KR100784379B1 - Semiconductor integrated circuit with de-capsulation function - Google Patents

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Abstract

여기에 개시되는 스마트카드의 디-캡슐레이션 검출 회로는 제 1 및 제 2 전압 분배기들과 비교기로 구성된다. 상기 제 1 전압 분배기는 제 1 및 제 2 커패시터들을 가지며, 전원 전압을 분배하여 제 1 전압을 출력한다. 상기 제 2 전압 분배기는 제 3 및 제 4 커패시터들을 가지며, 상기 전원 전압을 분배하여 제 2 전압을 출력한다. 상기 비교기는 상기 제 1 전압과 상기 제 2 전압을 비교하여 상기 비교 결과로서 비교 신호를 출력한다. 상기 제 1 및 제 4 커패시터들 각각은 상기 스마트카드에 형성된 복수 개의 메탈 라인들 중 최상위층에 배열된 메탈 라인으로 형성되고, 상기 제 2 및 제 3 커패시터들 각각은 나머지 메탈 라인들 중 하나의 메탈 라인으로 형성된다.The de-encapsulation detection circuit of the smart card disclosed herein consists of first and second voltage dividers and a comparator. The first voltage divider has first and second capacitors, and distributes a power supply voltage to output a first voltage. The second voltage divider has third and fourth capacitors, and divides the power supply voltage to output a second voltage. The comparator compares the first voltage and the second voltage and outputs a comparison signal as the comparison result. Each of the first and fourth capacitors is formed of a metal line arranged on a top layer of a plurality of metal lines formed on the smart card, and each of the second and third capacitors is one metal line of the remaining metal lines. Is formed.

디-캡슐레이션, 비교기, 메탈 라인, 커패시터, 전압 분배기De-Encapsulation, Comparators, Metal Lines, Capacitors, Voltage Dividers

Description

디-캡슐레이션 방지 기능을 갖는 반도체 집적 회로{SEMICONDUCTOR INTEGRATED CIRCUIT WITH DE-CAPSULATION FUNCTION}Semiconductor Integrated Circuits with De-Encapsulation Protection {SEMICONDUCTOR INTEGRATED CIRCUIT WITH DE-CAPSULATION FUNCTION}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디-캡슐레이션 검출 회로를 보여주는 회로도;1 is a circuit diagram showing a decapsulation detection circuit according to a preferred embodiment of the present invention;

도 2a는 보호막이 제거되기 전 도 1에 도시된 메탈 커패시터들을 보여주는 단면도; 그리고2A is a cross-sectional view showing the metal capacitors shown in FIG. 1 before the protective film is removed; And

도 2b는 보호막이 제거된 후 도 1에 도시된 메탈 커패시터들을 보여주는 단면도이다.FIG. 2B is a cross-sectional view illustrating the metal capacitors shown in FIG. 1 after the protective film is removed. FIG.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100 : 디-캡슐레이션 회로 120, 140 : 전압 분배기100: decapsulation circuit 120, 140: voltage divider

160 : 비교기160: comparator

본 발명은 반도체 집적 회로에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 반도체 집적 회로 칩의 표면에 형성된 보호막 (또는, 산화막)이 제거되었는 지의 여부를 검출하는 디-캡슐레이션 검출 회로에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor integrated circuits, and more particularly, to a decapsulation detection circuit that detects whether a protective film (or an oxide film) formed on a surface of a semiconductor integrated circuit chip has been removed.                         

일반적으로 스마트카드라고 불리는 IC 카드는 기존의 마그네틱 스트립 카드(magnetic stripe card)와 같은 모양과 크기를 가지며, 접촉식과 비접촉식 두 종류 즉, 메모리 카드와 칩 카드가 있다. 좀 더 정확히 구분하면, 마이크로프로세서가 내장된 IC 카드를 스마트카드라 하며, 마이크로프로세서를 내장하지 않은 비접촉식 카드와 메모리 카드는 '비접촉식 IC카드, 메모리 카드'라는 별도의 명칭으로 불리어진다. 스마트카드는 중앙 처리 장치, 응용프로그램을 저장하는 EEPROM, ROM, RAM으로 이루어져 있다. 스마트카드가 갖고 있는 가장 기본적인 장점은 고신뢰성/보안성, 대용량 데이터의 저장, 전자지갑(E-purse) 기능과 더불어 다양한 어플리케이션을 탑재할 수 있다.In general, an IC card, called a smart card, has the same shape and size as a conventional magnetic stripe card, and there are two types of contact and contactless devices, a memory card and a chip card. More precisely, an IC card with a built-in microprocessor is called a smart card, and a contactless card and a memory card without a built-in microprocessor are referred to as a separate name of 'contactless IC card and memory card'. A smart card consists of a central processing unit, EEPROM, ROM, and RAM that store application programs. The most basic advantages of smart cards are high reliability / security, large data storage, and electronic wallet (E-purse) functions, and various applications can be loaded.

