(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
安全な集積回路デバイスの製造方法において、第１に、半導体材料と、前記半導体材料に一体化した回路とで出来たアクティブ層(10)で、そのアクティブ面(11)上にコンタクトタブ(15)を有する該アクティブ層、及び第２に追加の層(20)を備え、前記アクティブ層(10)は、前記アクティブ層(10)の前記アクティブ面(11)の表面に設けられた中間層(30)により、前記追加の層(20)に結合され、また、次のステップで前記アクティブ層(10)は前記アクティブ面(11)と反対側の面(12)から薄くされ、
次のステップで、前記追加の層(20)に、ビア(23)、又は前記コンタクトタブ(15)と電気接続できるようにする任意の他の手段が設けられ、
前記追加の層(20)は、半導体材料で出来ていることを特徴とする製造方法。
【請求項２】
前記アクティブ層(10)を、厚さが5μｍから50μｍの範囲になるように薄くする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記追加の層(20)の前記半導体材料はシリコンである請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記アクティブ層(10)の前記アクティブ面(11)と反対側の前記表面(12)上に、アクティブサブ層(14)と少なくとも１つの物理化学的特性が異なるサブ層(13)を有し、薄くすることは前記サブ層(13)の手段により制御される請求項１乃至３の何れか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記サブ層(13)は、二酸化珪素のサブ層である請求項４に記載の方法。
【請求項６】
安全な集積回路デバイスにおいて、第１に、半導体材料と、前記半導体材料に一体化した回路とで出来たアクティブ層(10)で、そのアクティブ面(11)上にコンタクトタブ(15)を有する該アクティブ層、及び第２に追加の層(20)を備え、前記アクティブ層(10)は、前記アクティブ層(10)の前記アクティブ面(11)の表面に設けられた中間層(30)により、前記追加の層(20)に結合され、また前記アクティブ層(10)は前記アクティブ面(11)と反対側の面(12)から薄くされていて、
前記追加の層(20)に、ビア(23)、又は前記コンタクトタブ(15)と電気接続できるようにする任意の他の手段が設けられ、
前記追加の層(20)は、半導体材料で出来ていることを特徴とするデバイス。
【請求項７】
薄くした前記アクティブ層(10)の厚さは、5μｍから50μｍの範囲にある請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
前記追加の層(20)の前記半導体材料はシリコンである請求項７に記載のデバイス。
【請求項９】
前記アクティブ層(10)の前記アクティブ面(11)と反対側の前記表面(12)上に、アクティブサブ層(14)と少なくとも１つの物理化学的特性が異なるサブ層(13)を有する請求項６乃至８の何れか１項に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記サブ層(13)は、二酸化珪素のサブ層である請求項９に記載のデバイス。
【請求項１１】
請求項６項乃至１０の何れか１項に記載のデバイスが複数設けられた半導体材料のウェハ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の技術分野）
本発明は、安全な集積回路デバイスにおいて、第１に、半導体材料と、前記半導体材料に一体化した回路とで出来たアクティブ層で、アクティブ面上にコンタクトタブを有する該アクティブ層、及び第２に追加の層とを備えるデバイスに関する。本発明はまた、このようなデバイスの製造方法に関する。
本発明は、一般に集積回路の分野に適用でき、より詳しくは、集積回路を有する携帯用物体と、メモリーカードの形状の分野に関するが、これに限定されない。
【０００２】
（従来の技術）
