Envoltura y enfoque para circuitos integrados resistente a la manipulación.

Una disposición de circuito integrado que es susceptible a la corrupción de datos debido a un campo magnéticolocal,

comprendiendo la disposición de circuito integrado:

un circuito integrado (100);

un sistema de almacenamiento de datos que tiene una pluralidad de elementos de circuito magnéticamentesensibles (130, 131, 132 ) adaptados para almacenar estados lógicos en respuesta a señales eléctricas de control; yuna envoltura de circuito integrado (106) que encierra el circuito integrado (100) y que incluye un dispositivomagnético (120) adaptado para generar un campo magnético local que es suficientemente fuerte para alterar elestado lógico de al menos uno de los elementos de circuito magnéticamente sensibles (130, 131, 132) en respuestaa la extracción de una porción del dispositivo magnético (120), y caracterizado porque:

la envoltura de circuito integrado (106) y el dispositivo magnético (120) están dispuestos para desviar el campomagnético local de la pluralidad de elementos de circuito magnéticamente sensibles (130, 131, 132).

Envoltura y enfoque para circuitos integrados resistente a la manipulación [0001] La presente invención se refiere a una envoltura de dispositivos y, más particularmente, a un envoltura resistente a la manipulación para artículos tales como circuitos integrados.

La envoltura juega un papel importante en la protección y seguridad del producto. Por ejemplo, en la electrónica y aplicaciones de software, la envoltura es importante para garantizar que los productos se mantienen libres de daños y no son manipulados. La evitación de la manipulación ha sido particularmente importante en aplicaciones donde la información almacenada dentro de una envoltura en particular es propietaria. Por ejemplo, en aplicaciones de memoria, es deseable a veces evitar el acceso a los datos almacenados en un circuito.

Se han utilizado diversos enfoques para proteger datos almacenados. Por ejemplo, en aplicaciones SRAM, la memoria se pierde cuando se retira la alimentación de los circuitos utilizados para almacenar datos. Se retira la alimentación cuando se detecta manipulación, eliminando por tanto los datos almacenados. Cuando estos enfoques incluyen una batería de reserva, se retira también la energía de la batería en respuesta a la manipulación.

En otras aplicaciones de memoria, no se requiere necesariamente energía para almacenar datos. Por ejemplo, en aplicaciones de memoria magnética, la memoria se almacena de una manera que no requiere energía para mantener la memoria y por lo tanto es no volátil. Ciertos tipos de celdas de memoria magnética que utilizan el estado magnético de una región para alterar la resistencia eléctrica de materiales situados cerca de la región, son conocidos colectivamente como celdas de memoria magnetorresistivas (MR) . Una matriz de celdas de memoria magnética a menudo se denomina una memoria magnética de acceso aleatorio (MRAM) . En aplicaciones MRAM, se forman típicamente celdas de memoria en intersecciones de líneas de palabra (word lines) y líneas de detección (sense lines) , teniendo típicamente cada celda de memoria capas magnéticas separadas por una capa aislante o conductora. Los metales magnetorresistivos utilizados en tales aplicaciones de memoria presentan un cambio en la resistencia eléctrica cuando se colocan en un campo magnético. En este sentido, la celda MRAM tiene dos configuraciones magnéticas estables, una que tiene alta resistencia y la otra baja resistencia (por ejemplo, representando la alta resistencia un estado lógico cero y representando la baja resistencia un estado lógico uno) . El estado magnético (es decir, carga magnética) del dispositivo se manipula y se lee como datos, de tal manera que la lectura puede ser efectuada utilizando un instrumento para explorar un circuito integrado en el que se encuentra la celda MRAM.

La protección de la memoria en aplicaciones tales como MRAM que no necesariamente requieren energía para mantener la memoria ha sido un reto, sin embargo, ya que los enfoques típicos relacionados con la protección contra la manipulación relacionada con la energía no funcionan. En concreto, la supresión de la energía no causa la pérdida de la memoria. Estas y otras dificultades presentan desafíos a la implementación de la protección contra la manipulación y envoltura para MRAM y otros tipos de aplicaciones.

