Brevet FR2875623A1 — publié le 20060324

GENERATION D'UN IDENTIFIANT D'UN CIRCUIT INTEGRE Domaine de l'invention La présente invention concerne de façon générale l'identification de puces de circuit(s) intégré(s) au moyen d'un numéro qui différencie une puce d'une autre avec un certain degré de reproduction des numéros. L'invention concerne plus particulièrement une génération non déterministe d'un identifiant (numéro d'identification si numérique), c'est-à-dire une génération inconnue du générateur. Exposé de l'art antérieur Les méthodes connues pour générer de façon non déterministe un identifiant d'une puce de circuit intégré utilisent généralement un réseau de génération d'un mot binaire sensible aux paramètres physiques, par exemple sensible aux dispersions technologiques, de façon à générer un identifiant dispersé pour la puce. Par dispersé, on entend un identifiant qui a une certaine probabilité d'être reproduit pour une autre puce. Cette probabilité doit être conforme aux impératifs de l'application et est variable d'une application à une autre. Dans la génération d'un identifiant non déterministe, on cherche à ce que la génération soit pseudoaléatoire et ne soit donc pas prédéterminée. La fabrication du réseau sensible aux paramètres physiques requiert souvent une étape particulière lors de la fabrication pour créer ce réseau. Résumé de l'invention La présente invention vise à proposer une méthode de génération d'un numéro d'identification d'une puce de circuit intégré lors de sa fabrication. L'invention vise également à proposer une génération non déterministe, c'est-à-dire dont le résultat est inconnu 10 avant la génération. L'invention vise également à proposer une solution particulièrement simple à exploiter en terme de lecture du nombre généré. L'invention vise également à permettre une 15 mémorisation non volatile de l'identifiant généré sans recours à des éléments de mémorisation actifs. L'invention vise plus particulièrement à permettre la génération sans étape particulière dédiée. Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, la présente invention prévoit un procédé de génération d'un identifiant d'une puce portant au moins un circuit intégré, caractérisé en ce qu'il consiste à provoquer une découpe d'au moins un trajet conducteur par découpe de la puce, la position du trait de coupe par rapport au bord de la puce conditionnant l'identifiant. Selon un mode de mise en oeuvre de la présente invention, l'identifiant de la puce est fonction de la résistance subsistant dans le trajet conducteur après découpe. Selon un mode de mise en oeuvre de la présente invention, on forme en périphérie d'au moins un bord de la puce, une surface conductrice dont des extrémités respectives sont reliées à un circuit de lecture de l'identifiant fonction de la résistance de ladite surface. Selon un mode de mise en oeuvre de la présente 35 invention, on forme, depuis au moins l'un des bords de la puce, plusieurs tronçons conducteurs, géographiquement parallèles à ce bord, et électriquement raccordés en parallèles à deux bornes de la puce reliées à un circuit de lecture de l'identifiant fonction du nombre de tronçons subsistant après découpe. Selon un mode de mise en oeuvre de la présente invention, au moins plusieurs premiers tronçons conducteurs parallèles entre eux et perpendiculaires à au moins un bord de la puce sont individuellement connectés, par au moins une de leurs extrémités, à la puce, les différents tronçons présentant des longueurs différentes les uns des autres. Selon un mode de mise en oeuvre de la présente invention, l'écart minimum entre deux premiers tronçons est inférieur aux tolérances de positionnement de la découpe par rapport à la puce. Selon un mode de mise en oeuvre de la présente invention, les premiers tronçons conducteurs sont interconnectés dans la puce à une borne d'application d'un signal d'excitation sur une première de leurs extrémités, leurs deuxièmes extrémités respectives fournissant des bits du numéro d'identification. Selon un mode de mise en oeuvre de la présente invention, les premiers tronçons conducteurs sont reliés les uns aux autres successivement par des tronçons