專利名稱：堆疊的多芯片封裝中的硅過孔的重新配置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本工作涉及半導(dǎo)體集成電路器件，更具體地涉及通過硅過孔(TSV)互連的、在堆疊結(jié)構(gòu)中的多集成電路芯片的封裝布置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)技術(shù)提供了堆疊多芯片封裝(multi-die package)，其中相鄰的芯片通過TSV 互連?？梢栽诿恳粋€(gè)芯片上設(shè)置多個(gè)備用的TSV以用于冗余目的，由此允許替換在制造期間可以識(shí)別的任何有缺陷的TSV。在完成初期制造處理后，芯片上的備用TSV不再被使用。因此，期望利用堆疊多芯片封裝中的備用TSV。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供利用堆疊多芯片封裝中的備用TSV的設(shè)備、方法和系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)廣義方面，提供了一種集成電路芯片設(shè)備，包括多個(gè)過孔，其延伸通過所述設(shè)備以在所述設(shè)備上提供外部信號(hào)通路；以及，路由器，其耦接到所述過孔， 所述路由器被配置來使得所述過孔采用多個(gè)信號(hào)承載配置中選定的一個(gè)；其中，在所述選定的信號(hào)承載配置中，所述過孔的至少一個(gè)承載至少一個(gè)相關(guān)信號(hào)，所述至少一個(gè)過孔在另一個(gè)所述信號(hào)承載配置中不承載該相關(guān)信號(hào)。優(yōu)選的是，至少另一個(gè)所述過孔在另一個(gè)所述信號(hào)承載配置中承載所述相關(guān)的至少一個(gè)信號(hào)。有益的是，所述設(shè)備包括控制器，所述控制器耦接到所述路由器，以向所述路由器提供用于指示所述選定的信號(hào)承載配置的控制信號(hào)。另外，所述控制器被配置來接收用于指示所述選定的信號(hào)承載配置的信息，并且響應(yīng)于所述信息來提供所述控制信號(hào)。方便地，所述控制器耦接到一組所述過孔，以經(jīng)由所述一組過孔從在所述設(shè)備外部的源接收所述信息。優(yōu)選的是，所述路由器被配置來將所述信息從所述一組過孔路由到所述控制器。方便地，所述外部的源是另一個(gè)集成電路芯片設(shè)備，所述另一個(gè)集成電路芯片設(shè)備具有通過其中的另外多個(gè)過孔，以在所述另一個(gè)設(shè)備上提供外部信號(hào)通路。另外，所述一組過孔被適配來連接到所述另外多個(gè)過孔的另一組，以接收所述信息。
有益的是，所述控制器被適配來從外部控制器接收所述信息，所述外部控制器選擇所述選定的信號(hào)承載配置。有利的是，所述控制器包括用于存儲(chǔ)所述控制信號(hào)的寄存器。另外，一組所述過孔耦接到所述控制器，以從所述控制器向另一個(gè)集成電路芯片設(shè)備的另一個(gè)控制器傳送信息，所述信息指示能夠被另外多個(gè)過孔采用的多個(gè)信號(hào)承載配置中的選定的一個(gè)，所述另外多個(gè)過孔延伸通過所述另一個(gè)設(shè)備，并在所述另一個(gè)設(shè)備上提供外部信號(hào)通路。優(yōu)選的是，所述設(shè)備包括本地電路，所述本地電路耦接到所述路由器，并且其中， 在所述信號(hào)承載配置的相應(yīng)的一些中，所述路由器將相應(yīng)的信號(hào)從所述自身電路(native circuit)的相應(yīng)部分路由到所述過孔的同一個(gè)。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)廣義方面，提供了一種集成電路芯片操作的方法，包括使得延伸通過所述芯片并且在所述芯片上提供外部信號(hào)通路的多個(gè)過孔采用第一信號(hào)承載配置；以及，使得所述多個(gè)過孔采用第二信號(hào)承載配置；其中，在所述第一信號(hào)承載配置中， 所述過孔中的至少一個(gè)承載相關(guān)的至少一個(gè)相關(guān)信號(hào)，所述至少一個(gè)過孔在所述第二信號(hào)承載配置中不承載的該至少一個(gè)相關(guān)信號(hào)。優(yōu)選的是，所述第一和第二信號(hào)承載配置分別將信號(hào)從在所述芯片上的自身電路的相應(yīng)部分路由到所述過孔的同一個(gè)。根據(jù)權(quán)利要求的另一個(gè)廣義方面，提供了一種堆疊的集成電路設(shè)備，包括多個(gè)集成電路芯片設(shè)備，每一個(gè)所述集成電路芯片設(shè)備包括多個(gè)過孔，所述過孔延伸通過所述集成電路芯片設(shè)備以在所述集成電路芯片設(shè)備上提供外部信號(hào)通路，所述多個(gè)集成電路芯片設(shè)備被堆疊地布置，從而使得每一個(gè)所述集成電路芯片設(shè)備的所述過孔分別連接到相鄰的集成電路芯片設(shè)備的過孔；并且，每一個(gè)所述集成電路芯片設(shè)備包括路由器，所述路由器耦接到所述相關(guān)過孔，并且被配置為使得所述相關(guān)過孔采用信號(hào)傳送連接配置，在所述信號(hào)傳送連接配置中，通過所述相關(guān)過孔中的選定的一些來將所述相關(guān)聯(lián)的集成電路芯片設(shè)備的自身電路與相鄰的所述集成電路芯片設(shè)備相連接以進(jìn)行信號(hào)傳送，每一個(gè)所述路由器進(jìn)一步被配置為使得所述相關(guān)過孔采用信號(hào)傳送斷開配置，在所述信號(hào)傳送斷開配置中，所述相關(guān)聯(lián)的集成電路芯片設(shè)備的所述自身電路的連接被斷開，不與所述相鄰集成電路芯片設(shè)備進(jìn)行信號(hào)傳送。