具有內置自維護塊的集成電路芯片的堆疊芯片模塊的制作方法
【專利摘要】公開了合并了具有可集成和可自動重新配置的內置自維護塊（即，內置自測試（BIST）電路或內置自修復（BISR）電路）的集成電路（IC）芯片的堆疊的堆疊芯片模塊。內置自維護塊在堆疊中的IC芯片之間的集成允許以模塊級別來服務（例如，自測試或自修復）功能塊。內置自維護塊的自動重新配置還允許即使在與給定IC芯片上的給定內置自維護塊相關聯的一個或多個控制器已被確定為有缺陷時（例如，在先前的晶元級別服務期間）也以模塊級別來服務在堆疊中的任何IC芯片上的功能塊。還公開了制造和服務這種堆疊芯片模塊的方法。
【專利說明】具有內置自維護塊的集成電路芯片的堆疊芯片模塊
【技術領域】
[0001]所公開的實施例涉及堆疊(stacked)芯片模塊，并且更具體地涉及具有集成電路(IC)芯片的堆疊芯片模塊，所述集成電路芯片具有可集成和可重新配置的(reconfigurable)內置自維護塊(即，內置自測試(BIST)塊或內置自修復(BISR)塊)。
【背景技術】
[0002]當各個集成電路(IC)芯片被并排安裝在印刷電路板(PCB)上時，它們占據大量的表面積。此外，信號通常是通過大型高功率、高速鏈路在PCB上從IC芯片傳遞到IC芯片。最近開發(fā)的堆疊芯片模塊(這里也被稱為堆疊芯片封裝、三維(3D)芯片堆疊(stack)或3D多芯片模塊)允許減小外形尺寸、接口等待時間和功率消耗以及增加帶寬。這些優(yōu)點源于在堆疊芯片模塊內使用簡單的基于導線的互連(例如，基板通孔(TSV)和微控的塌陷芯片連接(C4連接))來在IC芯片間傳遞信號的事實。因此，減少了導線延遲，這得到在接口等待時間和功率消耗上的相應減少以及帶寬的增加。不幸的是，堆疊芯片模塊上的各個IC芯片的自維護(即，自服務，比如自測試和/或自修復)帶來了一些特殊的挑戰(zhàn)，并且這樣的自維護對于確保產品可靠性可能是至關重要的。

【發(fā)明內容】

[0003]鑒于上述情況，本文公開了合并了具有可集成和可自動重新配置的內置自維護塊(即，內置自測試(BIST)塊或內置自修復(BISR)塊)的集成電路(IC)芯片的堆疊的堆疊芯片模塊的實施例。在堆疊中的IC芯片之間集成內置自維護塊允許以堆疊芯片模塊級別來服務(例如，自測試或自修復)功能塊(例如，存儲器陣列)。內置自維護塊的自動重新配置還允許即使在與給定IC芯片上的給定內置自維護塊相關聯的一個或多個控制器已被確定為有缺陷時(例如，在先前的晶元級別服務期間)也以堆疊芯片模塊級別來服務在堆疊中的任何IC芯片上的功能塊。本文還公開了制造和服務這種堆疊芯片模塊的方法的實施例。
[0004]更具體地，本文公開了堆疊芯片模塊的實施例。在一個實施例中，堆疊芯片模塊可以包括集成電路(IC)芯片的堆疊。堆疊中的每個IC芯片可以包括功能塊(例如，存儲器陣列)、自維護塊(例如，內置自測試(BIST)塊或內置自修復(BISR)塊)、以及多個互連結構。自維護塊可以包括用于在晶元級別服務和堆疊芯片模塊級別服務期間對功能塊服務(例如，所適用的自測試或自修復)的內置自維護電路、用于該內置自維護電路的控制器、以及與該控制器通信的重新配置電路。在每個IC芯片上，該互連結構可以電連接至所述重新配置電路，并可以進一步將所述重新配置電路電連接至堆疊中任何相鄰的IC芯片的任何相鄰的重新配置電路。
[0005]因此，在堆疊芯片模塊級別服務期間，在任何給定IC芯片上的重新配置電路可以自動地和有選擇地啟用該給定IC芯片上的控制器或在堆疊中的另一 IC芯片上的另一控制器以與內置自維護電路協作來操作。例如，該重新配置電路可以自動地和有選擇地啟用與該重新配置電路在相同的IC芯片上的控制器，如果該控制器被先前確定為起作用的(functional)。然而，如果與該重新配置電路在相同的IC芯片上的控制器先前被確定為有缺陷的，則該重新配置電路也可以自動地和有選擇地啟用堆疊中另一個IC芯片上的另一控制器，特別是堆疊中更低的IC芯片或堆疊芯片中更高的IC芯片上的另一控制器。
