使用鎖存器的激光檢測器和包括激光檢測器的半導體裝置的制造方法

使用鎖存器的激光檢測器和包括激光檢測器的半導體裝置的制造方法
【專利摘要】提供了使用鎖存器的激光檢測器和包括激光檢測器的半導體裝置。激光檢測器包括：鎖存器，配置為輸出輸出信號和反相輸出信號；以及初始值設定電路，配置為設置輸出信號和反相輸出信號的至少一者的初始值。鎖存器包括控制為通過初始值而首先導通的第一晶體管以及控制為通過初始值而首先截止的第二晶體管。第二晶體管具有包括橫向面積大于第一晶體管的橫向面積的有源區。
【專利說明】使用鎖存器的激光檢測器和包括激光檢測器的半導體裝置
[0001 ] 本申請要求于2015年2月2日提交的第10-2015-0016167號韓國專利申請的優先權，該韓國專利申請的公開內容通過引用全部包含于此。
技術領域
[0002]發明構思的實施例涉及一種激光檢測器和包括激光檢測器的半導體裝置(例如，存儲器裝置或芯片上系統(SoC))，更具體地涉及一種使用鎖存器的激光檢測器以及包括該激光檢測器的半導體裝置。
【背景技術】
[0003]隨著計算機技術的發展，用于非法訪問、危害或損害存儲的信息的黑客技術在復雜的環境中持續增加。存在許多不同形式的黑客技術。很多時候，在非法過程中使用激光。因此，激光檢測器電路已經被用作用于檢測是否已經發生激光攻擊或黑客行為的機制。
[0004]激光檢測器電路通常采用觸發器。然而，這種激光檢測器很多時候具有向下檢測可能性。此外，這種基于觸發器的激光檢測器會占用相對大的電路區域。此外，隨著微尺寸半導體工藝的不斷發展，正變得越來越難以檢測激光攻擊。

【發明內容】

[0005]根據發明構思的一些實施例，提供一種用于檢測激光攻擊的激光檢測器。該激光檢測器包括:鎖存器，包括配置為使反相輸出信號反相以產生輸出信號的第一反相器以及配置為接收輸出信號并且產生反相輸出信號的第二反相器；以及初始值設定電路，配置為設置輸出信號和反相輸出信號中的至少一者的初始值。第一反相器包括，控制為通過初始值而首先截止的第一晶體管以及控制為通過初始值而首先導通的第二晶體管。第二反相器包括，控制為通過初始值而首先導通的第三晶體管以及控制為通過初始值而首先截止的第四晶體管。
[0006]第一晶體管和第三晶體管可以包括P溝道金屬氧化物半導體(PMOS)晶體管，第二晶體管和第四晶體管可以包括N溝道金屬氧化物半導體(NMOS)晶體管。
[0007]第一晶體管的有源區的寬度與長度的比例可以大于第三晶體管的有源區的寬度與長度的比例，第二晶體管的有源區的寬度與長度的比例可以小于第四晶體管的有源區的寬度與長度的比例。
[0008]第二晶體管和第三晶體管中的每個的有源區可以被布置為在豎直方向上被金屬層覆蓋，第一晶體管和第四晶體管中的每個的有源區的至少一部分可以布置成在豎直方向上不被金屬層覆蓋。
[0009]第一晶體管可以連接在第一電源電壓和第一節點之間并且可以具有接收反相輸出信號的柵極。第二晶體管可以連接在第一節點和第二電源電壓之間并且可以具有接收反相輸出信號的柵極。第三晶體管可以連接在第一電源電壓和第二節點之間并且可以具有接收輸出信號的柵極。第四晶體管可以連接在第二節點和第二電源電壓之間并且可以具有接收輸出信號的柵極。
[0010]初始值設定電路可以包括連接在第一節點或第二節點與第二電源電壓之間的晶體管，以響應于重置信號而操作。
[0011]根據發明構思的其他實施例，提供一種用于檢測激光攻擊的激光檢測器。激光檢測器包括:鎖存器，配置為輸出輸出信號和反相輸出信號；以及初始值設定電路，配置為設置輸出信號和反相輸出信號中的至少一者的初始值。鎖存器包括控制為通過初始值而首先導通的第一晶體管以及控制為通過初始值而首先截止的第二晶體管。第二晶體管的有源區的橫向面積可以大于第一晶體管的有源區的橫向面積。
[0012]第二晶體管的有源區的寬度與長度的比例可以大于第一晶體管的有源區的寬度與長度的比例。
[0013]第一晶體管的有源區可以被布置成在豎直方向上被金屬層覆蓋，第二晶體管的有源區的至少一部分可以被布置成在豎直方向上不被金屬層覆蓋。第一晶體管可以不對入射的激光能量做出反應。第二晶體管可以對入射的激光能量做出反應，并且產生泄漏電流以使具有初始值的輸出信號反相。
[0014]第二晶體管可以包括并聯連接在尺寸上比第一晶體管大的至少兩個晶體管。
[0015]第一晶體管可以包括串聯連接在尺寸上比第二晶體管小的至少兩個晶體管。
[0016]根據發明構思的又一實施例，提供一種半導體裝置，包括:第一至第k激光檢測器，其中，“k”是至少為2的整數；以及邏輯算符，配置為對第一激光檢測器的第一輸出信號至第k激光檢測器的第k輸出信號執行邏輯運算，以產生激光檢測信號。第一至第k激光檢測器中的每個包括:初始值設定電路，配置為設置輸出信號中的一個的初始值；以及鎖存器，配置為響應于入射的激光能量而首先鎖存初始值并且使輸出信號反相。鎖存器包括控制為通過初始值而首先導通的第一晶體管以及控制為通過初始值而首先截止的第二晶體管。第二晶體管的有源區的橫向面積可以大于第一晶體管的有源區的橫向面積。
[0017]邏輯算符包括至少一個OR邏輯算符或AND邏輯算符，OR邏輯算符配置為對第一至第k輸出信號執行OR運算，AND邏輯算符配置為對第一至第k輸出信號執行AND運算。
[0018]半導體裝置還可以包括存儲器單元陣列，所述存儲器單元陣列包括被配置為存儲至少一比特的數據的多個存儲器單元。第一至第k激光檢測器可以以分布的形式布置在存儲器單元陣列中或存儲器單元陣列周圍。
[0019]根據發明構思的又一實施例，提供一種電子系統，包括處理器和配置為存儲通過處理器使用的數據的存儲器裝置。處理器和存儲器裝置之中的至少一者包括鎖存器，所述鎖存器配置為響應于入射的激光能量而鎖存初始值并且使初始值反相以檢測激光能量。
