所述至少一个高k/金属栅的电压响应(例如，阈值电压(Vt))、电感响应、电阻响应、电容响应、以及其它属性。签名可以包括一个或多个反映一个或多个高k/金属栅中的每一个对一个或多个施加的信号的响应的模拟值。
[0044]紧接着步骤360，方法300还可以继续执行步骤370，其中方法对签名使用阈值来导出密钥。例如，如上所述，在步骤320中添加的至少一个高k/金属栅的签名可以包括一个或多个代表一个或多个高k/金属栅对施加的信号的响应的模拟波形。因此，在一个实施例中，方法300使用计数器来计数压控振荡器或类似器件的信号的振荡信号/周期，来得到签名。此外，如图4所示的例子，为了得到一个二进制表示可以应用阈值。在各种实施例中，作为输出的二进制表示的集合，除了别的之外，形成了可用于加密和认证目的的集成电路的密钥。例如，该密钥可以存储在随机存取存储器(RAM)上。此后，为了执行各种计算，处理器可以从RAM上访问该密钥。因为RAM是易失的，当器件掉电时，密钥自动从RAM中擦除。每次器件/芯片裸片上电，需要重新产生密钥(例如，使用方法300)。应当指出的是，虽然描述了一种基于二进制的密钥，本公开不限于此。即，可以在基于三元的系统或类似系统中结合其他的，进一步的，以及不同的实施例。
[0045]在步骤395中，方法300终止。因此，该方法的300的各个步骤产生包括具有物理不可克隆功能(以一个或多个高k/金属栅的形式，该高k/金属栅可以经过一个或多个可变性增强)的集成电路的安全器件。在一些实施例中，该安全器件包括用于从用于加密和认证目的的一个或更多的高k/金属栅器件的属性中提取密钥的测量电路。
[0046]尽管以上结合上述方法300描述了具体的实施例，应该指出的是，本公开的其它实施例中不限于此。例如，虽然方法300结合某种示例性材料进行的描述，方法300仅仅是通过举例的方式描述而不是限制。因此，在其他的、进一步的以及不同的实施例中，在步骤320，方法300可以使用合适的替代材料用作衬底、高k电介质、金属栅，和其他组件。此外，尽管方法300的各步骤以特定的顺序列出，如图3所示，但应该指出的是，本公开的替代实施例中可能以不同的顺序执行这些步骤。
[0047]以上已经描述了本公开的各实施例，应该理解，上述说明仅仅是示例性的，并非限制性的。因此，优选实施例的宽度和范围不应该被限制于上述描述的示例性实施例，而是仅仅应该根据下述权利要求及其等同物定义。而且，尽管这里已经给出并详细描述了结合本公开的教导的各种实施例，本领域技术人员仍然能够很容易导出许多其它的变种实施例，这些变种实施例仍然结合了这些教导。
【主权项】
1.一种制造具有物理不可克隆功能的安全器件的方法(300)，所述方法(300)包括: 为所述安全器件提供衬底(310);和 在所述衬底上形成至少一个高k/金属栅器件(320)，所述高k/金属栅器件代表所述物理不可克隆功能，其中所述形成包括将至少一种可变性增强应用到所述至少一个高k/金属栅器件。
2.根据权利要求1所述的方法(300)，其中所述至少一个高k/金属栅器件包括高k电介质。
3.根据权利要求2所述的方法(300)，其中所述高k电介质包括以下至少一个: 氧化镧； 碱土金属氧化物；或 稀土金属氧化物。
4.根据权利要求1所述的方法(300)，其中所述至少一种可变性增强包括将所述至少一个高k/金属栅器件暴露在至少一个变化的环境条件下(340)，其中所述至少一个变化的环境条件包括以下至少一个: 变化级别的可用的掺杂剂； 变化的温度；或 变化级别的氧气。
5.根据权利要求1所述的方法(300)，其中所述至少一种可变性增强包括在所述至少一个高k/金属栅器件执行至少一个形成图案的工艺(330)，其中所述至少一个形成图案的工艺包括以下至少一个: 激光退火； 光刻工艺； 反应离子刻蚀工艺；或 化学机械平坦化工艺。
6.根据权利要求1所述的方法(300)，进一步包括: 在所述安全器件中包括测量电路(350)，其中所述测量电路被配置为测量用于认证所述安全器件的所述至少一个高k/金属栅器件的至少一个属性(360)。
7.根据权利要求6所述的方法(300)，其中所述至少一个属性包括以下至少之一: 电阻； 电容； 阻抗； 电感； 透射率；或 电压响应。
8.根据权利要求7所述的方法(300)，其中具有一个或者多个物理不可克隆功能值的签名是从所述至少一个属性中导出的(360)。
9.根据权利要求8所述的方法(300)，其中所述测量电路进一步被配置为: 从所述签名中导出二进制密钥，其中所述二进制密钥是通过对所述一个或多个物理不可克隆功能值应用阈值经由所述测量电路从所述签名导出的(370)。