앞서 설명된 바와 같이, 스마트카드 내부에 저장된 데이터는 안전한 보관이 주 목적이며, 외부로 유출시에는 사용자에게나 시스템 운영자에게도 커다란 위험 인자가 된다. 특히, 스마트카드 내부의 데이터를 알아내기 위해서 직접적인 칩 내부의 신호를 모니터링하는 경우, 치명적인 데이터의 손실로 이어지는 경우가 있다. 이러한 모니터링 방법들 중 하나는 일반적으로 칩의 표면을 덮고 있는 실리콘 산화막 (SiO2)을 제거하고 칩 표면에 노출된 메탈 라인을 오실로스코프 (oscilloscope)를 이용하여 모니터링하는 방법이다. 여기서, 칩 표면의 보호막으로서 사용되는 실리콘 산화막을 제거하는 것을 "디-캡슐레이션" (de-capsulation)이라 한다. 칩 내부 신호의 모니터링을 방지하기 위해 칩을 디-캡슐레이션하는 경우, 칩의 디-캡슐레이션 사실을 알려주는 검출 장치가 필요하다.As described above, the data stored inside the smart card has a main purpose of safe storage, and when it is leaked to the outside, it is a great risk factor for the user and the system operator. In particular, monitoring signals directly inside the chip to find out the data inside the smart card can lead to fatal data loss. One of such monitoring methods is a method of removing a silicon oxide layer (SiO 2) covering a surface of a chip and monitoring a metal line exposed to the surface of the chip using an oscilloscope. Here, removing the silicon oxide film used as the protective film on the chip surface is referred to as "de-capsulation". When de-encapsulating a chip to prevent monitoring of the chip's internal signals, a detection device is needed that indicates the chip's de-encapsulation.

그러한 검출 장치는 다음과 같은 방법으로 구현될 수 있다. 칩 내부의 라인 들 중 일부를 폴리실리콘을 이용하여 만들고 실리콘 산화막을 제거하여 폴리실리콘 라인을 칩 내부에 배치하며 폴리실리콘 라인의 연결 상태에 따라 동작이 결정되는 회로를 넣음으로써 검출 장치가 구현될 수 있다. 만약 실리콘 산화막이 제거되면, 실리콘 산화막과 유사한 성질을 갖는 폴리실리콘 라인 역시 끊어지며, 그 결과 폴리실리콘 라인에 연결된 회로가 동작하지 않는다.Such a detection device can be implemented in the following way. By detecting some of the lines inside the chip using polysilicon, removing the silicon oxide film, placing the polysilicon line inside the chip, and inserting a circuit in which the operation is determined according to the connection state of the polysilicon line, the detection apparatus can be implemented. have. If the silicon oxide film is removed, the polysilicon line having properties similar to that of the silicon oxide film is also broken, so that a circuit connected to the polysilicon line does not operate.

반도체 제조 공정이 발전해감에 따라 회로 선폭이 작아지고, 선간의 간격이 좁아진다. 또한 복잡한 회로를 작은 면적에 구현해야 하기 때문에, 소자를 연결하는 메탈 라인을 다층으로 쌓아 라인 토포로지 (topology)가 높아지는 현상이 나타나고 있다. 앞서 설명된 디-캡슐레이션 검출 장치는 모오스 트랜지스터의 게이트로 쓰이는 폴리실리콘 라인을 칩의 보호막으로 쓰이는 실리콘 산화막과 같이 칩 표면에 나오도록 배치함으로써 칩의 디-캡슐레이션 여부를 검출한다.As the semiconductor manufacturing process develops, the circuit line width becomes smaller and the space between lines becomes smaller. In addition, since complex circuits have to be implemented in a small area, the line topology is increased by stacking the metal lines connecting the devices in multiple layers. The de-encapsulation detection device described above detects whether a chip is de-encapsulated by arranging a polysilicon line used as a gate of a MOS transistor to come out on the surface of the chip together with a silicon oxide film used as a protective film of the chip.