[0020]根據發明構思的又一實施例，提供一種激光檢測器，包括:鎖存器，配置為鎖存輸出信號和反相輸出信號；以及初始值設定電路，配置為設置鎖存器的輸出信號的初始值。鎖存器包括:第一晶體管，構造且布置為使得第一晶體管的導通/截止狀態是響應于初始值的導通和截止中的一個；以及第二晶體管，構造且布置為使得第二晶體管的導通/截止狀態是響應于初始值的導通和截止中的另一個。第一晶體管在遭受到入射的激光能量時保持其導通/截止狀態，而第二晶體管在遭受到激光能量時通過產生泄漏電流而改變其導通/截止狀
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[0021]第一晶體管的有源區可以被布置成在豎直方向上被金屬層覆蓋，使得入射的激光能量被金屬層阻擋，第二晶體管的有源區的至少一部分可以被布置成在豎直方向上不被金屬層覆蓋，使得入射的激光能量穿過金屬層。
[0022]第二晶體管的有源區可以大于第一晶體管的有源區。
[0023]第二晶體管可以包括可以并聯的至少兩個晶體管。
[0024]第一晶體管可以包括可以串聯的至少兩個晶體管。
[0025]鎖存器可以包括第一反相器和第二反相器。第一反相器可以包括:第一晶體管，控制為通過初始值而首先導通；以及第三晶體管，控制為通過初始值而首先截止。第二反相器可以包括:第二晶體管，控制為通過初始值而首先截止；以及第四晶體管，控制為通過初始值而首先導通。
【附圖說明】
[0026]通過參照附圖詳細描述的發明構思的示例性實施例，發明構思的上述和其他特征和優點將變得更加清楚，在附圖中:
[0027]圖1是根據發明構思的一些實施例的激光檢測器的示意性框圖；
[0028]圖2是根據發明構思的一些實施例的激光檢測器的電路圖；
[0029]圖3是示出圖2中所示的激光檢測器的操作的示意性時序圖；
[0030]圖4是用于解釋圖2中所示的激光檢測器的操作的圖；
[0031]圖5是根據發明構思的其他實施例的激光檢測器的電路圖；
[0032]圖6是根據發明構思的再一實施例的激光檢測器的電路圖；
[0033]圖7是根據發明構思的又一個實施例的激光檢測器的電路圖；
[0034]圖8是圖2中所示的第一N溝道金屬氧化物半導體(NMOS)晶體管的豎直布局的示意性剖視圖；
[0035]圖9是圖2中所示的第二NMOS晶體管的豎直布局的示意性剖視圖；
[0036]圖10是根據發明構思的一些實施例的電子系統的示意性框圖；
[0037]圖1IA是圖10中所示的存儲器裝置的示例的示意圖；
[0038]圖1IB是圖10中所不的存儲器裝置的另一個不例的不意圖；
[0039]圖12是根據發明構思的一些實施例的激光檢測模塊的示意圖；
[0040]圖13是根據發明構思的其他實施例的電子系統的框圖；以及
[0041]圖14是根據發明構思的又一個實施例的電子系統的框圖。
【具體實施方式】
[0042]在下文中，將參照示出實施例的附圖更充分地描述發明構思。然而，發明構思可以以許多不同的形式來實施，并且不應被解釋為局限于在此闡述的實施例。更恰當地，提供這些實施例，使得本公開將是徹底的和完整的，并將向本領域技術人員充分地傳達范圍。在附圖中，為了清晰起見，會夸大層和區域的尺寸和相對尺寸。同樣的標號始終表示同樣的元件。
[0043]將理解，當元件被稱作“連接”或“結合”到另一元件時，其可以直接連接或結合到另一元件，或者可以存在中間元件。相反，當元件被稱作“直接連接”或“直接結合”到另一元件時，不存在中間元件。如這里使用的，術語“和/或”包括一個或多個相關列出的項的任何組合以及全部組合，并且可以被縮寫為7”。
[0044]也將理解，盡管這里可以使用術語第一、第二等來描述各種元件，但是這些元件不應受這些術語限制。這些術語僅是用于將一個元件與另一個元件區別開來。例如，在不脫離本公開的教導的情況下，第一信號可以被稱為第二信號，類似地，第二信號可以被稱為第一信號。
[0045]這里使用的術語僅是為了描述特定實施例的目的，而不意圖限制本發明。如這里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否則單數形式“一個(種)”和“所述(該)”也意圖包括復數形式。還將理解的是，當在本說明書中使用術語“包含”和/或“包括”時，說明存在所述特征、區域、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但不排除存在或附加一個或多個其它特征、區域、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。
[0046]除非另有定義，否則這里使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有與本發明所屬領域的普通技術人員通常理解的含義相同的含義。還將理解，除非這里明確這樣定義，否則術語(諸如在常用詞典中定義的那些術語)應被解釋為具有與所述術語在相關領域和/或本申請的上下文中的含義一致的含義，而將不以理想化或過于正式的含義被理解。
[0047]圖1是根據發明構思的一些實施例的激光檢測器10的示意性框圖。激光檢測器10包括鎖存器100和初始值設定電路20 ο初始值設定電路20設置鎖存器100的初始值。鎖存器100首先將由初始值設定電路20設置的初始值鎖存為輸出信號(或者鎖存為反相輸出信號)，并且通過使輸出信號反相而響應于激光攻擊。激光檢測器的反相輸出信號可以通過感測電路來感測，確定是否發生激光攻擊可以通過系統來達到。在一些實施例中，鎖存器100可以包括第一反相器110和第二反相器120。
