Brevet FR2471083A1 — publié le 19810612

l'invention a pour objet un dispositif de circuit intégré à transistors NOS, utilisable notamment pour le codage. Un circuit intégré- à transistors MOS est constitué par une portion de transe de silicium sur laquelle on a, par une succession de traitement chimiques et/ou physicochimiques et/ou purement physiques, créé des transistors MOS ainsi que des liaisons électriques entre lesdits transistors, en faisant appel à des masques, réalisant un circuit comme défini au préalable par un ou des dessins. La constitution du circuit intégré, sa fonction, peuvent, par la suite, être reconstitué par la simple observation microscopique. Cette possibilité de reconstitution d'un circuit intégré entraîne des inconvénients lorsque ledit circuit est destiné à introduire un codage dans une information qu'on veut tenir confidentielle. C'est le cas, par exemple, de circuits faisant partie d'une carte à circuits électroniques destinée à faciliter les transactions d'ordre bancaire ou commercial. C'est étalement le cas d un circuit concernant un message quelconque qu'on souhaite tenir confidentiel. le dispositif de circuit à transistors MOS selon ltin- vention élimine ces inconvénients. l'invention est basée sur cette remarque que les transformations du silicium à l'échelle atomique, qui amènent certaines parties du silicium à jouer le rôle de drain, d'autres à jouer le rôle de source, d'autres à jouer le role de grille, en tant que constituants de transistors, sont indécelables à l'observation, même au microscope électronique. Un circuit selon l'invention, à transistors MOS, est caractérisé par ce fait que, parmi la multiplicité de transistors MOS qu'il comprend, un certain nombre d'entre eux jouent efiectivement le ale de transistors, tandis que d'autres jouent le rôle d 'interrupteurs ou de courts-circuits, de sorte qu'à partir d'un même schéma comprenant une multiplicité de transistors, il est possible de réaliser des types différents de circuit suivant la répartition du rôle des transistors en transistors opératoires, transistors interrupteurs et transistors de courts-circuits. Dans un dispositif de circuit selon l'invention, les pistes conductrices reliant les transistors ne permettent pas, par leur observation, de reconstituer le schéma effectivement opératoire, étant donné que certaines d'entre elles relient des transistors jouaiit un rôle d'interrupteur ou un rôle de court-circuit, de sorte que le dispositif de circuit et la ou les fonctions logiques qu'il réalise peuvent être considérées comme véritablement cryptées. L'invention trouve une utilisation dans la réalisation de dispositif de registre pour l'introduction d'un polyncme- de codage. Alors que jusqu'ici l'observation des circuits de sortie de cases du registre permet la reconstitution du polynôme, le dispositif de codage à registre selon l'invention comprend un circuit de sortie pour chacune des cases et, dans le cas d'un registre série, des transistors surdiacun des circuits de sortie, et c'est la nature des transistors MOS, dépendante du dopage introduit, indécelable à ltobservation qui réalise le montage de codage. le procédé de fabrication d'un dispositif de circuit selon l'invention est, dans l'ensemble, analogue à celui utilisé pour la fabrication d'un circuit intégré à transistors MOS. Il prévoit cependant l'intervention de moyens permettant le dosage du dopage, soit qu'en certains emplacements de la tranche de silicium aucun dopage ne soit introduit, et ainsi aucun transistor formé, ou bien que le dopage soit insuffisant pour l'obtention d'un transistor opératoire. Cette sélection peut être obtenue à l'aide de masques. Elle peut aussi être obtenue par un ajustement du degré d'action du moyen utilisé pour le dopage, soit par un réglage du temps d'action, soit par le réglage d'une tension électrique dont dépend la profondeur de l'action, soit par les dimensions et/ou la disposition d'ouvertures d'un masque, etc. La sélection peut s'opérer quel que soit le moyen utilisé pour le dopage : diffusion chimique, bombardement ionique, etc. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est un schéma d'un dispositif de registre connu la figure 2 est un schéma d'un dispositif de registre selon l'invention ; la figure 3 est un symbole representatif d'un transistor dans une certaine condition la figure 4 est analogue a la figure 3 mais pour une autre condition du transistor la figure 5 est analogue aux figures 3 et 4 mais pour encore une autre condition du transistor. le registre R comprenant dix cases, numérotées de O à 9, est propre à introduire un codage polynomial dans une information appliquée à son entrée e. Le montage classique représenté sur la figure 1 correspond au codage par le polynôme ci-après, choisi à titre d'exemple x0 +x5 +x7 +x9 Dans ce but, la case 9 est reliée par un conducteur Cg à une porte OU exclusif P7 .9 dont autre entrée est re- liée par un conducteur C7 à la case 7.La sortie de la porte 7.9 est reliée à une première entrée d'une seconde porte P5 7 9 dont l'autre entrée est reliée par un conducteur C5 5 à la case 5, et la sortie de la porte P5.7.9 est reliée à une première entrée d'une porte P0.5.7.9 dont l'autre entrée est reliée par un conducteur C0 à la case g0, l'information codée étant présente à la sortie s du dispositif, chacune des portes P étant constituée par des transistors NOS. l'observation au microscope électronique de la partie entourée par le rectangle en trait pointillé permet la détermination du polynôme de codage. le dispositif selon l'invention assurant le même codage polynomial,mais crypté,est montré schématiquement sur la figure 2. Il comprend le même registre R à dix cases 0, 1 etc., 9, à l'entrée e duquel est appliquée l'information d'entrée à coder. De chacune des cases est issu un conducteur Cg, C8 .... C0. Le conducteur Cg relie électriquement la case 9 à L'entrée Il d'un circuit à