructs by destroying at least a part of memory information of the semiconductor integrated circuit or disconnecting at least a part of signal wiring; and
A destructive capacitor for storing charges for self-destruct by this destructive circuit;
A plurality of power supply source connection terminals provided for each of the positive and negative electrodes of the power supply source for accumulating electric charge in the destruction capacitor;
A plurality of voltage change detection circuits which are provided for each pair of the power supply source connection terminals for the positive electrode and the negative electrode, monitor the voltage between the terminals of the terminal pair and output a detection signal according to the voltage drop;
During normal operation connects the broken capacitor and the power supply source via the terminal the power supply connection, when the detection signal from at least one of the voltage change detecting circuit is output, block the connection having a control circuit to elements for connecting the fracture circuit and the breakdown capacitor in each said semiconductor substrate,
The back surface of the semiconductor integrated circuit is optically shielded , and when removing the optical shield, it is necessary to remove the connection lead of the power supply source from the power supply source connection terminal. self-destroying semiconductor device comprising placing a semiconductor integrated circuit wherein the power supply to the back side of the element surface of the semiconductor substrate which is formed.
正極及び負極用の接続リードをそれぞれ複数個ずつ備えた電力供給源を有すると共に、
前記半導体集積回路のメモリ情報の少なくとも一部を破壊あるいは少なくとも一部の信号配線を断線させることにより自己破壊を行う破壊回路と、
この破壊回路により自己破壊を行うための電荷を蓄積しておく破壊用キャパシタと、
この破壊用キャパシタに電荷を蓄積する前記電力供給源の正極及び負極用にそれぞれ複数個ずつ設けられた電力供給源接続用端子と、
これらの電力供給源接続用端子のうち、正極及び負極用各々1つずつの前記電力供給源接続用端子間の電圧を分圧する分圧回路と、
正極用の前記電力供給源接続用端子毎に設けられると共に負極用の前記電力供給源接続用端子毎に設けられ、正極用の前記電力供給源接続用端子と前記分圧回路の出力端子の端子間電圧あるいは負極用の前記電力供給源接続用端子と前記分圧回路の出力端子の端子間電圧を監視し、その電圧低下に応じて検出信号を出力する複数個の電圧変化検出回路と、
通常動作時は前記電力供給源接続用端子を介して前記電力供給源と前記破壊用キャパシタを接続し、少なくとも1つの前記電圧変化検出回路から前記検出信号が出力されたときは、前記接続を遮断して前記破壊用キャパシタと前記破壊回路を接続する制御回路乃至素子とを、それぞれ前記半導体基板上に有し、
前記半導体集積回路の裏面が光学的に遮蔽され、かつこの光学的遮蔽を除去する際には前記電力供給源接続用端子から前記電力供給源の接続リードを取り外すことが必要となるように、前記半導体集積回路が形成された前記半導体基板の素子面の裏側に前記電力供給源を配置することを特徴とする自己破壊型半導体装置。In a semiconductor device having a semiconductor integrated circuit in which a semiconductor memory element and a central processing element for processing data stored in the memory element are formed on the same semiconductor substrate,
A power supply source having a plurality of connection leads for positive and negative electrodes, respectively,
A destruction circuit that self-destructs by destroying at least a part of memory information of the semiconductor integrated circuit or disconnecting at least a part of signal wiring; and
A destructive capacitor for storing charges for self-destruct by this destructive circuit;
A plurality of power supply source connection terminals provided for each of the positive and negative electrodes of the power supply source for accumulating electric charge in the destruction capacitor;
Of these power sources connection terminal, a dividing circuit for dividing a voltage between the power supply connection terminal of each respective one for positive and negative electrodes,
Together provided to the power supply for each connection terminal for the positive electrode is provided to the power supply for each connection terminal for the negative electrode, the output terminal of the power supply connection terminal for the positive electrode and the voltage dividing circuit terminal and between the voltage or the power supply connection terminal for a negative electrode to monitor the terminal voltage of said divider output terminal, a plurality of the voltage change detecting circuit for outputting a detection signal in response to the voltage drop,
During normal operation connects the broken capacitor and the power supply source via the terminal the power supply connection, when the detection signal from at least one of the voltage change detecting circuit is output, block the connection having a control circuit to elements for connecting the fracture circuit and the breakdown capacitor in each said semiconductor substrate,
The back surface of the semiconductor integrated circuit is optically shielded , and when removing the optical shield, it is necessary to remove the connection lead of the power supply source from the power supply source connection terminal. self-destroying semiconductor device comprising placing a semiconductor integrated circuit wherein the power supply to the back side of the element surface of the semiconductor substrate which is formed.