優(yōu)選的是，所述設(shè)備包括封裝基板，所述封裝基板耦接到一個(gè)所述集成電路芯片設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)廣義方面，提供了一種堆疊的集成電路設(shè)備，包括多個(gè)集成電路芯片設(shè)備；每一個(gè)所述集成電路芯片設(shè)備包括多個(gè)過孔，所述多個(gè)過孔延伸通過所述每一個(gè)集成電路芯片設(shè)備以在所述集成電路芯片設(shè)備上提供外部信號(hào)通路，所述多個(gè)集成電路芯片設(shè)備被堆疊地布置，使得每一個(gè)所述集成電路芯片設(shè)備的過孔分別連接到相鄰集成電路芯片設(shè)備的所述過孔，每一個(gè)所述集成電路芯片設(shè)備包括路由器，所述路由器耦接到所述相關(guān)過孔，并且被配置來使得所述相關(guān)過孔采用多個(gè)信號(hào)承載配置中選定的一個(gè)， 其中，在所述選定的信號(hào)承載配置中，所述相關(guān)過孔中的至少一個(gè)承載至少一個(gè)相關(guān)信號(hào)， 所述至少一個(gè)過孔在另一個(gè)所述信號(hào)承載配置中不承載該至少一個(gè)相關(guān)信號(hào)。優(yōu)選的是，所述設(shè)備包括封裝基板，所述封裝基板耦接到一個(gè)所述集成電路芯片
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)廣義方面，提供了一種用于操作多個(gè)堆疊的集成電路芯片設(shè)備的方法，其中，每一個(gè)集成電路芯片設(shè)備包括多個(gè)過孔，所述多個(gè)過孔延伸通過所述多個(gè)集成電路芯片設(shè)備以在所述集成電路芯片設(shè)備上提供外部信號(hào)通路，并且其中，每一個(gè)所述集成電路芯片設(shè)備的所述過孔分別連接到相鄰的集成電路芯片設(shè)備的所述過孔，所述方法包括使得一個(gè)集成電路芯片設(shè)備的所述過孔采用信號(hào)傳送連接配置，在所述信號(hào)傳送連接配置中，通過所述過孔中選定的一些來將所述一個(gè)集成電路芯片設(shè)備的自身電路與相鄰的所述集成電路芯片設(shè)備相連接以進(jìn)行信號(hào)傳送；并且，使得所述一個(gè)集成電路芯片設(shè)備的所述過孔采用信號(hào)傳送斷開配置，在所述信號(hào)傳送斷開配置中，所述一個(gè)集成電路芯片設(shè)備的所述自身電路的連接被斷開，不與所述相鄰的集成電路芯片設(shè)備進(jìn)行信號(hào)傳送。有益的是，所述第一次提到的使得步驟導(dǎo)致一個(gè)所述集成電路芯片設(shè)備連接到接口內(nèi)，所述接口將至少若干剩余的所述集成電路芯片設(shè)備互連，并且在所述第一次提到的使得步驟之前從所述接口斷開所述一個(gè)集成電路芯片設(shè)備。方便地，所述第二步驟導(dǎo)致至少若干剩余的集成電路芯片設(shè)備之一從所述接口斷開。優(yōu)選的是，所述最后提到使得步驟導(dǎo)致一個(gè)所述集成電路芯片設(shè)備從接口斷開， 所述接口將至少若干剩余的所述集成電路芯片設(shè)備互連。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)廣義方面，提供了一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括堆疊的集成電路設(shè)備，所述堆疊的集成電路設(shè)備包括多個(gè)集成電路芯片設(shè)備，每一個(gè)所述集成電路芯片設(shè)備包括多個(gè)過孔，所述多個(gè)過孔延伸通過多個(gè)所述集成電路芯片設(shè)備以在所述集成電路芯片設(shè)備上提供外部信號(hào)通路，所述多個(gè)集成電路芯片設(shè)備被堆疊地布置，以使得每一個(gè)所述集成電路芯片設(shè)備的所述過孔分別連接到相鄰的集成電路芯片設(shè)備的所述過孔，每一個(gè)所述集成電路芯片設(shè)備包括路由器，所述路由器耦接到所述相關(guān)過孔，并且被配置為使得所述相關(guān)過孔采用多個(gè)信號(hào)承載配置中選定的一個(gè)，其中，在所述選定的信號(hào)承載配置中， 所述相關(guān)過孔的至少一個(gè)承載至少一個(gè)相關(guān)信號(hào)，所述至少一個(gè)過孔在另一個(gè)所述信號(hào)承載配置中不承載的該至少一個(gè)相關(guān)信號(hào)；以及，電子電路，其被設(shè)置在所述堆疊集成電路設(shè)備的外部，并且與其耦接以與其進(jìn)行通信。優(yōu)選的是，所述堆疊的集成電路設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理功能和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能中的一個(gè)，并且所述電子電路能夠與數(shù)據(jù)處理功能和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能中所述的一個(gè)合作。