一种芯片的自毁装置及制造方法

本发明涉及芯片制造，具体涉及一种芯片的自毁装置及制造方法。

背景技术：

1、芯片作为数据运算处理、传输存储的核心部件，在信息化快速发展的今天作用尤为重要，其也成为各类攻击的重要目标，如何攻击者可以通过物理攻击、逆向工程等方法对芯片进行解剖，获取内部存储的关键信息。同时，攻击者也可以通过对芯片的逆向分析实现知识产权盗用、芯片恶意复制等。因此，芯片的安全性问题越来越受到重视。

2、然而传统的防护技术主要从芯片的自身架构、电路设计层面以及封装层面进行安全性增强以及物理防护，但这些措施仅仅只是增加攻击的难度或者使攻击无效，并不能从根本上消除隐患。近年来，芯片自毁技术作为一种新型的微电子技术越来越受到重视，越来越广泛的被用到芯片安全防护中。现阶段开发的芯片自毁主要板级辅助自毁、基于自降解自毁、应力破坏自毁和微流控腐蚀自毁等技术。这些自毁技术在实际环境中存在相当的局限性，限制了它们的广泛应用。

3、现有技术中，通过在pcb上设置特殊的活动板，可以对芯片进行压毁。还可通过采用升压电路为所述保护芯片提供设定的高压信号，以毁坏所述被保护芯片。通过装配体、控制单元板和管脚转接板形成一个密封腔体，腔体内从上至下依次设置微爆结构体、隔离层和存储芯片，通过微爆对芯片进行破坏。还可通过压电陶瓷和压力机构对芯片实施物理破坏。以上多种方法中，均存在体积大，自毁效果不显著等问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本说明书实施例提供一种芯片的自毁装置及制造方法，以达到通过小体积的自毁装置对芯片进行有效自毁的目的。

