保密型印錄存儲器的制造方法
【專利摘要】印錄存儲器的版權(quán)保護比可寫存儲器困難。相應地，本發(fā)明提出一保密型印錄存儲器。在一保護型印錄存儲器家族中，存儲相同內(nèi)容數(shù)據(jù)的不同存儲器可以使用不同密鑰對內(nèi)容數(shù)據(jù)加密。即使一個存儲器的密鑰被破解了，該家族中其它存儲器仍然具有保密性。
【專利說明】
保密型印錄存儲器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及集成電路領(lǐng)域，更確切地說，涉及印錄存儲器。
【背景技術(shù)】
[0002]印錄存儲器是一種只讀存儲器(R0M)，其數(shù)據(jù)是通過印刷的方式錄入的。它含有至少一個數(shù)據(jù)錄入膜，其物理圖形代表這數(shù)據(jù)。該圖形是通過將至少一個數(shù)據(jù)模板(或被稱為數(shù)據(jù)掩膜版等)的圖形轉(zhuǎn)換入數(shù)據(jù)錄入膜形成的。在本說明書中，使用同一套數(shù)據(jù)模板錄入數(shù)據(jù)的所有印錄存儲器被合稱為一印錄存儲器家族。
[0003]印錄存儲器廣泛應用于光學存儲和半導體存儲領(lǐng)域中。在光學存儲中，印錄存儲器被稱為光學印錄存儲器，也就是光盤，如CD、DVD和BD。在半導體存儲中，印錄存儲器被稱為半導體印錄存儲器，它主要包括掩膜編程只讀存儲器(mask-ROM)和壓印存儲器(參見美國專利申請13/602,095，申請日:2012年8月31日)。半導體印錄存儲器的一個例子是三維印錄存儲器(3D-P，參見美國專利申請13/570，216，申請日:2012年8月8日)。
[0004]作為一種永久存儲器，印錄存儲器適合于出版發(fā)行內(nèi)容。為了保護這些內(nèi)容的版權(quán)，以往技術(shù)直接對數(shù)據(jù)模板上的數(shù)據(jù)進行加密。這種方法的問題是:由于一個印錄存儲器家族100中所有存儲器100a、100b...10z都由同一套數(shù)據(jù)模板錄入，即它們使用相同的密鑰(存儲器10a使用密鑰ka、10b使用kb…10z使用kz，ka=kb=…=kz)(圖1)。這樣，如果一個存儲器(如100a)的密鑰(如ka)被破解了，那么整個家族100中所有存儲器的密鑰都將會被破解。與印錄存儲器不同，存儲相同內(nèi)容的可寫存儲器家族200 (包括存儲器200a、200b…200z)，由于不同存儲器可以使用不同的密鑰(存儲器200a使用密鑰k*a、200b使用kV"200z使用k氣，k*a# k*b#…乒k*z)(圖2)，即使一個存儲器的密鑰被破解，同一家族200中其它存儲器的保密性不會受到威脅。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的主要目的是提高半導體印錄存儲器的版權(quán)保護。
[0006]本發(fā)明的另一目的是在一個存儲器的密鑰被破解時，保護同一家族中其它存儲器的版權(quán)。
[0007]根據(jù)這些以及別的目的，本發(fā)明提出了一種保密型印錄存儲器。它是一種半導體印錄存儲器。半導體印錄存儲器比光學印錄存儲器具有更好的版權(quán)保護。由于光學印錄存儲器是一個單獨存儲器，它不能與采用可變密鑰的加密電路集成，故其版權(quán)保護有限。另一方面，半導體印錄存儲器可以與采用可變密鑰的加密電路集成，其版權(quán)保護的強度與可寫存儲器的類似，即不同存儲器使用不同密鑰。
[0008]相應地，本發(fā)明提出了一種保密型印錄存儲器，其特征在于含有:一存儲內(nèi)容數(shù)據(jù)的半導體印錄存儲器模塊(20)，該印錄存儲器家族中所有存儲器存儲相同的內(nèi)容數(shù)據(jù)；一存儲密鑰的半導體可寫存儲器模塊(30)，該印錄存儲器家族中不同存儲器存儲不同密鑰；和一加密電路模塊(40)，該加密電路模塊通過可寫存儲器模塊中的密鑰對印錄存儲器模塊中的內(nèi)容數(shù)據(jù)加密。