하지만, 제조 공정이 점점 더 복잡해지고, 메탈층이 높아짐에 따라 게이트로 쓰이는 폴리실리콘 라인을 칩 표면에 들어내는 공정은 많은 비용과 시간이 필요로 하기 때문에, 칩의 제조 단가를 높이는 원인이 된다. 그러므로, 새로운 디-캡슐레이션 검출 회로가 요구된다.However, as the manufacturing process becomes more complicated and the metal layer becomes higher, the process of lifting the polysilicon line, which is used as a gate, on the surface of the chip requires a lot of cost and time, which causes the manufacturing cost of the chip. Therefore, a new decapsulation detection circuit is needed.

본 발명의 목적은 제조 단가의 증가없이, 반도체 집적 회로의 표면에 형성된 보호막이 제거되었는 지의 여부를 검출할 수 있는 디-캡슐레이션 검출 회로를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a decapsulation detection circuit capable of detecting whether a protective film formed on a surface of a semiconductor integrated circuit has been removed without increasing the manufacturing cost.

(구성)(Configuration)

상술한 제반 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 스마트카드는 디-캡슐레이션 검출 회로를 구비하며, 상기 디-캡슐레이션 회로는 제 1 및 제 2 전압 분배기들과 비교기로 구성된다. 상기 제 1 전압 분배기는 제 1 및 제 2 커패시터들을 가지며, 전원 전압을 분배하여 제 1 전압을 출력한다. 상기 제 2 전압 분배기는 제 3 및 제 4 커패시터들을 가지며, 상기 전원 전압을 분배하여 제 2 전압을 출력한다. 상기 비교기는 상기 제 1 전압과 상기 제 2 전압을 비교하여 상기 비교 결과로서 비교 신호를 출력한다. 상기 제 1 및 제 4 커패시터들 각각은 스마트카드에 형성된 복수 개의 메탈 라인들 중 최상위층에 배열된 메탈 라인으로 형성되고, 상기 제 2 및 제 3 커패시터들 각각은 나머지 메탈 라인들 중 하나의 메탈 라인으로 형성된다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, a smart card includes a de-encapsulation detection circuit, and the de-encapsulation circuit is composed of first and second voltage dividers and a comparator. The first voltage divider has first and second capacitors, and distributes a power supply voltage to output a first voltage. The second voltage divider has third and fourth capacitors, and divides the power supply voltage to output a second voltage. The comparator compares the first voltage and the second voltage and outputs a comparison signal as the comparison result. Each of the first and fourth capacitors is formed of a metal line arranged on a top layer of a plurality of metal lines formed on a smart card, and each of the second and third capacitors is one of the remaining metal lines. Is formed.

이 실시예에 있어서, 상기 제 1 커패시터는 상기 제 4 커패시터와 동일한 크기를 가지며, 상기 제 2 커패시터는 상기 제 3 커패시터와 동일한 크기를 갖는다.In this embodiment, the first capacitor has the same size as the fourth capacitor, and the second capacitor has the same size as the third capacitor.

이 실시예에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 커패시터들은 상기 전원 전압과 접지 전압 사이에 직렬 연결되며, 상기 제 1 및 제 2 커패시터들의 접속 노드로부터 상기 제 1 전압이 출력된다.In this embodiment, the first and second capacitors are connected in series between the power supply voltage and the ground voltage, and the first voltage is output from the connection node of the first and second capacitors.

이 실시예에 있어서, 상기 제 3 및 제 4 커패시터들은 상기 전원 전압과 접지 전압 사이에 직렬 연결되며, 상기 제 3 및 제 4 커패시터들의 접속 노드로부터 상기 제 2 전압이 출력된다.In this embodiment, the third and fourth capacitors are connected in series between the power supply voltage and the ground voltage, and the second voltage is output from the connection node of the third and fourth capacitors.