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種系統(tǒng)，其包括堆疊的集成電路設(shè)備，所述堆疊的集成電路設(shè)備包括多個(gè)集成電路芯片設(shè)備，每一個(gè)所述集成電路芯片設(shè)備包括多個(gè)過孔，所述多個(gè)過孔延伸通過多個(gè)所述集成電路芯片設(shè)備以在所述集成電路芯片設(shè)備上提供外部信號(hào)通路，所述多個(gè)集成電路芯片設(shè)備被堆疊地布置，以使得每一個(gè)所述集成電路芯片設(shè)備的所述過孔分別連接到相鄰的集成電路芯片設(shè)備的所述過孔，每一個(gè)所述集成電路芯片設(shè)備包括路由器，所述路由器耦接到所述相關(guān)聯(lián)的過孔，并且被配置為使得所述相關(guān)過孔采用信號(hào)傳送連接配置，在所述信號(hào)傳送連接配置中，通過所述相關(guān)過孔中選定的一些來將所述相關(guān)聯(lián)的集成電路芯片設(shè)備的自身電路與相鄰的所述集成電路芯片設(shè)備相連接以進(jìn)行信號(hào)傳送，每一個(gè)所述路由器進(jìn)一步被配置為使得所述相關(guān)過孔采用信號(hào)傳送斷開配置，在所述信號(hào)傳送斷開配置中，所述相關(guān)集成電路芯片設(shè)備的所述自身電路被斷開，不與所述相鄰的集成電路芯片設(shè)備進(jìn)行信號(hào)傳送；以及，電子電路，其被設(shè)置在所述堆疊集成電路設(shè)備的外部，并且與其耦接以與其進(jìn)行通信。有益的是，所述堆疊的集成電路設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理功能和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能中的一個(gè)，并且所述電子電路能夠與數(shù)據(jù)處理功能和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能中所述的一個(gè)合作。應(yīng)當(dāng)注意，為了本公開的目的，路由器包括交換器、復(fù)用器或用于選擇性地將多個(gè)輸入的任何一個(gè)連接到輸出端口的、在本領(lǐng)域中已知的任何其他部件。


圖1概略地示出根據(jù)本工作的示例實(shí)施例的堆疊多芯片封裝設(shè)備。圖2概略地示出圖1中的根據(jù)本工作的示例實(shí)施例的TSV路由器的細(xì)節(jié)。圖3概略地示出根據(jù)本工作的示例實(shí)施例的堆疊多芯片封裝設(shè)備的芯片內(nèi)的TSV 路由器控制器之間的通信鏈路。圖4概略地示出根據(jù)本工作的示例實(shí)施例的由堆疊多芯片封裝設(shè)備支持的TSV重新分配的示例。圖fe和恥是根據(jù)本工作的示例實(shí)施例的、分別與堆疊多芯片封裝設(shè)備的TSV路由器控制器中的讀取和寫入寄存器相關(guān)聯(lián)的信號(hào)傳送操作的時(shí)序圖。圖6概略地示出根據(jù)本工作的示例實(shí)施例的堆疊多芯片封裝設(shè)備內(nèi)的從芯片的細(xì)節(jié)。圖7a_8b概略地示出根據(jù)本工作的示例實(shí)施例的堆疊多芯片封裝設(shè)備中的芯片級(jí)連接的重新配置的示例。圖9概略地示出根據(jù)本工作的示例實(shí)施例的包括堆疊多芯片封裝設(shè)備的系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式本工作的示例實(shí)施例使得通過使用被可編程寄存器控制的路由器，使堆疊多芯片封裝中的TSV可根據(jù)需要采取不同的連接配置。在各個(gè)實(shí)施例中，在芯片之間或在芯片和基板之間的連接被重新配置。通過改變?cè)诩拇嫫髦写鎯?chǔ)的值，正常任務(wù)模式中的封裝的現(xiàn)場(chǎng)操作期間，用戶能夠以不同于例如工廠默認(rèn)連接的方式來連接受影響的芯片。作為示例， 到芯片自身電路的1/0(輸入和/或輸出)的TSV連接可以被改變，可以將芯片與堆疊體完全斷開，或原來在工廠默認(rèn)配置中與堆疊體斷開的芯片可以被連接。圖1概略地示出根據(jù)本工作的示例實(shí)施例的包含堆疊集成電路芯片的多芯片封裝。主芯片11連接到封裝的外部端子(例如，封裝引腳)。一個(gè)或多個(gè)從芯片可以被堆疊在主芯片11上。(雖然在圖1的圖示中未明確地示出物理上的堆疊體，但是在本領(lǐng)域的工作人員可以明白)圖1明確地示出了從芯片12，從芯片12在堆疊體中與主芯片11在物理結(jié)構(gòu)上相對(duì)。中間的堆疊從芯片12被共同地指定為12A。虛線100表示在主芯片11的TSV 和與主芯片11相鄰的從芯片的各個(gè)軸向?qū)?zhǔn)的TSV之間的連接。虛線101表示在從芯片 12的TSV和與從芯片12相鄰的從芯片的各個(gè)軸向?qū)?zhǔn)的TSV之間的連接。中間堆疊從芯片12A中，相鄰芯片之間的TSV連接未明確地示出。封裝集成電路芯片的堆疊，并使彼此電連接的每對(duì)相鄰芯片的TSV分別軸向?qū)?zhǔn)在本領(lǐng)域中已知的。