[0048]在本實施例中，第一反相器110的輸出節點NI連接到第二反相器120的輸入。第二反相器120的輸出節點N2連接到第一反相器110的輸入。第一反相器110產生輸出信號OUT。第二反相器120將第一反相器110的輸出信號OUT反相，以產生反相輸出信號OUTB。反相輸出信號OUTB設置為針對第一反相器110的輸入信號。
[0049]在圖1中描述的實施例中，初始值設定電路20響應于重置信號RESET來設置鎖存器100的輸出信號OUT和反相輸出信號OUTB中的至少一者的初始值。盡管在圖1的實施例中的初始值設定電路20示出為連接到第一節點NI并且設置鎖存器100的輸出信號OUT的初始值，但是在其他實施例中，初始值設定電路20可以連接到第二節點N2，并且可以是代替地設置鎖存器100的反相輸出信號OUTB的初始值的原因。兩種結構同樣地適用于發明構思的原理將是明顯的。
[0050]圖2是根據發明構思的一些實施例的激光檢測器1a的電路圖。參照圖2，激光檢測器1a包括鎖存器10a和初始值設定電路20a。鎖存器10a包括第一反相器IlOa和第二反相器120ao
[0051]第一反相器IlOa可以包括第一 P溝道金屬氧化物半導體(PMOS)晶體管PTl和第一 N溝道金屬氧化物半導體(WOS)晶體管NTl，其中，第一PMOS晶體管PTl連接在第一電源電壓VDD和第一節點NI之間并且具有接收反相輸出信號OUTB的柵極，第一 NMOS晶體管NTl連接在第一節點NI和第二電源電壓VSS之間并且具有接收反相輸出信號OUTB的柵極。第二反相器120a可以包括第二PMOS晶體管PT2和第二NMOS晶體管NT2，其中，第二PMOS晶體管PT2連接在第一電源電壓VDD和第二節點N2之間并且具有接收輸出信號OUT的柵極，第二匪OS晶體管NT2連接在第二節點N2和第二電源電壓VSS之間并且具有接收輸出信號OUT的柵極。第一電源電壓VDD可以是正電壓，第二電源電壓VSS可以是電壓為O或更小的地電壓。
[0052]初始值設定電路20a可以包括連接在第一節點NI與第二電源電壓VSS之間并且具有接收重置信號RESET的柵極的NMOS晶體管21。匪03晶體管21可以響應于重置信號RESET而導通，以將輸出信號OUT初始化為低電平(例如，VSS)。
[0053]可以設計(或布局)第一 PMOS晶體管PTl和第二 PMOS晶體管PT2以及第一匪OS晶體管NTl和第二 NMOS晶體管NT2之中的一些晶體管以增大對激光的反應，可以設計(或布局)其他晶體管以抑制對激光的反應。例如，可以設計第一PMOS晶體管PT I和第二PMOS晶體管PT2以及第一 NMOS晶體管NTl和第二匪OS晶體管NT2之中的一些晶體管以增大尺寸，例如它們的有源區可以在尺寸上增大，以增大它們對激光的反應，而其他晶體管可以被設計為尺寸減小，例如它們的有源區可以在尺寸上減小，以抑制它們對激光的反應。
[0054]第一NMOS晶體管NTl和第二 PMOS晶體管PT2被控制為通過初始值設定電路20a而首先導通，第一 PMOS晶體管PTl和第二 NMOS晶體管NT2被控制為通過初始值設定電路20a而首先截止。被控制為首先導通的第一 NMOS晶體管NTl和第二 PMOS晶體管PT2可以在尺寸上較小以不對激光做出反應，同時被控制為首先截止的第一 PMOS晶體管PTl和第二匪OS晶體管NT2可以在尺寸上較大以對激光很好地做出反應。
[0055]為了調整各個晶體管NT1、NT2、PT1和PT2的相對尺寸，可以調整晶體管NT1、NT2、PT I和PT2中的每個的有源區的寬度與長度(W/L)的比例。每個晶體管NT1、NT2、PT I或PT2的有源區的長度和/或寬度可以被調整，以調整W/L的比例。在一些實施例中，第一NMOS晶體管NTI的有源區的W/L與第二匪OS晶體管NT2的有源區的W/1的比值可以為1:2，第二PMOS晶體管PT2的有源區的W/L與第一PMOS晶體管PTl的有源區的W/L的比值可以為1:2;然而，發明構思不限制于這些具體的比值，其他比率也可以適用于發明構思的原理。
[0056]在一些實施例中，第一匪OS晶體管NTl和第二 PMOS晶體管PT2可以被布局(或另外制造)為被金屬層覆蓋，使得它們的相對激光反應靈敏度最小。此外，第一 PMOS晶體管PTl和第二匪OS晶體管NT2可以布局為，不被金屬層覆蓋以增大它們的相對激光反應靈敏度。這里描述晶體管布局實施例，尤其結合圖8和圖9來描述。
[0057]圖3是示出圖2中所示的激光檢測器1a的操作的示意性時序圖。圖4是用于解釋圖2中所示的激光檢測器1a的操作的圖。
[0058]參照圖2至圖4，當重置信號RESET在第一階段(初始重置階段)1期間被設置為高電平時(如圖3中所示)，初始值設定電路20a的匪OS晶體管21導通并且輸出信號OUT具有低電平(例如，OV)的初始值。然后，第二反相器120a使低電平的輸出信號OUT反相以輸出高電平(例如，VDD)的反相輸出信號0UTB。結果，鎖存器10a的輸出信號OUT和反相輸出信號OUTB在初始重置階段I中被初始值設定電路20a分別設置為低電平(例如，0V)和高電平(例如，VDD) ο
[0059]在下文中，即使當重置信號RESET在第二階段2中轉變為低電平時，鎖存器10a的輸出信號OUT和反相輸出信號OUTB維持在它們的初始值。在初始重置階段I和第二階段2中，通過被初始化為低電平(例如，0V)的輸出信號0UT，第二 PMOS晶體管PT2導通，而第二 NMOS晶體管NT2截止。
