KR20210153376A - Manufacturing method of unclonable security device and unclonable security device thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 기술은 복제 불가능한 보안 장치 제조 방법 및 보안 장치와 관련된다. The present technology relates to a method of manufacturing a non-replicable security device and a security device.
사물 인터넷 (IoT) 환경의 확산에는 개인 정보와 민감한 정보를 관리하기 위해 더 많은 상호 연결된 장치가 필요하며 강력한 보안 기본 요소의 필요성이 증가하고 있다. 특히, 기존의 소프트웨어 기반 암호화 및 암호 해독 절차는 비용 효율적이고 업데이트하기 쉽지만 운영 체제에 보안 결함이 있는 경우 쉽게 손상 될 수 있다. 대안적으로, PUF(physical unclonable functions)는 상기 단점을 해결하기 위한 가장 유망한 하드웨어 기반 보안 방법 중 하나로 간주된다. The proliferation of the Internet of Things (IoT) environment requires more interconnected devices to manage personal and sensitive information, increasing the need for strong security primitives. In particular, while traditional software-based encryption and decryption procedures are cost-effective and easy to update, they can be easily compromised if the operating system has security flaws. Alternatively, physical unclonable functions (PUFs) are considered as one of the most promising hardware-based security methods to solve the above shortcomings.
PUF 개념은 반도체 제조 공정에서 제어할 수 없는 변동성과 높은 임의성으로 인해 예측하기 어려운 고유 편차를 사용하여 임의의 디지털 값을 생성하는 것이다. 물리적 매개 변수는 제조 과정에서 발생하는 무작위 변형으로 키 복제를 매우 어렵게 만든다. 많은 연구원들을 통해서 플래시 메모리, 나노 전자 스위치 (NEMS) 및 저항성 랜덤 액세스 메모리 (RRAM)를 사용하는 저전력 및 고성능 보안 장치를 시연했지만, 프로세스가 복잡하고 비용이 여전히 부담이 된다.The PUF concept is to generate random digital values using intrinsic deviations that are difficult to predict due to uncontrollable variability and high randomness in the semiconductor manufacturing process. The physical parameters are random variations that occur during manufacturing, making key duplication very difficult. Although many researchers have demonstrated low-power and high-performance security devices using flash memory, nanoelectronic switches (NEMS) and resistive random access memory (RRAM), the process is complex and the cost is still burdensome.
본 기술은 상기한 종래 기술의 단점을 해소하기 위한 것이다. 본 기술로 해결하고자 하는 과제 중 하나느 복잡한 공정 단계 또는 회로 구성없이 간단하게 복제 불가능한 보안 장치를 제공하고, 이를 제작하는 방법을 제공하기 위한 것이다.The present technology is intended to solve the above disadvantages of the prior art. One of the problems to be solved by the present technology is to provide a security device that cannot be simply copied without complicated process steps or circuit configuration, and to provide a method for manufacturing the same.
본 실시예에 의한 보안 장치 제조 방법은 기판에 게이트를 형성하는 단계와, 게이트 절연막을 형성하는 단계와, CNT 층을 형성하는 단계와 소스 및 드레인을 형성하는 단계 및 노출된 CNT 층을 제거하여 채널 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.The method of manufacturing a security device according to this embodiment comprises the steps of forming a gate on a substrate, forming a gate insulating film, forming a CNT layer, forming a source and drain, and removing the exposed CNT layer to form a channel forming a pattern.
본 실시예에 의한 보안 장치는 기판과, 기판에 위치하는 게이트와, 게이트 상부에 위치하는 게이트 절연막과, 게이트 절연막 상부에 위치하는 채널 패턴과, 채널 패턴과 각각 전기적으로 연결된 드레인 및 소스를 포함하며, 채널 패턴은 반도체성 CNT 네트워크이다.The security device according to this embodiment includes a substrate, a gate positioned on the substrate, a gate insulating film positioned on the gate, a channel pattern positioned on the gate insulating film, drain and source electrically connected to the channel pattern, respectively , the channel pattern is a semiconducting CNT network.