【附圖說明】
[0009]圖1顯示一印錄存儲器家族中不同存儲器使用的密鑰(以往技術(shù))。
[0010]圖2顯示一可寫存儲器家族中不同存儲器使用的密鑰(以往技術(shù))。
[0011]圖3顯示一保密型印錄存儲器家族中不同存儲器使用的密鑰。
[0012]圖4是一種保密型印錄存儲器的框圖。
[0013]圖5是另一種保密型印錄存儲器的框圖。
[0014]圖6是一種保密型三維印錄存儲器(3D-P)芯片的截面圖。
[0015]圖7是該保密型3D-P芯片的頂視圖，它顯示存儲陣列及其周邊電路。
[0016]圖8A-圖8C描述圖7中保密型3D_P芯片在除去存儲陣列后的多種襯底布局框圖。
[0017]圖9是一種保密型3D-P封裝的截面圖。
[0018]圖10AA-圖1OBB描述兩種圖9中保密型3D-P封裝的存儲芯片和支持芯片。
【具體實施方式】
[0019]圖3顯示了一個印錄存儲器家族300中所有存儲器300a、300b...300z。由于它們都由同一套數(shù)據(jù)模板錄入，這些存儲器存儲相同的內(nèi)容。但是，通過與采用可變密鑰的加密電路集成，不同存儲器使用不同的密鑰(存儲器300a使用密鑰Ka、300b使用Kb…300z使用Kz，Ka#Kb^^"#Kz)。這種版權(quán)保護的強度與可寫存儲器的類似，它比以往技術(shù)中印錄存儲器的版權(quán)保護要強很多。
[0020]圖4描述一種保密型印錄存儲器50，它含有一半導體印錄存儲器模塊20、一半導體可寫存儲器模塊30和一加密電路模塊40。半導體印錄存儲器模塊20存儲內(nèi)容，包括影視內(nèi)容、音頻內(nèi)容、文字內(nèi)容、軟件、游戲等。由于內(nèi)容是硬寫入的，內(nèi)容數(shù)據(jù)對同一印錄存儲器家族300中所有存儲器300a、300b...300z都是相同的。
[0021]半導體可寫存儲器模塊30存儲密鑰32，其數(shù)據(jù)(密鑰)可通過光、電、磁等方式寫入。密鑰可以在生產(chǎn)過程中或生產(chǎn)過程后寫入，它包括激光編程只讀存儲器(laser-programmable ROM，簡稱為LP-R0M)和電寫入存儲器(EP-ROM)。這里，電寫入存儲器包括可編程只讀存儲器(PR0M，如基于反熔絲或熔絲的PR0M)、電編程只讀存儲器(EPR0M，包括3D-EPR0M)、電可擦除可編程只讀存儲器(E2PROM,包括快閃)。由于密鑰是軟寫入的，密鑰對同一印錄存儲器家族300中不同存儲器300a、300b...300z可以是不同的。
[0022]加密電路模塊40利用半導體可寫存儲器模塊30中的密鑰32對半導體印錄存儲器模塊20中的內(nèi)容數(shù)據(jù)22加密。即使在同一印錄存儲器家族300中，不同存儲器中相同內(nèi)容的讀出數(shù)據(jù)42也是由不同密鑰加密的。加密算法可以采用PGP、AES、DES、Blowfish等。加密電路模塊40也可以是一種數(shù)據(jù)改序設(shè)備，它根據(jù)密鑰32對內(nèi)容數(shù)據(jù)22進行重新排序。此外，為了提高加密電路模塊40的效率，可以只對部分內(nèi)容數(shù)據(jù)22加密。
[0023]圖5描述另一種保密型印錄存儲器50，它通過文件獨立加密和時間分段加密來進一步加強對內(nèi)容的版權(quán)保護。該存儲器50還含有一密鑰選擇邏輯34。半導體印錄存儲器模塊20存儲多個內(nèi)容文件22a、22b...;半導體可寫存儲器模塊30存儲多個密鑰32a、32b、32c…。密鑰選擇邏輯34基于輸入36 (如文件地址、時間或別的信息)來選擇密鑰。
