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      能通過各種路徑輸入信號的層疊半導(dǎo)體裝置和半導(dǎo)體系統(tǒng)的制作方法

      文檔序號:9201470閱讀:193來源:國知局
      能通過各種路徑輸入信號的層疊半導(dǎo)體裝置和半導(dǎo)體系統(tǒng)的制作方法
      【專利說明】能通過各種路徑輸入信號的層疊半導(dǎo)體裝置和半導(dǎo)體系統(tǒng)
      [0001]相關(guān)申請的交叉引用
      [0002]本申請要求2014年3月10日向韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的申請?zhí)枮?0-2014-0027735的韓國專利申請的優(yōu)先權(quán),其全部內(nèi)容通過引用合并于此如同全文列出。
      技術(shù)領(lǐng)域
      [0003]各種實(shí)施例通常涉及半導(dǎo)體裝置,并且更具體地涉及具有多個(gè)層疊芯片的半導(dǎo)體裝置和具有該半導(dǎo)體裝置的半導(dǎo)體系統(tǒng)。
      【背景技術(shù)】
      [0004]為了增強(qiáng)對半導(dǎo)體裝置內(nèi)給定空間的利用,已經(jīng)提出了在單個(gè)封裝體中層疊且封裝多個(gè)芯片的三維(3D)半導(dǎo)體裝置。通過垂直地層疊兩個(gè)芯片或更多芯片,3D半導(dǎo)體裝置實(shí)現(xiàn)了給定空間內(nèi)的最大集成。
      [0005]3D半導(dǎo)體裝置可以具有層疊的多個(gè)芯片(相同類型的芯片)。這些芯片還可以通過電線、金屬線或邊緣布線彼此耦接。多個(gè)芯片還可以通過使用“硅穿通孔”(ThroughSilicon Via, TSV)彼此耦接。通過使用“通孔”垂直地穿透多個(gè)層疊的芯片,TSV可以用來電耦接所有的層疊芯片。以這種方式,多個(gè)芯片可以作為單個(gè)半導(dǎo)體裝置進(jìn)行操作。半導(dǎo)體裝置的封裝尺寸可能依賴于或者可能受到用來耦接芯片的耦接方法的類型(即電線、金屬線、邊緣布線或TSV)的影響。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0006]在一個(gè)實(shí)施例中,半導(dǎo)體裝置可以包括:控制信號接收部,其適于通過響應(yīng)于輸入路徑選擇信號而從層疊芯片測試部、控制信號接口部和測試設(shè)置部中的一個(gè)接收命令信號和地址信號來設(shè)置與存儲器芯片的操作有關(guān)的信息。
      [0007]在一個(gè)實(shí)施例中,半導(dǎo)體裝置可以包括:邏輯芯片;以及與邏輯芯片層疊的存儲器芯片,其中,邏輯芯片包括:控制信號接口部,其適于從邏輯芯片測試部或控制器芯片中的任一個(gè)接收命令信號和地址信號。半導(dǎo)體裝置還可以包括與控制信號接口部耦接且適于從控制信號接口部接收命令信號和地址信號的測試設(shè)置部,以及其中存儲器芯片包括控制信號接收部,控制信號接收部適于通過響應(yīng)于輸入路徑選擇信號而從層疊芯片測試部、控制信號接口部和測試設(shè)置部中的一個(gè)接收命令信號和地址信號來設(shè)置與存儲器芯片的操作有關(guān)的信息。
      [0008]在一個(gè)實(shí)施例中,半導(dǎo)體裝置可以包括:邏輯芯片;以及與邏輯芯片層疊的存儲器芯片,其中邏輯芯片包括測試設(shè)置部,測試設(shè)置部適于儲存用于設(shè)置與存儲器芯片的操作有關(guān)的信息的命令信號和地址信號,以及其中存儲器芯片包括:適于彼此獨(dú)立操作的第一溝道區(qū)和第二溝道區(qū)。半導(dǎo)體裝置還可以包括溝道選擇部,溝道選擇部適于響應(yīng)于溝道選擇信號來將測試設(shè)置部耦接至第一溝道區(qū)或第二溝道區(qū)中的任一個(gè),以及其中,第一溝道區(qū)和第二溝道區(qū)包括第一控制信號接收部和第二控制信號接收部,第一控制信號接收部和第二控制信號接收部適于基于命令信號和地址信號分別設(shè)置與第一溝道區(qū)和第二溝道區(qū)中的對應(yīng)一個(gè)的操作有關(guān)的信息。
      【附圖說明】
      [0009]圖1是圖不表不根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體系統(tǒng)的實(shí)例的不意圖;