(작용) (Action)                     

이러한 회로에 의하면, 칩 표면에 형성된 보호막이 제거되는 지의 여부에 따라 커패시턴스가 변화되는 메탈 라인 커패시터들을 이용함으로써 칩 제조 단가의 증가없이 디-캡슐레이션 검출 회로를 구현할 수 있다.According to such a circuit, the de-encapsulation detection circuit can be implemented without increasing the chip manufacturing cost by using metal line capacitors whose capacitance varies depending on whether the protective film formed on the chip surface is removed.

(실시예)(Example)

이하 본 발명의 바람직한 실시예가 참도 도면들에 의거하여 상세히 설명된다. 본 발명에 따른 디-캡슐레이션 검출 회로는, 예를 들면, 8-비트 단일-칩 CMOS 컨트롤러 (삼성전자의 KS88C9408 마이크로컨트롤러)로서 스마트카드에 포함되며, 칩 표면을 덮고있는 보호막 (예를 들면, 실리콘 산화막)이 제거되었는 지의 여부를 검출하여 그 검출 결과를 스마트카드에 내장된 중앙처리장치에 제공한다. 상기 중앙처리장치는 그러한 검출 결과에 따라 제반 제어 동작 (예를 들면, 파워-오프 또는 저장된 데이터 정보의 유출을 방지하는 동작)을 수행한다. 상기 스마트카드 또는 KS88C9408 마이크로컨트롤러는 중앙처리장치, 범용 레지스터 파일 및 데이터 버퍼용 SRAM, 데이터 메모리용 EEPROM, 프로그램 메모리용 ROM, 시리얼 입출력 인터페이스, 등을 포함한다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. The de-encapsulation detection circuit according to the present invention is, for example, an 8-bit single-chip CMOS controller (Samsung Electronics' KS88C9408 microcontroller), which is included in a smart card and covers a chip surface (e.g., The silicon oxide film) is removed and the detection result is provided to the central processing unit built in the smart card. The central processing unit performs various control operations (e.g., prevents power-off or leakage of stored data information) according to the detection result. The smart card or KS88C9408 microcontroller includes a central processing unit, general purpose register file and data buffer SRAM, data memory EEPROM, program memory ROM, serial input / output interface, and the like.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디-캡슐레이션 검출 회로를 보여주는 회로도이다. 도 1을 참조하면, 디-캡슐레이션 검출 회로 (100)는 칩 표면을 덮고있는 보호막 (예를 들면, 실리콘 산화막)이 제거되었는 지의 여부를 검출하여 그 검출 결과로서 검출 신호 (nDECAP)를 출력한다. 이러한 검출 신호 (nDECAP)는 디-캡슐레이션 검출 회로가 적용되는 스마트카드의 중앙처리장치에 전달된다. 상기 디-캡슐레이션 검출 회로 (100)는 제 1 및 제 2 전압 분배기들 (120, 140), 비교기 (160), PMOS 트랜지스터 (MP4), NMOS 트랜지스터 (MN3) 그리고 인버터 (INV)로 구성된다.1 is a circuit diagram showing a decapsulation detection circuit according to a preferred embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the decapsulation detection circuit 100 detects whether a protective film (eg, silicon oxide film) covering a chip surface has been removed and outputs a detection signal nDECAP as a detection result. . This detection signal nDECAP is transmitted to the central processing unit of the smart card to which the de-encapsulation detection circuit is applied. The de-encapsulation detection circuit 100 consists of first and second voltage dividers 120 and 140, a comparator 160, a PMOS transistor MP4, an NMOS transistor MN3 and an inverter INV.

계속해서 도 1을 참조하면, 상기 제 1 전압 분배기 (120)는 제 1 및 제 2 메탈 라인 커패시터들 (MET3CAP1, MET2CAP1)로 구성되며, 전원 전압 (VDD)을 분배하여 ND1 상에 제 1 전압을 출력한다. 상기 제 1 및 제 2 메탈 라인 커패시터들 (MET3CAP1, MET2CAP1)은 이 순서로 전원 전압 (VDD)과 접지 전압 (VSS) 사이에 직렬 연결된다. 상기 제 2 전압 분배기 (140)는 제 3 및 제 4 메탈 라인 커패시터들 (MET2CAP2, MET3CAP2)로 구성되며, 상기 전원 전압 (VDD)을 분배하여 ND2 상에 제 2 전압을 출력한다. 상기 제 3 및 제 4 메탈 라인 커패시터들 (MET2CAP2, MET3CAP2)은 이 순서로 상기 전원 전압 (VDD)과 상기 접지 전압 (VSS) 사이에 직렬 연결된다.1, the first voltage divider 120 is composed of first and second metal line capacitors MET3CAP1 and MET2CAP1 and distributes a power supply voltage VDD to draw a first voltage on ND1. Output The first and second metal line capacitors MET3CAP1 and MET2CAP1 are connected in series between the power supply voltage VDD and the ground voltage VSS in this order. The second voltage divider 140 is composed of third and fourth metal line capacitors MET2CAP2 and MET3CAP2, and distributes the power supply voltage VDD to output a second voltage on ND2. The third and fourth metal line capacitors MET2CAP2 and MET3CAP2 are connected in series between the power supply voltage VDD and the ground voltage VSS in this order.