secondaires perpendiculaires, les longueurs des différents premiers tronçons étant croissantes depuis une première extrémité d'application 25 d'un signal d'excitation. Selon un mode de mise en oeuvre de la présente invention, le ou les trajets conducteurs sont réalisés dans au moins une couche enterrée. Selon un mode de mise en oeuvre de la présente 30 invention, le ou les trajets conducteurs sont réalisés dans au moins un niveau de métallisation. L'invention prévoit également une puce de circuit intégré comportant, sur au moins un côté, au moins un trajet conducteur dont deux bornes d'extrémité sont reliées à l'intérieur de la puce pour générer un identifiant de celle-ci 20 qui dépend de la position d'un trait de découpe par rapport au bord correspondant de la puce. Selon un mode de réalisation de la présente invention, la puce comporte un circuit d'excitation du trajet conducteur à une de ses extrémités et de lecture de la tension à son autre extrémité. Brève description des dessins Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de mise en oeuvre et de réalisation particuliers faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles: la figure 1 est une vue schématique de dessus d'une plaquette sur laquelle ont été fabriqués des circuits intégrés; la figure 2 est une vue détaillée d'une puce de circuit intégré de la figure 1 faisant apparaître des moyens de génération et de mémorisation d'un numéro d'identification selon un premier mode de réalisation de l'invention; les figures 3A et 3B illustrent un deuxième mode de 20 mise en oeuvre du procédé de génération d'un numéro d'identification selon la présente invention; la figure 4 représente un élément de mémorisation d'un numéro d'identification selon un troisième mode de réalisation de l'invention; la figure 5 représente, de façon très schématique et sous forme de blocs, un mode de réalisation d'un circuit d'exploitation d'un nombre déterministe généré par les deuxième et troisième modes de réalisation; la figure 6 est une vue partielle de dessus d'une puce 30 de circuit intégré illustrant un quatrième mode de mise en oeuvre d'une génération d'un numéro d'identification d'une puce de circuit intégré selon la présente invention; et la figure 7 illustre, de façon plus détaillée, un élément de mémorisation selon le premier mode de mise en oeuvre 35 de l'invention. Description détaillée Les mêmes éléments ont été désignés par les mêmes références aux différentes figures qui ont été tracées sans respect d'échelle. Par souci de clarté, seuls les éléments utiles à la compréhension de l'invention ont été représentés aux figures et seront décrits par la suite. En particulier, l'exploitation faite par le circuit intégré de l'identifiant, que ce soit dans des applications de reconnaissance, de chiffrement ou autres n'a pas été détaillée, l'invention étant compatible avec toute exploitation classique d'un identifiant mémorisé dans une puce de circuit intégré. Une caractéristique de la présente invention est de générer un identifiant d'une puce de circuit intégré lors de son individualisation par rapport aux autres puces avec laquelle elle est fabriquée sur une plaquette de circuits intégrés. La figure 1 est une vue schématique de dessus d'une plaquette 1 de circuits intégrés sur laquelle ont été réalisés plusieurs circuits ou puces 2. De façon arbitraire, les circuits ont en figure 1 été représentés carrés mais n'importe quelle autre forme de circuit intégré convient à l'invention. De plus, on suppose que des circuits identiques sont réalisés sur la plaquette 1 mais l'invention s'applique également au cas,où des puces différentes sont réalisées sur la même plaquette pourvu que les chemins de découpe soient respectés comme on le verra par la suite. En outre, on fera référence à une puce de circuit intégré sachant que chaque puce peut comporter un ou plusieurs circuits actifs et/ou passifs. En fin de fabrication, les puces de circuit intégré 2 sont individualisées en étant découpées (par exemple au moyen d'une scie) dans des chemins 3 entre les puces 2. L'invention sera décrite par la suite en relation avec une découpe par scie, mais est plus généralement