[0060]當在第三階段3中發生激光攻擊時，由于第二NMOS晶體管NT2被設計為相對于第二PMOS晶體管PT2以增大的量對激光做出反應，所以第二匪OS晶體管NT2的泄漏電流Ileak增大。具體地，當發生激光攻擊時，電子空穴對出現在第二匪OS晶體管NT2的反相結(reversejunct1n)中，誘導泄漏電流Ileak。結果，第二節點N2的電壓從第一電源電壓VDD下降與泄漏電流ILEAK與第二PMOS晶體管PT 2的導通電阻Rpcin的乘積對應的電壓(ILEAK X Rpcin )。此時，泄漏電流I leak與結的尺寸和對激光的曝光量成比例。
[0061 ]當因激光攻擊而出現的泄漏電流Ileak大于第二 PMOS晶體管PT2的導通電流時，輸出信號OUT和反相輸出信號OUTB反相。也就是說，反相輸出信號OUTB轉變為低電平(例如，OV)，輸出信號OUT轉變為高電平(例如，VDD)。
[0062]如上所述，當發生了激光攻擊時，鎖存器10a的輸出信號OUT從初始值(例如，低電平)改變成正值(例如，高電平)，使得檢測到激光攻擊。因為鎖存器10a的輸出信號OUT在激光檢測器1a中檢測到激光時就改變，所以在激光檢測器1a中不需要單獨的判定電路。因此，激光檢測器1a可以以相對小的尺寸形成，從而占用相對較小的電路區域。
[0063]圖5是根據發明構思的其他實施例的激光檢測器1b的電路圖。圖5中所示的激光檢測器1b與圖2中所示的激光檢測器1a類似，因此，描述將側重于激光檢測器1a與1b之間的不同以避免冗余。
[0064]圖5的實施例的激光檢測器1b包括鎖存器10b和初始值設定電路20a。鎖存器10b包括第一反相器I 1a和第二反相器120b。第一反相器I 1a與圖2中所不的第一反相器I 1a相同ο
[0065]第二反相器120b與圖2中所示的第二反相器120a類似，除了第三匪OS晶體管NT21和第四NMOS晶體管NT22并聯連接在第二節點N2與第二電源電壓VSS之間。各個NMOS晶體管NT21和NT22的柵極共同連接到第一節點NI。
[0066]在圖5中所示的實施例中，至少兩個匪OS晶體管并聯連接在第二節點N2與第二電源電壓VSS之間。這可以具有增大圖2中的第二匪OS晶體管NT2的相對尺寸(例如，有源區的寬度)的相同或類似的效果。盡管在圖5中所示的實施例中通過并聯連接第三NMOS晶體管NT21和第四NMOS晶體管NT22增大了圖2中所示的第二 NMOS晶體管NT2的尺寸，但是在另一個相關的實施例中，以類似的方式，至少兩個PMOS晶體管可以類似地并聯連接在第一電源電壓VDD和第一節點NI之間，以增大第一PMOS晶體管PTl的相對有效尺寸。在再一實施例中，圖2中所示的第一 PMOS晶體管PTl可以通過并聯連接至少兩個PMOS晶體管而形成，第二 NMOS晶體管NT2可以通過并聯連接至少兩個NMOS晶體管而形成。
[0067]圖6是根據發明構思的再一實施例的激光檢測器1c的電路圖。圖6中所示的激光檢測器1c與圖2中所示的激光檢測器1a類似，因此，描述將側重于激光檢測器1c與1b之間的不同以避免冗余。
[0068]激光檢測器1c包括鎖存器10c和初始值設定電路20a。鎖存器10c包括第一反相器I1a和第二反相器120c。第一反相器I1a與圖2中所不的第一反相器I1a相同。
[0069]第二反相器120c與圖2中所示的第二反相器120a結構類似，除了第三PMOS晶體管PT21和第四PMOS晶體管PT22串聯連接在第一電源電壓VDD和第二節點N2之間。各個PMOS晶體管PT21和PT22的柵極共同連接到第一節點NI。
[0070]在圖6中所示的實施例中，至少兩個PMOS晶體管串聯連接在第一電源電壓VDD和第二節點N2之間，其具有增大圖2中的第二 PMOS晶體管PT2的有源區的有效長度的相同或類似的效果。盡管在圖6中所示的實施例中通過串聯連接第三PMOS晶體管PT21和第四PMOS晶體管PT22而增大了圖2中所示的第二 PMOS晶體管PT2的有源區的有效長度，但是在另一個實施例中，至少兩個NMOS晶體管可以類似地串聯連接在第一節點NI與第二電源電壓VSS之間，以增大第一 NMOS晶體管NTl的有源區的有效長度。
[0071]在再一實施例中，圖2中所示的第二PMOS晶體管PT2可以通過串聯連接至少兩個PMOS晶體管而形成，第一 NMOS晶體管NTl可以通過串聯連接至少兩個NMOS晶體管而形成。在又一實施例中，圖2中所示的第一PMOS晶體管PTl可以通過并聯連接至少兩個PMOS晶體管而形成，第一 NMOS晶體管NTl可以通過串聯連接至少兩個匪OS晶體管而形成，圖2中所示的第二 PMOS晶體管PT2可以通過串聯連接至少兩個PMOS晶體管而形成，第二 NMOS晶體管NT2可以通過并聯連接至少兩個NMOS晶體管而形成。
[0072]圖7是根據發明構思的又一個實施例的激光檢測器1d的電路圖。圖7中所示的激光檢測器1d與圖2中所示的激光檢測器1a在許多方面類似，因此，描述將側重于激光檢測器I Od與I Ob之間的不同以避免冗余。
[0073]參照圖7，激光檢測器1d包括鎖存器10a和初始值設定電路20b。在一些實施例中，鎖存器10a與圖2中所示的鎖存器10a相同。
[0074]在圖7的實施例中，初始值設定電路20b可以包括PMOS晶體管22，PM0S晶體管22連接在第一電源電壓VDD和第二節點N2之間并且具有接收重置條信號(reset bar signal)RESETB的柵極。重置條信號RESETB是重置信號RESET的反相信號。
[0075]當在圖3中所示的第一階段I中重置信號RESET被設置為高電平時，重置條信號RESETB被設置為低電平。因此，初始值設定電路20b的PMOS晶體管22導通;第二節點N2的信號(即，反相輸出信號0UTB)具有高電平(例如，VDD)的初始值。然后，第一反相器IlOa使高電平的反相輸出信號OUTB反相，以輸出并鎖存低電平(例如，OV)的輸出信號OUT。