상기 비교기 (160)는 상기 제 1 전압 분배기 (120)로부터 제공되는 전압과 상기 제 2 전압 분배기 (140)로부터 제공되는 전압을 비교하여 그 비교 결과로서 비교 신호 (OUT)를 출력한다. 상기 비교기 (160)는 3개의 PMOS 트랜지스터들 (MP1-MP3)과 2개의 NMOS 트랜지스터들 (MN1, MN2)로 구성되며, 도시된 바와 같이 연결된다. 상기 PMOS 트랜지스터 (MP4)와 상기 NMOS 트랜지스터 (MN3)는 상기 전원 전압 (VDD)과 접지 전압 (VSS) 사이에 직렬 연결되며, 바이어스 전압 (VBIAS)과 비교기 (160)의 출력 신호 (OUT)에 의해서 각각 제어된다. 상기 인버터 (INV)는 상기 트랜지스터들 (MP4, MN3)의 공통 접속 노드에 연결되며, 상기 공통 접속 노드의 전위에 따라 디-캡슐레이션 검출 회로 (100)의 검출 신호 (nDECAP)를 출력한다. The comparator 160 compares the voltage provided from the first voltage divider 120 with the voltage provided from the second voltage divider 140 and outputs a comparison signal OUT as a result of the comparison. The comparator 160 is composed of three PMOS transistors MP1-MP3 and two NMOS transistors MN1 and MN2 and is connected as shown. The PMOS transistor MP4 and the NMOS transistor MN3 are connected in series between the power supply voltage VDD and the ground voltage VSS, by the bias voltage VBIAS and the output signal OUT of the comparator 160. Each controlled. The inverter INV is connected to a common connection node of the transistors MP4 and MN3 and outputs a detection signal nDECAP of the de-encapsulation detection circuit 100 according to the potential of the common connection node.                     

본 발명의 디-캡슐레이션 검출 회로 (100)에 따르면, 상기 제 1 및 제 4 메탈 라인 커패시터들 (MET3CAP1, MET3CAP2)은 동일한 크기를 가지며, 상기 제 2 및 제 3 메탈 라인 커패시터들 (MET2CAP1, MET2CAP2)은 동일한 크기를 갖는다. 상기 제 1 및 제 4 메탈 라인 커패시터들 (MET3CAP1, MET3CAP2)의 크기 (또는 용량)는 상기 제 2 및 제 3 메탈 라인 커패시터들 (MET2CAP1, MET2CAP2)보다 크게 (예를 들면, 0.05㎊만큼) 형성된다. 상기 제 1 및 제 4 메탈 라인 커패시터들 (MET3CAP1, MET3CAP2)은, 도 2a에 도시된 바와 같이, 스마트카드 즉, 칩의 최상위층에 배열된 메탈 라인을 이용하여 구현되며, 상기 제 2 및 제 3 메탈 라인 커패시터들 (MET2CAP1, MET2CAP2)은 상기 최상위층을 제외한 나머지 층들 중 하나에 배열된 메탈 라인을 이용하여 구현된다. 도 2a에서 알 수 있듯이, 메탈 라인들 (METAL3, METAL 2)은 서로 전기적으로 절연되도록 산화막 (예를 들면, 실리콘 산화막)에 의해서 절연된다.According to the de-encapsulation detection circuit 100 of the present invention, the first and fourth metal line capacitors MET3CAP1 and MET3CAP2 have the same size, and the second and third metal line capacitors MET2CAP1 and MET2CAP2. ) Have the same size. The size (or capacity) of the first and fourth metal line capacitors MET3CAP1 and MET3CAP2 is greater than the second and third metal line capacitors MET2CAP1 and MET2CAP2 (for example, by 0.05 μs). . The first and fourth metal line capacitors MET3CAP1 and MET3CAP2 are implemented using a smart card, that is, a metal line arranged on the uppermost layer of the chip, as shown in FIG. 2A, and the second and third metals. The line capacitors MET2CAP1 and MET2CAP2 are implemented using a metal line arranged in one of the remaining layers except for the top layer. As can be seen in FIG. 2A, the metal lines METAL3 and METAL 2 are insulated by an oxide film (eg, silicon oxide film) to be electrically insulated from each other.