compatible avec toute méthode classique de découpe de circuits intégrés. Une caractéristique de la présente invention est de 35 prévoir, entre les puces, c'est-à-dire dans les chemins de découpe, au moins un trajet électriquement conducteur susceptible d'être interrompu lors de la découpe. La figure 2 représente, par une vue de dessus très schématique, une puce 2 de circuit intégré après découpe selon un premier mode de réalisation préféré de la présente invention. Dans cet exemple, on forme, lors de la fabrication des circuits intégrés 2 et dans les chemins de découpe, plusieurs tronçons conducteurs 4 parallèles entre eux et perpendiculaires au bord 2g, 2h, 2d ou 2b de la puce 2 auquel ils sont respectivement raccordés. Les tronçons électriques 4 d'un même bord sont par ailleurs reliés, au moins par groupe, successivement les uns aux autres au moyen de tronçons conducteurs 5, perpendiculaires aux tronçons 4. Selon l'invention, les positions respectives des tronçons de liaison 5 par rapport au bord de la puce auquel sont raccordés les tronçons 4 correspondants sont à des distances différentes (croissantes depuis un premier tronçon 40 jusqu'à un dernier tronçon 48). Lors de la découpe de la puce de circuit intégré, le trait de coupe 3g, 3h, 3d ou 3b parallèle au bord 2g, 2h, 2d ou 2b concerné interrompt plusieurs tronçons 4 et, par conséquent, supprime une ou plusieurs liaisons 5 vers les tronçons de longueurs supérieures. Il en découle que, selon la position du trait de coupe 3 par rapport au bord de la puce, le nombre de tronçons conducteurs reliés les uns aux autres par un tronçon 5 perpendiculaire est différent. Il suffit alors d'exciter, par exemple au moyen d'une tension continue fournie par un circuit 6 (IDRD) que comporte la puce 2, l'extrémité 8 du tronçon le plus court 40 et de mesurer les tensions respectives aux extrémités de tous les autres tronçons du même bord pour obtenir, directement de façon binaire, un mot (ici sur 8 bits) constitutif de l'identifiant de la puce de circuit intégré. La puce 2 comporte des moyens d'exploitation (mesure et interprétation) de l'identifiant, par exemple, contenus dans le circuit 6. De préférence, la même structure est reproduite sur au moins deux côtés, de préférence sur les quatre côtés ou plus dans le cas d'une puce non parallélépipédique. Les mots numériques obtenus sont concaténés (en variante, combinés). On rend alors moins probable la reproduction d'un même numéro d'identification pour une même plaquette de circuits intégrés dans la mesure où, si deux puces ont le même numéro par l'un de leurs bords pour avoir subi un même trait de coupe, il y a peu de chances qu'elles aient le même trait de coupe sur deux bords perpendiculaires. Les éléments prévus sur les différents côtés ne comportent pas nécessairement le même nombre de tronçons (donc 15 de bits). Les tolérances en positionnement des traits de coupe 3 dans les trajets sur une plaquette 1 sont donc mis à profit par l'invention pour individualiser les identifiants des puces les unes par rapport aux autres. La seule précaution est que les écarts de longueurs entre les différents trajets soient compatibles avec la largeur du trait de coupe (par exemple de la scie) et ses tolérances de positionnement. En pratique, cela revient à prévoir préférentiellement un écart minimum entre les tronçons 5, dans la direction des tronçons 4, inférieur aux tolérances de positionnement de la découpe par rapport aux bords de la puce. Cette condition permet de garantir le caractère non déterministe de la génération de l'identifiant. A titre d'exemple particulier, les scies les plus couramment utilisées sont conçues pour des chemins de découpe (écart entre deux puces 2 d'une même plaquette 1) de l'ordre de 100 pm et le trait de coupe (correspondant à la largeur de la scie) a une épaisseur de l'ordre de 20 à 25 pm. Les tolérances dans l'alignement de la scie sont de l'ordre de 5 pm, ce qui laisse une plage de 10 pm pour différencier les longueurs des tronçons conducteurs. Le nombre de trajets conducteurs générant et mémorisant les numéros d'identification dépend de l'application et de la taille de la puce. Les largeurs minimales