通常，在每一個(gè)芯片上制造多個(gè)TSV，并且該多個(gè)TSV延伸通過芯片以連接到分別在芯片各相對(duì)側(cè)上的相鄰芯片的TSV。通過設(shè)計(jì)堆疊體中芯片之間的信號(hào)和/或功率的連接來選擇TSV的子集。本工作的示例實(shí)施例利用既不是芯片設(shè)計(jì)中指定的也不用于替換有缺陷的TSV的剩余(備用)TSV?？梢允沟眠@些備用的TSV能夠在將來建立不同的連接配置。在圖1中的主芯片11經(jīng)由封裝基板13(在一些實(shí)施例中為印刷電路板)來連接到封裝的多芯片堆疊體的外部端子。主芯片11包括TSV 18、TSV路由器14、TSV路由器控制器15和實(shí)現(xiàn)主芯片11的正常功能的自身電路。從芯片12包括TSV 19、TSV路由器14、 TSV路由器控制器17和其自身電路。圖2概略地示出根據(jù)本工作的示例性實(shí)施例的TSV路由器14的細(xì)節(jié)。路由器14 包括默認(rèn)端口，該默認(rèn)端口連接到已經(jīng)被芯片設(shè)計(jì)所指定的芯片的那些TSV，以傳送堆疊多芯片封裝的操作所需要的信號(hào)和功率。這些TSV在此也被稱為默認(rèn)TSV。該設(shè)計(jì)也可以指定默認(rèn)TSV來通過芯片傳送信號(hào)和/或功率，以供在該芯片的相對(duì)側(cè)上的相鄰芯片使用。路由器14進(jìn)一步包括用于與芯片的自身電路連接的自身電路端口。在芯片的初始默認(rèn)配置中，與最初制造的一樣，路由器14實(shí)現(xiàn)在默認(rèn)端口和自身電路端口之間的適當(dāng)連接，以根據(jù)需要將默認(rèn)TSV連接到自身電路。應(yīng)當(dāng)注意，為了本公開的目的，路由器包括交換器、復(fù)用器或在本領(lǐng)域中已知的、 用于將多個(gè)輸入的任何一個(gè)選擇性地連接到輸出端口的任何其他部件。迄今，當(dāng)剩余的備用TSV可用于替換在制造處理期間識(shí)別的TSV的冗余目的時(shí)，除了在初期制造處理期間之外，還沒有使用剩余的備用TSV。根據(jù)本工作，路由器14包括連接到備用TSV的重新分配端口。因此，在正常任務(wù)模式中在堆疊的現(xiàn)場(chǎng)操作期間，這些備用 TSV可用于在堆疊多芯片封裝內(nèi)重新配置連接和/或配置新連接。圖2也示出，在各個(gè)實(shí)施例中，路由器控制器(也參見圖1中的15和17)可以經(jīng)由路由器14(參見虛線)或通過專用連接21而連接到相關(guān)芯片的默認(rèn)TSV?？梢越?jīng)由TSV來訪問控制器中的可編程寄存器，并且可編程寄存器用于經(jīng)由控制連接22來控制路由器14， 以分配備用TSV來重新連接或斷開已經(jīng)連接的信號(hào)，或者建立以前不存在的新連接。圖3示出主芯片11和幾個(gè)從芯片12 (也指定為從芯片1-n)，主芯片11和幾個(gè)從芯片12的路由器控制器經(jīng)由專用鏈路而互連，專用鏈路包括互連的芯片的TSV。在一些實(shí)施例中，專用鏈路的形式可以為從主控制器15到每一個(gè)從控制器17的各個(gè)分離的連接。通過在圖3中的虛線連接來指示這一點(diǎn)。在一些實(shí)施例中，單個(gè)并行鏈路將主控制器連接到在共享的總線31上的所有從控制器。在具有分離的控制器互連的虛線實(shí)施例中，主控制器 15具有一定數(shù)量的獨(dú)立端口，每一個(gè)從控制器17 —個(gè)獨(dú)立端口。因此，這些實(shí)施例僅可容納該數(shù)量的從芯片。另一方面，共享總線實(shí)施例可容納與用于識(shí)別從芯片的地址一樣多的從芯片。因此，可以支持的從芯片的數(shù)量?jī)H取決于由共享總線31支持的設(shè)備地址字段的寬度。一些實(shí)施例通過下述方式來重新分配芯片的TSV 使用對(duì)應(yīng)于斷開現(xiàn)有連接和/ 或建立新連接的特定值來編程相關(guān)聯(lián)的路由器控制器的一個(gè)或多個(gè)寄存器。通常，用戶將連接值編程到在堆疊體中的芯片(例如，主芯片)的路由器控制器的寄存器內(nèi)，這繼而影響在堆疊體中的其他芯片中的對(duì)應(yīng)的寄存器。以這種方式，可以協(xié)調(diào)在堆疊體中的所有芯片之間的TSV連接配置。
再一次參見圖3，在一些實(shí)施例中，用戶使用指定的命令來重新編程在主芯片11 上的適當(dāng)?shù)穆酚善骺刂破骷拇嫫?，該適當(dāng)?shù)穆酚善骺刂破骷拇嫫鬟B接到外部封裝引腳103， 以從外部控制器102(也參見圖1)接收用戶命令。在一些實(shí)施例中，經(jīng)由主芯片11的TSV、 封裝基板和外部封裝端子來建立連接103。在主芯片上，自身電路具有到路由器控制器15 的端口 38，并且用于向其中的寄存器進(jìn)行讀取/寫入訪問。在一些實(shí)施例中，TSV控制器15 使用TSV路由器控制器鏈路(例如，共享總線31)來將其新寫入的寄存器值(或所需TSV 配置需要的對(duì)應(yīng)值)復(fù)制到包括在所需TSV連接的重新配置中的任何一個(gè)從芯片(或多個(gè)從芯片)的路由器控制器寄存器。主芯片11的路由器控制器15根據(jù)包含在所述命令中的信息確定應(yīng)當(dāng)寫入寄存器的適當(dāng)值和受影響的從芯片控制器17的適當(dāng)值，以實(shí)現(xiàn)堆疊體所需的TSV配置。圖4示出根據(jù)本工作的示例實(shí)施例的現(xiàn)有連接的重新配置。