專利名稱：具有防光沖擊保護的電子存儲部件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及電子部件技術領域，尤其涉及微電子部件。
特別地，本發(fā)明涉及電子存儲部件，包括至少一個嵌入和/或進入至少一個摻雜的接收襯底中的存儲單元矩陣。
背景技術：
電子存儲部件，例如可擦除可編程只讀存儲器(EPROM)、電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)或快閃存儲器，允許以“1”和“0”的形式讀取和/或寫入數字數據，“1”和“0”經常被稱作寫或擦除狀態(tài)(位)。諸如強光源照射(所謂的光沖擊)的外部影響可能導致這些數據的不正確讀取。
這種數據的不正確讀取可以使用例如糾錯碼計數，這樣信息被過量地存儲在該物理媒質上，并且一旦讀入了數據，算法就精確檢查這些數據的錯誤。
通常使用的算法可以在例如8個邏輯位(對應于多于8個物理位)的存儲塊中檢測和/或校正一個或多個不正確的位(已知的例子是漢明碼)。
由于效率和成本的要求，在糾錯碼的情況下，理論上用于錯誤檢測的算法不能檢測所有可能的錯誤，但是總是能夠限于檢測和可能校正每個存儲塊中相對少的位。在安全至關重要的應用中，尤其如果某些特征錯誤模式在位中發(fā)生得比其它錯誤模式更為頻繁、或者可以通過外部操作故意產生，這往往是不夠的。
因此，例如，當編碼進入支付卡的貨幣計數時，保證物理穩(wěn)定狀態(tài)(即多年后可以通過物理處理將數據存儲媒質改變成該狀態(tài))對應于空帳戶狀態(tài)總是重要的，以便支付卡在沒有授權的情況下不能記帳更多的錢。
抵抗光沖擊的其它可能方式有例如，復制的數據讀取訪問(所謂的“讀驗證模式”)，其中結果被相互比較，或者在實際讀取訪問之前或之后使用禁用的字線讀取數據。禁用的字線具有這樣的效果在無錯誤的操作中總是讀取一個且相同的模式(所謂的“讀取已知答案模式”)；與其的偏離則表示沖擊。
然而，類似“讀驗證模式”或者“讀取已知答案模式”的復制的讀取訪問僅能夠檢測恰好發(fā)生在驗證讀取訪問時的沖擊。這個時間窗口之外是這種傳感器的盲區(qū)，因為作為規(guī)則的錯誤僅在讀取過程中的瞬間發(fā)生；此外，使用這些方法使得有效讀取訪問延長。
最后，也存在可分布在存儲芯片上的專用光傳感器。雖然這種專用光傳感器可以在任何需要的時間檢測光沖擊，但是它們相對于存儲芯片小并且因此不能夠提供完全的表面覆蓋?，F反，如果增加這些傳感器的數量，存儲芯片所需要的空間也增加，這對于其制造成本有負面影響。
例如，在智能卡領域出現了所有上述潛在的安全隱患。

發(fā)明內容
基于上述的不利和缺點(＝昂貴、復雜的糾錯機制；復制的讀取訪問；局部限制的光傳感器)，本發(fā)明的目的是進一步開發(fā)一種上述類型的電子存儲部件，使得能夠直接檢測或立即感測以所謂的光沖擊形式發(fā)生的光入射，而沒有停滯時間(＝對芯片開發(fā)的貢獻)。
該目的通過具有如權利要求1中闡述的特征的電子存儲部件實現。本發(fā)明的優(yōu)選實施例以及進一步有利的發(fā)展在從屬權利要求中確定。
根據本發(fā)明的示范，公開了一種全新的微電子存儲芯片的方法，使用整體的、大面積的光傳感器，并且沒有停滯時間。
基于半導體的電子存儲芯片中的存儲單元被適當地排列成規(guī)則矩陣。尤其是在非易失性存儲器的情況下，需要高電壓用于編程或擦除。為了保持要處理的最大電壓盡可能低，優(yōu)選編程電壓被分成正部分和負部分。這意味著其中形成存儲單元的襯底也會連接到負電位。
為了使這變?yōu)榭赡?，根據本發(fā)明的微電子存儲芯片的進一步開創(chuàng)性開發(fā)，所述襯底(例如，是p摻雜的和/或已知為例如高電壓P阱(HP-W))的底部和/或側面被相反摻雜的掩埋N阱(BN-W)(其可以是例如n摻雜的)圍繞。在光沖擊過程中，在半導體中產生電荷載流子，這些電荷載流子尤其表現為與這些阱的接觸中的額外電流。
這些電流可以利用至少一個電路裝置測量，所述電路裝置的形式優(yōu)選為比較器電路，以便例如拒絕訪問存儲芯片，和/或在超過了(光)電壓或光電流的特定極限或閾值時，向控制中央處理器(CPU)發(fā)送適當的警告信號。因此該電路裝置的目標和目的是檢測光入射產生的電荷電荷載流子引起的電壓或電流，根據本發(fā)明該電路裝置與其中至少一個襯底相接觸或連接，-例如與采取接收襯底形式的高電壓P阱(HP-W)接觸或連接，和/或-優(yōu)選與頂/保護襯底形式的掩埋N阱(BN-W)接觸或連接。