본 실시예에 의한 보안 장치 및 보안 장치 제조 방법에 의하면, 복제 가능성이 매우 낮은 장치를 제공할 수 있다는 장점이 제공된다. According to the security device and the method for manufacturing the security device according to the present embodiment, an advantage is provided that a device having a very low copyability can be provided.
도 1은 기판과 기판 상에 형성된 산화막이 형성된 상태를 개요적으로 도시한 도면이다.
도 2는 기판 상에 게이트를 형성한 단계를 개요적으로 도시한 도면이다.
도 3은 게이트 절연층을 형성한 상태를 개요적으로 도시한 도면이다.
도 4는 CNT 층을 형성한 상태를 개요적으로 도시한 도면이다.
도 5는 소스와 드레인이 형성된 상태를 개요적으로 도시한 도면이다.
도 6은 채널 패턴이 형성된 상태를 개요적으로 도시한 도면이다.
도 7은 도 6의 A-A'를 따른 단면도이다.
도 8(a)는 본 실시예에 의한 보안 장치(10)를 촬영한 현미경 사진이고, 도 8(b)는 본 실시예에 의한 보안 장치를 매트릭스 형태로 배열한 것을 촬영한 현미경 사진이며, 도 8(c)는 매트릭스 형태로 배열된 각 보안 장치를 이용하여 암호화된 키를 형성한 것을 도시한 도면이다.
도 9(a)는 본 실시예에 의한 보안 장치의 현미경 사진이고, 도 9(b)는 채널 패턴의 확대 도면이다.
도 10(a)는 보안 장치 매트릭스에 포함된 보안 장치를 문턱 전압의 크기에 따라 계수한 결과를 나타낸다. 도 10(b)는 게이트 전압에 대한 드레인 전류를 측정한 결과를 나타내는 도면이다. 도 10(c)는 게이트 전압이 -6V일 때 드레인과 소스 사이를 흐르는 도통 전류(ION) 값에 따른 보안 장치의 계수 결과를 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating a state in which a substrate and an oxide film formed on the substrate are formed.
2 is a diagram schematically illustrating a step of forming a gate on a substrate.
3 is a view schematically illustrating a state in which a gate insulating layer is formed.
4 is a view schematically illustrating a state in which a CNT layer is formed.
5 is a diagram schematically illustrating a state in which a source and a drain are formed.
6 is a diagram schematically illustrating a state in which a channel pattern is formed.
7 is a cross-sectional view taken along line A-A' of FIG. 6 .
Fig. 8 (a) is a photomicrograph of the
Figure 9 (a) is a micrograph of the security device according to the present embodiment, Figure 9 (b) is an enlarged view of the channel pattern.
10( a ) shows a result of counting the security devices included in the security device matrix according to the magnitude of the threshold voltage. 10( b ) is a diagram illustrating a result of measuring the drain current with respect to the gate voltage. FIG. 10( c ) is a diagram illustrating a result of counting the security device according to the value of the conduction current ION flowing between the drain and the source when the gate voltage is -6V.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 실시예에 의한 복제 불가능한 보안 장치 제조 방법 및 보안 장치를 설명한다. 도 1 내지 도 6은 본 실시예에 의한 복제 불가능한 보안 장치 제조 방법의 각 단계를 개요적으로 도시한 도면들이다. 도 1은 기판(sub)과 기판 상에 형성된 산화막(110)이 형성된 상태를 개요적으로 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 기판(sub)은 반도체 기판 및 유연 기판일 수 있다. 