JPH09134961A - 集積回路におけるパッシベーション存在検出のための方法及び回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 集積回路の全表面を最適に効果的に監視する
ことができるパッシベーション存在検出のための方法及
び回路を提供すること。 【解決手段】 本発明では、集積回路上のパッシベーシ
ョン層の存在を検出するのに、先ず、異なる幅をもつパ
ルスの列（Ｓｅ）を金属線（２）の一端（２ａ）に送信
する。ここで、金属線（２）は、この保護層の下にある
集積回路表面上を蛇行する。次に、金属線（２）の他端
（２ｂ）にて受信されたパルス（Ｓｒ）の数を計数
（５）して、この計数値（Ｎ）を、金属線（２）及び誘
電層により形成されるフィルタの少なくとも１つの特性
参基準値（Ｎref ）と比較する（６）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、集積回路における
誘電性パッシベーション層の存在を検出するための方法
に関し、さらには、対応する検出手段を備えた回路に関
する。

【０００２】

【従来の技術】集積回路においては、能動層は、通常、
少なくとも１層の「パッシベーション層」と呼ばれる保
護誘電層で被覆される。この層の第１の機能は、汚染に
よって集積回路の電気的特性に逆効果をもたらすのを防
止することにある。この層を作成するのに種々の方法が
用いられてきた。また、これらの方法によって、比較的
平坦な最終的な表面を得ることもできる。

【０００３】集積回路をどんな不正な試みからも保護す
ることに関しては、このパッシベーション層は、それが
存在するだけで、集積回路の静的な内部信号手段が電子
顕微鏡によって観察されるのを防止する。また、この絶
縁層は、電子的なプローブ片を用いて内部信号の状態を
設定しようとするのも防止する。さらに、必要な場合に
アラーム信号を発生するためにパッシベーション存在検
出器を用いるという周知の方法がある。このアラーム信
号は、回路をオフしたり、集積回路のインテリジェント
要素に送信したりすることができる。このために光検出
器（ダイオード）が使用されてきた。櫛形パターンの金
属体からなる容量性カプリングも使用されてきた。正常
な操作においては、入力信号が一方の金属体に印加され
ると、他方の金属体の出力に増幅されたパルスが得られ
る。この増幅作用が前記存在検出に用いられるのであ
る。両金属体を覆うパッシベーション層が除去された場
合、この増幅作用は小さくなる。このことによって出力
パルスが減衰される。検出器は、この変化を感知してア
ラームを発生する。

【０００４】しかしながら、この層の除去のための技術
が絶え間なく改良されてきたので、パッシベーション層
を部分的に除去することは、このような検出器があるに
も拘わらず、何らアラームをトリガすることなくほとん
ど容易になっている。

【０００５】なお、櫛形金属体による検出器の場合に
は、２つの金属体を短絡し、出力に増幅された所望信号
を供給することもでき、この所望信号はシミュレーショ
ンにより得られる。

【０００６】従って、集積回路の表面エリアを最大限に
わたってカバーすることができる検出器を設けることが
必要になってきた。ところが、多数の公知の装置にもっ
ぱら頼って単にこのような装置を増やすことは、それで
は検出用電子回路（殊に比較器）によって過大なスペー
スがとられてしまうことになるので、不可能である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、集積
回路の全表面を最適に監視することができるパッシベー
ション存在検出方法を提供することにある。

【０００８】本発明の別の目的は、特に効果的なパッシ
ベーション存在検出器を備えた集積回路を提供すること
にある。

【０００９】本発明の更に別の目的は、シミュレート
（模擬）するのが困難なパッシベーション存在検出器を
備えた集積回路を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、特許請求の範
囲に記載されているように、集積回路上のパッシベーシ
ョン層の存在を検出する方法に関する。本発明による
と、この方法は、異なる幅をもつパルスの列を、保護層
の下にある集積回路表面上を蛇行する金属線の一端に送
信するステップ、及び、この金属線の他端にて受信され
たパルスの数を計数して、この計数値を、金属線及び誘
電層により形成されるフィルタの少なくとも１つの特性
基準値と比較するステップから成っている。

【００１１】２進信号の送信及び受信は、ランダム発生
器を用いて同期するように計画するのが有利である。

【００１２】本発明は、また、パッシベーション層の存
在を検出する検出器を備えた集積回路に関する。本発明
によると、この検出器は、保護層の下にある集積回路表
面上を蛇行する金属線、この金属線の一端に異なる幅を
もつパルスの列を送る送信機、及び、該金属線の他端に
接続された受信機を具備し、この受信機は、受信された
パルスの数を計数し、この計数値を、金属線及び誘電層
により形成されるフィルタの少なくとも１つの特性基準
値と比較することができるようになっている。