[0076]結果，在初始重置階段I中，鎖存器10a的輸出信號OUT和反相輸出信號OUTB通過初始值設定電路20b而被分別設置為低電平(例如，0V)和高電平(例如，VDD)。在下文中，SP使當重置信號RESET在第二階段中轉變為低電平并且重置條信號RESETB轉變為高電平時，輸出信號OUT和反相輸出信號OUTB維持在初始值。
[0077]圖7示出在圖2中所示的實施例中僅修改初始值設定電路20a的實施例。在圖5和圖6中示出的實施例中，初始值設定電路20a可以被替換為7中所示的初始值設定電路20b。由于初始值設定電路20a或20b不需要對激光敏感，所以初始值設定電路20a的晶體管21或初始值設定電路20b的晶體管22可以被布局為被至少一個金屬層覆蓋，以不對激光能量敏感。
[0078]圖8是圖2中所示的第一匪OS晶體管NTI的豎直布局的示意性剖視圖。圖9是圖2中所示的第二NMOS晶體管NT2的豎直布局的示意性剖視圖。
[0079]參照圖8，第一匪OS晶體管NTl的第一源區/漏區153和第二源區/漏區155形成在半導體基底?_81*中。源區/漏區153和155可以根據對其施加的電壓而操作為源極或漏極。
[0080]聚酯層(poly layer)可以形成在源區/漏區153和155上，至少兩個金屬層Metall至Metal5可以形成在聚酯層上。第一匪OS晶體管NTl的有源區可以被布局為在豎直方向上被至少一個金屬層覆蓋，使得第一 NMOS晶體管NTl不對入射的激光能量做出反應。如圖8中所示，當對第一源區/漏區153和第二源區/漏區155進行激光攻擊時，激光被金屬層Metal2阻擋，以防到達基底的有源區。結果，第一 NMOS晶體管NTl不對激光做出反應。[0081 ] 盡管在圖8中示出了第一匪OS晶體管NTl的布局，但是第二PMOS晶體管PT2可以以類似的方式布局，使得第二PMOS晶體管PT2的有源區(S卩，源區/漏區)在豎直方向上被至少一個金屬層覆蓋。結果，如同第一匪OS晶體管NTl，第二PMOS晶體管PT2也不對激光做出反應。
[0082]參照圖9的實施例，第二 NMOS晶體管NT2的第一源區/漏區163和第二源區/漏區165形成在半導體基底P_sub中。聚酯層可以形成在第一源區/漏區163和第二源區/漏區165上，至少兩個金屬層Metal I至Metal5可以形成在聚酯層上。
[0083]第二匪OS晶體管NT2的有源區的至少一部分可以被布局，以在豎直方向上不被金屬層覆蓋，使得第二 NMOS晶體管NT2對入射的激光能量以相對增大的靈敏度局部地做出反應。如圖9中所示，第一源區/漏區163的一部分被布局以在豎直方向上不被金屬層覆蓋，使得第二 NMOS晶體管NT2對入射激光的能量以相對增大的靈敏度做出反應。具體地，當在第一源區/漏區的區域中發生激光攻擊時，如上所述，在激光輸入的第二NMOS晶體管NT2的第一源區/漏區163中產生電子空穴對，并且誘導泄漏電流Ileak。
[0084]盡管在圖9中僅示出了第二匪OS晶體管NT2的布局，但是第一PMOS晶體管PTl可以類似地布局，使得第一PMOS晶體管PTl的有源區(S卩，源區/漏區)的一部分在豎直方向上不被金屬層覆蓋。結果，第一 PMOS晶體管PTl也可以被配置為對入射的激光能量以相對增大的靈敏度做出反應。
[0085]如上所述，根據發明構思的一些實施例，在形成鎖存器的晶體管中，預先設置為對入射的激光能量很好地做出反應的晶體管以及預先設置為不對激光做出反應的晶體管被設計為具有不同的水平面積(有源區的長度和/或寬度)和布局，使得針對激光檢測的靈敏度增強。
[0086]圖10是根據發明構思的一些實施例的電子系統的示意性框圖。參照圖10，電子系統可以實現為便攜式電子裝置。便攜式電子裝置可以是膝上型計算機、蜂窩電話、智能電話、平板個人計算機(PC)、個人數字助理(PDA)、企業數字助理(EDA)、數字照相機、數碼攝像機、便攜式多媒體播放器(PMP)、移動互聯網裝置(MID)、可佩戴計算機、物聯網(1T)裝置或萬物互聯(1E)裝置。
[0087]圖10中所示的電子系統包括芯片上系統(SoC)200、顯示裝置295和外部存儲器30。元件200、295和30可以分別形成在單獨的芯片中。電子系統也可以包括諸如照相機接口的其他元件。圖10中所示的電子系統可以是，可以將靜止圖像信號(或靜止圖像)或運動圖像信號(或運動圖像)顯示在顯示裝置295上的手持裝置、手持式計算機、或移動裝置(諸如汽車導航系統、PMP MP3播放器、PDA、平板PC、智能電話或移動電話)。
[0088]顯示裝置295可以包括顯示驅動器(未示出)和顯示面板(未示出)。顯示裝置295可以顯示從SoC 200輸出的圖像信號。顯示裝置295可以由液晶顯示器(LCD)、發光二極管(LED)顯示器、有機LED(OLED)顯示器或有源矩陣OLED(AMOLED)顯示器形成。
[0089]外部存儲器30存儲SoC200中執行的程序指令。外部存儲器30也可以存儲用于將靜止圖像或運動圖像顯示在顯示裝置295上的圖像數據。外部存儲器30可以由易失性或非易失性存儲器形成。易失性存儲器可以是動態隨機存取存儲器(DRAM)、靜態RAM(SRAM)UaB閘管RAM(T-RAM)、零電容RAM(Z-RAM)或雙晶體管RAM(TTRAM)。非易失性存儲器可以是電可擦可編程只讀存儲器(EEPROM)、閃存、磁RAM(MRAM)、相變RAM(PRAM)或電阻存儲器。