圖4的上部示出堆疊體，該堆疊體具有在制造階段全部可用TSV的子集(由圖4中深色的使用中的TSV線所示)。在任務(wù)模式下的使用期間的某個(gè)時(shí)間，芯片堆疊體的備用TSV連接可以被重新配置， 以使用在圖4的下部的、除了原始在使用中的TSV(如不同的深色的在使用中的TSV線所示)之外的TSV。通常，向一個(gè)或多個(gè)路由器控制器中的程序寄存器發(fā)出命令，這使得相關(guān)聯(lián)的TSV路由器重新分配相關(guān)聯(lián)的連接。在一些實(shí)施例中，這是使用諸如在圖5中描述的唯一命令來進(jìn)行的。該命令具有必要的設(shè)備地址(DA)和命令信息(CMD)。在一些實(shí)施例中，可以像下文關(guān)于圖fe的描述那樣來讀取寄存器，或可以向下文關(guān)于圖恥的描述那樣來寫入寄存器。對(duì)于寄存器的寫入(編程)操作，一些實(shí)施例成對(duì)地提供寄存器地址和其對(duì)應(yīng)的寫入數(shù)據(jù)。通過提供目標(biāo)寄存器地址以及數(shù)據(jù)，控制器不必對(duì)于其他可寫入寄存器類型所需要的、對(duì)于在寄存器組中的所有字段發(fā)出正確的數(shù)據(jù)。因此，控制器為后續(xù)重新編程避免了開銷(overhead)，諸如保存所有現(xiàn)有的寄存器值或首次讀取寄存器值的圖。圖fe示出根據(jù)本工作的示例實(shí)施例的用于讀取TSV分配寄存器的命令。在一些實(shí)施例中，所述命令包遵照傳統(tǒng)協(xié)議。具體地說，在CSI (命令選通輸入)高的情況下，設(shè)備地址、其后跟隨命令字節(jié)和寄存器地址字節(jié)被驅(qū)動(dòng)到總線(例如，圖3的共享總線3)上，由此使得目標(biāo)設(shè)備讀取TSV分配寄存器，并從命令包中給定的地址中的寄存器開始讀取。在預(yù)定時(shí)間(在通常的設(shè)備數(shù)據(jù)表中經(jīng)常被稱為tms)過去后，控制器確立DSI (數(shù)據(jù)選通輸入)，DSI發(fā)信號(hào)通知目標(biāo)設(shè)備使用當(dāng)前寄存器數(shù)據(jù)來驅(qū)動(dòng)總線，在命令包中指定的地址處開始。目標(biāo)設(shè)備內(nèi)部遞增其地址指針，并且只要DSI高就從連續(xù)的寄存器地址驅(qū)出數(shù)據(jù)，或從連續(xù)的寄存器地址驅(qū)出數(shù)據(jù)直到達(dá)到了寄存器地址空間的結(jié)尾。這構(gòu)成了芯片對(duì)于命令的響應(yīng)，如DSI確立后的總線行為所示。圖恥示出根據(jù)本工作的示例實(shí)施例的、用于改變多芯片封裝中的TSV的分配的命令分組。在一些實(shí)施例中，命令包通常遵照由圖fe圖示的傳統(tǒng)協(xié)議，并且包含設(shè)備地址，其后跟隨命令字節(jié)，再后跟隨地址/數(shù)據(jù)字節(jié)對(duì)。寄存器地址和對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)可以成對(duì)地被提供，并且每一個(gè)在不同的實(shí)施例中在長度上可以是一個(gè)或多個(gè)字節(jié)。這些細(xì)節(jié)取決于裝置設(shè)計(jì)參數(shù)，并且將在裝置數(shù)據(jù)表中被指定。例如，具有更多的TSV的裝置可能在字節(jié)計(jì)數(shù)上比使用更少的TSV的裝置需要更長的地址和數(shù)據(jù)字段。每一個(gè)地址字段指的是一些分配寄存器中的某一寄存器，這些寄存器包含關(guān)于信號(hào)向TSV分配的信息。在命令包數(shù)據(jù)字段中提供的數(shù)據(jù)覆蓋特定的分配寄存器中的數(shù)據(jù)，由此實(shí)現(xiàn)新的TSV/信號(hào)分配。
在圖6中概略地示出用于連接先前未連接的自身芯片電路的示例實(shí)施例。TSV可以用于連接到在默認(rèn)的制造配置中未連接的堆疊封裝子電路(一般指定為Cctl-Cctn)內(nèi)， 或從在默認(rèn)制造配置中已經(jīng)連接的堆疊封裝的選擇的子電路斷開。圖7概略地示出根據(jù)本工作的示例實(shí)施例的、對(duì)于堆疊體增加/去除芯片或者對(duì)于環(huán)形架構(gòu)增加/去除芯片。例如，堆疊存儲(chǔ)器封裝可以將其芯片之一從存儲(chǔ)器接口或環(huán)形架構(gòu)去除，或者，它可以包含可以在將來增加到接口 /環(huán)的“備用”芯片。在圖7中的芯片0可以是主芯片11，剩余的芯片(芯片1-芯片3)是從芯片12。圖7示出其中從圖7a 的接口 /環(huán)形配置去除頂部(圖7b)或中間(圖7c)芯片的情況。在一些實(shí)施例中，用戶操作外部控制器102(也參見圖1和3)，以發(fā)出適當(dāng)?shù)拿睿撨m當(dāng)?shù)拿钍沟盟绊懙男酒腡SV路由器通過下述方式來改變芯片的當(dāng)前的TSV配置從芯片的自身電路斷開連接到在當(dāng)前配置中的自身電路的TSV中選定的一些。在一些實(shí)施例中，外部控制器102響應(yīng)于OS (操作系統(tǒng))或控制器微碼檢測(cè)到在封裝中的預(yù)定條件而自動(dòng)地發(fā)出命令。圖8a示出根據(jù)本工作的示例實(shí)施例的裝置封裝，該裝置封裝包含“備用”芯片(芯片3)，“備用”芯片可以被用戶或通過自動(dòng)軟件/硬件控制器選擇性地連接。