現在作られているメモリーカードは、一般にプラスチック材料で出来ていて、電子モジュールを挿入するための空洞が設けられたたカード本体を備える。モジュールは、集積回路と、前記集積回路用の支持体とを備える。カードがコンタクトを使用して動作するとき、集積回路は、カード本体の表面と同一平面にあるマイクロモジュールの支持体の領域に接続され、また、カードがコンタクト無しで作動するとき、集積回路はアンテナの端子に接続される。
このようなメモリーカードは、例えば、暗号化されたテレビジョンチャンネルに関する支払オペレーション、健康管理の分野に関するオペレーション、公共輸送機関のデビットオペレーション、電話オペレーション、銀行のオペレーション等の色々のオペレーションを行うように設計されている。このようなオペレーションは、カードのマイクロモジュールとリーダーの間の電気的又は電磁的結合手段により、読取りモード又は読取り/書込みモードで実行される。
【０００３】
不正及び/又は市民的自由に反することを避けるか又は少なくとも制限するため、多くの異なる手段が発展してきた。特に、このような手段には、秘密コード、暗号又は認証キー、又は変換テーブルがある。マイクロコントローラを有するカードでは、このような手段と、チップに含まれる秘密情報は、本質的に電気的消去書込み可能な読出し専用メモリー（ＥＥＰＲＯＭ）内と読出し専用メモリー（ＲＯＭ）内に含まれ、これらのメモリーは中央処理装置（ＣＰＵ）により管理される。
【０００４】
チップ内に含まれる集積回路を物理的に解析することにより、チップ内に含まれる秘密情報にアクセスすることが出来ることがある。
そのため、集積回路を安全にする目的で、色々の技術が発展してきた。
これらのある技術は、集積回路の表面、特に集積回路のメモリーの表面をポリマーと金属の層でカバーする。層の迷路状で絡み合った性質により、回路の実際の配置を認識するのが困難になる。
しかし、このような技術で得られる安全性の程度は完全ではない。色々の層を順に選択的に化学エッチングすることにより、回路とそこに含まれる情報にアクセス可能なこともあるからである。
【０００５】
他の技術は、保護する「マスター」集積回路の上に第２の「スレーブ」集積回路を配置し、これらの集積回路を結合し、これらが分離されたら、例えば、安全なデータは不可逆的に失われるようにすることを提案する。フランス特許第2,727,227号に記載されるこのようなデバイスは、前記デバイスが常時スイッチを入れられている用途では有効である。
【０００６】
（発明が解決しようとする課題）
上述のことから、本発明が解決しようとする課題は、低コストで有効に、また継続的にデバイスに電力を供給する必要なく、集積回路デバイスに物理的にアクセスする可能性を制限することである。
【０００７】
（課題を解決するための手段）
この問題の解決策として、本発明は、安全な集積回路デバイスにおいて、第１に、半導体材料と、前記半導体材料に一体化した回路とで出来たアクティブ層で、アクティブ面上にコンタクトタブを有する該アクティブ層、及び第２に追加の層を備え、前記アクティブ層は、前記アクティブ層の前記アクティブ面の表面に設けられた中間層により、前記追加の層に結合され、また前記アクティブ層の前記アクティブ面と反対側の面は薄くされていることを特徴とするデバイスを提供する。
【０００８】
本発明は、さらに安全な集積回路デバイスの製造方法において、第１に、半導体材料と、前記半導体材料に一体化した回路とで出来たアクティブ層で、アクティブ面上にコンタクトタブを有する該アクティブ層、及び第２に追加の層を備え、前記アクティブ層は、前記アクティブ層の前記アクティブ面の表面に設けられた中間層により、前記追加の層に結合され、また前記アクティブ層の前記アクティブ面と反対側の面は薄くされることを特徴とする製造方法を提供する。
【０００９】
従って、物理的に限界近くまで、アクティブ面を除去することにより、安全な集積回路デバイスを得ることが出来る。さらに、アクティブ層と追加の層で出来ている組立体の厚さ、即ち、安全集積回路デバイスの厚さは、従来の安全でない集積回路デバイスの厚さとほぼ同じである。
【００１０】
（発明の実施の形態及び実施例）
本発明を実際に実行する方法は次の詳細な説明を読み、添付図面を見れば、より良く理解できるであろう。