10.根据权利要求6所述的方法(300)，其中所述测量电路是在所述衬底上形成的。
11.根据权利要求6所述的方法(300)，其中所述安全器件包括集成电路。
12.一种制造具有物理不可克隆功能的安全器件的方法(300)，所述方法(300)包括: 提供包括至少一个高k/金属栅器件的集成电路，所述高k/金属栅器件代表所述物理不可克隆功能(310，320);以及 在所述集成电路上包括测量电路，所述测量电路被配置为测量用于认证所述安全器件的所述至少一个高k/金属栅器件的至少一个属性(350，360)。
13.根据权利要求12所述的方法(300)，其中所述至少一个高k/金属栅器件包括高k电介质。
14.根据权利要求12所述的方法(300)，进一步包括: 将至少一种可变性增强应用到所述至少一个高k/金属栅器件。
15.根据权利要求14所述的方法(300)，其中所述至少一种可变性增强包括将所述至少一个高k/金属栅器件暴露在至少一个变化的环境条件下(340)，其中所述至少一个变化的环境条件包括以下至少一个: 变化级别的可用的掺杂剂； 变化的温度；或 变化级别的氧气。
16.根据权利要求14所述的方法(300)，其中所述至少一种可变性增强包括在所述至少一个高k/金属栅器件执行至少一个形成图案的工艺，其中所述至少一个形成图案的工艺包括以下至少一个: 激光退火； 光刻工艺； 反应离子刻蚀工艺；或 化学机械平坦化工艺。
17.根据权利要求12所述的方法(300)，其中所述至少一个属性包括以下至少之一: 电阻； 电容； 阻抗； 电感； 透射率；或 电压响应。
18.一种具有物理不可克隆功能的安全器件(100)，所述安全器件(100)包括: 衬底(160)； 在所述衬底(160)上形成的至少一个高k/金属栅器件(110)，所述高k/金属栅器件(110)代表所述物理不可克隆功能；以及 测量电路(120)，被配置为测量用于认证所述安全器件(100)的所述至少一个高k/金属栅器件(110)的至少一个属性。
19.根据权利要求18所述的安全器件(100)，其中所述至少一个高k/金属栅器件包括高k电介质。
20.根据权利要求18所述的安全器件(100)，其中所述至少一个高k/金属栅器件是使用至少一种可变性增强形成的。
21.根据权利要求20所述的安全器件(100)，其中所述至少一种可变性增强包括将所述至少一个高k/金属栅器件暴露在至少一个变化的环境条件下(340)，其中所述至少一个变化的环境条件包括以下至少一个: 变化级别的可用的掺杂剂； 变化的温度；或 变化级别的氧气。
22.—种具有物理不可克隆功能的安全器件(100)，所述安全器件(100)包括: 衬底(160);和 在所述衬底(160)上形成的至少一个高k/金属栅器件(110)，所述高k/金属栅器件(110)代表所述物理不可克隆功能，其中所述至少一个高k/金属栅器件(110)经过了至少一次可变性增强。
23.根据权利要求22所述的安全器件(100)，其中所述至少一个高k/金属栅器件(110)包括高k电介质。
24.根据权利要求22所述的安全器件(100)，其中所述至少一种可变性增强包括将所述至少一个高k/金属栅器件暴露在至少一个变化的环境条件下(340)，其中所述至少一个变化的环境条件包括以下至少一个: 变化级别的可用的掺杂剂； 变化的温度；或 变化级别的氧气。
25.根据权利要求22所述的安全器件(100)，进一步包括: 在所述衬底(160)上的测量电路(120)，其中所述测量电路(120)被配置为测量用于认证所述安全器件的所述至少一个高k/金属栅器件的至少一个属性(360)。
【专利摘要】本发明公开了具有物理不可克隆功能的安全器件以及制造所述安全器件的方法。器件包括衬底以及在所述衬底上形成的至少一个高k/金属栅器件，所述至少一个高k/金属栅器件代表所述物理不可克隆功能。在一些实施例中，所述至少一个高k/金属栅器件可以经过可变性增强。在一些实施例中，所述安全器件可以包括用于测量所述至少一个高k/金属栅器件的至少一个属性的测量电路。
【IPC分类】H01L23-58, H01L21-66
【公开号】CN104541369
【申请号】CN201380042332
【发明人】J·布吕莱, V·纳拉亚南, D·法伊弗, J-O·普卢沙尔, 宋培林
【申请人】国际商业机器公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2013年8月8日
【公告号】DE112013003530T5, US8741713, US20140042442, WO2014026011A1