메탈 라인들로 구현된 메탈 라인 커패시터들 각각의 커패시턴스는, 잘 알려진 바와 같이, 다음의 수학식에 의해서 결정된다.The capacitance of each of the metal line capacitors implemented with the metal lines is, as is well known, determined by the following equation.

Figure 112001007760285-pat00001
Figure 112001007760285-pat00001

여기서, A는 커패시터의 플레이트로 사용되는 메탈 라인의 면적을 나타내고, L은 동일층 상에 형성된 메탈 라인들 사이의 거리를 나타내며, Eox는 실리콘 산화막의 유전율을 나타낸다. 상기 제 1 및 제 4 메탈 라인 커패시터들 (MET3CAP1, MET3CAP2)의 크기 (또는 용량)가 상기 제 2 및 제 3 메탈 라인 커패시터들 (MET2CAP1, MET2CAP2)보다 크게 되도록 하기 위해서, 최상위층에 형성된 메탈 라인들 (METAL3)의 길이는 하부층에 형성된 메탈 라인들 (METAL2)의 길이보다 짧게 조정된다.Here, A represents the area of the metal line used as the plate of the capacitor, L represents the distance between the metal lines formed on the same layer, Eox represents the dielectric constant of the silicon oxide film. In order to make the size (or capacity) of the first and fourth metal line capacitors MET3CAP1 and MET3CAP2 larger than the second and third metal line capacitors MET2CAP1 and MET2CAP2, The length of METAL3) is adjusted to be shorter than the length of the metal lines METAL2 formed in the underlying layer.

본 발명에 따른 디-캡슐레이션 검출 회로의 동작은 다음과 같다.The operation of the decapsulation detection circuit according to the present invention is as follows.

칩 표면에 덮여진 보호막이 제거되지 않은 경우, 앞서의 가정에 따르면, 메탈 라인 커패시터들 (MET3CAP1, MET3CAP2) 각각의 크기가 메탈 라인 커패시터들 (MET2CAP1, MET2CAP2) 각각의 크기보다 크기 때문에, ND1 노드의 전압은 ND2 노드의 전압보다 상대적으로 높다. 이는 비교기 (160)의 출력 신호 (OUT)가 하이 레벨이 됨을 의미한다. NMOS 트랜지스터 (MN3)는 하이 레벨의 출력 신호 (OUT)에 의해서 턴 온되고, 그 결과 인버터 (INV)를 통해 하이 레벨의 검출 신호 (nDECAP)가 스마트카드의 중앙처리장치에 제공된다. 하이 레벨의 검출 신호 (nDECAP)는 보호막으로 사용되는 산화막이 제거되지 않음을 의미한다.If the protective layer on the chip surface is not removed, according to the previous assumption, since the size of each of the metal line capacitors MET3CAP1 and MET3CAP2 is larger than the size of each of the metal line capacitors MET2CAP1 and MET2CAP2, The voltage is relatively higher than the voltage at the ND2 node. This means that the output signal OUT of the comparator 160 is at a high level. The NMOS transistor MN3 is turned on by the high level output signal OUT, and as a result, the high level detection signal nDECAP is provided to the central processing unit of the smart card through the inverter INV. The high detection signal nDECAP means that the oxide film used as the protective film is not removed.