      [0010]圖2是圖示表示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的層疊半導(dǎo)體裝置的實(shí)例的示意圖;
      [0011]圖3是圖示表示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的層疊半導(dǎo)體裝置的實(shí)例的框圖;
      [0012]圖4是圖示表示圖3中所示的控制信號接收部的實(shí)例的框圖;
      [0013]圖5是圖示表示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的層疊半導(dǎo)體裝置的實(shí)例的框圖;
      [0014]圖6圖示了表示使用根據(jù)以上參照圖1至圖5論述的實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的系統(tǒng)的實(shí)例的框圖。
      【具體實(shí)施方式】
      [0015]在下文中,以下將通過實(shí)施例的各種實(shí)例參照附圖描述半導(dǎo)體裝置。
      [0016]參見圖1,半導(dǎo)體系統(tǒng)I可以包括襯底110和控制器芯片120。半導(dǎo)體系統(tǒng)I還可以包括層疊半導(dǎo)體裝置130。襯底110可以是硅襯底。襯底110可以通過凸塊111電耦接至控制器芯片120和每個(gè)層疊半導(dǎo)體裝置130。襯底110可以具有信號路徑。這些信號路徑可以包括例如金屬層和設(shè)置在其上的硅穿通孔。襯底110的信號路徑可以使控制器芯片120和層疊半導(dǎo)體裝置130電耦接。襯底110可以是提供用于控制器芯片120與層疊半導(dǎo)體裝置130的數(shù)據(jù)通信的各種信號路徑的中介體。
      [0017]控制器芯片120和層疊半導(dǎo)體裝置130可以通過多個(gè)總線112通信。多個(gè)總線112可以包括數(shù)據(jù)總線、時(shí)鐘總線和數(shù)據(jù)選通總線。多個(gè)總線112還可以包括命令總線、地址總線等??刂破餍酒?20可以通過多個(gè)總線提供數(shù)據(jù)、時(shí)鐘、數(shù)據(jù)選通信號、命令信號以及地址信號,因此層疊半導(dǎo)體裝置130可以儲存數(shù)據(jù)。為了接收從層疊半導(dǎo)體裝置130輸出的數(shù)據(jù),控制器芯片120可以提供數(shù)據(jù)、時(shí)鐘、命令和地址。層疊半導(dǎo)體裝置130的每個(gè)可以通過接收從控制器芯片120通過多個(gè)總線112輸出的信號來儲存數(shù)據(jù)或?qū)Υ娴臄?shù)據(jù)輸出至控制器芯片120。
      [0018]控制器芯片120可以是存儲控制器或主機(jī)處理器??刂破餍酒?20可以包括中央處理器(CPU)、圖形處理單元(GPU)、數(shù)字信號處理器(DSP)、一個(gè)或更多個(gè)處理核、單核處理器、雙核處理器、多核處理器、微處理器、主機(jī)處理器、控制器、多個(gè)處理器或控制器、芯片、微芯片、邏輯電路、集成電路(IC)或應(yīng)用特定的1C。
      [0019]層疊半導(dǎo)體裝置130可以是具有多個(gè)層疊存儲器芯片的層疊存儲裝置。層疊半導(dǎo)體裝置130可以包括像動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(DRAM)這樣的易失性隨機(jī)存取存儲裝置。另夕卜,層疊半導(dǎo)體裝置130可以包括以下非易失性隨機(jī)存取存儲裝置中的一個(gè)或組合:相變隨機(jī)存取存儲器(PCRAM)、電阻式隨機(jī)存取存儲器(ReRAM)、鐵電隨機(jī)存取存儲器(FeRAM)、磁性隨機(jī)存取存儲器(MRAM)和自旋轉(zhuǎn)移力矩隨機(jī)存取存儲器(STTRAM)。
      [0020]半導(dǎo)體系統(tǒng)I可以提供在單個(gè)封裝體中。半導(dǎo)體系統(tǒng)I可以實(shí)施為系統(tǒng)級封裝(SIP)、芯片上系統(tǒng)、倒裝芯片封裝和/或多芯片封裝。
      [0021]圖2是圖示表示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的層疊半導(dǎo)體裝置2的實(shí)例的示意圖。層疊半導(dǎo)體裝置2可以對應(yīng)于以上參照圖1描述的層疊半導(dǎo)體裝置130。參見圖2,層疊半導(dǎo)體裝置2可以包括邏輯芯片210。層疊半導(dǎo)體裝置2還可以包括多個(gè)存儲器芯片220和230。多個(gè)存儲器芯片220和230可以順序?qū)盈B在邏輯芯片210之上。邏輯芯片210與多個(gè)存儲器芯片220和230中的每個(gè)可以通過穿通孔241和凸塊242彼此電耦接。