respectives des dépôts conducteurs enterrés ou des niveaux de métallisations réalisées dans des circuits intégrés par rapport aux tailles des puces autorisent la génération d'identifiants sur un grand nombre de bits (plusieurs centaines si besoin). On pourra réaliser les tronçons conducteurs dans des couches enterrées (couches actives) ou dans des niveaux de métallisation supérieurs (niveau d'interconnexions). Un avantage des couches enterrées est qu'elles évitent l'apparition de copeaux lors de la découpe comme c'est le cas pour les niveaux métalliques. On notera que, bien qu'un trait de découpe par scie provoque généralement un écaillage en face avant de la puce, cet écaillage n'est pas gênant. Il ne fait qu'ajouter un élément aléatoire dans l'interruption des chemins de découpe. Dans l'exemple de la figure 2, en supposant que la présence d'une tension est lue comme un état 1, le côté 2d de la puce fournit une valeur numérique 11111000. Le côté 2h de la puce fournit une valeur 11110000. Le côté gauche 2g fournit une valeur 11111110. Le côté bas 2b fournit une valeur 11000000. La figure 3A représente une vue de dessus d'un élément de génération et de mémorisation d'un identifiant d'une puce 2 selon un deuxième mode de mise en oeuvre de l'invention. Dans cet exemple, l'élément 7 est un élément de génération et de mémorisation analogique à la différence du premier mode de mise en oeuvre qui permet une génération directement numérique. En figure 3A, on prévoit une surface (par exemple rectangulaire) en bordure de la puce (non représentée) de sorte que cette surface soit susceptible d'être découpée par un trait 3 de coupe. Suite à la découpe, la largeur dx de la piste conductrice subsistante est inférieure à sa largeur initiale d. Sa longueur 1 entre deux bornes 8 et 9 d'entréesortie reste par contre constante. Dans ce mode de réalisation, la découpe a pour effet de modifier la résistance de l'élément d'identification 7. La figure 3B illustre, de façon très schématique, l'allure de la résistance R de l'élément 7 de la figure 3A en fonction de la largeur dx subsistant suite à la découpe. Cette allure a la forme d'une hyperbole à partir d'une largeur dx=d correspondant à 2Ra+s (s représentant la résistance minimale de la surface d*l de l'élément 7 et 2Ra la somme des deux résistances d'accès Ra des tronçons 8 et 9 jusqu'à la surface 7), et croît jusqu'à une valeur maximale Rmax pour une largeur dx minimale. En appliquant à l'un des accès (par exemple 8) une tension continue Vin, le niveau de tension Vout que l'on récupère pour un courant I sur l'autre accès 9 dépend de la résistance de l'élément 7, donc de la position du trait de coupe dans sa largeur. L'identifiant est alors, soit exploité directement de façon analogique, soit converti en signal numérique au moyen d'un convertisseur analogiquenumérique. La figure 4 représente un troisième mode de mise en oeuvre selon l'invention. Dans ce mode de réalisation, l'élément 11 de génération et de mémorisation d'un identifiant est constitué de plusieurs tronçons conducteurs 12 parallèles les uns aux autres et au bord de la puce 2 (plus précisément parallèles au trait de coupe 3). Comme dans le mode de réalisation précédent, l'élément 11 présente deux accès 8 et 9 respectivement d'excitation et de lecture. Les tronçons parallèles 12 sont tous électriquement connectés en parallèle et définissent par conséquent une association parallèle de plusieurs résistances individuelles r. Selon la position du trait de coupe 3, la résistance globale de l'élément 11 varie. Sa valeur est égale à 2Ra + r/n, où 2Ra représente la somme des résistances d'accès Ra à l'élément il depuis les bornes 8 et 9, et où n désigne le nombre de tronçons 12 subsistant en parallèle après la découpe. L'exploitation de la valeur analogique fournie par l'élément 11 s'effectue de la même manière que pour le deuxième mode de mise en oeuvre des figures 3. La figure 5 représente, de façon très schématique et sous forme de blocs, un exemple de circuit de lecture de l'identifiant d'une puce de circuit intégré généré par le mode de mise en oeuvre de la figure 3A ou de la figure 4. Une tension Vin est appliquée sur