US 2001/033012 describe un dispositivo de circuito integrado que comprende: un circuito que utiliza el cifrado, y una capa de envoltura de encapsulación, en el que el circuito es sensible a al menos un parámetro físico de la encapsulación para aplicar el cifrado y/o descifrado mediante la lectura de la clave del mismo, de modo que la manipulación de la encapsulación para obtener acceso al circuito hace que el cifrado y/o descifrado fallen.

JP 59 144094 describe una placa de cuerpo magnético de protección magnética que tiene un tamaño más grande que la forma externa de un dispositivo de memoria de burbuja magnética que está adherida a la superficie interior de un conjunto de cápsula enfrentada con el dispositivo. Por lo tanto una línea de fuerza magnética vuelve a un imán permanente a través de la placa de cuerpo cuando el imán está en la proximidad de la superficie exterior de la cápsula.

US 2002/008987 describe una disposición matricial de celdas de memoria que están situadas en intersecciones de líneas de palabra y líneas de detección. Cada celda de memoria incluye un elemento de magnetorresistencia y un elemento de conmutación que establecen una conexión resistiva entre una línea de detección correspondiente y el elemento de magnetorresistencia cuando se direcciona una línea de palabra correspondiente.

Varios aspectos de la presente invención implican la protección contra manipulaciones para circuitos de memoria no volátiles, tales como MRAM. La presente invención se ejemplifica en un número de implementaciones y aplicaciones, algunas de las cuales se resumen a continuación.

De acuerdo con una realización de ejemplo de la presente invención, un elemento de circuito magnéticamente sensible está protegido frente a manipulaciones del mismo mediante una disposición de envoltura adaptada para impedir selectivamente que un campo magnético llegue al elemento de circuito magnéticamente sensible. La envoltura incluye una disposición magnética que envuelve el chip, la cual crea un flujo magnético que envuelve el chip. Específicamente, la envoltura impide que un campo magnético llegue al elemento de circuito magnéticamente sensible cuando está intacta. Tras una manipulación de la envoltura, por ejemplo, para explorar los datos almacenados en el chip contenido en la envoltura, la brecha en la envoltura hace que se reduzcan o eliminen las características de inhibición del campo magnético. Por consiguiente, la disposición magnética que envuelve el chip, al menos en ciertas regiones, proporciona una fuerza magnética suficientemente fuerte que sus márgenes alcanzan y alteran el estado del elemento de circuito magnéticamente sensible. Con este enfoque, el estado magnético de la disposición de circuito magnéticamente sensible puede no ser necesariamente detectado al manipular (por ejemplo, retirar) la envoltura. La envoltura de circuito integrado y el dispositivo magnético están dispuestos para desviar el campo magnético local de la pluralidad de elementos de circuito magnéticamente sensibles.

De acuerdo con otra realización de ejemplo de la presente invención, una disposición de circuito integrado que es susceptible a la corrupción de datos debido a un campo magnético local contiene una disposición de almacenamiento de datos y una envoltura de circuito integrado. La envoltura incluye una disposición magnética que envuelve el chip que crea un flujo magnético que envuelve el chip. La disposición de almacenamiento de datos incluye una pluralidad de pequeños imanes que almacenan estados lógicos en respuesta a señales de control eléctricas. La envoltura desvía el campo magnético local, que es generado por un dispositivo magnético incluido en la envoltura, de los pequeños imanes. La perforación de la envoltura interrumpe el campo magnético envolvente que, a su vez, causa a sí mismo una alteración de los datos almacenados en los pequeños imanes. La envoltura de circuito integrado y el dispositivo magnético están dispuestos para desviar el campo magnético local de la pluralidad de pequeños imanes.