示例應(yīng)用在包含一個(gè)或多個(gè)備用快閃芯片的多芯片封裝快閃存儲(chǔ)器中。如果需要更大的存儲(chǔ)容量，則可以將備用芯片加到接口 /環(huán)內(nèi)，如圖8b中所示。又如，當(dāng)在圖8a中的一個(gè)芯片發(fā)生故障時(shí)， 可以將其去除并且替換為備用芯片，由此最終獲得在圖7c中所示的配置，并且延長多芯片封裝的使用壽命。在各個(gè)實(shí)施例中，可以通過下述情況來觸發(fā)芯片替換處理錯(cuò)誤達(dá)到在特定芯片上的某個(gè)閾值；在芯片塊上的自身電路中的預(yù)定數(shù)量的子電路故障；或者，特定的子電路故障。當(dāng)檢測(cè)到該條件時(shí)，適當(dāng)?shù)囊粋€(gè)或多個(gè)命令使得備用芯片和故障芯片的TSV 路由器控制器參與執(zhí)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)救過程，例如⑴將備用芯片連接到接口/環(huán)內(nèi)；⑵將數(shù)據(jù)從故障的芯片傳送到備用的芯片；以及，(3)將故障的芯片從接口 /環(huán)斷開。圖9概略地示出根據(jù)本工作的示例實(shí)施例的系統(tǒng)。諸如上述關(guān)于圖l_8b所述的封裝的多芯片堆疊封裝91與外部電子電路92耦接以進(jìn)行通信。在一些實(shí)施例中，封裝91 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，例如，快閃存儲(chǔ)器功能。在一些實(shí)施例中，封裝91實(shí)現(xiàn)任何所需應(yīng)用的專用功能，例如，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理。在各個(gè)實(shí)施例中，電子電路92可以是使用和/或控制由封裝91實(shí)現(xiàn)的功能的任何一些電路，例如能夠與由封裝91實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能合作的存儲(chǔ)器控制器，并且，電子電路92可以實(shí)現(xiàn)上述圖1-8所述的控制器102的功能。雖然已經(jīng)詳細(xì)上述了示例實(shí)施例，但是這不限制本發(fā)明的范圍，可以以多種實(shí)施例來實(shí)施本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種集成電路芯片設(shè)備，包括多個(gè)過孔，其延伸通過所述設(shè)備以在所述設(shè)備上提供外部信號(hào)通路；以及，路由器，其耦接到所述過孔，所述路由器被配置來使得所述過孔采用多個(gè)信號(hào)承載配置中選定的一個(gè)；其中，在所述選擇的信號(hào)承載配置中，所述過孔的至少一個(gè)承載至少一個(gè)相關(guān)信號(hào)，所述至少一個(gè)過孔在另一個(gè)所述信號(hào)承載配置中不承載該相關(guān)信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，至少另一個(gè)所述過孔在所述信號(hào)承載配置的所述另一個(gè)中承載所述相關(guān)的至少一個(gè)信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，包括控制器，所述控制器耦接到所述路由器，以向所述路由器提供用于指示所述選定的信號(hào)承載配置的控制信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，所述控制器被配置來接收用于指示所述選定的信號(hào)承載配置的信息，并且響應(yīng)于所述信息來提供所述控制信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中，所述控制器耦接到一組所述過孔，以經(jīng)由所述一組過孔從在所述設(shè)備外部的源接收所述信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中，所述路由器被配置來將所述信息從所述一組過孔路由到所述控制器。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中，所述外部的源是另一個(gè)集成電路芯片設(shè)備，所述另一個(gè)集成電路芯片設(shè)備具有通過其中的另外多個(gè)過孔，以在所述另一個(gè)設(shè)備上提供外部信號(hào)通路。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述一組過孔被適配來連接到所述另外多個(gè)過孔的另一組，以接收所述信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中，所述控制器被適配來從外部控制器接收所述信息，所述外部控制器選擇所述選定的信號(hào)承載配置。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，所述控制器包括用于存儲(chǔ)所述控制信號(hào)的寄存器。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，一組所述過孔耦接到所述控制器，以從所述控制器向另一個(gè)集成電路芯片設(shè)備的另一個(gè)控制器傳送信息，所述信息指示能夠被另外多個(gè)過孔采用的多個(gè)信號(hào)承載配置中選定的一個(gè)，所述另外多個(gè)過孔延伸通過所述另一個(gè)設(shè)備，并且在所述另一個(gè)設(shè)備上提供外部信號(hào)通路。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，包括自身電路，所述自身電路耦接到所述路由器，并且其中，在所述信號(hào)承載配置的相應(yīng)的一些中，所述路由器將相應(yīng)的信號(hào)從所述自身電路的相應(yīng)部分路由到所述過孔的同一個(gè)。