[0090]SoC 200控制外部存儲器30和/或顯示裝置295 JoC 200可以被稱為集成電路(1C)、處理器、應用處理器、多媒體處理器或集成多媒體處理器。SoC 200可以包括中央處理電路(CPU)240、只讀存儲器(R0M)210、隨機存取存儲器(RAM)220、計時器230、顯示控制器290、圖形處理單元(6?1])250、存儲控制器260、時鐘管理單元(011])270和系統總線280。30〇200也可以包括除了圖10中所示的元件以外的其他元件。
[0091]可以被稱為處理器的CPU 240可以處理并且執行存儲在外部存儲器30中的程序和/或數據。例如，CPU 240可以響應于從時鐘信號模塊(未示出)輸出的操作時鐘信號，來處理或執行程序和/或數據。CPU 240可以實現為多核處理器。多核處理器是具有兩個或多個獨立實際處理器(被稱為核)的單個計算組件。每個處理器讀取并且執行程序指令。
[0092]存儲在ROM 210,RAM 220和/或外部存儲器30中的程序和/或數據必要時可以被加載到CPU 240中的存儲器(未示出KROM 210可以存儲永久的程序和/或數據。ROM 210可以實現為可擦除可編程ROM(EPROM)或EEPR0M。
[0093]RAM 220可以暫時存儲程序、數據或指令。存儲在外部存儲器30中的程序和/或數據可以根據CPU 240的控制或存儲在ROM 210中的啟動代碼，而暫時存儲在RAM 220中。RAM220可以實現為DRAM或SRAM。
[0094]計時器230可以基于從CMU270輸出的操作時鐘信號來輸出表示時間的計數值。GPU 250可以將通過存儲控制器260從外部存儲器30讀取的數據轉換為適合于顯示裝置295的信號。CMU 270產生操作時鐘信號。CMU 270可以包括諸如鎖相環路(PLL)、延遲鎖定環路(DLL)、或晶體振蕩器的時鐘信號生成器。
[0095]存儲控制器260與外部存儲器30連接。存儲控制器260控制外部存儲器30的整體操作，并且控制主機與外部存儲器30之間的數據交換。例如，存儲控制器260能夠以主機的請求來將數據寫入外部存儲器30或者從外部存儲器30讀取數據。這里，主機可以是諸如CPU240,GPU 250或顯示控制器290的主裝置。
[0096]顯示控制器290控制顯示裝置295的操作。顯示控制器290經由系統總線280接收要顯示在顯示裝置295上的圖像數據，將圖像數據轉換為針對顯示裝置295的信號(例如，遵守接口標準的信號)，并且將信號發送到顯示裝置295。
[0097]元件210、220、230、240、250、260、270和290可以經由系統總線280而彼此通信。也就是說，系統總線280連接到元件210、220、230、240、250、260、270和290中的每個，以起針對元件之間的數據傳輸的通道的作用。
[0098]圖10中所示的元件210、220、230、240、250、260、270和290中的至少一者可以包括激光檢測器10。當激光檢測器10檢測到激光攻擊時，其可以將檢測信號傳輸到CPU 240OCPU240可以根據預定的方案來處理激光攻擊(例如，對相應元件切斷電源)。可選擇地，激光檢測器10可以設置在外部存儲器30中。
[0099]圖1lA是圖10中所示的存儲器裝置30的示例30a的示意圖。參照圖11A，存儲器裝置30a包括存取電路31和存儲器單元陣列33a。
[0100]存儲器單元陣列33a包括多個存儲器單元，每個存儲器單元存儲至少一比特的數據。存儲器單元可以是非易失性存儲器單元或易失性存儲器單元。存儲器單元陣列33a可以布置或者形成在二維的一個平面(或者一層)上。可選擇地，存儲器單元陣列33a可以使用晶片堆疊、芯片堆疊或單元堆疊而以三維形式形成。[0101 ]存取電路31根據從外部裝置(例如，存儲器控制器260)輸出的命令(或命令集)和地址，來訪問存儲器單元陣列33a以執行諸如寫入操作、讀取操作或擦除操作的數據訪問操作。存取電路31和存儲器單元陣列33a均可以包括多個激光檢測器10。多個激光檢測器10可以以分散的形式布置在存取電路31和存儲器單元陣列33a之中。
[0102]參照圖11B，根據發明構思的其他實施例的存儲器裝置30b包括存取電路31和存儲器單元陣列33b，存儲器單元陣列33b與圖1lA中示出的存儲器裝置30a中描繪的存儲器單元陣列33a類似。與圖1lA中所示的存儲器單元陣列33a的不同在于，多個激光檢測器10不放置在存儲器單元陣列33b中，而是相反，放置在存儲器單元陣列33b的周界周圍。
[0103]圖1lA和圖1IB中所示的每個激光檢測器10可以采取這里結合圖1、圖2、圖5、圖6或圖7示出的類型的激光檢測器中的一個的形式。如上所述，激光檢測器10可以被設置為初始值，然后可以響應于來自外部施加的激光能量的刺激來輸出初始值的反相值，從而檢測激光攻擊。
[0104]圖12是根據發明構思的一些實施例的激光檢測模塊11的示意圖。參照圖12，激光檢測模塊11可以包括多個激光檢測器10-1至10-k(其中，“k”是至少為2的整數)和邏輯算符
13。激光檢測器10-1至ΙΟ-k中的每個可以具有圖1、圖2、圖5、圖6或圖7中所示的這些激光檢測器的類型。
[0105]邏輯算符13可以對從激光檢測器10-1至ΙΟ-k輸出的輸出信號OUTl至OUTk分別執行OR運算，以輸出檢測信號F0UT。輸出信號OUTl至OUTk中的每個可以被設置為具有低電平(例如，OV)的初始值。因此，從邏輯算符13輸出的檢測信號FOUT也可以具有低電平(例如，0V)的初始值。