transistors 12 à seconde entrée 13, le circuit 12 ayant des transistors amenas dans un état tel qu'il joue un rôle de court-circuit entre l'une ou l'autre de ses entrées 11 et 13 et sa sortie 14. Un transistor propre à jouer un rôle de court-circuit est sym bolisé sur la figure 3. Sur le conducteur C8 est interposé un "transistor"15 dont l'état est tel qu'il joue Un rôle d'interrupteur, comme schématisé par le symbole de la figure 4. Sur le conducteur C7 issu de la case 7 est prévu un. "transistor" de court-circuit 16 du type montré sur la figure 3 et la porte OU exclusif 17 est reliée par une de ses entrées 18 au transistor 16 et par son autre entrée 19 à la sortie 14 du circuit 12. Les transistors constitutifs de la porte 17 sont du type habituel, comme rappelé par le symbole de la figure 5. On trouve réalisé à la sortie 21 de la porte 17 l'ensemble formé par deux des termes du polynôme, à savoir x9 +x7 La sortie 21 est reliée à la première entrée 22 d'un circuit 23 à transistors en court-circuit et dont l'autre entrée 24 est reliée à la case 6 par l'intermédiaire d'un transistor 25 du type représenté sur la figure 4, c'est-àdire jouant le rôle d'interrupteur. Sur le conducteur C5 est interposé un circuit à transistors 26 jouant le rôle de court-circuit, et le circuit OU exclusif 27 comprend des transistors du type habituel. Sur le conducteur C4 est interposé un transistor-interrupteur et il en est de même sur les conducteurs C3, C2, C1. Sur le conducteur CO est par contre interposé un transistor de courtcircuit du type montré sur la figure 3. A la sortie s est présente l'information codée par le polynôme xg +x5 +x7 + xg Le dispositif montré sur la figure 2 assure ainsi le même codage que le dispositif montré sur la figure 1 mais, alors que la disposition des circuits du dispositif selon la figure 1 traduisait le codage introduit entre l'entrée e et la sortie s, la disposition des circuits sur la figure 2 ne donne aucune information sur le polynôme de codage. Cette disposition reste la même quel que soit le polynôme introduit pour le codage. Au moment de la fabrication de la "puce", la sélection entre les transistors qui doivent jouer le rôle habituel de transistors et ceux devant jouer un rôle de court-circuit ou un rôle d'interrupteur, se fait par l'utilisation de masques supplémentaires au cours d'une phase de dopage,d'où résulte un ajustement de l'action de ltagent de dopage, que celuici soit chimique ou physique. La métallisation est la même quel que soit le polynôme à réaliser, ainsi d'ailleurs que la disposition des transistors. Il est donc impossible, par l'observation des circuits de métallisation ou des transistors présents, d'être informé sur le codage introduit par le dispositif. Un tel dispositif de codage crypté trouve une utilisation particulièrement intéressante dans la constitution d'une carte à circuits électroniques utilisable pour des transactions commerciales et/ou financières, en rendant très difficile, sinon impossible, à un fraudeur, la détermination du code utilisé dans 11 échange d'informations entre la carte et un terminal. le dispositif selon l'invention trouve des applications dans des domaines autres que celui de la carte de crédit ou de la carte d'achat. REVEN1)l C# IONS 1. Dispositif à circuit intégré à transistors NOS, notamment pour le codage, caractérisé en ce qu'il comprend des transistors MOS pour l'introduction d'une multiplicité de clés de code et en ce que, parmi les transistors MOS, seuls certains d'entre eux jouent le rôle de transistors habituels en correspondance de la clé particulière à introduire, et en ce que les autres jouent le rôle d'interrupteurs ou de courts-circuits,-le circuit étant ainsi crypté et ne permettant pas, par son observation microscopique,la détermination du code introduit. 2. Dispositif de codage, caractérisé en ce qu'il comprend un registre auquel est associé un dispositif selon la revendication 1. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que toutes les cases du registre sont reliées au dispositif à transistors 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que sur les liaisons sont interposés des circuits à transistors selon l'un ou l'autre de trois états, à savoir correspondant respectivement au rôle d'amplificateur, au rôle d'interrupteur ou au rôle de court-circuit. 5. Procédé de fabrication d'un circuit à transistor MOS, notamment pour la réalisation d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dopage est conduit de manière à obtenir soit des trans- sistors MOS d'un type habituel, soit des transistors jouant le rôle d'un court-circuit,# soit des transistors jouant le rôle d'un interrupteur entre leur source et leur drain. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend une phase au cours de laquelle certains transistors de la tranche de silicium sont soustraits à l'effet de dopage. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que, au cours de cette phase, on interpose un masque dont les ouvertures sont en nombre moindre que celui des transistors à réaliser. 8. Carte à circuits électroniques destinée à des transactions bancaires ou commerciales, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif selon l'une des revendications 1 à 4. 9. Installation de fabrication d'un dispositif à tran sistors MOS pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens pour conduire le dopage de manière à obtenir, soit des transistors MOS d'un type habituel, soit des transistors jouant le rôle d'un court-circuit, soit des transistors jouant le rdle d'un interrupteur entre leur source et leur drain. 10. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens pour soustraire à l'effet de dopage certains transistors de la tranche de sili#ciumq 11. Installation selon la revendication la, caractérisée. en ce que ces moyens comprennent un masque dont les ouvertures sont en nombre moindre que celui des transistors a réaliser.