[0006]在另一個實施例中，堆疊芯片模塊可以類似地包括集成電路芯片的堆疊。在這種情況下，堆疊中的每個集成電路芯片可以包括功能塊(例如，存儲器陣列)、自維護塊(例如，內置自測試(BIST)塊或內置自修復(BISR)塊)、多個第一互連結構和多個第二互連結構。自維護塊可以包括用于在晶元級別服務和模塊級別服務期間對功能塊服務(例如，所適用的自測試或自修復)的內置自維護電路、用于該內置自維護電路的第一控制器和第二控制器、與該第一控制器和內置自維護電路通信的第一重新配置電路、以及與該第一控制器和該第二控制器通信的第二重新配置電路。該第一互連結構可以電連接至第一重新配置電路，并可以進一步將第一重新配置電路電連接至堆疊中任何相鄰的IC芯片的任何相鄰的第一重新配置電路。類似地，該第二互連結構可以電連接至第二重新配置電路，并可以進一步將第二重新配置電路電連接至堆疊中任何相鄰的集成電路芯片上的任何相鄰的第二重新配置電路。
[0007]因此，在堆疊芯片模塊級別服務期間，在任何給定IC芯片上的第一重新配置電路可以自動地和有選擇地啟用該給定IC芯片上的第一控制器或在堆疊中的另一 IC芯片上的另一第一控制器以控制由內置自維護電路對功能塊的服務。例如，第一重新配置電路可以自動地和有選擇地啟用與該第一重新配置電路在相同的IC芯片上的第一控制器，如果該第一控制器被先前確定為起作用的。然而，如果與第一重新配置電路在相同的IC芯片上的第一控制器被先前確定為有缺陷的，第一重新配置電路也可以自動地和有選擇地啟用堆疊中另一個IC芯片上的另一第一控制器，特別是堆疊中更低的IC芯片或堆疊芯片中更高的IC芯片上的另一第一控制器。
[0008]類似地，在堆疊芯片模塊級別服務期間，任何給定IC芯片上的第二重新配置電路可以自動地和有選擇地啟用該給定IC芯片上的第二控制器或在堆疊中的另一 IC芯片上的另一第二控制器以向第一控制器提供信號緩沖。例如，第二重新配置電路可以自動地和有選擇地啟用與該第二重新配置電路在相同的IC芯片上的第二控制器，如果該第二控制器先前被確定為起作用的。然而，如果與第二重新配置電路在相同的IC芯片上的第二控制器先前被確定為有缺陷的，第二重新配置電路也可以自動地和有選擇地啟用堆疊中另一個IC芯片上的另一第二控制器，特別是堆疊中更低的IC芯片或堆疊芯片中更高的IC芯片上的另一第二控制器。
[0009]本文還公開了堆疊芯片模塊制造和服務方法的實施例。在一個實施例中，該方法可以包括制造要被合并在堆疊芯片模塊中的集成電路(IC)芯片，使得每個IC芯片包括功能塊(例如，存儲器陣列)、內置自維護塊(例如，內置自測試(BIST)塊或內置自修復(BISR)塊)、以及多個互連結構。內置自維護塊可以包括用于服務(例如，所適用的自測試或自修復)功能塊的內置自維護電路、用于該內置自維護電路的控制器、以及與該控制器通信的重新配置電路。所述多個互連結構可以電連接至該重新配置電路。
[0010]一旦制造了 IC芯片，可以使用內置自維護電路和與該內置自維護電路協作操作的控制器來進行對每個IC芯片的功能塊的晶元級別服務。在晶元級別服務期間，也可以進行有關控制器的狀態(tài)(例如，作為起作用的或有缺陷的)的確定。[0011]在進行晶元級別服務后，IC芯片可被封裝為堆疊芯片模塊。具體地，可以按堆疊布置IC芯片，并且在堆疊中的每個IC芯片上，可以使用多個互連結構來將內置自維護塊的重新配置電路集成(即，電連接)到堆疊中任何相鄰IC芯片上的任何相鄰的內置自維護塊的任何相鄰的重新配置電路。
[0012]接下來，可以進行對堆疊中IC芯片上的功能塊的堆疊芯片模塊級別服務，并且在此堆疊芯片模塊級別服務期間，可以使用在堆疊中的每個IC芯片上的重新配置電路來省出(spare around)任何有缺陷的控制器(即,繞過其多路復用、繞過其工作等等)。具體地，堆疊芯片模塊級別服務可以包括在任何給定的IC芯片上由重新配置電路自動地和有選擇地啟用在該給定IC芯片上的控制器或在堆疊中另一 IC芯片上的另一控制器以與內置自維護電路協作操作。例如，重新配置電路可以自動地和有選擇地啟用與該重新配置電路在相同的IC芯片上的控制器，如果該控制器先前被確定為起作用的；而如果與重新配置電路在相同的IC芯片上的控制器先前被確定為有缺陷的，則重新配置電路可以自動地和有選擇地啟用堆疊中另一個IC芯片上的另一控制器，特別是堆疊中更低的IC芯片或堆疊芯片中更聞的IC芯片上的另一控制器。