[0024]文件獨立加密是指:不同的內(nèi)容文件可以通過不同密鑰加密。例如說，內(nèi)容文件22a通過密鑰32a加密，內(nèi)容文件22b通過密鑰32b加密等。另一方面，時間分段加密是指:內(nèi)容文件可以在不同時間段通過不同密鑰加密。例如說，在第一時間段，內(nèi)容文件22a通過密鑰32a加密；在第二時間段，內(nèi)容文件22a通過密鑰32c加密等。這些新的功能使破解保密型印錄存儲器變得更加困難，因而進一步加強了其版權(quán)保護。
[0025]為了進一步加強版權(quán)保護，保密型印錄存儲器50的各個組件(包括半導體印錄存儲器模塊20、半導體可寫存儲器模塊30和加密電路模塊40)最好能集成在一個芯片(圖6-圖SC)或一個保護性封裝(圖9-圖10BB)中。由于所有的數(shù)據(jù)通訊均位于芯片(或封裝)中，半導體印錄存儲器模塊20和半導體可寫存儲器模塊30的輸出信號22、32不會被外界監(jiān)聽。
[0026]圖6是一種保密型三維印錄存儲器(3D-P)芯片50的截面圖。它含有3D_P模塊
20、半導體可寫存儲器模塊(可寫存儲器)30和加密電路模塊(加密電路)40。3D-P模塊20是一個單塊存儲器模塊，它位于襯底00之上并通過多個接觸通道孔(lav…)與襯底00耦合，并含有多個相互疊置的印錄存儲層(20A、20B…)。它可以采用掩膜編程或壓印的方式錄入數(shù)據(jù)。
[0027]在圖6的保密型3D-P芯片50中，可寫存儲器30和加密電路40最好位于3D_P陣列20下方(即更接近襯底00):在生產(chǎn)過程中，首先形成可寫存儲器30和加密電路40，再形成3D-P陣列20。在該實施例中，可寫存儲器30是一激光編程只讀存儲器(LP-ROM)。它含有一個激光編程熔絲35，該熔絲35可以在生產(chǎn)過程中被編程(如在形成3D-P陣列20之前)。通過向其照射激光，熔絲35中會形成一個間隙37。該間隙37的存在與否決定了 LP-ROM存儲元的狀態(tài)。由于LP-ROM不需要高電壓編程晶體管，其引入對工藝影響極小，因此它是可寫存儲器30的首選之一。
[0028]圖7是該保密型3D-P芯片50的頂視圖，它顯示了一個3D-P陣列20A (斜線部分)及其周邊電路28。圖8A-圖8C描述該保密型3D-P芯片50在除去3D-P陣列20A后的多種襯底布局框圖。在圖8A中，可寫存儲器30A和加密電路40位于襯底00上，但位于3D-P陣列20A之外。在圖8B中，可寫存儲器30A位于3D-P陣列20A下方，加密電路40位于3D-P陣列20A之外，它可以被多個3D-P陣列共享。在圖SC中，可寫存儲器30A和加密電路40A均位于3D-P陣列20A下方。在圖8B和圖8C中，至少可寫存儲器30A位于3D-P陣列20A下方。為了探知可寫存儲器30A中存儲的密鑰，需要將3D-P陣列20A剝離，這使盜版失去了意義。這里，圖7-圖8C和圖10AA-圖1OBB僅是示意圖，它們不代表任何實際的版圖。實際的版圖需要根據(jù)設(shè)計來決定，并有很多可能。
[0029]圖9是一種保密型3D-P封裝50的截面圖。在該實施例中，3D-P模塊20、可寫存儲器30和加密電路40被集成到一個保護性封裝50中。它含有至少一個3D-P芯片52A、52B…和一個支持芯片54。每個3D-P芯片(如52A)含有多個存儲層。支持芯片54可以是控制芯片。所有這些芯片(52A、52B…、54)最好堆疊在一起，通過導線56相互耦合，然后被放置在一個保護性外殼58中。該保護性外殼58內(nèi)充填了如模壓樹脂等的保護性材料59。