De acuerdo con otro ejemplo de realización relacionado de la presente invención, una disposición de memoria de circuito integrado magnéticamente sensible se compone de una pluralidad de pequeños imanes. Cada uno de los pequeños imanes está adaptado para almacenar un estado lógico como función del estado magnético del imán. La disposición de memoria también incluye una pluralidad de líneas de palabra en la que cada pequeño imán es magnéticamente sensible a una señal aplicada a una línea de palabra para el establecimiento de un estado magnético del pequeño imán. Circuitos de detección que presentan una característica eléctrica detectable como función del estado magnético de un pequeño imán son leídos para determinar el estado lógico almacenado en el pequeño imán. Una envoltura de circuito integrado, que incluye un dispositivo magnético que genera el campo magnético local, está adaptada para desviar el campo magnético local de los pequeños imanes. En respuesta a la extracción de una parte de la envoltura, la envoltura, los pequeños imanes y el dispositivo magnético están dispuestos de modo que el campo magnético local ajusta y/o altera el estado magnético de al menos uno de los pequeños imanes. La envoltura de circuito integrado y el dispositivo magnético están dispuestos para desviar el campo magnético... [Seguir leyendo]

1. Una disposición de circuito integrado que es susceptible a la corrupción de datos debido a un campo magnético local, comprendiendo la disposición de circuito integrado:

un circuito integrado (100) ;

un sistema de almacenamiento de datos que tiene una pluralidad de elementos de circuito magnéticamente sensibles (130, 131, 132 ) adaptados para almacenar estados lógicos en respuesta a señales eléctricas de control; y

una envoltura de circuito integrado (106) que encierra el circuito integrado (100) y que incluye un dispositivo magnético (120) adaptado para generar un campo magnético local que es suficientemente fuerte para alterar el estado lógico de al menos uno de los elementos de circuito magnéticamente sensibles (130, 131, 132) en respuesta a la extracción de una porción del dispositivo magnético (120) , y caracterizado porque:

la envoltura de circuito integrado (106) y el dispositivo magnético (120) están dispuestos para desviar el campo magnético local de la pluralidad de elementos de circuito magnéticamente sensibles (130, 131, 132) .

2. La disposición de circuito integrado de la reivindicación 1, en el que el dispositivo magnético (120) está adaptado para presentar un campo magnético marginal en respuesta a la extracción de una porción del dispositivo magnético (120) , estando expuesto el al menos uno de la pluralidad de elementos de circuito magnéticamente sensibles (130, 131, 132) al campo magnético marginal.

3. La disposición de circuito integrado de la reivindicación 1, en el que una parte del campo magnético local del dispositivo magnético (120) está alineado con un eje fácil de los elementos de circuito magnéticamente sensibles (130, 131, 132) .

4. La disposición de circuito integrado de la reivindicación 3, en el que la envoltura de circuito integrado (106) incluye una disposición de capa magnética protectora alrededor del circuito integrado (100) , y en el que la disposición de capa magnética protectora incluye el dispositivo magnético (120) .

5. La disposición de circuito integrado de la reivindicación 4, en el que el circuito integrado (100) tiene unos lados superior e inferior enfrentados, y en el que el dispositivo magnético (120) se encuentra adyacente al lado inferior y los elementos de circuito magnéticamente sensibles (130, 131, 132) están situados en el lado superior.

6. La disposición de circuito integrado de la reivindicación 5, en el que un campo magnético marginal del dispositivo magnético (120) se expande hacia fuera del espacio magnético en respuesta a la extracción de una porción del dispositivo magnético (120) .

7. La disposición de circuito integrado de la reivindicación 1, en el que el al menos uno de la pluralidad de elementos de circuito magnéticamente sensibles (130, 131, 132) cambia de estado magnético en respuesta al campo magnético local procedente del dispositivo magnético (120) .

8. La disposición de circuito integrado de la reivindicación 1, en el que el al menos uno de la pluralidad de elementos de circuito magnéticamente sensibles (130, 131, 132) cambia de polaridad en respuesta al campo magnético local procedente del dispositivo magnético (120) .