la borne 8 tandis que la tension Vout lue sur l'autre borne d'extrémité 9 de l'élément 7 ou 11 est appliquée en entrée d'un convertisseur analogique-numérique 10 dont les sorties fournissent un mot binaire représentant l'identifiant ID du circuit intégré. La sensibilité du convertisseur analogique-numérique est choisie en fonction de la tolérance dans la position de la découpe par rapport au bord de la puce afin d'obtenir des identifiants différents selon les circuits intégrés. Dans le cas où plusieurs éléments sont répartis autour de la puce (que ce soit sur différents côtés ou non), on prévoit soit de sommer les contributions analogiques, soit plus simplement de concaténer (en variante de combiner) les valeurs numériques obtenues pour les différents éléments. Dans une génération analogique, le critère non déterministe est intrinsèque en cas d'exploitation analogique (dépend de la sensibilité du détecteur interprétant les valeurs analogiques) et, en cas d'exploitation numérique, dépend de la sensibilité du convertisseur analogique-numérique. La figure 6 représente un quatrième mode de mise en oeuvre de l'invention dans lequel des trajets individuels 13 sont connectés en parallèle à une borne 8 d'application d'une tension d'entrée Vin, leurs autres extrémités respectives étant lisibles individuellement par le circuit de lecture (6, figure 2) que comporte la puce 2 et fournissent directement des états zéro ou un constituant des bits (dans cet exemple, bO à b6) du numéro d'identification. Comme les tronçons 13 sont individualisés, il n'est 35 pas requis comme dans le premier mode de mise en oeuvre qu'ils soient de longueur croissante. Dans le mode de réalisation de la figure 6, la position du trait de coupe 3 interrompt certains des tronçons conducteurs qui fournissent alors des premiers états binaires (par exemple zéro) tandis que les tronçons non interrompus fournissent des états complémentaires (par exemple, 1) . Avec cette convention, les sept bits de l'élément d'identification de la figure 6 fournissent la valeur 1001000. La figure 7 représente une vue agrandie des tronçons conducteurs 4 du premier mode de mise en oeuvre de la figure 2 en supposant que l'élément fournit 5 bits b0 à b5. A la différence du mode de réalisation de la figure 6, le trait de coupe ne conditionne pas individuellement les états mais fixe le rang du bit du mot à partir duquel l'état change. En figure 7, une largeur des tronçons conducteurs 4 et 5 a été illustrée. Dans cet exemple, les cinq bits de l'élément d'identification réalisé fournissent la valeur 111000. Un avantage de la présente invention, est qu'elle permet de générer de façon extrêmement simple des numéros d'identification de puces de circuit intégré. Un autre avantage de la présente invention est que la mémorisation du numéro d'identification, généré en fin de fabrication par la découpe de la puce, est intrinsèque à la puce et ne nécessite aucun élément actif. Ce numéro pourra toutefois être également mémorisé dans la puce. Un autre avantage de l'invention est que la génération ne requiert pas d'étape de fabrication dédiée, la réalisation des trajets conducteurs s'effectuant en même temps que les connexions de la puce dans ses niveaux conducteurs et la génération et la mémorisation de l'identifiant s'effectuant en même temps que la découpe de la puce. Un autre avantage de l'invention est que la lecture de l'identifiant est particulièrement simple (de simples comparateurs suffisent dans les modes de réalisation numériques). Les éléments de génération et de mémorisation ne sont pas forcément répartis sur l'intégralité des côtés des puces. Ils peuvent se trouver localisés sur une portion de chaque bord des puces découpées. La mise en oeuvre de l'invention est compatible avec la mise en boîtier postérieure à la découpe d'une puce de circuit intégré, sans précaution particulière. En variante, différents trajets pourront être prévus dans plusieurs niveaux conducteurs. Une différenciation supplémentaire pourra alors provenir de l'angle de découpe de l'outil de coupe si les tolérances angulaires sont compatibles. Bien entendu, la présente invention