일 예로, 기판(sub)은 실리콘 기판, PET(polyethylene terephthalate) 기판 및 PDMS(polydimethylsiloxane) 기판 등 일 수 있다. 일 실시예로, 기판(sub)에서 보안 장치(10)가 형성되는 면에는 실리콘 산화막(silicon oxide layer, 110)이 형성될 수 있다. 일 예로, 실리콘 산화막(110)은 열 증착(thermal evaporate), 전자빔 증착(e-beam evaporate), 스퍼터(sputter), 이온 도금(ion plating), PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition), 상압 플라즈마 증착 및 실리콘 기판에 대한 산화(oxidation)공정을 수행하여 형성될 수 있다. Hereinafter, a method for manufacturing a non-copyable security device and a security device according to the present embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. 1 to 6 are views schematically illustrating each step of the method for manufacturing a non-copyable security device according to the present embodiment. 1 is a diagram schematically illustrating a state in which a substrate (sub) and an
도 2는 기판(sub) 상에 게이트(gate)를 형성한 단계를 개요적으로 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 게이트(200)는 게이트 금속층을 형성하는 단계와 목적하는 형태를 가지도록 게이트 금속층을 패터닝하여 수행될 수 있다. 일 실시예로, 게이트 금속층을 형성하는 단계는 게이트 금속을 열 증착(thermal evaporate), 전자빔 증착(e-beam evaporate), 스퍼터(sputter), 이온 도금(ion plating) 및 PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition)등으로 수행될 수 있다. 2 is a diagram schematically illustrating a step of forming a gate on a substrate sub. Referring to FIG. 2 , the
형성된 게이트 금속층은 포토 레지스트(photoresist, PR)을 층을 형성, 목적하는 패턴에 상응하는 광을 제공, 현상(develop) 및 식각 과정을 포함하는 리소그래피(lithography)로 패턴될 수 있다. 일 실시예로, 식각 과정은 산소 플라즈마로 노출된 금속층을 식각하여 수행될 수 있다. The formed gate metal layer may be patterned by lithography including forming a photoresist (PR) layer, providing light corresponding to a desired pattern, developing, and etching. In an embodiment, the etching process may be performed by etching the exposed metal layer with oxygen plasma.
일 실시예로, 게이트 금속층은 게이트 금속층 및 게이트 금속층의 산화를 방지하는 배리어 금속층이 적층되어 형성될 수 있다. 일 예로, 게이트 금속층은 타이타늄(Ti), 팔라듐(Pd), 골드(Au) 및 플래티넘(Pt) 일 수 있으며, 배리어 금속층은 타이타늄 나이트라이드(TiN)일 수 있다. 일 예로, 게이트 금속층과 배리어 금속층의 두께 비율은 4:1일 수 있다. 일 예로, 게이트 금속층과 배리어 금속층의 두께는 각각 20nm, 5nm일 수 있다. In an embodiment, the gate metal layer may be formed by stacking a gate metal layer and a barrier metal layer preventing oxidation of the gate metal layer. For example, the gate metal layer may be titanium (Ti), palladium (Pd), gold (Au), or platinum (Pt), and the barrier metal layer may be titanium nitride (TiN). For example, a thickness ratio of the gate metal layer and the barrier metal layer may be 4:1. For example, the thickness of the gate metal layer and the barrier metal layer may be 20 nm and 5 nm, respectively.