正極及び負極用の接続リードをそれぞれ複数個ずつ備えた電力供給源を有すると共に、
前記半導体集積回路のメモリ情報の少なくとも一部を破壊あるいは少なくとも一部の信号配線を断線させることにより自己破壊を行う破壊回路と、
この破壊回路により自己破壊を行うための電荷を蓄積しておく破壊用キャパシタと、
この破壊用キャパシタに電荷を蓄積する前記電力供給源の正極及び負極用にそれぞれ複数個ずつ設けられた電力供給源接続用端子と、
これらの電力供給源接続用端子のうち、正極及び負極用各々1つずつの第1の電力供給源接続用端子間の電圧を分圧する分圧回路と、
正極及び負極用にそれぞれ複数個ずつ設けられた前記電力供給源接続用端子のうち、前記分圧回路が接続されていない正極用の第2の電力供給源接続用端子毎に設けられると共に前記分圧回路が接続されていない負極用の第2の電力供給源接続用端子毎に設けられ、正極用の前記第2の電力供給源接続用端子と前記分圧回路の出力端子の端子間電圧あるいは負極用の前記第2の電力供給源接続用端子と前記分圧回路の出力端子の端子間電圧を監視し、その電圧低下に応じて検出信号を出力する複数個の電圧変化検出回路と、
通常動作時は前記第2の電力供給源接続用端子を介して前記電力供給源と前記破壊用キャパシタを接続し、少なくとも1つの前記電圧変化検出回路から前記検出信号が出力されたときは、前記接続を遮断して前記破壊用キャパシタと前記破壊回路を接続する制御回路乃至素子とを、それぞれ前記半導体基板上に有し、
前記半導体集積回路の裏面が光学的に遮蔽され、かつこの光学的遮蔽を除去する際には前記第1、第2の電力供給源接続用端子から前記電力供給源の接続リードを取り外すことが必要となるように、前記半導体集積回路が形成された前記半導体基板の素子面の裏側に前記電力供給源を配置することを特徴とする自己破壊型半導体装置。In a semiconductor device having a semiconductor integrated circuit in which a semiconductor memory element and a central processing element for processing data stored in the memory element are formed on the same semiconductor substrate,
A power supply source having a plurality of connection leads for positive and negative electrodes, respectively,
A destruction circuit that self-destructs by destroying at least a part of memory information of the semiconductor integrated circuit or disconnecting at least a part of signal wiring; and
A destructive capacitor for storing charges for self-destruct by this destructive circuit;
A plurality of power supply source connection terminals provided for each of the positive and negative electrodes of the power supply source for accumulating electric charge in the destruction capacitor;
Of these power supply source connection terminals, a voltage dividing circuit that divides the voltage between the first power supply source connection terminals, one for the positive electrode and one for the negative electrode,
The fraction with one of the positive electrode and the power supply connection terminals provided by a plurality respectively for the negative electrode, provided on the second power supply each connection terminal for the positive electrode, wherein the voltage dividing circuit is not connected pressure circuit is provided for each second terminal for power supply connection for the negative electrode which is not connected, the terminal voltage of the output terminal of the second power supply connection terminal for the positive electrode and the voltage dividing circuit or the second terminal voltage of the output terminal of said divider circuit and the power supply connection terminal for the negative electrode monitoring, a plurality of the voltage change detecting circuit for outputting a detection signal in response to the voltage drop,
During normal operation connects the broken capacitor and the power supply source via the second power supply connection terminal, when the detection signal from at least one of the voltage change detecting circuit is output, the and a control circuit to elements for connecting the fracture circuit and the breakdown capacitor blocks the connection has to each of the semiconductor substrate,
The back surface of the semiconductor integrated circuit is optically shielded , and when removing the optical shield, it is necessary to remove the connection lead of the power supply source from the first and second power supply source connection terminals. become such, the self-destroying semiconductor device, characterized by disposing the power supply on the back side of the element surface of the semiconductor substrate on which the semiconductor integrated circuit is formed.
さらに、第1の外部接続用端子が形成された、前記半導体基板を搭載するための電極基体を有し、
前記半導体基板は、その素子面側に形成された第2の外部接続用端子を有し、
前記電力供給源は、対向する両端部を少なくとも含む複数方向の端部に前記接続リードを備え、この接続リードは、前記半導体基板の端を回るようにして前記半導体基板の素子面側に形成された前記電力供給源接続用端子と接続され、
前記半導体基板の素子面と前記電極基体とが対向するように、前記半導体基板の前記第2の外部接続用端子と前記電極基体の前記第1の外部接続用端子とを接続することを特徴とする自己破壊型半導体装置。The self-destructive semiconductor device according to claim 1 or 2 ,
Furthermore, it has an electrode base for mounting the semiconductor substrate on which the first external connection terminal is formed,
The semiconductor substrate has a second external connection terminal formed on the element surface side,
Wherein the power source comprises the connecting lead to the end of the plurality of directions including at least the opposite ends, the connection leads are formed so as to go around the edge of the semiconductor substrate on the element surface side of the semiconductor substrate Connected to the power supply source connection terminal,
Wherein as the element surface of the semiconductor substrate and said electrode substrate is opposed, and characterized by connecting the first external connection terminal of the second external connection terminal and the electrode substrate of the semiconductor substrate Self-destructive semiconductor device.