13.一種集成電路芯片的操作方法，包括使得延伸通過所述芯片并且在所述芯片上提供外部信號(hào)通路的多個(gè)過孔采用第一信號(hào)承載配置；以及，使得所述多個(gè)過孔采用第二信號(hào)承載配置；其中，在所述第一信號(hào)承載配置中，所述過孔中的至少一個(gè)承載至少一個(gè)相關(guān)信號(hào)，所述至少一個(gè)過孔在所述第二信號(hào)承載配置中不承載該至少一個(gè)相關(guān)信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述第一和第二信號(hào)承載配置分別將信號(hào)從在所述芯片上的自身電路的相應(yīng)部分路由到所述過孔的同一個(gè)。
15.一種堆疊的集成電路設(shè)備，包括多個(gè)集成電路芯片設(shè)備，每一個(gè)所述集成電路芯片設(shè)備包括多個(gè)過孔，所述過孔延伸通過所述集成電路芯片設(shè)備以在所述集成電路芯片設(shè)備上提供外部信號(hào)通路，所述多個(gè)集成電路芯片設(shè)備被堆疊地布置，從而使得每一個(gè)所述集成電路芯片設(shè)備的所述過孔分別連接到相鄰的集成電路芯片設(shè)備的過孔；并且，每一個(gè)所述集成電路芯片設(shè)備包括路由器，所述路由器耦接到所述相關(guān)過孔，并且被配置為使得所述相關(guān)過孔采用信號(hào)傳送連接配置，在所述信號(hào)傳送連接配置中，通過所述相關(guān)過孔中選定的一些來將所述相關(guān)集成電路芯片設(shè)備的自身電路與相鄰的所述集成電路芯片設(shè)備相連接以進(jìn)行信號(hào)傳送，每一個(gè)所述路由器進(jìn)一步被配置為使得所述相關(guān)過孔采用信號(hào)傳送斷開配置，在所述信號(hào)傳送斷開配置中，所述相關(guān)集成電路芯片設(shè)備的所述自身電路的連接被斷開，不與所述相鄰集成電路芯片設(shè)備進(jìn)行信號(hào)傳送。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，包括封裝基板，所述封裝基板耦接到一個(gè)所述集成電路芯片設(shè)備。
17.—種堆疊集成電路設(shè)備，包括多個(gè)集成電路芯片設(shè)備；每一個(gè)所述集成電路芯片設(shè)備包括多個(gè)過孔，所述多個(gè)過孔延伸通過所述每一個(gè)集成電路芯片設(shè)備并在所述集成電路芯片設(shè)備上提供外部信號(hào)通路，所述多個(gè)集成電路芯片設(shè)備被堆疊地布置，以使得每一個(gè)所述集成電路芯片設(shè)備的過孔分別連接到相鄰集成電路芯片設(shè)備的所述過孔，每一個(gè)所述集成電路芯片設(shè)備包括路由器，所述路由器耦接到相關(guān)過孔，并且被配置為使得相關(guān)過孔采用多個(gè)信號(hào)承載配置中選定的一個(gè)，其中，在所述選定的信號(hào)承載配置中，所述相關(guān)過孔中的至少一個(gè)承載至少一個(gè)相關(guān)信號(hào)，所述至少一個(gè)過孔在另一個(gè)所述信號(hào)承載配置中不承載該至少一個(gè)相關(guān)信號(hào)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，包括封裝基板，所述封裝基板耦接到一個(gè)所述集成電路芯片設(shè)備。
19.一種用于操作多個(gè)堆疊集成電路芯片設(shè)備的方法，其中，每一個(gè)集成電路芯片設(shè)備包括多個(gè)過孔，所述多個(gè)過孔延伸通過所述多個(gè)集成電路芯片設(shè)備并在所述集成電路芯片設(shè)備上提供外部信號(hào)通路，并且其中，每一個(gè)所述集成電路芯片設(shè)備的所述過孔分別連接到相鄰的集成電路芯片設(shè)備的所述過孔，所述方法包括使得一個(gè)集成電路芯片設(shè)備的所述過孔采用信號(hào)傳送連接配置，在所述信號(hào)傳送連接配置中，通過所述過孔中選定的一些來將所述一個(gè)集成電路芯片設(shè)備的自身電路與相鄰的所述集成電路芯片設(shè)備相連接以進(jìn)行信號(hào)傳送；并且，使得所述一個(gè)集成電路芯片設(shè)備的所述過孔采用信號(hào)傳送斷開配置，在所述信號(hào)傳送斷開配置中，所述一個(gè)集成電路芯片設(shè)備的所述自身電路的連接被斷開，不與所述相鄰的集成電路芯片設(shè)備進(jìn)行信號(hào)傳送。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述第一次提到的使得步驟導(dǎo)致一個(gè)所述集成電路芯片設(shè)備連接到接口內(nèi)，所述接口將至少若干剩余的所述集成電路芯片設(shè)備互連， 并且在所述第一次提到的使得步驟之前從所述接口斷開所述一個(gè)集成電路芯片設(shè)備。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述第二次提到的使得步驟導(dǎo)致至少若干剩余的集成電路芯片設(shè)備之一從所述接口斷開。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述最后提到的使得步驟導(dǎo)致一個(gè)所述集成電路芯片設(shè)備從接口斷開，所述接口將至少若干剩余的所述集成電路芯片設(shè)備互連。
