本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種半導(dǎo)體器件安全認證方法。

背景技術(shù)：

隨著數(shù)字編碼的應(yīng)用越來越廣，在承載介質(zhì)用編碼方式埋藏信息的也越來越多，埋藏在承載介質(zhì)的編碼的加密方法大都采用數(shù)字加密解密方法，這種加密解密方法原則上停留在數(shù)字層面上，因此總是能夠破譯的，因此找到一種無法破譯的方法正是本發(fā)明的目的。

另一方面，濕法刻蝕由于各向同性的特點，在刻蝕時不可避免的會存在側(cè)刻蝕(undercut)，并且側(cè)刻蝕的程度是不可控的。以形成電容器為例，如圖1a至圖1d所示，在半導(dǎo)體襯底上形成第一基板110，在所述第一基板110沉積介質(zhì)層111，并在介質(zhì)層111上形成掩膜層112，所述掩膜層112具有多個開口，接著以所述掩膜層112為掩膜刻蝕所述介質(zhì)層111，去除剩余的掩膜層112，在介質(zhì)層111上形成第二基板113。理想情況下，濕法刻蝕介質(zhì)層111時只有掩膜層暴露出來的區(qū)域被刻蝕掉，但實際情況下，由于濕法刻蝕的特性，不可避免的存在側(cè)刻蝕，如圖1c中的虛線圈所示區(qū)域，最后形成多個電容器如圖1d，由于存在側(cè)刻蝕，介質(zhì)層的厚度d及表面積s存在差異，根據(jù)電容公式c＝εs/4πkd可知，側(cè)刻蝕最終會使得多個電容器的電容值存在差異，因此，即便采用完全相同的工藝參數(shù)，在同一硅片內(nèi)的不同區(qū)域側(cè)刻蝕程度也存在差異。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體器件安全認證方法，以解決使用現(xiàn)有技術(shù)中加密解密方法停留在數(shù)字層面上，較容易破譯的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件安全認證方法，所述半導(dǎo)體器件安全認證方法包括如下步驟：

提供一半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上形成有半導(dǎo)體器件以及電容矩陣，所述電容矩陣包括多個電容器，所述電容器包括第一基板、形成于所述第一基板上的介質(zhì)層以及形成于所述介質(zhì)層上的第二基板，所述電容矩陣中包括至少一個與其他電容器介質(zhì)層的第一表面的面積存在差異的電容器，所述第一表面為介質(zhì)層靠近第二基板的一面；

多次比較所述電容矩陣中任意兩個電容器的電容值，并且每次比較的電容器不完全相同，獲得多個比較結(jié)果；

將獲得的多個比較結(jié)果構(gòu)成的序列作為所述半導(dǎo)體器件的密鑰。

可選的，在所述的半導(dǎo)體器件安全認證方法中，形成所述電容器的步驟包括：

在所述半導(dǎo)體襯底上形成第一基板；

在所述第一基板上形成介質(zhì)層；

在所述介質(zhì)層上形成掩膜層，所述掩膜層暴露所述介質(zhì)層的部分表面；

采用濕法刻蝕或者干法刻蝕與濕法刻蝕組合的方式，去除所述掩膜層暴露出的介質(zhì)層，同時所述掩膜層覆蓋的介質(zhì)層被部分刻蝕形成凹槽；

去除所述掩膜層；

在所述介質(zhì)層上形成第二基板。

可選的，在所述的半導(dǎo)體器件安全認證方法中，所述介質(zhì)層為氧化硅層，采用濕法刻蝕去除所述掩膜層暴露出的介質(zhì)層。

可選的，在所述的半導(dǎo)體器件安全認證方法中，所述介質(zhì)層包括依次形成于所述第一基板上的第一氧化硅層、氮化硅層以及第二氧化硅層，先采用干法刻蝕去除所述掩膜層暴露出的第二氧化硅層和氮化硅層，再采用濕法刻蝕去除所述掩膜層暴露出的第一氧化硅層。

可選的，在所述的半導(dǎo)體器件安全認證方法中，所述介質(zhì)層厚度為

可選的，在所述的半導(dǎo)體器件安全認證方法中，所述第一基板和/或第二基板為多晶硅層。

可選的，在所述的半導(dǎo)體器件安全認證方法中，形成所述電容器的步驟包括：

在所述半導(dǎo)體襯底上形成第一基板；

在所述第一基板上形成第一介質(zhì)層；

在所述第一介質(zhì)層上形成掩膜層，所述掩膜層暴露所述第一介質(zhì)層的部分表面；

采用濕法刻蝕或者干法刻蝕與濕法刻蝕組合的方式，去除所述掩膜層暴露出的第一介質(zhì)層，同時所述掩膜層覆蓋的第一介質(zhì)層被部分刻蝕形成凹槽；

去除所述掩膜層；

在所述第一介質(zhì)層上形成第二介質(zhì)層，所述第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層共同構(gòu)成所述介質(zhì)層；