      [0022]邏輯芯片210可以在圖1中所示的控制器芯片120和多個(gè)存儲器芯片220和230之間路由數(shù)據(jù)通信。邏輯芯片210可以將從控制器芯片120發(fā)送的數(shù)據(jù)、時(shí)鐘、命令信號和地址信號傳輸至多個(gè)存儲器芯片220和230。邏輯芯片210還可以將從多個(gè)存儲器芯片220和230發(fā)送的數(shù)據(jù)傳輸至控制器芯片120。邏輯芯片210可以包括邏輯芯片測試部211和存儲器接口部212。邏輯芯片210還可以包括測試設(shè)置部213??梢蕴峁┻壿嬓酒瑴y試部211以用于邏輯芯片210和層疊半導(dǎo)體裝置2的測試。邏輯芯片測試部211可以由外部測試設(shè)備(未示出)直接訪問。邏輯芯片測試部211可以從外部測試設(shè)備接收用于邏輯芯片210和層疊半導(dǎo)體裝置2的測試的控制信號。邏輯芯片測試部211可以包括用于外部測試設(shè)備對邏輯芯片測試部211的直接訪問的直接訪問引腳或焊墊。另外,邏輯芯片測試部211可以包括用于測試邏輯芯片210和層疊半導(dǎo)體裝置2的多個(gè)邏輯電路。邏輯芯片測試部211可以包括內(nèi)置自測試電路。自測試可以包括但不局限于對硅穿通孔和凸塊之間的連接性的測試、邊界掃描測試、老化應(yīng)力測試、以及數(shù)據(jù)壓縮測試。存儲器接口部212可以接收從控制器芯片120發(fā)送的用于層疊半導(dǎo)體裝置2的操作的所有控制信號。另外,存儲器接口部212可以將層疊半導(dǎo)體裝置2的操作結(jié)果輸出至控制器芯片120。
      [0023]測試設(shè)置部213可以儲存關(guān)于測試類型、數(shù)據(jù)模式、命令信號、地址信號等的信息以便測試多個(gè)存儲器芯片220和230。測試設(shè)置部213可以基于儲存的信息來操作,使得可以對多個(gè)存儲器芯片220和230執(zhí)行期望的測試。測試設(shè)置部213可以是用于對多個(gè)存儲器芯片220和230執(zhí)行測試的標(biāo)準(zhǔn)接口,例如IEEE 1500。
      [0024]參見圖2,多個(gè)存儲器芯片220和230中的每個(gè)可以包括存儲體控制電路221和231以及存儲體222和232。多個(gè)存儲器芯片220和230還可以包括層疊芯片測試部223和233。存儲體控制電路221和231可以接收從存儲器接口部212發(fā)送的數(shù)據(jù)輸入和輸出操作所需的信號。存儲體控制電路221和231可以將數(shù)據(jù)儲存至存儲體222和232中或者可以輸出儲存在存儲體222和232中的數(shù)據(jù)。存儲體222和232可以包括多個(gè)存儲單元,以及提供用于儲存從存儲器接口部212輸入的數(shù)據(jù)的儲存器。
      [0025]可以提供層疊芯片測試部223和233以用于測試多個(gè)存儲器芯片220和230中的每個(gè)??梢蕴峁盈B芯片測試部223和233以便在多個(gè)存儲器芯片220和230尚未與邏輯芯片或另一存儲器芯片層疊的晶片級測試多個(gè)存儲器芯片220和230。層疊芯片測試部223和233可以由外部測試設(shè)備直接訪問。層疊芯片測試部223和233可以從外部測試設(shè)備接收用于測試多個(gè)存儲器芯片220和230的控制信號。當(dāng)多個(gè)存儲器芯片220和230通過穿通孔241與邏輯芯片210和另一存儲器芯片層疊時(shí),層疊芯片測試部223和233可以響應(yīng)于層疊使能信號而禁止。能夠通知多個(gè)存儲器芯片220和230與另一芯片層疊的任何信號可以用作層疊使能信號。例如,在多個(gè)存儲器芯片220和230層疊在邏輯芯片210之上之后,可以在邏輯芯片210中內(nèi)部地產(chǎn)生層疊使能信號,或者可以從控制器芯片120輸入。
      [0026]圖3是圖示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的層疊半導(dǎo)體裝置3的框圖。參見圖3,層疊半導(dǎo)體裝置3可以包括邏輯芯片和存儲器芯片。即使圖3圖示了一個(gè)存儲器芯片層疊在邏輯芯片之上,但是實(shí)施例也不局限于這種方式,以及可以包括層疊在邏輯芯片之上的兩
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