【００１３】本発明の他の特徴及び利点は、添付した図
面を用いた実施例についてなされる以下の説明からより
明瞭に理解することができるが、これらの説明は本発明
の範囲を何ら制限するものではない。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明による検出回路は、そのブ
ロック線図を示す図１に示されるように、異なる幅をも
つパルスの列（送信信号Ｓｅ）を金属線２の一端２ａに
送る送信機１を具備している。金属線２は、パッシベー
ション層の下にある集積回路表面上に蛇行路をとってい
る。この金属線の他端２ｂは受信機３の入力に接続され
る。

【００１５】この送信機は、典型的には、前記パルス列
を形成するために、基準クロック付きの分周回路（少な
くとも）及び同期回路を備えている。

【００１６】受信機３の機能は、他端２ｂにて受信され
たパルスの数を計数することにある。この目的で、この
受信機は、パルスを再整形するための回路４を備えてい
る。再整形回路４は、典型的にはシュミットトリガであ
り、出力がカウンタ５に接続される。このような再整形
回路は、金属線２から信号Ｓｒを受信し、濾波された信
号Ｓｆをカウンタ５に送出する。

【００１７】図２には、これらの送信信号Ｓｅ、受信信
号Ｓｒ及び濾波信号Ｓｆが時間の関数として表されてい
る。

【００１８】金属線２及びパッシベーション層はＲＣ低
域フィルタを構成する。異なる幅をもつパルスの列が一
端２ａから送信されると、出力で得られるパルスは、対
応周波数がこのフィルタの遮断周波数より大きいパルス
だけである。図２の例では、パルス列として用いられる
のが、全て、パルス幅を増大しつつあるパルス列であ
り、各パルス幅は基準パルス幅τの倍数である。この例
において、受信信号は減衰されたパルスとなり、受信パ
ルスのうち最初の方のパルス幅τ，２τをもつパルス
は、受信機３によって検出されない。これらのパルスの
それぞれの周波数は前記フィルタの遮断周波数より大き
い。

【００１９】再整形信号Ｓｆはカウンタ５の入力に印加
され、このカウンタは各入力パルス毎にインクリメント
される。それで、２進信号Ｓｄを得るには、計数値Ｎを
基準値Ｎref と比較しさえすればよく、この２進信号
は、その状態「０」又は「１」で異常であるか否かを示
す。基準値Ｎref は、製造終了時に、回路検査ルーチン
にて計算され、このルーチンでは、送信機が所定のパル
ス列を送出するようになされ、それから、出力にて受信
されるパルスの数値Ｎref が計数される。この数値Ｎre
f は、集積回路の不揮発性で且つ消去不能のレジスタに
プログラムされる。

【００２０】この計数値Ｎが基準値Ｎref に対応しない
場合、ＲＣフィルタが改変されたこと、すなわち、パッ
シベーション層が除去されてしまったか或いは損傷され
てしまったこと並びにアラームが発生されるべきである
ことを意味する。

【００２１】一般に、前記比較の結果を示す２進信号Ｓ
ｄが活性状態にあると、この信号によって、単安定レジ
スタ７の状態が変化するようにこれをトリガする。この
レジスタは、例えば、検証ルーチンにある集積回路内の
マイクロプロセッサにより時折読出すか、或いは、さら
に、このマイクロプロセッサに対して割込みを発生する
ことができる。

【００２２】前記比較を行うためには、被計数値Ｎを一
方の入力に受け基準値Ｎref を他方の入力に受ける比較
器６を使用することができる。このような比較も、ま
た、集積回路のマイクロプロセッサにより行うことがで
きる。その場合には、監視ルーチン期間にマイクロプロ
セッサによって読出されその後再初期化されるレジスタ
にカウンタ５の結果が転送されること、並びに、読出さ
れた数値Ｎが基準値Ｎref と比較されるように計画され
る。

【００２３】種々の要素を同期するために、クロック信
号Ｃａが用いられる。この信号の周波数は、転送される
べきパルス列の長さの関数である。この信号は、送信機
に印加されて、そこからさらにパルス列を送らせる。こ
の信号は、また、受信機に印加されて、前記結果を比較
器又はレジスタに転送させ（前縁）その後カウンタを再
初期化させる（後縁）。そして、この信号は、場合によ
っては、比較器に印加されて、比較を行わせる。