在所述第二介電層上形成第二基板。

可選的，在所述的半導(dǎo)體器件安全認證方法中，所述第一介質(zhì)層為氧化硅層，采用濕法刻蝕去除所述掩膜層暴露出的介質(zhì)層。

可選的，在所述的半導(dǎo)體器件安全認證方法中，所述第一介質(zhì)層包括依次形成于所述第一基板上的第一氧化硅層、氮化硅層以及第二氧化硅層，先采用干法刻蝕去除所述掩膜層暴露出的第二氧化硅層和氮化硅層，再采用濕法刻蝕去除所述掩膜層暴露出的第一氧化硅層。

可選的，在所述的半導(dǎo)體器件安全認證方法中，所述第一介質(zhì)層厚度為所述第二介質(zhì)層的厚度為

可選的，在所述的半導(dǎo)體器件安全認證方法中，所述第二介質(zhì)層為氧化硅層。

可選的，在所述的半導(dǎo)體器件安全認證方法中，所述第一基板和/或第二基板為多晶硅層。

可選的，在所述的半導(dǎo)體器件安全認證方法中，所述第一基板包括第一區(qū)域以及包圍所述第一區(qū)域的第二區(qū)域，所述掩膜層覆蓋所述第一區(qū)域并暴露所述第二區(qū)域，或者，所述掩膜層暴露所述第一區(qū)域并覆蓋所述第二區(qū)域。

可選的，在所述的半導(dǎo)體器件安全認證方法中，所述電容矩陣的數(shù)量為多個，比較所述電容矩陣中兩個電容器的電容值時，所述兩個電容器是選自同一電容矩陣或者不同的電容矩陣。

可選的，在所述的半導(dǎo)體器件安全認證方法中，所述比較結(jié)果采用0或者1 表示。

可選的，在所述的半導(dǎo)體器件安全認證方法中，所述兩個電容器分別為第一電容器和第二電容器，若所述第二電容器的電容值小于第一電容器的電容值則比較結(jié)果為0，若所述第二電容器的電容值大于所述第一電容器的電容值則比較結(jié)果為1。

可選的，在所述的半導(dǎo)體器件安全認證方法中，所述兩個電容器分別為第一電容器和第二電容器，若所述第二電容器的電容值小于等于所述第一電容器的電容值則比較結(jié)果為0，若所述第二電容器的電容值大于所述第一電容器的電容值則比較結(jié)果為1。

可選的，在所述的半導(dǎo)體器件安全認證方法中，所述兩個電容器分別為第一電容器和第二電容器，若所述第二電容器的電容值小于所述第一電容器的電容值則比較結(jié)果為0，若所述第二電容器的電容值大于等于所述第一電容器的電容值則比較結(jié)果為1。

在本發(fā)明所提供的半導(dǎo)體器件安全認證方法中，提供一半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上形成有半導(dǎo)體器件以及電容矩陣，所述電容矩陣包括多個電容器，所述電容器包括第一基板、形成于所述第一基板上的介質(zhì)層以及形成于所述介質(zhì)層上的第二基板，所述電容矩陣中包括至少一個與其他電容器介質(zhì)層的第一表面的面積存在差異的電容器，所述第一表面為介質(zhì)層靠近第二基板的一面；多次比較所述電容矩陣中任意兩個電容器的電容值，并且每次比較的電容器不完全相同，獲得多個比較結(jié)果；將獲得的多個比較結(jié)果構(gòu)成的序列作為所述半導(dǎo)體器件的密鑰。所述電容矩陣中包括至少一個與其他電容器介質(zhì)層的第一表面的面積存在差異的電容器，因此電容矩陣中至少部分電容器的電容值存在差異，利用電容值差異應(yīng)用于半導(dǎo)體器件的安全認證，具有廣泛的發(fā)展前景。

附圖說明

圖1a～1d是現(xiàn)有技術(shù)中形成電容器的部分步驟的剖面示意圖；

圖1是本發(fā)明半導(dǎo)體器件安全認證方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明實施例一中電容器的制造方法的流程圖；