[0106]當發生激光攻擊時，激光檢測器10-1至ΙΟ-k中的至少一個可以響應于激光而使輸出信號OUTl至OUTk中的相應的一個反相。也就是說，當通過激光檢測器10-1至?ο-k中的至少一個檢測到激光攻擊時，輸出信號OUTl至OUTk之中的至少一個輸出信號OUT被反相為高電平(例如，VDD)。因此，從邏輯算符13輸出的檢測信號FOUT也被反相為高電平(例如，VDD)。檢測信號FOUT可以被發送到圖10中所示的存儲控制器260或CPU 240，存儲控制器260或CPU240可以響應于檢測信號FOUT而采取必要的措施，像關閉有關的元件(例如，存儲器)的電源。
[0107]盡管在圖12的示例實施例中，邏輯算符13實現為使輸出信號OUTl至OUTk或(OR)運算的OR邏輯算符，但是邏輯算符13可以選擇地實現為使輸出信號OUTl至OUTk與(AND)運算或者使輸出信號OUTl至OUTk的反相信號(S卩，反相輸出信號)與(AND)運算的AND邏輯操作。可選擇地，可以應用其他邏輯算符。
[0108]圖1IA中所示的存儲器裝置30a或圖1IB中所示的存儲器裝置30b可以包括圖12中所示的至少一個邏輯算符13。例如，多個激光檢測器可以分為至少兩組，邏輯算符13可以連接到每個組，使得檢測信號FOUT可以代表激光檢測器的組的輸出。
[0109]圖13是根據發明構思的其他實施例的電子系統400的框圖。電子系統400可以實現為PC、數據服務器、膝上型計算機或便攜式裝置。便攜式裝置可以是移動手機、智能電話、平板PC、PDA、EDA、數字照相機、數碼攝像機、PMP、個人導航裝置或便攜式導航裝置(PND)、手持式游戲機或電子書。
[0110]電子系統400可以包括SoC 200、電源410、存儲420、存儲器430、1/0端口440、擴展卡450、網絡裝置460和顯示器470。電子系統400也可以包括照相機模塊480。
[0111]SoC 200可以控制元件410至480中的至少一個的操作。SoC 200可以是圖10中所示的SoC 200。
[0112]電源410可以向元件200以及420至480中的至少一個供給操作電壓。存儲420可以實現為硬盤驅動器(HDD)或固態硬盤(SSD)。
[0113]存儲器430可以實現為易失性或非易失性存儲器。控制針對存儲器430的數據訪問操作(諸如讀取操作、寫入操作(或編程操作)、或擦除操作)的存儲控制器(未示出)可以集成到或嵌入SoC 200中。可選擇地，存儲控制器(未示出)可以設置在SoC 200與存儲器430之間。
[0114]I/O端口 440可以接收向電子系統400發送的數據，或者將來自電子系統400的數據發送到外部裝置。例如，I/O端口440可以包括用于與諸如計算機鼠標的定點裝置連接的端口、用于與打印機連接的端口、或者用于與通用串行總線(USB)驅動器連接的端口。
[0115]擴展卡450可以實現為安全數字(SD)卡或多媒體卡(MMC)。擴展卡450可以是用戶身份模塊(sno卡或通用snKusno卡。
[0116]網絡裝置460使得電子系統400能夠與有線或無線網絡連接。顯示器470顯示從存儲420、存儲器430、I/O端口 440、擴展卡450或網絡裝置460輸出的數據。
[0117]照相機模塊480是可以將光學圖像轉換為電子圖像的模塊。因此，從照相機模塊480輸出的電子圖像可以存儲在存儲420、存儲器430或擴展卡450中。此外，從照相機模塊480輸出的電子圖像可以通過顯示器470來顯示。
[0118]圖13中所示的元件200以及410至480中的至少一個可以包括上面描述的激光檢測器10。
[0119]圖14是根據發明構思的又一個實施例的電子系統800的框圖。參照圖14，電子系統800可以由主計算機810和存儲卡或智能卡形成。電子系統800包括主計算機810和存儲卡830。
[0120]主計算機810包括主機840和主機接口 820。存儲卡830包括存儲控制器850、卡接口860和半導體存儲器裝置870。存儲控制器850可以控制半導體存儲器裝置870和卡接口 860之間的數據交換。
[0121]卡接口 860可以是SD卡接口或MMC接口，但是不限于此。卡接口 860可以支持USB協議和芯片間(IC)-USB協議。這里，卡接口 860可以表示支持由主計算機810使用的協議的硬件組件、安裝在硬件組件中的軟件組件、或信號傳輸方法。
[0122]當存儲卡830安裝在主計算機810上時，卡接口860根據主機840的協議而在主機840與存儲器控制器850之間接合數據。當存儲卡830連接到主計算機810(諸如PC、平板PC、數字照相機、數字音頻播放器、移動電話、控制視頻游戲硬件、或數字機頂盒)的主機接口820時，主機接口 820可以根據主機840的控制而通過卡接口 860和存儲控制器850來與半導體存儲器裝置870執行數據通信。
[0123]存儲卡830可以包括根據發明構思的一些實施例的至少一個激光檢測器10。可選擇地，存儲卡830可以包括圖13中所示的類型的激光檢測模塊11。
[0124]如上所述，根據發明構思的一些實施例，激光檢測器使用鎖存器來實現，使得激光檢測器可以以相對小的尺寸形成。此外，激光檢測器一檢測到激光就產生不同的輸出信號，使得激光檢測器的尺寸由于激光檢測器不需要用于感測電路的判定電路而減小。此外，在形成鎖存器的晶體管之中，配置為對入射的激光能量以相對增強的靈敏度做出反應的晶體管以及配置為不對入射的激光能量做出反應的晶體管被設計為，尺寸不同、布局不同或者尺寸和布局均不同，使得激光檢測性能提高。
[0125]雖然已經參照發明構思的示例性實施例具體地示出并且描述了發明構思，但是本領域普通技術人員將理解，在不脫離權利要求限定的發明構思的精神和范圍的情況下，這里可以做出形式和細節上的各種改變。
【主權項】