図１に示すように、本発明の安全集積回路デバイスは、2つの主な層、即ち、薄くしたアクティブ層10と、追加の層20とを備え、前記層10,20は、中間層30により結合されている。
薄くしたアクティブ層10は、アクティブ面11と、そのアクティブ面11の反対側の表面12とを有する。追加の層20は、頂面21と底面22とを有する。
層10と20とは、結合層30により結合されて、固定されている。図面では、薄くしたアクティブ層10は、追加の層20の下方に置かれ、アクティブ層10のアクティブ面11と、追加の層20の底面22とは、それぞれ結合層30の底面31と、頂面32とに接触している。
【００１１】
重ね合わせた層10,20,30の組立体の厚さは、シリコン製造者によりウェハで売られている通常の安全でない集積回路デバイスの厚さとほぼ同じ、即ち約150μｍで有利である。従って、この組立体は、メモリーカードを製造するのに使用するモジュール内に容易に一体化することが出来る。それは、モザイク（登録商標）の公知の方法を使用して、「そのまま」カード本体に一体化することが出来る。
薄くしたアクティブ層10の厚さは、5μｍから50μｍの範囲、例えば約10μｍであり、即ち、集積回路を有する上述の種類の通常のデバイスのアクティブ層の厚さよりかなり薄い。それは、色々の重ね合わせたサブ層でできいて、オプションとして、サブ層13と、アクティブサブ層14とを備える。
【００１２】
サブ層13の厚さは、0.1μｍから3μｍの範囲、例えば約0.4μｍであり、絶縁材料特に二酸化珪素（ＳｉＯ2）で出来ていて、その機能の１つは、回路を構成する凹部における漏れ電流を制限することである。しかし、サブ層13は、他の材料で出来ていても良い。例えば、それは、ある厚さのシリコン基板で出来ていて、薄くする間、アクティブサブ層14の電位と異なる電位にバイアスされても良い。サブ層13は、アクティブサブ層14と、少なくとも１つの物理化学特性が異なる。
サブ層13のすぐ上のアクティブサブ層14の厚さは、5μｍから50μｍの範囲、例えば約10μｍである。それは、内部に電子回路が集積されたエピタキシャル成長したサブ層である。このアクティブサブ層14は、通常複数の厚さ部分からなり、その表面は色々のゾーン、特にＲＯＭと、保護する秘密情報を記憶するＥＥＰＲＯＭゾーンに細分されている。
【００１３】
金属入力/出力コンタクトタブ15が、アクティブサブ層14の表面と同一面にあるか、またはそこから突出す。
結合層30は、化学的に高度に不活性で、特に通常の溶剤に侵されない絶縁材料で出来ていてる。特に、それは、ポリアミドの層である。結合層30には、タブ15に重なって開口部33が設けられている。
【００１４】
追加の層20の厚さは、薄くされているかどうかにかかわらず、80μｍから600μｍの範囲にある。それは、強く、堅固で、不透明な材料で出来ていて、半導体が有利であり、エッチング又は機械加工できる性質を有する。この半導体材料は、アクティブ層10のアクティブサブ層14の材料と同じ、即ちシリコン特に単結晶シリコンが好ましい。その結果、物理化学的反応性により層10と20を区別することは出来ない。薄くしたアクティブ層10は、薄いので、追加の層20の材料が薄くしたアクティブ層10の物理的特性と同一か非常に近い物理的特性を有することが、重要になる。そうでないと、層10と30の色々の物理的反応が、本発明のデバイスの物理的完全性を乱すかもしれない。例えば、層10と30の熱膨張係数差があると、薄くしたアクティブ層10にマイクロクラックが出来、それにより、温度上昇の影響で特に脆くなる場合がある。
【００１５】
さらに、追加の層20には、ビア23、又はタブ15と電気接続できるようにする任意の他の手段、特にめっきした通り孔（スルーホール）が設けられる。めっきしていないビアを使用するときは、デバイス1内で電気接続は、金属導線ワイヤー2、例えば金又はアルミニウムのワイヤーで行われる。
【００１６】