圖2a～2e是本發(fā)明實施例一中半導(dǎo)體器件安全認證方法中各個步驟的剖面 示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例二中電容器的制造方法的流程圖；

圖3a～3f是本發(fā)明實施例二中半導(dǎo)體器件安全認證方法中各個步驟的剖面示意圖；

圖中，

圖1a～1d中：第一基板110；介質(zhì)層111；掩膜層112；第二基板113；

圖2a～2e中：第一基板210；介質(zhì)層211；掩膜層212；第二基板213；凹槽214；

圖3a～3f中：第一基板310；第一介質(zhì)層311a；第二介質(zhì)層311b；掩膜層312；第二基板313；凹槽314。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提出的半導(dǎo)體器件安全認證方法作進一步詳細說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。

本申請的核心思想在于：基于物理不可克隆技術(shù)，制造的電容器體現(xiàn)出來的電容參數(shù)各不相同，進而利用該電容器制備的裝置具有獨特的“指紋”，來保護其加密密鑰，使得它很難被復(fù)制，從而有效保護用戶的數(shù)據(jù)文件。這里的電容器體現(xiàn)的不可克隆的地方在于在制備電容器過程中，使得電容器的介質(zhì)層面積存在差異，造成兩個電容矩陣中相同位置的電容器的電容值存在差異，利用電容差異應(yīng)用于半導(dǎo)體器件的安全認證，具有廣泛的發(fā)展前景。

請參考圖1，其為本發(fā)明半導(dǎo)體器件安全認證方法的流程圖。如圖1所示，所述半導(dǎo)體器件安全認證方法包括如下步驟：

首先，執(zhí)行步驟s1，提供一半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上形成有半導(dǎo)體器件以及電容矩陣，所述電容矩陣包括多個電容器，所述電容器包括第一基板、形成于所述第一基板上的介質(zhì)層以及形成于所述介質(zhì)層上的第二基板，所述電容矩陣中包括至少一個與其他電容器介質(zhì)層的第一表面的面積存在差異的電容器，所述第一表面為介質(zhì)層靠近第二基板的一面；具體電容矩陣中電容器的結(jié) 構(gòu)可以參考如圖1和/或圖3。

接著，執(zhí)行步驟s2，多次比較所述電容矩陣中任意兩個電容器的電容值，并且每次比較的電容器不完全相同，獲得多個比較結(jié)果；

接著，執(zhí)行步驟s3，將獲得的多個比較結(jié)果構(gòu)成的序列作為所述半導(dǎo)體器件的密鑰。

進一步地，所述電容矩陣的數(shù)量為多個，比較所述電容矩陣中兩個電容器的電容值時，所述兩個電容器是選自同一電容矩陣或者不同的電容矩陣。

較佳的，以電容矩陣的數(shù)量為兩個為例進行說明，假設(shè)比較所述電容矩陣中兩個電容器的電容值時，所述兩個電容器是選自不同的電容矩陣，這里每次選擇兩個電容矩陣中相同位置的電容器進行比較。例如，兩個電容矩陣分別為矩陣a、矩陣b，矩陣a中包括電容器a11、電容器a12…電容器a1n,矩陣b中包括電容器b11、電容器b12…電容器b1n,則矩陣a和矩陣b中相同位置是指位于矩陣中同行同列的元素，例如電容器a11與電容器b11，電容器a12與電容器b12。這里通過預(yù)先設(shè)定比較結(jié)果采用0或者1表示。例如設(shè)a11>b11時，輸出結(jié)果1，a11<b11時，輸出結(jié)果0，依次根據(jù)需要進行設(shè)定比較規(guī)則，將兩個矩陣中n個位置的比較結(jié)果都做預(yù)先設(shè)定，最終獲得n個比較結(jié)果，接下來n個比較結(jié)果構(gòu)成的序列作為所述半導(dǎo)體器件的密鑰。由于每個矩陣中每個位置的電容器的結(jié)構(gòu)都是不可克隆的，因此每個半導(dǎo)體器件上用于安全認證的電容矩陣都是無法克隆的。當(dāng)然，預(yù)先設(shè)定的比較規(guī)則包括但不局限于上面一種，例如：設(shè)定所述兩個電容器分別為第一電容器和第二電容器，若所述第二電容器的電容值小于第一電容器的電容值則比較結(jié)果為0，若所述第二電容器的電容值大于所述第一電容器的電容值則比較結(jié)果為1；或者，若所述第二電容器的電容值小于等于所述第一電容器的電容值則比較結(jié)果為0，若所述第二電容器的電容值大于所述第一電容器的電容值則比較結(jié)果為1；或者，所述兩個電容器分別為第一電容器和第二電容器，若所述第二電容器的電容值小于所述第一電容器的電容值則比較結(jié)果為0，若所述第二電容器的電容值大于等于所述第一電容器的電容值則比較結(jié)果為1。