도 3은 게이트 절연층(300)을 형성한 상태를 개요적으로 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면 게이트(200)의 적어도 일부를 덮도록 게이트 절연막(gate insulation layer, 300)을 형성한다. 일 실시예로, 게이트 절연막(300)은 금속 산화막으로 형성될 수 있으며, 일 예로, 알루미늄 옥사이드(Al2O3) 막 및 실리콘 옥사이드(SiO2) 막 중 어느 하나 이상을 형성하는 단계와 패터닝 단계를 수행하여 형성될 수 있다. 일 예로, 알루미늄 옥사이드(Al2O3) 막은 원자층 증착(atomic layer deposition, ALD) 공정으로 형성될 수 있다. 실리콘 옥사이드 막(SiO2)은 전자빔 증착 공정으로 형성될 수 있다. 일 실시예로, 게이트 절연막(300)은 알루미늄 옥사이드(Al2O3) 막 및 실리콘 옥사이드(SiO2) 막이 적층되어 형성될 수 있다. 3 is a diagram schematically illustrating a state in which the
도 4는 CNT 층(400)을 형성한 상태를 개요적으로 도시한 도면이다. 도 4를 참조하면, CNT 층(400)을 형성하는 단계는 반도체성 CNT 층을 형성하여 수행될 수 있다. 일 실시예로, 반도체성 CNT 층의 부착성을 향상시키기 위하여 반도체성 CNT층을 형성하는 단계 이전에 게이트 절연막(300) 표면을 poly-L-lysine으로 처리하는 접착성 향상 처리(adhesion improvement treatment) 단계를 더 수행할 수 있다. 4 is a view schematically illustrating a state in which the
CNT 층(400)을 형성하는 단계는, 반도체성 CNT가 분산된 용액을 게이트 절연층(300)상에 분무(spray), 잉크젯 프린팅(ink-jet printing), 스핀 코팅(spin coating) 및 딥 코팅(dip coating)하여 수행하거나, 증착 공정으로 수행될 수 있다. 형성된 CNT층(400)은 랜덤 퍼콜레이트 네트워크(random percolated network)의 형태로 형성되므로, 후술할 바와 같이 보안 장치(10)의 전기적 특성은 랜덤한 특징을 가진다. Forming the
도 5는 소스(610)와 드레인(620)이 형성된 상태를 개요적으로 도시한 도면이다. 도 5를 참조하면, 소스(610)와 드레인(620)을 형성하는 단계는 섀도우 마스크(shadow mask)를 이용하여 수행될 수 있다. 소스(610)와 드레인(620)을 형성하는 단계의 일 실시예로, 소스와 드레인이 형성될 영역이 오픈된 섀도우 마스크를 위치시키고, 전자빔 증착을 수행하여 섀도우 마스크에서 오픈된 영역에 금속 패턴을 증착시키고, 새도우 마스크를 리프트 오프(lift-off)하여 수행될 수 있다. 5 is a diagram schematically illustrating a state in which a
다른 실시예로, 소스(610)와 드레인(620)을 형성하는 단계는, CNT 층(400)의 상부에 금속층을 형성하고, 포토 리소그래피를 수행하여 목적하는 형태의 소스(610)와 드레인(620)을 형성할 수 있다. 이와 같이 형성된 소스(610)와 드레인(620)은 하부의 CNT층(400)과 전기적으로 연결될 수 있다. In another embodiment, in the step of forming the
도 6은 채널 패턴(410)이 형성된 상태를 개요적으로 도시한 도면이다. 도 6을 참조하면, 채널 패턴(410)은 소스(610)와 드레인(620) 사이에서 벗어나 목적하지 않은 위치에 배치된 CNT를 제거하여 수행될 수 있다. 도시된 실시예에서, 채널 패턴(410)은 소스(610)의 일 단부(S)와 드레인(620)의 일 단부(D) 사이에 위치하는 CNT를 제외하고 CNT 층(400)에서 노출된 CNT를 제거한다.6 is a diagram schematically illustrating a state in which a
게이트 절연막(300)을 제거하여 게이트(200)와 연결된 게이트 패드(210, 도 8 참조)를 형성한다. 일 실시예로, 게이트 패드(210, 도 8 참조)를 형성하는 과정은 목적하는 위치를 오픈하도록 포토 리소그래피 공정으로 게이트 절연막(300)을 제거하여 수행될 수 있다. 이와 같이 형성된 게이트 패드(210, 도 8 참조)와, 소스(610),드레인(620) 및 채널 패턴(410)은 트랜지스터를 형성한다. 또한, 채널 패턴(410)을 이루는 CNT층의 랜덤한 네트워크 특성에 따라 트랜지스터는 랜덤한 전기적 특성을 가진다.The