이에 반해서, 칩 표면에 덮여진 보호막이 제거되는 경우, 각 메탈 라인 커패시터 (MET3CAP1, MET3CAP2)의 값은 각 메탈 라인 커패시터 (MET2CAP1, MET2CAP2)의 값보다 작아진다. 이는 메탈 라인들 (METAL3) (도2b 참조) 사이에 존재했던 산화막이 제거되었기 때문이다. 즉, 공기의 유전 상수는 '1'이고, 산화막의 유전 상수는 '3.9이기 때문에, 각 메탈 라인 커패시터 (MET2CAP1, MET2CAP2)의 값은 그대로 유지되는 반면에 각 메탈 라인 커패시터 (MET3CAP1, MET3CAP2)의 값은 1/3.9로 줄어든다. 이에 따라, ND1 노드의 전압은 ND2의 전압보다 낮아지며, 비교기 (160)는 로 우 레벨의 신호 (OUT)를 출력한다. 이에 따라, NMOS 트랜지스터 (MN3)는 턴 오프되고 인버터 (INV)를 통해 로우 레벨의 검출 신호 (nDECAP)가 출력된다. 즉, 스마트카드의 중앙처리장치는 로우 레벨의 검출 신호 (nDECAP)에 따라 칩의 표면에 덮혀있던 보호막이 제거됨을 인지하고, 저장된 데이터에 대한 미리 설정된 보호 동작을 수행한다.On the contrary, when the protective film covered on the chip surface is removed, the value of each metal line capacitor MET3CAP1 and MET3CAP2 is smaller than the value of each metal line capacitor MET2CAP1 and MET2CAP2. This is because the oxide film existing between the metal lines METAL3 (see FIG. 2B) is removed. That is, since the dielectric constant of air is' 1 'and the dielectric constant of the oxide film is' 3.9, the value of each metal line capacitor (MET2CAP1, MET2CAP2) is maintained while the value of each metal line capacitor (MET3CAP1, MET3CAP2) is maintained. Decreases to 1 / 3.9. Accordingly, the voltage of the ND1 node is lower than the voltage of the ND2, and the comparator 160 outputs a low level signal OUT. Accordingly, the NMOS transistor MN3 is turned off and the low level detection signal nDECAP is output through the inverter INV. That is, the central processing unit of the smart card recognizes that the protective film covered on the surface of the chip is removed according to the low level detection signal nDECAP, and performs a preset protection operation on the stored data.

이상에서, 본 발명에 따른 회로의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.In the above, the configuration and operation of the circuit according to the present invention has been shown in accordance with the above description and drawings, but this is only an example, and various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Of course.

상술한 바와 같이, 칩 표면에 형성된 보호막이 제거되는 지의 여부에 따라 커패시턴스가 변화되는 메탈 라인 커패시터들을 이용함으로써 칩 제조 단가의 증가없이 디-캡슐레이션 검출 회로를 구현할 수 있다.As described above, the de-encapsulation detection circuit can be implemented without increasing the chip manufacturing cost by using metal line capacitors whose capacitance varies depending on whether the protective film formed on the chip surface is removed.

Claims (8)