【００２４】金属線及びパッシベーション層に構成され
るフィルタの応答特性を幾分変更するおそれがある電圧
或いは温度のような動作パラメータの変動の観点から、
製造終了時に、考えられる種々の変動による影響を基準
値Ｎref のもとで測定することができるような検査を行
う。これによって、許容誤差間隔を規定することができ
て、従って、この許容誤差間隔の範囲を２つの基準値Ｎ
ref1，Ｎref2により定めるようにすることができるよう
になる。数値Ｎがこれらの２基準値間にある場合、その
結果は正しいと考えてよい。従って、これらの２基準値
との比較を行って、ノイズや動作パラメータ変動によっ
て思いがけなくアラームが発生する事態を防止するよう
に企図するのが有利である。

【００２５】さらに、集積回路がマイクロプロセッサを
備えるとき、より精確な検出能を得るために、諸結果の
ディジタルフィルタリング（ディジタル的な濾波処理）
を実行する機能を備えるように企図することもできる。
この場合、マイクロプロセッサは、例えば、それ自体で
比較操作を実行して、得られる諸結果の平滑化を行うよ
うにする。

【００２６】本発明によって上述した種々の問題を解決
することができる。実際、金属線が表面の下を蛇行する
ので、フィルタ特性に影響を与えることなく部分的にさ
え引き出すのが非常に困難になる。つまり、その時は、
通常極度に短い各パルスが受信されて出力に現れ、そし
て、比較結果は誤りとなる。金属線が切断された場合に
は、出力には、もはやどんな信号も受信されない。そし
てなお、それにも拘わらず、前述の障害が克服される場
合には、出力として所望されるパルス列をシミュレート
することが必要になる。

【００２７】１つの実施例では、検出機能を高度に複雑
化するのに、同期パルスＣａを発生するための擬似ラン
ダム発生器を使用することも用意されている。これが図
３に示されるものである。発生器８はカウンタ９に対し
て或るランダム値を引渡し、このカウンタは、或るクロ
ックＣＫ１のレートで、この値を「０」に対してカウン
トダウンする。それで、カウンタ９の出力（「０」を通
過したことを示す）はレベルが変化し、この状態変化は
単安定回路１０によって検出され、この単安定回路は同
期パルスＣａを送出する。発生器８は、送出されるべき
パルス列の長さより大きいパルス間隔を同期パルスに与
えるように較正されている。

【００２８】発生器８は、自身のクロックｈａで動作す
るのが好ましい。このクロックは、それ自体、集積回路
の温度や供給電圧に基づくノイズに伴って変化するよう
にされることによって、ランダム性が与えられる。この
発生器のシフトレジスタにより発生されるランダム値
は、また、この発生器に再注入することもできる。

【００２９】集積回路においては、マイクロプロセッサ
（μＰ）１１、不揮発性消去不能メモリ１２、及び、受
信機３のカウンタ５の出力側のレジスタ１３を設けるこ
ともできる。これらのマイクロプロセッサ、メモリ及び
レジスタは、この例では、すべて、データ及びアドレス
バスＢを介してアクセス可能になっている。受信機３の
他の要素（再整形回路４及びカウンタ５）、受信機３及
び同期パルス発生回路（８，９，１０）は、このバスに
よってはアクセス不可能な要素である。この同期パルス
発生回路は、発振器osc1から自身のクロック信号を発生
するための回路１４が使用可能になっている。別の発振
器osc2をもつ時間基準回路１５は集積回路に必要な他の
クロック信号、特に、マイクロプロセッサ１１のクロッ
ク信号ＣＫ２、及び、パルス列（信号Ｓｅ）を発生する
ために送信機１により要求されるクロック信号ＣＫ３を
発生することができる。

【００３０】種々の異なる構成をとることが可能であっ
て、ここで説明したものは、ほんの一例であり、本発明
の範囲を限定しない。

【００３１】最後に、図４には、本発明の原理に従っ
て、最終パッシベーション層１６の下の表面上を蛇行す
る金属線２を具備する集積回路が、斜視図で表されてい
る。この金属線の下には、絶縁層１７及び集積回路の所
謂「能動層」が設けられている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による検出回路のブロック線図を示す
図。