與矩陣中的其它電路元件相反，所述其它電路元件中電流是基于正常讀取過程流動的，掩埋n型阱處的電位在讀取模式下是靜態(tài)的。因此，使用本發(fā)明，即使小的光感生電流也可以以特別的優(yōu)選方式恒定且明確地檢測出。
測量存儲單元矩陣的適當大面積阱中的感生電流的光傳感器的優(yōu)點在于不僅覆蓋存儲芯片的更大部分，而且同時是持續(xù)有效的，即其不表現出任何停滯時間，在所述停滯時間中光沖擊可以未經注意地進行。此外，存儲芯片的空間要求的增加不明顯，因為無論如何阱是已經存在，而且只需要保留例如用于容納電流比較器和相關的邏輯的空間。
本發(fā)明最后涉及使用上述類型的電子存儲部件用于光入射的特別是連續(xù)檢測和/或特別是永久感測，該光入射特別是以至少一個光沖擊的形式，例如入射到例如至少一個智能卡上。


如前面已經討論的，有各種可能的方式有利地體現和開發(fā)本發(fā)明的示范。在這一點上，參考從屬于權利要求1的權利要求，將參考附圖所示的實施方式的例子進一步描述本發(fā)明，但是本發(fā)明并不限于此。在圖中圖1是根據本發(fā)明的微電子存儲部件的實施方式的第一個例子的示意性橫截面表示，由于為了個別形式、元件、特征的清楚和可見性的原因，該圖未按比例繪制；以及圖2是根據本發(fā)明的微電子存儲部件的實施方式的第二個例子的示意性橫截面表示，由于為了個別形式、元件、特征的清楚和可見性的原因，該圖未按比例繪制。
具體實施例方式
在圖1和2中相同或相似的形式、元件或特征使用相同附圖標記。
根據本發(fā)明，圖1示出的實施方式的第一個例子中基于半導體的微電子存儲芯片100，以及圖2示出的實施方式的第二個例子中基于半導體的微電子存儲芯片100’，分別是具有(n矩陣)存儲單元10的閃存芯片，其嵌入進，即進入高電壓P阱(HP-W)形式的p摻雜接收襯底20中。
兩個外部源12a、12b，中央位線14、設置在位線14和第一源12a或第二源12b之間的字線16以及位于位線14和字線之間的控制柵18與該(n矩陣)存儲單元10相關聯。
在所示的存儲芯片100(參見圖1)或100’(參見圖2)的情況下，需要高電壓用于編程或擦除。為了在這種環(huán)境中保持要處理的最大電壓盡可能低，編程電壓被分成正部分和負部分。這意味著其中形成了存儲單元10的p摻雜接收襯底20也可以連接到負電位。
為了使這變?yōu)榭赡埽趫D1和2中均示為高電壓P阱(HP-W)的p摻雜接收襯底20被相反摻雜的掩埋N阱(BN-P)(＝n摻雜的頂/保護襯底30，該襯底30被埋入位于其下的p摻雜載體襯底40(晶片)中，并且保護(n矩陣)存儲單元10不受強光源照射，即不受所謂的光沖擊)所覆蓋，并因此在其表面上被包圍而遠離存儲單元10，即在底部和側面處。在光沖擊過程中，在半導體中產生電荷載流子，其尤其表現為在與這兩個阱的接觸中，即，在與接收襯底20的接觸12a、12b中和與頂/保護襯底30的接觸32中的額外電流。
在根據圖1的微電子存儲芯片100的實施方式的第一個例子中，通過比較器電路24無停滯時間(dead times)地測量這些電流，所述比較器電路24經由采取外部源形式的電接觸12a與接收襯底20連接，以便拒絕對存儲芯片100的訪問和/或若超過了特定閾值(例如，關于光電流產生而設定的參考電流)則向控制中央處理器(CPU)發(fā)送適當的警告信號。可選擇地或者除了電接觸12a之外，比較器電路24到接收襯底20的連接也可能采取經外部源形式的電接觸12b。
在根據圖2的微電子存儲芯片100’的實施方式的第二個例子中，通過比較器電路34無停滯時間地測量由于光沖擊產生的額外電流，所述比較器電路34經由電接觸32與頂/保護襯底30連接，以便拒絕對存儲芯片100’的訪問和/或若超過了特定閾值(例如，關于光電流產生而設定的參考電流)則向控制中央處理器(CPU)發(fā)送適當的警告信號。
與矩陣10中的其它電路元件相反，其中電流可以基于正常讀取過程而流動，掩埋n摻雜的掩埋N阱(BN-W)30處的電位在讀取模式下是靜態(tài)的。因此根據圖2的實施方式的第二個例子顯得優(yōu)于根據圖1的實施方式的第一個例子，因為尤其是使用根據圖2的實施方式的第二個例子時，即使小的光感生電流也可以在任何需要的時刻持續(xù)且明確地檢測出。