이하에서는 도 6 및 도 7을 참조하여 본 실시예에 의한 보안 장치(10)를 설명한다. 다만, 위에서 설명된 요소와 동일하거나 유사한 요소에 대하여는 설명을 생략할 수 있다. 도 7은 도 6의 A-A'를 따른 단면도이다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 본 실시예에 의한 보안 소자(10)는 기판(sub)과, 기판(sub)에 위치하는 게이트(200)와, 게이트(200) 상부에 위치하는 게이트 절연막(300)과, 게이트 절연막(300) 상부에 위치하는 채널 패턴(410)과, 채널 패턴과 각각 전기적으로 연결된 드레인(610) 및 소스(620)를 포함하며, 채널 패턴(410)은 반도체성 CNT 네트워크이다. Hereinafter, the
채널 패턴(410)의 일 측은 소스(610)와 전기적으로 연결되고 타측은 드레인(620)과 연결된다. 채널 패턴(410)과 소스(610) 및 드레인(620)이 접촉하는 면적이 증가할수록 접촉 저항이 감소하여 전류 구동 특성이 향상될 수 있다. One side of the
채널 패턴(410)은 상술한 바와 같이 반도체성 CNT 네트워크로 형성될 수 있다. 일 실시예로, 반도체성 CNT층(400, 도 5 참조)을 형성하는 과정에서 어느 한 탄소 나노튜브와 연결된 다른 탄소 나노튜브의 개수, 접촉 면적 등은 랜덤한 특징을 가진다. 또한, 반도체성 CNT층(400, 도 5 참조)은 99% 순도의 반도체성 CNT 용액을 사용하나, 이들 중에는 금속성 CNT가 혼재할 수 있다. 나아가, 반도체성 CNT층(400, 도 5 참조)을 형성하는 과정에서 사용되는 CNT 용액의 농도는 거시적(macroscopic)으로는 균일하나, 국부적(local)으로는 서로 농도가 상이할 수 있다. 따라서, 이러한 요소들이 채널 패턴(410)의 전기적 특성을 랜덤하게 형성하며, 보안 장치(10)를 형성하는 트랜지스터의 문턱 전압(threshold voltage)을 랜덤하게 형성한다. The
구현예implementation
이하에서는 도 8을 참조하여 본 실시예의 보안 장치(10)의 구현예를 설명한다. 도 8(a)는 본 실시예에 의한 보안 장치(10)를 촬영한 현미경 사진이고, 도 8(b)는 본 실시예에 의한 보안 장치(10)를 매트릭스 형태로 배열한 보안 장치 매트릭스(1)을 촬영한 현미경 사진이며, 도 8(c)는 보안 장치 매트릭스(1)로부터 형성된 암호화 키를 개요적으로 도시한 도면이다. Hereinafter, an implementation example of the
도 8(a)를 참조하면 보안 장치(10)는 소스(610)와 드레인(210)이 형성되어 있으며, 게이트 절연막이 오픈되어 게이트 패드(210)가 형성된 것을 확인할 수 있다. 도 8(b)는 보안 장치 매트릭스(1)를 촬영한 현미경 사진이다. 보안 장치 매트릭스(1)에 포함된 보안 장치(10)들은 채널 패턴(410)의 랜덤한 전기적 특성에 의하여 문턱 전압도 랜덤하다. Referring to FIG. 8A , it can be seen that the
보안 장치 매트릭스(1)에 포함된 보안장치(10)들의 전기적 특성을 파악하고, 이들에 대한 평균값을 연산할 수 있다. 각 보안 장치(10)들의 전기적 특성과 평균값과의 대소를 비교하고, 비교 결과에 따라 “0” 또는 “1”의 값을 부여할 수 있다. 일 예로, 보안 장치 매트릭스(1)에 포함된 보안 장치(10)들의 문턱 전압값을 구하고, 이들에 대한 평균값을 연산할 수 있다. 각 보안 장치(10)들의 문턱 전압값과 평균값과의 대소를 비교하여 “0”, “1”값을 부여할 수 있다. 다른 예로, 미리 정해진 게이트 전압을 제공하였을 때 드레인과 소스 사이를 흐르는 전류값을 측정하고, 이들의 평균값과의 대소를 비교하여 “0”, “1”값을 부여할 수 있다. The electrical characteristics of the
도 8(c)는 각 보안 장치(10)의 문턱 전압값과 평균 문턱 전압값과의 비교 결과를 도시한 도면이다. 각 보안 장치(10)의 문턱 전압값이 평균 문턱 전압값보다 작은 경우에는 “0” 값을 부여하였고, 평균 문턱 전압값보다 큰 경우에는 “1”을 부여하였다. “0”은 검정색으로, “1”은 흰색으로 도시하였다. 이와 같이 형성된 값으로 암호화 키를 형성할 수 있다. 나아가, 동일한 공정을 수행한다고 하더라도 동일한 값의 조합을 형성할 가능성은 희박하므로 복제불가능한 암호화 키를 형성할 수 있다. FIG. 8( c ) is a diagram illustrating a comparison result between a threshold voltage value of each
평가evaluation
이하에서는 도 9 및 도 10을 참조하여 본 실시예에 의한 보안 장치의 예를 평가한다. 도 9(a)는 본 실시예에 의한 보안 장치(10)의 현미경 사진이고, 도 9(b)는 채널 패턴의 확대 도면이다. 도 9(a)를 참조하면, 본 실시예에 의한 보안 장치는 소스, 드레인 및 게이트와 채널을 포함하는 트랜지스터 형태로 형성된 것을 확인할 수 있다. 도 9(b)를 참조하면, 채널 패턴을 형성하는 탄소 나노 튜브들이 서로 랜덤하게 퍼콜레이트 네트워크를 형성하도록 배치된 것을 확인할 수 있다. Hereinafter, examples of the security device according to the present embodiment will be evaluated with reference to FIGS. 9 and 10 . Figure 9 (a) is a micrograph of the