1.一種用于檢測激光攻擊的激光檢測器，所述激光檢測器包括: 鎖存器，包括配置為使反相輸出信號反相以產生輸出信號的第一反相器以及配置為接收輸出信號并且產生反相輸出信號的第二反相器;以及 初始值設定電路，配置為設置輸出信號和反相輸出信號中的至少一者的初始值， 其中，第一反相器包括: 第一晶體管，控制為通過初始值而首先截止；以及 第二晶體管，控制為通過初始值而首先導通，并且 其中，第二反相器包括: 第三晶體管，控制為通過初始值而首先導通；以及 第四晶體管，控制為通過初始值而首先截止。2.根據權利要求1所述的激光檢測器，其中，第一晶體管和第三晶體管包括P溝道金屬氧化物半導體晶體管，第二晶體管和第四晶體管包括N溝道金屬氧化物半導體晶體管。3.根據權利要求2所述的激光檢測器，其中，第一晶體管的有源區的寬度與長度的比例大于第三晶體管的有源區的寬度與長度的比例，第二晶體管的有源區的寬度與長度的比例小于第四晶體管的有源區的寬度與長度的比例。4.根據權利要求2所述的激光檢測器，其中，第二晶體管和第三晶體管中的每個的有源區被布置成在豎直方向上被金屬層覆蓋，第一晶體管和第四晶體管中的每個的有源區的至少一部分被布置成在豎直方向上不被金屬層覆蓋。5.根據權利要求2所述的激光檢測器，其中，第一晶體管連接在第一電源電壓和第一節點之間并且具有接收反相輸出信號的柵極，第二晶體管連接在第一節點和第二電源電壓之間并且具有接收反相輸出信號的柵極，第三晶體管連接在第一電源電壓和第二節點之間并且具有接收輸出信號的柵極，第四晶體管連接在第二節點和第二電源電壓之間并且具有接收輸出信號的柵極。6.根據權利要求5所述的激光檢測器，其中，初始值設定電路包括連接在第一節點與第二節點中的一個和第二電源電壓之間的晶體管，以響應于重置信號而操作。7.根據權利要求5所述的激光檢測器，其中，初始值設定電路包括連接在第一電源電壓和第一節點與第二節點中的一個之間的晶體管，以響應于重置信號而操作。8.根據權利要求5所述的激光檢測器，其中，第四晶體管包括在第二節點與第二電源電壓之間并聯連接的至少兩個晶體管。9.根據權利要求5所述的激光檢測器，其中，第三晶體管包括在第一電源電壓與第二節點之間串聯連接的至少兩個晶體管。10.—種半導體裝置，包括: 第一至第k激光檢測器，其中，“k”是至少為2的整數；以及 邏輯算符，配置為對第一激光檢測器的第一輸出信號至第k激光檢測器的第k輸出信號執行邏輯運算，以產生激光檢測信號， 其中，第一激光檢測器至第k激光檢測器中的每個包括: 初始值設定電路，配置為設置輸出信號中的一個的初始值；以及鎖存器，配置為響應于入射的激光能量而首先鎖存初始值并且使輸出信號反相，鎖存器包括控制為通過初始值而首先導通的第一晶體管以及控制為通過初始值而首先截止的第二晶體管，其中，第二晶體管的有源區的橫向面積大于第一晶體管的有源區的橫向面積。11.根據權利要求10所述的半導體裝置，其中，邏輯算符包括OR邏輯算符和AND邏輯算符之中的至少一個算符，OR邏輯算符配置為對第一至第k輸出信號執行OR運算，AND邏輯算符配置為對第一至第k輸出信號執行AND運算。12.根據權利要求10所述的半導體裝置，還包括存儲器單元陣列，所述存儲器單元陣列包括被配置為存儲至少一比特的數據的多個存儲器單元， 其中，第一至第k激光檢測器被布置成以分布的形式在存儲器單元陣列中。13.根據權利要求10所述的半導體裝置，還包括存儲器單元陣列，所述存儲器單元陣列包括被配置為存儲至少一比特的數據的多個存儲器單元， 其中，第一至第k激光檢測器被布置成以分布的形式在存儲器單元陣列周圍。14.根據權利要求10所述的半導體裝置，其中，第二晶體管的有源區的寬度與長度的比例大于第一晶體管的有源區的寬度與長度的比例，第一晶體管的有源區被布置成在豎直方向上被金屬層覆蓋，第二晶體管的有源區的至少一部分被布置成在豎直方向上不被金屬層覆蓋。15.—種激光檢測器，包括: 鎖存器，配置為鎖存輸出信號和反相輸出信號；以及 初始值設定電路，配置為設置鎖存器的輸出信號的初始值； 其中，鎖存器包括: 第一晶體管，構造且布置為使得第一晶體管的導通/截止狀態是響應于初始值的導通和截止中的一個；以及 第二晶體管，構造且布置為使得第二晶體管的導通/截止狀態是響應于初始值的導通和截止中的另一個， 其中，第一晶體管在遭受到入射的激光能量時保持其導通/截止狀態，其中，第二晶體管在遭受到激光能量時通過產生泄漏電流而改變其導通/截止狀態。16.根據權利要求15所述的激光檢測器，其中，第一晶體管的有源區被布置成在豎直方向上被金屬層覆蓋，使得入射的激光能量被金屬層阻擋，第二晶體管的有源區的至少一部分被布置成在豎直方向上不被金屬層覆蓋，使得入射的激光能量穿過金屬層。17.根據權利要求15所述的激光檢測器，其中，第二晶體管的有源區大于第一晶體管的有源區。18.根據權利要求15所述的激光檢測器，其中，第二晶體管包括并聯的至少兩個晶體管。19.根據權利要求15所述的激光檢測器，其中，第一晶體管包括串聯的至少兩個晶體管。20.根據權利要求15所述的激光檢測器，其中，鎖存器包括第一反相器和第二反相器， 其中，第一反相器包括: 第一晶體管，控制為通過初始值而首先導通；以及 第三晶體管，控制為通過初始值而首先截止，并且 其中，第二反相器包括: 第二晶體管，控制為通過初始值而首先截止；以及第四晶體管，控制為通過初始值而首先導通。
【文檔編號】G06F21/55GK105844153SQ201610066555
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年1月29日
【發明人】金光鎬, 金賞鎬
【申請人】三星電子株式會社