該整體的光傳感器，其測量存儲單元矩陣10的大面積p摻雜的高電壓P阱20(HP-W)中(＝根據圖1的實施方式的第一個例子)的、或者存儲單元矩陣10的大面積n摻雜的掩埋N阱(BN-W)30中(＝根據圖2的實施方式的第二個例子)的感生電流，并且特別是在發(fā)生強光作用時，即發(fā)生強光沖擊時立即“開始”，所述光傳感器的優(yōu)點在于不僅覆蓋存儲芯片100或100’的大部分，而且同時是持續(xù)有效的，即，其不表現出任何停滯時間，在所述停滯時間中光沖擊可以未經注意地進行。
此外，存儲芯片100或100’的空間需求僅不明顯地增加，因為無論如何阱20、30已經存在，而且只需要保留例如用于容納電流比較器24(＝根據圖1的實施方式的第一個例子)或34(＝根據圖2的實施方式的第二個例子)和相關邏輯的空間。
附圖標記列表100電子存儲部件，尤其是微電子存儲部件(實施方式的第一個例子)100’電子存儲部件，尤其是微電子存儲部件(實施方式的第二個例子)10存儲單元矩陣
12a第一源，尤其是以接收襯底20和電路裝置24之間的接觸的形式12b第二源14位線16字線18控制柵20接收襯底，尤其是高電壓P阱(HP-W)24電路裝置，尤其是與接收襯底20相關的比較器電路30頂/保護襯底，尤其是掩埋N阱(BN-W)32連接，尤其是在頂/保護襯底30與電路裝置34之間34電路裝置，尤其是與頂/保護襯底30相關聯的比較器電路40載體襯底。
權利要求
1.一種電子存儲部件(100或100’)，包括至少一個存儲單元矩陣(10)，其嵌入進和/或進入至少一個摻雜的接收襯底(20)中，其特征在于-接收襯底(20)被與接收襯底(20)相反摻雜的至少一個頂/保護襯底(30)至少部分地和/或在其遠離存儲單元矩陣(10)的至少其中一個表面上所覆蓋和/或圍繞，以及-所述襯底(20或30)中的至少一個，例如接收襯底(20)和/或尤其是頂/保護襯底(30)，與至少一個電路裝置(分別是24或34)接觸(12a或12b)或連接(32)，用于檢測由光入射產生的電荷載流子引起的電壓或電流。
2.根據權利要求1的存儲部件，其特征在于所述電路裝置(24或34)采取至少一個比較器電路的形式。
3.根據權利要求1或2的存儲部件，其特征在于如果在所述電路裝置(24或34)中超過了給定的極限電壓或給定的極限電流，則--可以拒絕對存儲部件(100或100’)的訪問，和/或--可以向至少一個控制CPU發(fā)送至少一個警告信號。
4.根據權利要求1-3中至少一項的存儲部件，其特征在于頂/保護襯底(30)以阱的方式圍繞接收襯底(20)。
5.根據權利要求1-4中至少一項的存儲部件，其特征在于頂/保護襯底(30)與至少一個載體襯底(40)相關聯。
6.根據權利要求5的存儲部件，其特征在于頂/保護襯底(30)掩埋在載體襯底(40)中。
7.根據權利要求1-6中至少一項的存儲部件，其特征在于-接收襯底(20)是p摻雜的，-頂/保護襯底(30)是n摻雜的，和/或-載體襯底(40)是p摻雜的。
8.根據權利要求1-7中至少一項的存儲部件，其特征在于與存儲單元矩陣(10)相關聯的有-至少一個源(12a、12b)，尤其以接觸的形式，-至少一個位線(14)，-至少一個字線(16)以及-至少一個控制柵(18)。
9.根據權利要求1-8中至少一項的存儲部件，其特征在于存儲部件(100或100’)的形式為可擦除可編程只讀存儲器、電可擦除可編程只讀存儲器或者快閃存儲器。
10.使用根據權利要求1-9中至少一項的電子存儲部件(100或100’)特別用于光入射的連續(xù)檢測和/或特別用于永久感測，該光入射特別是以至少一個光沖擊的形式，例如入射到至少一個智能卡上。
全文摘要
為了進一步開發(fā)包含至少一個存儲單元矩陣(10)的電子存儲部件(100或100′)，所述存儲單元矩陣嵌入和/或進入至少一個摻雜的接收襯底(20)中，使得能夠直接檢測到或立即感測到所謂的光沖擊形式的光入射而沒有停滯時間，本發(fā)明提出了接收襯底(20)至少部分并且/或者在其遠離存儲單元矩陣(10)的表面的至少一個上被至少一個頂/保護襯底(30)覆蓋和/或包圍，所述頂/保護襯底(30)與接收襯底(20)的摻雜相反，以及所述襯底(20或30)中的至少一個(例如，接收襯底(20)和/或尤其是頂/保護襯底(30))與至少一個電路裝置(分別是24或34)接觸(12a或12b)或連接(32)，用于檢測由光入射產生的電荷載流子引起的電壓或電流。
文檔編號H01L27/115GK1714448SQ200380103734
公開日2005年12月28日 申請日期2003年11月13日 優(yōu)先權日2002年11月21日
發(fā)明者M·瓦納, J·加貝 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司