반도체 기판 상부에 순차적으로 형성된 복수 개의 메탈 라인들을 갖는 반도체 집적 회로에 있어서:In a semiconductor integrated circuit having a plurality of metal lines sequentially formed on a semiconductor substrate: 제 1 및 제 2 커패시터들을 가지며, 전원 전압을 분배하여 제 1 전압을 출력하는 제 1 전압 분배기와;A first voltage divider having first and second capacitors and distributing a power supply voltage to output a first voltage; 제 3 및 제 4 커패시터들을 가지며, 상기 전원 전압을 분배하여 제 2 전압을 출력하는 제 2 전압 분배기 및;A second voltage divider having third and fourth capacitors, the second voltage divider dividing the power supply voltage to output a second voltage; 상기 제 1 전압과 상기 제 2 전압을 비교하여 상기 비교 결과로서 비교 신호를 출력하는 비교기를 포함하며,Comparing the first voltage and the second voltage and outputs a comparison signal as the comparison result, 상기 제 1 및 제 4 커패시터들 각각은 상기 복수 개의 메탈 라인들 중 최상위층에 배열된 메탈 라인으로 형성되며; 그리고 상기 제 2 및 제 3 커패시터들 각각은 나머지 메탈 라인들 중 하나의 메탈 라인으로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 집적 회로.Each of the first and fourth capacitors is formed of a metal line arranged on an uppermost layer of the plurality of metal lines; And each of the second and third capacitors is formed of one metal line of the remaining metal lines. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 커패시터는 상기 제 4 커패시터와 동일한 크기를 가지며, 상기 제 2 커패시터는 상기 제 3 커패시터와 동일한 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 집적 회로.And the first capacitor has the same size as the fourth capacitor, and the second capacitor has the same size as the third capacitor. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제 1 및 제 2 커패시터들은 상기 전원 전압과 접지 전압 사이에 직렬 연결되며, 상기 제 1 및 제 2 커패시터들의 접속 노드로부터 상기 제 1 전압이 출력되는 것을 특징으로 하는 반도체 집적 회로.And the first and second capacitors are connected in series between the power supply voltage and the ground voltage, and the first voltage is output from a connection node of the first and second capacitors. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제 3 및 제 4 커패시터들은 상기 전원 전압과 접지 전압 사이에 직렬 연결되며, 상기 제 3 및 제 4 커패시터들의 접속 노드로부터 상기 제 2 전압이 출력되는 것을 특징으로 하는 반도체 집적 회로.And the third and fourth capacitors are connected in series between the power supply voltage and the ground voltage, and the second voltage is output from a connection node of the third and fourth capacitors. 중앙처리장치, 범용 레지스터 파일 및 데이터 버퍼용 에스램, 데이터 메모리용 이이피롬, 프로그램 메모리용 롬을 가지며, 복수의 메탈층들로 구성된 멀티-레이어 구조의 스마트카드는 상기 멀티-레이어 구조의 최상위층 상에 형성된 보호막이 제거되었는 지의 여부를 검출하는 디-캡슐레이션 검출 회로를 포함하며,A smart card of a multi-layer structure having a central processing unit, a general register file and an SRAM for a data buffer, an EPIROM for a data memory, a ROM for a program memory, and composed of a plurality of metal layers is located on the top layer of the multi-layer structure. A decapsulation detection circuit for detecting whether the protective film formed on the substrate is removed; 상기 디-캡슐레이션 검출 회로는,The decapsulation detection circuit, 제 1 및 제 2 커패시터들을 가지며, 전원 전압을 분배하여 제 1 전압을 출력하는 제 1 전압 분배기와;A first voltage divider having first and second capacitors and distributing a power supply voltage to output a first voltage; 제 3 및 제 4 커패시터들을 가지며, 상기 전원 전압을 분배하여 제 2 전압을 출력하는 제 2 전압 분배기 및;A second voltage divider having third and fourth capacitors, the second voltage divider dividing the power supply voltage to output a second voltage; 상기 제 1 전압과 상기 제 2 전압을 비교하여 상기 비교 결과로서 비교 신호 를 출력하는 비교기를 포함하며,Comparing the first voltage and the second voltage and outputs a comparison signal as the comparison result, 상기 제 1 및 제 4 커패시터들 각각은 상기 복수 개의 메탈 라인들 중 최상위층에 배열된 메탈 라인으로 형성되며; 그리고 상기 제 2 및 제 3 커패시터들 각각은 나머지 메탈 라인들 중 하나의 메탈 라인으로 형성되는 것을 특징으로 하는 스마트카드.Each of the first and fourth capacitors is formed of a metal line arranged on an uppermost layer of the plurality of metal lines; And each of the second and third capacitors is formed of one metal line of the remaining metal lines. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 1 커패시터는 상기 제 4 커패시터와 동일한 크기를 가지며, 상기 제 2 커패시터는 상기 제 3 커패시터와 동일한 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 스마트카드.And the first capacitor has the same size as the fourth capacitor, and the second capacitor has the same size as the third capacitor. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 제 1 및 제 2 커패시터들은 상기 전원 전압과 접지 전압 사이에 직렬 연결되며, 상기 제 1 및 제 2 커패시터들의 접속 노드로부터 상기 제 1 전압이 출력되는 것을 특징으로 하는 스마트카드.And the first and second capacitors are connected in series between the power supply voltage and the ground voltage, and the first voltage is output from a connection node of the first and second capacitors. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 제 3 및 제 4 커패시터들은 상기 전원 전압과 접지 전압 사이에 직렬 연결되며, 상기 제 3 및 제 4 커패시터들의 접속 노드로부터 상기 제 2 전압이 출력되는 것을 특징으로 하는 스마트카드.And the third and fourth capacitors are connected in series between the power supply voltage and the ground voltage, and the second voltage is output from the connection node of the third and fourth capacitors.
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