PUF 소자 및 그것의 생성 방법
PUF device and method of producing same
특허 요약
본 발명은 제1 전극과 제2 전극 간에 OTS(Ovonic Threshold Switch) 물질이 연결된 복수 개의 소자가 크로스 바 어레이(Cross bar array) 구조로 형성되며, 복수 개의 상기 소자에 동일한 쓰기 펄스(write pulse) 인가시, 각 소자가 상대적으로 높은 문턱전압 값 또는 상대적으로 낮은 문턱전압 값을 가진 상태가 랜덤하게 생성되는 것을 특징으로 하는 PUF(Physical Unclonable Function) 소자로서, 본 발명은 기존 PUF 소자의 복잡한 반도체 공정 기술 및 회로를 간소화하여 초고밀도 소자를 구현하고, 높은 신뢰성 및 내구성을 가지는 칼코게나이드 기반 스위칭 소재를 활용한 PUF 소자를 구현한다.
청구항
번호청구항
1

제1 전극과 제2 전극 간에 OTS(Ovonic Threshold Switch) 물질이 연결된 복수 개의 소자가 크로스 바 어레이(Cross bar array) 구조로 형성되며,복수 개의 상기 소자에 동일한 쓰기 펄스(write pulse) 인가시, 각 소자가 상대적으로 높은 문턱전압 값 또는 상대적으로 낮은 문턱전압 값을 가진 상태가 랜덤하게 생성되는 것을 특징으로 하는,PUF(Physical Unclonable Function) 소자.

2

청구항 1에 있어서,상기 OTS 물질은 칼코게나이드 물질인 것을 특징으로 하는,PUF(Physical Unclonable Function) 소자.

3

청구항 2에 있어서,상기 OTS 물질은 Se(selenium)를 포함하는 칼코게나이드 물질인 것을 특징으로 하는,PUF(Physical Unclonable Function) 소자.

4

청구항 3에 있어서,상기 OTS 물질은 Si-Te-As-Ge-Se, Si-Se-As-Ge, In-Se-As-Ge, Si-In-Se-As-Ge, Se-As-Ge, Ge-Se, B-Se, C-Se, Si-Se, Mg-Se, In-Se 로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 물질인 것을 특징으로 하는,PUF(Physical Unclonable Function) 소자.

5

청구항 2에 있어서,상기 OTS 물질은 S(sulfur), Se(selenium), Te(tellurium), Po(polonium) 중 어느 하나를 포함하는 화합물인 것을 특징으로 하는,PUF(Physical Unclonable Function) 소자.

6

청구항 1에 있어서,복수 개의 상기 소자에 동일한 읽기 펄스(read pulse) 인가시, 상대적으로 높은 문턱전압 값을 가진 상태의 소자는 turn-on 되고, 상대적으로 낮은 문턱전압 값을 가진 상태의 소자는 turn-off 되는 것을 특징으로 하는,PUF(Physical Unclonable Function) 소자.

7

청구항 6에 있어서,상기 읽기 펄스(read pulse)는 상기 상대적으로 높은 문턱전압 값과 상기 상대적으로 낮은 문턱전압 값의 사이 값인 것을 특징으로 하는,PUF(Physical Unclonable Function) 소자.

8

청구항 1에 있어서,상기 쓰기 펄스(write pulse)는 음(-)의 방향의 쓰기 전압인 것을 특징으로 하는,PUF(Physical Unclonable Function) 소자.

9

청구항 1에 있어서,상기 OTS 물질의 Se 농도가 클수록 상기 상대적으로 높은 문턱전압 값과 상기 상대적으로 낮은 문턱전압 값의 차이가 큰 것을 특징으로 하는,PUF(Physical Unclonable Function) 소자.

10

청구항 1에 있어서,상기 쓰기 펄스의 크기가 클수록 상기 상대적으로 높은 문턱전압 값과 상기 상대적으로 낮은 문턱전압 값의 차이가 큰 것을 특징으로 하는,PUF(Physical Unclonable Function) 소자.

11

청구항 1에 있어서,상기 쓰기 펄스의 길이(Pulse width)가 길수록 상기 상대적으로 높은 문턱전압 값과 상기 상대적으로 낮은 문턱전압 값의 차이가 큰 것을 특징으로 하는,PUF(Physical Unclonable Function) 소자.

12

청구항 1의 PUF 소자를 상기 크로스 바 어레이 구조로 형성하는 단계;상기 어레이에 동일한 쓰기 펄스(write pulse)를 인가하여 랜덤 쓰기 동작을 수행하는 단계;상기 어레이에 읽기 펄스(read pulse)를 인가하는 단계;인가된 상기 읽기 펄스에 의해 복수 개의 상기 소자의 turn-on 여부가 랜덤한지 확인하는 단계; 및복수 개의 상기 소자의 turn-on 여부가 랜덤하면, PUF 보안소자 KEY로 생성하는 단계를 포함하는,PUF(Physical Unclonable Function) 소자의 생성 방법.

13

청구항 11에 있어서,복수 개의 상기 소자의 turn-on 여부가 랜덤하지 확인하는 단계에 의해 랜덤하지 않은 것으로 확인되면, 상기 랜덤 쓰기 동작을 수행하는 단계를 재수행하는 것을 특징으로 하는,PUF(Physical Unclonable Function) 소자의 생성 방법.

14

청구항 12에 있어서,복수 개의 상기 소자의 turn-on 여부가 랜덤한지 확인하는 단계는 복수 개의 상기 소자의 50%±5%가 turn-on 되는 경우 랜덤한 것으로 확인하는 것을 특징으로 하는,PUF(Physical Unclonable Function) 소자의 생성 방법.

15

청구항 12에 있어서,상기 랜덤 쓰기 동작을 수행하는 단계의 상기 쓰기 펄스(write pulse)는 음(-)의 방향의 쓰기 전압인 것을 특징으로 하는,PUF(Physical Unclonable Function) 소자의 생성 방법.

16

청구항 12에 있어서,상기 OTS 물질은 칼코게나이드 물질인 것을 특징으로 하는,PUF(Physical Unclonable Function) 소자의 생성 방법.

17

청구항 16에 있어서,상기 OTS 물질은 S(sulfur), Se(selenium), Te(tellurium), Po(polonium) 중 어느 하나를 포함하는 화합물인 것을 특징으로 하는,PUF(Physical Unclonable Function) 소자의 생성 방법.