23.—種系統(tǒng)，包括堆疊的集成電路設(shè)備，其包括多個(gè)集成電路芯片設(shè)備，每一個(gè)所述集成電路芯片設(shè)備包括多個(gè)過孔，所述多個(gè)過孔延伸通過多個(gè)所述集成電路芯片設(shè)備以在所述集成電路芯片設(shè)備上提供外部信號(hào)通路，所述多個(gè)集成電路芯片設(shè)備被堆疊地布置，以使得每一個(gè)所述集成電路芯片設(shè)備的所述過孔分別連接到相鄰的集成電路芯片設(shè)備的所述過孔，每一個(gè)所述集成電路芯片設(shè)備包括路由器，所述路由器耦接到所述相關(guān)過孔，并且被配置為使得所述相關(guān)過孔采用多個(gè)信號(hào)承載配置中選定的一個(gè)，其中，在所述選定的信號(hào)承載配置中，所述相關(guān)過孔的至少一個(gè)承載至少一個(gè)相關(guān)信號(hào)，所述至少一個(gè)過孔在另一個(gè)所述信號(hào)承載配置中不承載該至少一個(gè)相關(guān)信號(hào)；以及，電子電路，其被設(shè)置在所述堆疊集成電路設(shè)備的外部，并且與其耦接以與其進(jìn)行通信。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中，所述堆疊的集成電路設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理功能和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能中的一個(gè)，并且所述電子電路能夠與數(shù)據(jù)處理功能和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能中所述的一個(gè)合作。
25.—種系統(tǒng)，包括堆疊的集成電路設(shè)備，其包括多個(gè)集成電路芯片設(shè)備，每一個(gè)所述集成電路芯片設(shè)備包括多個(gè)過孔，所述多個(gè)過孔延伸通過多個(gè)所述集成電路芯片設(shè)備以在所述集成電路芯片設(shè)備上提供外部信號(hào)通路，所述多個(gè)集成電路芯片設(shè)備被堆疊地布置，以使得每一個(gè)所述集成電路芯片設(shè)備的所述過孔分別連接到相鄰的集成電路芯片設(shè)備的所述過孔，每一個(gè)所述集成電路芯片設(shè)備包括路由器，所述路由器耦接到所述相關(guān)過孔，并且被配置為使得所述相關(guān)過孔采用信號(hào)傳送連接配置，在所述信號(hào)傳送連接配置中，通過所述相關(guān)過孔中選定的一些來將所述相關(guān)集成電路芯片設(shè)備的自身電路與相鄰的所述集成電路芯片設(shè)備相連接以進(jìn)行信號(hào)傳送，每一個(gè)所述路由器進(jìn)一步被配置為使得所述相關(guān)過孔采用信號(hào)傳送斷開配置，在所述信號(hào)傳送斷開配置中，所述相關(guān)集成電路芯片設(shè)備的所述自身電路被斷開，不與所述相鄰的集成電路芯片設(shè)備進(jìn)行信號(hào)傳送；以及，電子電路，其被設(shè)置在所述堆疊的集成電路設(shè)備的外部，并且與其耦接以與其進(jìn)行通
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其中，所述堆疊的集成電路設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理功能和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能中的一個(gè)，并且所述電子電路能夠與數(shù)據(jù)處理功能和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能中所述的一個(gè)合作。
全文摘要
在堆疊的多芯片集成電路封裝中的硅過孔(TSV)被控制來在正常的任務(wù)模式中的封裝的現(xiàn)場(chǎng)操作期間根據(jù)需要而采取不同的連接配置?？梢灾匦屡渲肨SV連接以便以與例如該芯片的工廠默認(rèn)連接不同的方式來連接受影響的芯片?？梢愿淖兊叫酒淖陨黼娐返妮斎牒?或輸出的TSV連接。芯片可以完全從互連堆疊體中的芯片的接口斷開，或者，可以將原來從該接口斷開的芯片連接到該接口。
文檔編號(hào)H01L23/50GK102227806SQ201080003433
公開日2011年10月26日 申請(qǐng)日期2010年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月19日
發(fā)明者R·許茨 申請(qǐng)人:莫塞德技術(shù)公司