這里密鑰長度與比較所述電容矩陣中任意兩個電容器的電容值的次數(shù)有關(guān)，比較次數(shù)越多，最終獲得的密碼長度越長，因此利用本申請方法可以根據(jù) 實際需要獲得不同長度的密鑰，進而提高半導(dǎo)體器件的安全。

下面就如何制備出不可克隆的電容器的方法做詳細的闡述，這里以兩種不同結(jié)構(gòu)的電容器為例做具體解釋，電容器的結(jié)構(gòu)不同主要是介質(zhì)層的結(jié)構(gòu)不同決定的，表現(xiàn)為介質(zhì)層的厚度及面積的差異。

實施例一

請參考圖2及圖2a～2e所示的內(nèi)容對本實施例中電容器的制造方法進行理解，形成所述電容器的步驟包括：

首先，執(zhí)行步驟s10，在所述半導(dǎo)體襯底上形成第一基板210。

接著，執(zhí)行步驟s11，請參考圖2a，在所述第一基板210上形成介質(zhì)層211；其中，所述介質(zhì)層211厚度為介質(zhì)層211為氧化硅層或依次形成于所述第一基板210上的第一氧化硅層、氮化硅層以及第二氧化硅層(ono)。

接著，執(zhí)行步驟s12，請參考圖2b，在所述介質(zhì)層211上形成掩膜層212，所述掩膜層212暴露所述介質(zhì)層211的部分表面；

接著，執(zhí)行步驟s13，請參考圖2c，采用濕法刻蝕或者干法刻蝕與濕法刻蝕組合的方式，去除所述掩膜層212暴露出的介質(zhì)層211，同時所述掩膜層212覆蓋的介質(zhì)層211被部分刻蝕形成凹槽214，這里的凹槽214主要是因濕法刻蝕的特性，使得介質(zhì)層211存在側(cè)刻蝕形成的。

具體的，當(dāng)所述介質(zhì)層211為氧化硅層時，采用濕法刻蝕去除所述掩膜層212暴露出的介質(zhì)層211。當(dāng)所述介質(zhì)層211包括依次形成于所述第一基板210上的第一氧化硅層、氮化硅層以及第二氧化硅層，先采用干法刻蝕去除所述掩膜層212暴露出的第二氧化硅層和氮化硅層，再采用濕法刻蝕去除所述掩膜層212暴露出的第一氧化硅層。

接著，執(zhí)行步驟s14，請參考圖2d，去除所述掩膜層212；

接著，執(zhí)行步驟s15，請參考圖2e，在所述介質(zhì)層211上形成第二基板213。

實施例二

請參考圖3及圖3a～3f所示的內(nèi)容對本實施例中電容器的制造方法進行理解。比較圖3與圖1中電容器的流程圖及圖2e與圖3f可知，兩者的區(qū)別在于實施例一中介質(zhì)層211是單次形成，為了確保形成的電容器的性能，需要實施例 一中介質(zhì)層211的厚度大于等于實施例二中，因為實施例二中介質(zhì)層311需要兩次淀積，包括第一介質(zhì)層311a和第二介質(zhì)層311b，第一介質(zhì)層311a和第二介質(zhì)層311b厚度之和為介質(zhì)層311的厚度。

具體的，形成本實施例中的電容器的步驟包括：

首先，執(zhí)行步驟s20，在所述半導(dǎo)體襯底上形成第一基板310；

接著，執(zhí)行步驟s21，請參考圖3a，在所述第一基板310上形成第一介質(zhì)層311a；其中，第一介質(zhì)層311a厚度為所述第一介質(zhì)層311a為氧化硅層或依次形成于所述第一基板310上的第一氧化硅層、氮化硅層以及第二氧化硅層(ono)。

接著，執(zhí)行步驟s22，請參考圖3b，在所述第一介質(zhì)層311a上形成掩膜層312，所述掩膜層312暴露所述第一介質(zhì)層311a的部分表面；

接著，執(zhí)行步驟s23，請參考圖3c，采用濕法刻蝕或者干法刻蝕與濕法刻蝕組合的方式，去除所述掩膜層312暴露出的第一介質(zhì)層311a，同時所述掩膜層312覆蓋的第一介質(zhì)層311a被部分刻蝕形成凹槽314。