従って、攻撃者が、本発明の安全デバイスの集積回路にアクセスし、その構造を求め、そこから前記デバイスが含む秘密情報を引出そうとすると、このような攻撃者は、アクティブ層10から追加の層20を分離しなければならないであろう。  この目的のため、攻撃者は、層10と20の組立体に引張り力をかけることが出来る。その場合、かなり脆く作られている薄くしたアクティブ層10は、壊れて多数の片になり、そのため、回路の構造を求め、秘密情報を引出すのは不可能になるであろう。
【００１７】
攻撃者は、また追加の層20と、次に結合層30を劣化させようとするかもしれない。結合剤が通常の溶剤に十分抵抗性があると仮定して、このような層20と30を劣化させるためには、このような攻撃者は、強い酸又は塩基を使用しなければならないであろう。このような塩基は、シリコンを破壊し、追加の層20のシリコンのみでなく、アクティブ層10のシリコンをも破壊するであろう。このような強い酸は、集積回路を形成するトラックの金属を破壊するであろう。従って、回路の構造を求め、秘密情報を引出すのは不可能になうであろう。
同じことは、光学的侵入方法にも当てはまる。追加の層20は、紫外線（ＵＶ）又は赤外線（ＩＲ）に対する有効な障壁を形成し、それゆえ、ＵＶ又はＩＲによる回路の妨害を防止する。
【００１８】
本発明のデバイス1を製造するには、追加の層20を形成し、図４Ｃに示す種類の薄くしていないアクティブ層10に結合剤を塗布し、追加の層20を結合剤をコーティングしたアクティブ層10に結合し、次のステップで結合したアクティブ層10を薄くする。
簡単にするため、本発明の安全デバイスの製造に含まれるステップは、主に1つのデバイス即ちチップについて記述する。しかし、実際はこれらのステップはシリコンウェハのバッチに行うのが有利である。アクティブ層10を作るため、各々が複数の集積回路デバイス4が並んで配置された（図２）シリコンウェハ3を使用し、追加の層20を形成するため、実質的に同じ形状であるが集積回路はないシリコンウェハを使用する。ウェハを使用して、多数の安全集積回路デバイスを迅速に得られる。従って、この実行方法は、製造者が部品を事前に修正する必要がなく、本発明の明らかな利点である。
【００１９】
追加の層20を形成するため、図３Ａから３Ｆに示すステップを実行する。
第１ステップで、半導体基板24、特に厚さ約400μｍのシリコンダイ（図３Ａ）を酸化し、オプションとして窒化する。ダイ24の外面に酸化物層25と、オプションとして窒化物層が出来る（図３Ｂ）。
次に、ダイ24の酸化した表面の一方に感光層26を設ける（図３Ｃ）。
次に、感光層26をマスクを通して露光し、感光層26の露光した表面は開口部27となる（図３Ｄ）。
次に、酸化物層25の感光層26で保護されていない部分、特に開口部27の部分を選択的に劣化させ、オプションとして、ダイ24の開口部27のある面と反対側の表面の酸化物層を劣化させる（図３Ｅ）
層20（図３Ｆ）を得るため、図３Ｅのダイ24を加工する。この加工は、乾式又は湿式エッチング技術を使用して行う。これによりビア23が得られる。また、同時にダイ24を約100μｍ、又は80μｍまで薄くすることが出来る。
【００２０】
上述したステップと並行して、薄くしていないアクティブ層10に結合剤を塗布する。
図４Ａに示すように、薄くしていないアクティブ層10は、シリコンのサブ層16を有する。ＳｉＯ2の薄くしていないアクティブ層10内に、層16,13,14の組立体があるとして、絶縁体上シリコン（ＳＯＩ）タイプの基板を形成し、その中に酸化物層によりＳｉの塊から絶縁されている領域に回路が組み込まれている。
薄くしていないアクティブ層10のアクティブ面11に、粘着性のポリマー結合剤を塗布する。次に、それが結合層30を形成し、タブ15を覆う（図４Ｂ）。
結合剤が感光性の場合、マスクを通して直接露光する。次に、開口部33を形成し、少なくともタブ15の部分を除去する（図４Ｃ）。結合剤が感光性でない場合、結合層30の表面に感光層を塗布し、図３Ｃから３Ｅを参照して記述した方法で、この感光層に開口部を設ける必要がある。
【００２１】
最後に、本発明のデバイスを安全にするステップを行う。これらのステップは、図５Ａから５Ｅに示される。
最初に、図３Ｆの追加の層20を図４Ｃの層10と30の組立体の表面上に置き、ビア23がタブ15の上に来るようにする。