さらに、第1の外部接続用端子と、正極及び負極用各々複数個ずつの第3の電力供給源接続用端子と、これら第3の電力供給源接続用端子の各々と接続される正極及び負極用各々複数個ずつの第4の電力供給源接続用端子とが形成された、前記半導体基板を搭載するための電極基体を有し、
前記半導体基板は、その素子面側に形成された第2の外部接続用端子を有し、
前記半導体基板の素子面と前記電極基体とが対向するように、前記半導体基板の前記第2の外部接続用端子と前記電極基体の前記第1の外部接続用端子とを接続する共に、前記半導体基板の素子面側に形成された前記電力供給源接続用端子と前記電極基体の前記第3の電力供給源接続用端子とを接続し、
前記電力供給源は、対向する両端部を少なくとも含む複数方向の端部に前記接続リードを備え、この接続リードは、前記電極基体の前記第4の電力供給源接続用端子と接続されることを特徴とする自己破壊型半導体装置。The self-destructive semiconductor device according to claim 1 or 2 ,
Furthermore, a first external connection terminal, a plurality of third power supply source connection terminals for positive and negative electrodes, and a positive electrode and a negative electrode connected to each of these third power supply source connection terminals A plurality of fourth power supply source connection terminals each having an electrode base for mounting the semiconductor substrate;
The semiconductor substrate has a second external connection terminal formed on the element surface side,
Wherein as the element surface of the semiconductor substrate and said electrode substrate are opposed together connecting the first external connection terminal of the second external connection terminal and the electrode substrate of the semiconductor substrate, the semiconductor and connecting the third terminals for power supply connection of the power supply connection terminal and the electrode substrate which is formed on the element surface side of the substrate,
Wherein the power source comprises the connecting lead to the end of the plurality of directions including at least the opposite ends, the connection lead to be connected to the fourth power supply connection terminal of the electrode substrate A self-destructive semiconductor device.
さらに、第1の外部接続用端子が形成された、前記半導体基板を搭載するための電極基体を有し、Furthermore, it has an electrode base for mounting the semiconductor substrate on which the first external connection terminal is formed,
前記半導体基板は、その素子面側に形成された第2の外部接続用端子を有し、The semiconductor substrate has a second external connection terminal formed on the element surface side,
前記電力供給源は、対向する両端部を少なくとも含む複数方向の端部に前記接続リードを備え、この接続リードは、前記半導体基板の端を回るようにして前記半導体基板の素子面側に形成された前記第1、第2の電力供給源接続用端子と接続され、The power supply source includes the connection leads at end portions in a plurality of directions including at least opposite ends, and the connection leads are formed on the element surface side of the semiconductor substrate so as to go around the end of the semiconductor substrate. Connected to the first and second power supply source connection terminals,
前記半導体基板の素子面と前記電極基体とが対向するように、前記半導体基板の前記第2の外部接続用端子と前記電極基体の前記第1の外部接続用端子とを接続することを特徴The second external connection terminal of the semiconductor substrate and the first external connection terminal of the electrode base are connected so that the element surface of the semiconductor substrate faces the electrode base. とする自己破壊型半導体装置。A self-destructive semiconductor device.
さらに、第1の外部接続用端子と、正極及び負極用各々複数個ずつの第3の電力供給源接続用端子と、これら第3の電力供給源接続用端子の各々と接続される正極及び負極用各々複数個ずつの第4の電力供給源接続用端子とが形成された、前記半導体基板を搭載するための電極基体を有し、Furthermore, a first external connection terminal, a plurality of third power supply source connection terminals for positive and negative electrodes, and a positive electrode and a negative electrode connected to each of these third power supply source connection terminals A plurality of fourth power supply source connection terminals each having an electrode base for mounting the semiconductor substrate;
前記半導体基板は、その素子面側に形成された第2の外部接続用端子を有し、The semiconductor substrate has a second external connection terminal formed on the element surface side,
前記半導体基板の素子面と前記電極基体とが対向するように、前記半導体基板の前記第2の外部接続用端子と前記電極基体の前記第1の外部接続用端子とを接続する共に、前記半導体基板の素子面側に形成された前記第1、第2の電力供給源接続用端子と前記電極基体の前記第3の電力供給源接続用端子とを接続し、The second external connection terminal of the semiconductor substrate and the first external connection terminal of the electrode substrate are connected so that the element surface of the semiconductor substrate faces the electrode substrate, and the semiconductor Connecting the first and second power supply source connecting terminals formed on the element surface side of the substrate and the third power supply source connecting terminal of the electrode base;
前記電力供給源は、対向する両端部を少なくとも含む複数方向の端部に前記接続リードを備え、この接続リードは、前記電極基体の前記第4の電力供給源接続用端子と接続されることを特徴とする自己破壊型半導体装置。The power supply source includes the connection lead at a plurality of end portions including at least opposite end portions, and the connection lead is connected to the fourth power supply source connection terminal of the electrode base. A self-destructive semiconductor device.
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