도 10은 20*20 개의 보안 장치를 포함하는 보안 장치 매트릭스의 전기적 특성을 검출한 예를 도시한 도면들이다. 각 보안 장치는 5 μm의 채널 너비(width)와 3 μm의 채널 길이(length)를 가진다. 도 10(a)는 보안 장치 매트릭스에 포함된 보안 장치를 문턱 전압(VT)의 크기에 따라 계수한 결과를 나타낸다. 도 10(a)를 참조하면, 보안 장치들의 문턱 전압(VT)은 0.5V에서 1.2V까지 변화하는 것을 확인할 수 있다. 보안 장치문턱 전압이 0.8V인 보안 장치들이 제일 많았으며, 0.8 V를 기준으로 하여 대략적인 가우시안 분포를 가지는 것으로 파악된다.10 is a diagram illustrating an example of detecting electrical characteristics of a security device matrix including 20*20 security devices. Each security device has a channel width of 5 μm and a channel length of 3 μm. 10 (a) shows the result of counting the security devices included in the security device matrix according to the magnitude of the threshold voltage (V T ). Referring to FIG. 10( a ), it can be seen that the threshold voltage (V T ) of the security devices varies from 0.5V to 1.2V. Security devices with a security device threshold voltage of 0.8V were the most common, and it is understood that they have an approximate Gaussian distribution based on 0.8V.
도 10(b)는 게이트 전압(VGS)에 대한 드레인 전류(IDS)를 측정한 결과로, 도시된 것과 같이 동일한 게이트 전압(VGS)이 인가되더라도 흐르는 전류의 값은 크게 변환하는 것을 알 수 있으며, 이는 상술한 바와 같이 보안 장치(10)의 문턱 전압이 랜덤하게 형성되기 때문인 것으로 파악된다.Figure 10 (b) is a result of measuring the drain current (I DS) to the gate voltage (V GS), the value of the same gate voltage (V GS) current flows even when applying as shown is seen that significant conversion It is understood that this is because the threshold voltage of the
도 10(c)는 게이트 전압이 -6V일 때 드레인과 소스 사이를 흐르는 도통 전류(ION) 값에 따른 보안 장치(10)의 계수 결과를 도시한 도면이다. 도시된 것과 같이 도통 전류(ION)는 0.4μA에서 1.25 μA 까지 넓게 분포하는 것을 알 수 있다. FIG. 10( c ) is a view showing the counting result of the
본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 실시를 위한 실시예로, 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.Although it has been described with reference to the embodiment shown in the drawings in order to help the understanding of the present invention, this is an embodiment for implementation, merely exemplary, and those of ordinary skill in the art will find various modifications and equivalents therefrom It will be appreciated that other embodiments are possible. Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the appended claims.