9. La disposición de circuito integrado de la reivindicación 1, que comprende además un circuito de detección adaptado para responder resistivamente a un cambio en el estado magnético del al menos uno de los elementos de circuito magnéticamente sensibles (130, 131, 132) .

10. La disposición de circuito integrado de la reivindicación 9, en el que el circuito de detección presenta una primera resistencia en respuesta al al menos uno de los elementos de circuito magnéticamente sensibles (130, 131, 132) al estar en un primer estado y presenta una segunda resistencia en respuesta al al menos uno de los elementos de circuito magnéticamente sensibles (130, 131, 132) al estar en un segundo estado.

11. La disposición de circuito integrado de la reivindicación 10, en el que el circuito de detección incluye un transistor que tiene una región de canal que presenta una conductancia, siendo la conductancia de la región de canal sensible al estado del elemento de circuito magnéticamente sensible, en el que una trayectoria de corriente a través del canal presenta la primera y segunda resistencia en respuesta al al menos uno de los elementos de circuito magnéticamente sensibles (130, 131, 132) al estar en el primer y segundo estado, respectivamente.

12. La disposición de circuito integrado de la reivindicación 1, en el que la disposición de almacenamiento de datos está adaptada para almacenar un bit como función de cada uno de la pluralidad de elementos de circuito magnéticamente sensibles (130, 131, 132) , teniendo el bit un valor que está directamente relacionado con el estado

magnético de los elementos de circuito magnéticamente sensibles (130, 131, 132) y, en respuesta al campo magnético local, tomando el bit un valor de un estado magnético que es sensible al campo magnético local.

13. La disposición de circuito integrado de la reivindicación 1, en el que al menos una parte del dispositivo magnético

(120) está fuera de la envoltura.

14. La disposición de circuito integrado de la reivindicación 1, que comprende además un circuito de escritura adaptado para escribir un estado lógico a al menos uno de la pluralidad de elementos de circuito magnéticamente sensibles (130, 131, 132) magnetizando el al menos un elemento de circuito magnéticamente sensible, siendo el estado lógico susceptible de ser cambiado en respuesta al campo magnético local.

15. La disposición de circuito integrado de la reivindicación 14, en el que el circuito de escritura está adaptado para escribir un primer estado lógico en el al menos un elemento de circuito magnéticamente sensible magnetizando el elemento de circuito magnéticamente sensible en una primera dirección, y para escribir un segundo estado lógico en el al menos un elemento de circuito magnéticamente sensible magnetizando el elemento de circuito magnéticamente sensible en una segunda dirección.

16. La disposición de circuito integrado de la reivindicación 1, en el que el dispositivo magnético (120) está adaptado para generar un campo magnético local que ajusta un estado magnético de al menos uno de los elementos de circuito magnéticamente sensibles (130, 131, 132) en respuesta a la extracción de una porción de la envoltura de circuito integrado (106) .

17. La disposición de circuito integrado de la reivindicación 16, en el que el dispositivo magnético (120) está adaptado para generar un campo magnético local que ajusta el estado magnético de al menos uno de los elementos de circuito magnéticamente sensibles (130, 131, 132) a un primer estado magnético.

18. La disposición de circuito integrado de la reivindicación 15, en el que el dispositivo magnético (120) está adaptado para generar un campo magnético local que conmuta el estado magnético del al menos uno de los elementos de circuito magnéticamente sensibles (130, 131, 132) de un segundo estado magnético al primer estado magnético.

REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN

Esta lista de referencias citadas por el solicitante es únicamente para la comodidad del lector. No forma parte del documento de la patente europea. A pesar del cuidado tenido en la recopilación de las referencias, no se pueden 5 excluir errores u omisiones y la EPO niega toda responsabilidad en este sentido.

Documentos de patentes citadas en la descripción

• US 2001033012 A [0006] • US 2002008987 A [0008]

• JP 59144094 A [0007]