物理型硬件木马失效机理及检测方法

作     者：骆扬 王亚楠 Luo Yang;Wang Ya-Nan

作者机构：中国信息安全测评中心安全检测处北京100876 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2016年第65卷第11期

页      面：49-57页

核心收录：

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:61402536)资助的课题~~ 

主　　题：硬件木马 热载流子注入 器件退化 失效分析 

摘      要：对两种物理型硬件木马造成芯片退化或失效的机理进行了详细分析.通过使用ATLAS二维器件仿真系统并结合Smart Spice电路逻辑仿真器,模拟了两种物理型硬件木马对反相器逻辑电路输出特性的影响.使用ATHENA工艺仿真系统模拟了掺杂离子注入工艺过程,实现了掺杂型硬件木马的金属-氧化物-半导体场效应管(MOSFET)器件;使用热载流子注入退化模型对ATLAS仿真器件进行热载流子压力测试,以模拟热载流子注入型硬件木马注入MOSFET器件并造成器件退化失效的过程,分别将上述掺杂型硬件木马和热载流子注入型硬件木马的MOSFET器件与另一个正常MOSFET器件组成同样的反相器逻辑电路.反相器使用Spice逻辑电路仿真输出DC直流、AC瞬态传输特性以研究物理型硬件木马对电路输出特性的影响.为了研究MOSFET器件的物理特性本身对硬件木马的影响,在不同温度不同宽长比(W/L)下同样对反相器进行Spice电路逻辑输出仿真.本文分析了离子掺杂工艺、热载流子注入压力测试形成的物理型硬件木马随压力强度、温度的变化对逻辑电路输出特性的影响.通过结果对比分析得出了含有物理型硬件木马的逻辑电路在DC直流输出特性上的扰动比AC瞬态传输特性更明显的结论.因此,本文提出了一种针对物理型硬件木马的检测流程.同时,该检测流程是一种具有可操作性的检测物理型硬件木马的方法.