2、本说明书实施例提供以下技术方案：

3、一种芯片的自毁装置，包括：

4、芯片、穿硅通孔、二氧化硅层、金属微加热器层、第一聚对二甲苯层、第二聚对二甲苯层和背板层；

5、芯片包括相对设置的芯片背面和芯片有源面；

6、穿硅通孔设置在芯片的厚度方向，并贯通芯片背面与芯片有源面；

7、芯片凹槽结构设置在芯片背面且位于相邻的穿硅通孔之间；

8、二氧化硅层、金属微加热器层、第一聚对二甲苯层、第二聚对二甲苯层和背板层延芯片有源面朝向芯片背面的方向依次设置；

9、二氧化硅层覆盖在芯片背面及芯片凹槽结构的凹槽内部；

10、金属微加热器层覆盖在穿硅通孔之间的二氧化硅层上；

11、第一聚对二甲苯层覆盖在二氧化硅层及金属微加热器层的表面；

12、第二聚对二甲苯层覆盖在第一聚对二甲苯层及芯片凹槽结构的开口方向，将芯片凹槽结构密封为一个密封凹槽，在密封凹槽内设置有填充物；

13、背板层覆盖在第二聚对二甲苯层的表面。

14、进一步地，背板层为硅或玻璃衬底，背板层通过粘结剂与覆盖有第二聚对二甲苯层的芯片键合。

15、进一步地，自毁装置还包括：

16、再布线层和焊球；

17、芯片还包括芯片焊盘；

18、再布线层设置在芯片有源面上，焊球设置在再布线层上；

19、芯片焊盘设置在芯片有源面上。

20、进一步地，芯片凹槽结构在芯片背面朝向芯片有源面方向为倒梯形。

21、一种芯片的自毁装置的制造方法，用于制造芯片的自毁装置，制造方法包括如下步骤：

22、在芯片背面加工出芯片凹槽结构；

23、在芯片的表面制备再布线层，并引出焊球；

24、通过穿硅通孔，将金属微加热器层的管脚引至芯片的芯片背面；

25、在加工有芯片凹槽结构的芯片背面制备二氧化硅层；

26、在二氧化硅层上制备金属微加热器层；

27、金属微加热器层制备完成后，在金属微加热器层上涂覆第一聚对二甲苯层；

28、根据芯片的材质选择填充物，将填充物填充至芯片凹槽结构中，使用第二聚对二甲苯层对芯片凹槽结构的开口方向进行密封；

29、采用粘结剂将背板层与制备有第二聚对二甲苯层的芯片键合连接。

30、进一步地，在芯片背面加工出芯片凹槽结构，包括：

31、采用koh溶液在芯片背面腐蚀出芯片凹槽结构和/或，

32、采用反应离子刻蚀方法在芯片背面腐蚀出芯片凹槽结构。

33、进一步地，使用第二聚对二甲苯层对芯片凹槽结构的开口方向进行密封，包括：

34、若填充物为粉末和/或凝胶状,采用涂覆工艺将第二聚对二甲苯层覆盖至芯片凹槽结构的开口方向；

35、若填充物为溶液,在溶液的凝固点以下的温度环境中，采用涂覆工艺将第二聚对二甲苯层覆盖至芯片凹槽结构的开口方向。

36、进一步地，金属微加热器层采用蛇形走线的金属线制成，所谓金属线的阻值为10欧姆至1000欧姆。

37、进一步地，粘结剂为su-8光刻胶和/或lcp材料。

38、进一步地，若芯片的材质为硅，填充物为hf与hno3的混合溶液、含能材料的粉末和/或凝胶；若芯片的材质为砷化镓或氮化镓，填充物为含能材料的粉末和/或凝胶。

39、与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：

40、利用芯片背部空间进行腐蚀液和含能材料的存储，能够采用晶圆级封装工艺完成，集成度更高、体积更小、存储的腐蚀液/含能材料量更多，自毁效果更显著。

技术特征：

1.一种芯片的自毁装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的芯片的自毁装置，其特征在于，背板层(10)为硅或玻璃衬底，背板层(10)通过粘结剂与覆盖有所述第二聚对二甲苯层(8)的芯片(1)键合。

3.根据权利要求1所述的芯片的自毁装置，其特征在于，所述自毁装置还包括：

4.根据权利要求1所述的芯片的自毁装置，其特征在于，芯片凹槽结构(103)在所述芯片背面朝向芯片有源面(101)方向为倒梯形。

5.一种芯片的自毁装置的制造方法，用于制造权利要求1至4中任意一项所述的芯片的自毁装置，其特征在于，所述制造方法包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的自毁装置的制造方法，其特征在于，在所述芯片背面加工出芯片凹槽结构(103)，包括：

7.根据权利要求5所述的自毁装置的制造方法，其特征在于，使用第二聚对二甲苯层(8)对芯片凹槽结构(103)的开口方向进行密封，包括：

8.根据权利要求5所述的自毁装置的制造方法，其特征在于，金属微加热器层(6)采用蛇形走线的金属线制成，所谓金属线的阻值为10欧姆至1000欧姆。

9.根据权利要求5所述的自毁装置的制造方法，其特征在于，粘结剂(9)为su-8光刻胶和/或lcp材料。

10.根据权利要求5所述的自毁装置的制造方法，其特征在于，根据芯片(1)的材质选择填充物，包括：

技术总结
本发明提供一种芯片的自毁装置及制造方法，包括：芯片、穿硅通孔、二氧化硅层、金属微加热器层、第一聚对二甲苯层、第二聚对二甲苯层和背板层；穿硅通孔设置在芯片的厚度方向；芯片凹槽结构设置在芯片背面且位于相邻的穿硅通孔之间；二氧化硅层、金属微加热器层、第一聚对二甲苯层、第二聚对二甲苯层和背板层延芯片有源面朝向芯片背面的方向依次设置；二氧化硅层覆盖在芯片背面及芯片凹槽结构的凹槽内部；第二聚对二甲苯层覆盖在第一聚对二甲苯层及芯片凹槽结构的开口方向，将芯片凹槽结构密封为一个密封凹槽，在密封凹槽内设置有填充物；背板层覆盖在第二聚对二甲苯层的表面。以达到通过小体积的自毁装置对芯片进行有效自毁的目的。

技术研发人员：朱春生,张立朝,郭朋飞,钟晶鑫,严迎建
受保护的技术使用者：中国人民解放军网络空间部队信息工程大学
技术研发日：
技术公布日：2025/2/27