次に、熱圧着により、追加の層20を薄くしていないアクティブ層10に結合する。実際は、かさね合わされた層10と20は、約10バールの圧力と、約300℃の温度で、約400℃より低い温度をかける。この温度は、集積回路を形成するアルミニウムトラックの限界温度に対応する。
【００２２】
次に、アクティブ層10を薄くするため、結合した組立体10,20,30を機械的保護ブロック40で保護する。これは、結合した組立体の頂面に対して、追加の層20の表面に対して、またビア23の底面に対して適用される（図５Ｂ）。次に、アクティブ層10の後面を加工して、結合した組立体を約150μｍ、即ち現在の通常の安全でないデバイスの厚さとほぼ等しい厚さまで薄くすることが出来る。もちろん、アクティブサブ層は全く削られないように、計算して薄くする。またサブ層13があるので、集積回路ウェハの2つの面の平行特性にかかわらず、加工を停止し、アクティブ層の厚さを正確に制御することが出来る。
【００２３】
いったん、加工を行うと、保護ブロック40を除去することが出来る（図５Ｄ）。
次に、公知の通常の方法（特に、ワイヤーボンディング、又はウェッジボンディング）により、ワイヤー2をタブ15に接続する。
もちろん、本発明方法を集積回路ウェハに行うとき、ワイヤーの接続ボンディングのステップの前に、安全デバイスをウェハから切り分け、例えば、この安全デバイスを、金属めっきストリップ、又は「リードフレーム」に移転し、このステップの後、カード本体に取り付ける前に、各モジュールを樹脂でコーティングする。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のデバイスの断面図である。
【図２】  本発明の複数のデバイスを有する集積回路ウェハの斜視図である。
【図３Ａ】  本発明の安全集積回路デバイスのための追加の層を形成する１ステップの断面図である。
【図３Ｂ】  本発明の安全集積回路デバイスのための追加の層を形成する１ステップの断面図である。
【図３Ｃ】  本発明の安全集積回路デバイスのための追加の層を形成する１ステップの断面図である。
【図３Ｄ】  本発明の安全集積回路デバイスのための追加の層を形成する１ステップの断面図である。
【図３Ｅ】  本発明の安全集積回路デバイスのための追加の層を形成する１ステップの断面図である。
【図３Ｆ】  本発明の安全集積回路デバイスのための追加の層を形成する１ステップの断面図である。
【図４Ａ】  本発明の安全集積回路デバイスのためのアクティブ層を作る１ステップの断面図である。
【図４Ｂ】  本発明の安全集積回路デバイスのためのアクティブ層を作る１ステップの断面図である。
【図４Ｃ】  本発明の安全集積回路デバイスのためのアクティブ層を作る１ステップの断面図である。
【図５Ａ】  図３Ａから３Ｆ、４Ａから４Ｃのステップで形成された追加の層とアクティブ層を使用して、本発明の安全集積回路デバイスを得るための１ステップの断面図である。
【図５Ｂ】  図３Ａから３Ｆ、４Ａから４Ｃのステップで形成された追加の層とアクティブ層を使用して、本発明の安全集積回路デバイスを得るための１ステップの断面図である。
【図５Ｃ】  図３Ａから３Ｆ、４Ａから４Ｃのステップで形成された追加の層とアクティブ層を使用して、本発明の安全集積回路デバイスを得るための１ステップの断面図である。
【図５Ｄ】  図３Ａから３Ｆ、４Ａから４Ｃのステップで形成された追加の層とアクティブ層を使用して、本発明の安全集積回路デバイスを得るための１ステップの断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
0004386570.tif 000008
【図３Ｆ】
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【図４Ａ】
0004386570.tif 000010
【図４Ｂ】
0004386570.tif 000011
【図４Ｃ】
0004386570.tif 000012
【図５Ａ】
0004386570.tif 000013
【図５Ｂ】
0004386570.tif 000014
【図５Ｃ】
0004386570.tif 000015
【図５Ｄ】
0004386570.tif 000016