具體的，當(dāng)所述第一介質(zhì)層311a為氧化硅層時，采用濕法刻蝕去除所述掩膜層312暴露出的第一介質(zhì)層311a。當(dāng)所述第一介質(zhì)層311a包括依次形成于所述第一基板310上的第一氧化硅層、氮化硅層以及第二氧化硅層，先采用干法刻蝕去除所述掩膜層312暴露出的第二氧化硅層和氮化硅層，再采用濕法刻蝕去除所述掩膜層312暴露出的第一氧化硅層。

接著，執(zhí)行步驟s24，請參考圖3d，去除所述掩膜層312；

接著，執(zhí)行步驟s25，請參考圖3e，在所述第一介質(zhì)層311a上形成第二介質(zhì)層311b，所述第一介質(zhì)層311a和第二介質(zhì)層311b共同構(gòu)成所述介質(zhì)層311；當(dāng)介質(zhì)層通過兩次淀積形成時，為了確保制備的電容器中介質(zhì)層的厚度(介質(zhì)層的厚度等于第一介質(zhì)層311a厚度和第二介質(zhì)層311b厚度之和)，在經(jīng)刻蝕后的第一介質(zhì)層311a上淀積一層厚度為的第二介質(zhì)層311b，第二介質(zhì)層311b為氧化硅層。

接著，執(zhí)行步驟s26，請參考圖3f，在所述第二介電層上形成第二基板313。這里，所述第一基板310和/或第二基板313為多晶硅層。對于第一基板310和第二基板313的具體材質(zhì)包括但不局限于多晶硅，這里不再做過多的贅述。

采用實施例二的方法形成電容器的過程中，第一介質(zhì)層311a被部分刻蝕形成凹槽314的分布位置不是固定的，凹槽314的位置主要與掩膜層312暴露第一介質(zhì)層311a的位置有關(guān)，由于濕法刻蝕的特性，第一介質(zhì)層311a存在側(cè)刻蝕，使得最終形成的凹槽314的形貌也存在差異。

具體的，設(shè)定所述第一基板310包括第一區(qū)域以及包圍所述第一區(qū)域的第二區(qū)域，所述掩膜層312覆蓋所述第一區(qū)域并暴露所述第二區(qū)域，或者，所述掩膜層312暴露所述第一區(qū)域并覆蓋所述第二區(qū)域。

當(dāng)所述掩膜層312覆蓋所述第一區(qū)域并暴露所述第二區(qū)域時，采用實施例二的方法形成的電容器的結(jié)構(gòu)如圖3f所示。

當(dāng)所述掩膜層312覆蓋所述第一區(qū)域并暴露所述第二區(qū)域時，采用實施例二的方法形成的電容器的結(jié)構(gòu)如圖4所示。

同理，所述掩膜層312覆蓋所述第一區(qū)域并暴露所述第二區(qū)域，或者，所述掩膜層312暴露所述第一區(qū)域并覆蓋所述第二區(qū)域，采用實施例一的方法形成的電容器的結(jié)構(gòu)與采用實施例二的方法形成的電容器的結(jié)構(gòu)相似，只是實施例一中介質(zhì)層為單次形成，但兩實施例在暴露第一基板相同位置時形成凹槽的位置是相同的，這里就不做過多的贅述。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

綜上，在本發(fā)明所提供的半導(dǎo)體器件安全認證方法中，提供一半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上形成有半導(dǎo)體器件以及電容矩陣，所述電容矩陣包括多個電容器，所述電容器包括第一基板、形成于所述第一基板上的介質(zhì)層以及形成于所述介質(zhì)層上的第二基板，所述電容矩陣中包括至少一個與其他電容器介質(zhì)層的第一表面的面積存在差異的電容器，所述第一表面為介質(zhì)層靠近第二基板的一面；多次比較所述電容矩陣中任意兩個電容器的電容值，并且每次比較的電容器不完全相同，獲得多個比較結(jié)果；將獲得的多個比較結(jié)果構(gòu)成的序列作為所述半導(dǎo)體器件的密鑰。由于所述電容矩陣中包括至少一個與其他電容器介質(zhì)層的第一表面的面積存在差異的電容器，因此電容矩陣中至少部分電容器的電容值存在差異，利用電容值差異應(yīng)用于半導(dǎo)體器件的安全認證，具有廣泛的發(fā)展前景。

上述描述僅是對本發(fā)明較佳實施例的描述，并非對本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā)明領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書的保護范圍。