est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, l'adaptation des dimensions à donner au(x) trajet(s) conducteur(s) de génération du numéro d'identification en fonction des tailles de puces et des tolérances des outils de coupe utilisés est à la portée de l'homme du métier à partir des indications fonctionnelles données ci-dessus. De plus, bien que l'invention ait été décrite en relation avec des tronçons conducteurs parallèles et/ou perpendiculaires aux bords de la puce pour être parallèles et/ou perpendiculaires aux traits de coupe, on pourra prévoir des tronçons en biais pourvu que ce biais soit compatible avec une différenciation entre plusieurs puces suite à la découpe. En outre, la réalisation pratique d'un circuit 6 d'exploitation des éléments d'identification de l'invention par excitation électrique et lecture des résultats fait appel à des composants électroniques classiques et est à la portée de l'hoiiune du métier en fonction de l'application. REVENDICATIONS 1. Procédé de génération d'un identifiant d'une puce (2) portant au moins un circuit intégré, caractérisé en ce qu'il consiste à provoquer une découpe d'au moins un trajet conducteur (4, 7, 11, 13) par découpe de la puce, la position du trait de 5 coupe (3) par rapport au bord de la puce conditionnant l'identifiant. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'identifiant de la puce (2) est fonction de la résistance (R, r) subsistant dans le trajet conducteur (7, 11) après découpe. 3. Procédé selon la revendication 2, consistant à former, en périphérie d'au moins un bord de la puce (2), une surface conductrice (7) dont des extrémités respectives (8, 9) sont reliées à un circuit (6) de lecture de l'identifiant fonction de la résistance de ladite surface. 4. Procédé selon la revendication 2, consistant à former, depuis au moins l'un des bords de la puce (2), plusieurs tronçons conducteurs (11), géographiquement parallèles à ce bord, et électriquement raccordés en parallèles à deux bornes (8, 9) de la puce reliées à un circuit (6) de lecture de l'identifiant fonction du nombre de tronçons subsistant après découpe. 5. Procédé selon la revendication 1, dans lequel au moins plusieurs premiers tronçons conducteurs (4, 13) parallèles entre eux et perpendiculaires à au moins un bord de la puce (2) sont individuellement connectés, par au moins une de leurs extrémités, à la puce, les différents tronçons présentant des longueurs différentes les uns des autres. 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel l'écart minimum (e) entre deux premiers tronçons (4, 13) est 30 inférieur aux tolérances de positionnement de la découpe par rapport à la puce (2). 7. Procédé selon la revendication 5, dans lequel les premiers tronçons conducteurs (13) sont interconnectés dans la puce à une borne (8) d'application d'un signal d'excitation sur 15 une première de leurs extrémités, leurs deuxièmes extrémités respectives fournissant des bits du numéro d'identification. 8. Procédé selon la revendication 5, dans lequel les premiers tronçons conducteurs (4) sont reliés les uns aux autres successivement par des tronçons secondaires (5) perpendiculaires, les longueurs des différents premiers tronçons (4) étant croissantes depuis une première extrémité (8) d'application d'un signal d'excitation. 9 Procédé selon la revendication 1, dans lequel le ou 10 les trajets conducteurs (4, 7, 11, 13) sont réalisés dans au moins une couche enterrée. 10. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le ou les trajets conducteurs (4, 7, 11, 13) sont réalisés dans au moins un niveau de métallisation. 11. Puce de circuit intégré comportant, sur au moins un côté, au moins un trajet conducteur (4, 7, 11, 13) dont deux bornes d'extrémité (8, 9) sont reliées à l'intérieur de la puce pour générer un identifiant de celle-ci qui dépend de la position d'un trait de découpe (3) par rapport au bord correspondant de la puce. 12. Puce selon la revendication 11, comportant un circuit (6) d'excitation du trajet conducteur à une (8) de ses extrémités et de lecture de la tension à son autre extrémité. 13. Puce selon la revendication 11, obtenue par la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10.