1: 보안 장치 매트릭스
10: 보안 장치
110: 산화막
sub: 기판
200: 게이트
210: 게이트 패드
300: 게이트 절연막
400: CNT층
410: 채널 패턴
610: 소스
620: 드레인
S: 소스의 일 단부
D: 드레인의 일 단부1: Security Device Matrix 10: Security Device
110: oxide film sub: substrate
200: gate 210: gate pad
300: gate insulating film 400: CNT layer
410: channel pattern 610: source
620: drain S: one end of the source
D: one end of the drain
Claims (15)
게이트 절연막을 형성하는 단계;
CNT 층을 형성하는 단계;
소스 및 드레인을 형성하는 단계 및
노출된 CNT 층을 제거하여 채널 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 보안 장치 제조 방법.forming a gate in the substrate;
forming a gate insulating film;
forming a CNT layer;
forming a source and a drain; and
A method of manufacturing a security device comprising removing the exposed CNT layer to form a channel pattern.
상기 게이트를 형성하는 단계는,
게이트 금속층을 형성하는 단계와,
게이트 금속층을 패터닝하여 상기 게이트를 형성하는 단계를 포함하는 보안 장치 제조 방법.According to claim 1,
Forming the gate comprises:
forming a gate metal layer;
and patterning a gate metal layer to form the gate.
상기 게이트를 형성하는 단계는,
상기 게이트 금속층 상에 배리어 금속층을 형성하는 단계와,
상기 게이트 금속층과 함께 상기 배리어 금속층을 패터닝하여 상기 게이트를 형성하는 단계를 포함하는 보안 장치 제조 방법.3. The method of claim 2,
Forming the gate comprises:
forming a barrier metal layer on the gate metal layer;
and patterning the barrier metal layer together with the gate metal layer to form the gate.
상기 게이트 절연막을 형성하는 단계는,
알루미늄 옥사이드(Al2O3) 및 실리콘 옥사이드(SiO2) 중 어느 하나 이상을 형성하여 수행하는 보안 장치 제조 방법.According to claim 1,
The step of forming the gate insulating film,
A method of manufacturing a security device performed by forming at least one of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and silicon oxide (SiO 2 ).
상기 CNT층을 형성하는 단계는,
상기 게이트 절연막 상부에 접착성 향상층을 형성하는 단계와,
반도체성 CNT 층을 형성하는 단계를 포함하는 보안 장치 제조 방법.According to claim 1,
The step of forming the CNT layer,
forming an adhesion-improving layer on the gate insulating film;
A method of manufacturing a security device comprising forming a semiconducting CNT layer.
상기 소스 및 상기 드레인을 형성하는 단계는,
목적하는 영역을 오픈하는 섀도우 마스크(shadow mask)를 위치시키는 단계와,
금속층을 형성하는 단계 및
상기 새도우 마스크를 리프트 오프(lift-off)하는 단계를 포함하는 보안 장치 제조 방법.According to claim 1,
Forming the source and the drain comprises:
positioning a shadow mask that opens a desired area;
forming a metal layer; and
and lifting off the shadow mask.
상기 채널 패턴을 형성하는 단계는,
상기 소스와 상기 드레인 사이에서 벗어난 CNT를 제거하여 수행하는 보안 장치 제조 방법.According to claim 1,
Forming the channel pattern comprises:
A method of manufacturing a security device performed by removing CNTs that have deviated between the source and the drain.
상기 보안 장치 제조 방법은,
게이트 패드를 형성하기 위하여 상기 게이트 절연막을 제거하는 단계를 더 포함하는 보안 장치 제조 방법.According to claim 1,
The method of manufacturing the security device,
and removing the gate insulating film to form a gate pad.