【図２】本発明の検出原理により送信し受信される信号
を時間の関数として表した図。

【図３】本発明による検出回路を備えた集積回路を詳細
に示す図。

【図４】本発明の原理による表面上を蛇行する金属線を
具備する集積回路を斜視図で表した図。

【符号の説明】

１ 同期パルスＣａを受け送信信号（パルス列）Ｓｅを
送出する送信機、 ２ 一端２ａ及び他端２ｂを有し、パッシベーション層
と共に低域ＲＣ低域フィルタを構成する蛇行形の金属
線、 ３ 受信信号Ｓｒを受ける受信機、 ４ 濾波信号（再整形信号）Ｓｆを送出する再整形回
路、 ５ 計数値Ｎを送出するカウンタ、 ６ 基準値Ｎref が入力される比較器、 ７ 比較結果を示す２進信号Ｓｄを受ける単安定レジス
タ、 ８ 自身のクロック信号ｈａで動作する擬似ランダム発
生器、 ９ ランダム値を「０」に対してカウントダウンするカ
ウンタ、 １０ 発生器８及びカウンタ９と共に同期パルス発生回
路を構成する単安定回路、 １１ マイクロプロセッサ（μＰ）、 １２ 基準値許容誤差間隔の範囲を２つの基準値Ｎref
1，Ｎref2により定めるための不揮発性消去不能メモ
リ、 １３ データ及びアドレスバスＢを介してアクセス可能
なレジスタ、 １４ 発振器osc1をもつクロック信号発生回路、 １５ 発振器osc2をもち、クロック信号ＣＫ１，ＣＫ
２，ＣＫ３を発生する時間基準回路。 １６ 最終パッシベーション層、 １７ 能動層を覆う絶縁層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シルヴィー ウィダール フランス国 83910 プーリエーレ 12 ル カド（番地なし)

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 集積回路上のパッシベーション層の存在
   を検出するための方法において、当該保護層の下にある
   集積回路表面上を蛇行する金属線の一端に、異なる幅を
   もつパルスの列を送信するステップ、及び、この金属線
   の他端にて受信されたパルスの数を計数して、この計数
   値を、前記金属線及び当該誘電層により形成されるフィ
   ルタの少なくとも１つの特性基準値と比較するステップ
   から成ることを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 前記計数値は、許容誤差間隔を規定する
   ２つの基準値と比較されるることを特徴とする請求項１
   に記載の方法。
3. 【請求項３】 前記パルス列は、受信を同期化する２進
   信号の活動化に応じてシーケンシャルに送出されること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 【請求項４】 前記２進信号の活動化シーケンスはラン
   ダムであることを特徴とする請求項２又は３に記載の方
   法。
5. 【請求項５】 前記比較は集積回路のマイクロプロセッ
   サによって行われ、このマイクロプロセッサは、さら
   に、得られた結果のディジタルフィルタリングを実行す
   ることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の
   方法。
6. 【請求項６】 パッシベーション層の存在を検出する検
   出器を備えた集積回路において、この検出器は、当該保
   護層の下にある集積回路表面上を蛇行する金属線、この
   金属線の一端に異なる幅をもつパルスの列を送る送信
   機、及び、該金属線の他端に接続された受信機を具備
   し、この受信機は、受信されたパルスの数を計測する機
   能、及び、この計測値を、前記金属線及び当該誘電層に
   より形成されるフィルタの少なくとも１つの特性基準値
   と比較する機能を有することを特徴とする集積回路。
7. 【請求項７】 前記計測値は、許容誤差間隔を規定する
   ２つの基準値と比較されることを特徴とする請求項６に
   記載の集積回路。
8. 【請求項８】 前記２つの基準値の一方又は双方を記憶
   する不揮発性メモリを具備することを特徴とする請求項
   ６又は７に記載の集積回路。
9. 【請求項９】 パルス列をシーケンシャルに送出し且つ
   対応する計測操作を実行するために前記送信機及び受信
   機に供給される２進信号をシーケンシャルに発生する回
   路を具備することを特徴とする請求項６〜８の何れか１
   項に記載の集積回路。
10. 【請求項１０】 前記２進信号をシーケンシャルに発生
    する回路はランダム回路であることを特徴とする請求項
    ９に記載の方法。
11. 【請求項１１】 マイクロプロセッサを具備し、前記受
    信機は、前記基準値との比較操作を行い且つ一連の結果
    のディジタルフィルタリングを実行するために、このマ
    イクロプロセッサによって出力が読出されるカウンタを
    備えることを特徴とする請求項９又は１０の何れか１項
    に記載の方法。