[0030]圖10AA-圖1OBB描述兩種保密型3D-P封裝50中的3D-P芯片52A和支持芯片54。在圖1OAA和圖1OAB中，3D-P芯片52A含有至少一 3D-P陣列20x (斜線部分)和至少一可寫存儲器陣列30x?？蓪懘鎯ζ麝嚵?0x位于3D-P陣列20x下方(圖10AA)。同時，支持芯片54含有加密電路40(圖1OAB)。在圖1OBA和圖1OBB中，3D-P芯片52A含有至少一3D-P陣列20y (圖10BA)，支持芯片54含有至少一可寫存儲器陣列30y和加密電路40 (圖10BB)。
[0031]雖然以上說明書具體描述了本發(fā)明的一些實例，熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員應該了解，在不遠離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以對本發(fā)明的形式和細節(jié)進行改動。例如說，3D-R0M不僅可以基于二極管，也可以基于晶體管。這并不妨礙它們應用本發(fā)明的精神。因此，除了根據(jù)附加的權(quán)利要求書的精神，本發(fā)明不應受到任何限制。
【主權(quán)項】
1.一種屬于一印錄存儲器家族的保密型印錄存儲器(50)，其特征在于含有: 一存儲內(nèi)容數(shù)據(jù)的半導體印錄存儲器模塊(20)，該印錄存儲器家族中所有存儲器存儲相同的內(nèi)容數(shù)據(jù)； 一存儲密鑰的半導體可寫存儲器模塊(30)，該印錄存儲器家族中不同存儲器存儲不同密鑰；和 一加密邏輯模塊(40)，該加密邏輯模塊通過可寫存儲器模塊中的密鑰對印錄存儲器模塊中的內(nèi)容數(shù)據(jù)加密。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保密型印錄存儲器，其特征還在于:該印錄存儲器模塊為掩膜編程只讀存儲器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保密型印錄存儲器，其特征還在于:該印錄存儲器模塊為壓印存儲器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保密型印錄存儲器為保密型三維印錄存儲器，其特征還在于:該印錄存儲器模塊為三維印錄存儲器模塊，該三維印錄存儲器模塊含有多個相互疊置的印錄存儲層。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保密型印錄存儲器，其特征還在于:該印錄存儲器模塊、該可寫存儲器模塊和該加密邏輯模塊位于同一芯片中。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保密型印錄存儲器，其特征還在于:該印錄存儲器模塊、該可寫存儲器模塊和該加密邏輯模塊位于同一保護性封裝中。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保密型印錄存儲器，其特征還在于:該可寫存儲器模塊采用光、電或磁等方法編程。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保密型印錄存儲器，其特征還在于:該可寫存儲器模塊是激光編程只讀存儲器。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保密型印錄存儲器，其特征還在于:該可寫存儲器模塊是電編程只讀存儲器。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保密型印錄存儲器，其特征還在于含有:一密鑰選擇邏輯(34)，該密鑰選擇邏輯從該可寫存儲器模塊存儲的密鑰中選擇密鑰。
【文檔編號】G11B20/00GK105989864SQ201510088397
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月26日
【發(fā)明人】張國飆
【申請人】杭州海存信息技術(shù)有限公司