상기 기판에 위치하는 게이트;
상기 게이트 상부에 위치하는 게이트 절연막;
상기 게이트 절연막 상부에 위치하는 채널 패턴;
상기 채널 패턴과 각각 전기적으로 연결된 드레인 및 소스를 포함하며,
상기 채널 패턴은 반도체성 CNT 네트워크인 보안 장치.Board;
a gate positioned on the substrate;
a gate insulating film positioned over the gate;
a channel pattern positioned on the gate insulating layer;
and a drain and a source electrically connected to the channel pattern, respectively,
wherein the channel pattern is a semiconducting CNT network.
상기 게이트는
타이타늄(Ti), 팔라듐(Pd), 금(Au) 및 플래티넘(Pt) 중의 어느 하나의 게이트 전극 패턴 및
타이타늄(Ti), 팔라듐(Pd), 금(Au) 및 플래티넘(Pt)의 게이트 패턴과 타이타늄나이트라이드(TiN)의 배리어 패턴이 적층된 패턴 중 어느 하나를 포함하는 보안 장치.10. The method of claim 9,
the gate is
a gate electrode pattern of any one of titanium (Ti), palladium (Pd), gold (Au), and platinum (Pt); and
A security device comprising any one of a pattern in which a gate pattern of titanium (Ti), palladium (Pd), gold (Au), and platinum (Pt) and a barrier pattern of titanium nitride (TiN) are stacked.
상기 게이트 절연막은
알루미늄 옥사이드(Al2O3) 및 실리콘 옥사이드(SiO2) 중 어느 하나이상을 포함하는 보안 장치.10. The method of claim 9,
The gate insulating film is
A security device comprising at least one of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and silicon oxide (SiO 2 ).
상기 드레인 및 상기 소스는 패턴된 금(Au) 및 팔라듐(Pd) 중 어느 하나를 포함하는 보안 장치.10. The method of claim 9,
The drain and the source may include any one of patterned gold (Au) and palladium (Pd).
상기 보안 장치는,
상기 게이트 절연막으로부터 노출되고, 상기 게이트와 연결된 게이트 패드를 더 포함하는 보안 장치.10. The method of claim 9,
The security device is
and a gate pad exposed from the gate insulating layer and connected to the gate.
상기 보안 장치는,
랜덤한 전기적 특성을 가지는 복수의 상기 보안 장치들이 매트릭스(matrix)로 배치되어 형성된 보안 장치.10. The method of claim 9,
The security device is
A security device formed by disposing a plurality of the security devices having random electrical characteristics in a matrix.
상기 보안 장치는 트랜지스터로,
상기 전기적 특성은 상기 트랜지스터의 문턱 전압 및 도통 전류 중 어느 하나인 보안 장치.15. The method of claim 14,
The security device is a transistor,
wherein the electrical characteristic is any one of a threshold voltage and a conduction current of the transistor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200070333A KR102389403B1 (en) | 2020-06-10 | 2020-06-10 | Manufacturing method of unclonable security device and unclonable security device thereof |
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---|---|---|---|---|
US20180006230A1 (en) | 2016-06-29 | 2018-01-04 | International Business Machines Corporation | Physical unclonable function (puf) including a plurality of nanotubes, and method of forming the puf |
KR20190123846A (en) * | 2018-04-25 | 2019-11-04 | 광운대학교 산학협력단 | Patterning Method Using Selective Surface Treatment That Improves Performance of Thin-Film Transistor Fabricated By Solution Process |
-
2020
- 2020-06-10 KR KR1020200070333A patent/KR102389403B1/en active IP Right Grant
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KR20190123846A (en) * | 2018-04-25 | 2019-11-04 | 광운대학교 산학협력단 | Patterning Method Using Selective Surface Treatment That Improves Performance of Thin-Film Transistor Fabricated By Solution Process |
Non-Patent Citations (1)
Title |
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NATURE NANOTECHNOLOGY, 11, 559_565 (2016) * |
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