[0013]在另一個實施例中，該方法可以類似地包括制造要被合并為堆疊芯片模塊的集成電路(IC)芯片。然而，在這種情況下，可以制造每個IC芯片使得它包括功能塊(例如，存儲器陣列)、自維護塊(例如，內置自測試(BIST)塊或內置自修復(BISR)塊)、多個第一互連結構以及多個第二互連結構。內置自維護塊可以包括用于以晶元級別和堆疊芯片模塊級別兩者來服務(例如，自測試或自修復)功能塊的內置自維護電路、至少在晶元級別服務期間控制由內置自維護電路對功能塊的服務的第一控制器、與第一控制器和內置自維護電路通信的第一重新配置電路、至少在晶元級別服務期間向第一控制器提供信號緩沖的第二控制器、以及與第一控制器和第二控制器通信的第二重新配置電路。所述多個第一互連結構可以電連接至所述第一重新配置電路并且所述多個第二互連結構可以電連接至所述第二重新配置電路。
[0014]一旦制造了 IC芯片，可以使用第一控制器控制內置自維護電路對功能塊的服務和使用第二控制器向第一控制器提供信號緩沖來進行對每個IC芯片的功能塊的晶元級別服務。在晶元級別服務期間，還可以進行有關第一控制器的狀態(tài)(例如，作為起作用的或有缺陷的)以及第二控制器的狀態(tài)(例如，作為起作用的或有缺陷的)的確定。
[0015]然后，在進行晶元級別服務之后，IC芯片可被封裝為堆疊芯片模塊。具體地，可以將IC芯片布置在堆疊中，并且在每個IC芯片上，可以使用第一和第二互連結構來將第一和第二重新配置電路分別與在堆疊中任何相鄰IC芯片上的第一和第二重新配置電路集成。也就是說，多個第一互連結構可用于將與第一控制器和內置自維護電路通信的第一重新配置電路電連接至堆疊中任何相鄰IC芯片的任何相鄰的第一重新配置電路。類似地，多個第二互連結構可用于將與第二控制器和第一控制器通信的第二重新配置電路電連接至堆疊中任何相鄰IC芯片的任何相鄰的第二重新配置電路。
[0016]接下來，可以進行對堆疊中IC芯片上的功能塊的堆疊芯片模塊級別服務，在此堆疊芯片模塊級別服務期間，可以使用堆疊中的每個IC芯片上的第一和第二重新配置電路來省出任何有缺陷的第一和/或第二控制器(即，繞過其多路復用(multiplex around)、繞過其工作(work around)等等)。具體地，堆疊芯片模塊級別服務可以包括由第一重新配置電路自動地和有選擇地啟用在該給定IC芯片上的第一控制器或在堆疊中另一 IC芯片上的另一第一控制器以控制內置自維護電路對功能塊的服務。例如，第一重新配置電路可以自動地和有選擇地啟用與該第一重新配置電路在相同的IC芯片上的第一控制器，如果該第一控制器先前被確定為起作用的；而如果與第一重新配置電路在相同的IC芯片上的第一控制器先前被確定為有缺陷的，第一重新配置電路可以自動地和有選擇地啟用堆疊中另一個IC芯片上的另一第一控制器，特別是堆疊中更低的IC芯片或堆疊芯片中更高的IC芯片上的另一第一控制器。堆疊芯片模塊級別服務可以進一步包括由第二重新配置電路自動地和有選擇地啟用在該給定IC芯片上的第二控制器或在堆疊中另一 IC芯片上的另一第二控制器以向第一控制器提供信號緩沖。例如，第二重新配置電路可以自動地和有選擇地啟用與該第二重新配置電路在相同的IC芯片上的第二控制器，如果該第二控制器先前被確定為起作用的；而如果與第二重新配置電路在相同的IC芯片上的第二控制器先前被確定為有缺陷的，第二重新配置電路可用于自動地和有選擇地啟用堆疊中另一個IC芯片上的另一第二控制器，特別是堆疊中更低的IC芯片或堆疊芯片中更高的IC芯片上的另一第二控制器。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]從下面參照附圖的詳細描述中將更好地理解本文的實施例，所述附圖不一定是按比例繪制的，并且附圖中:
[0018]圖1是示出堆疊芯片模塊的實施例的示意圖；
[0019]圖2是示出可以被合并到圖1的堆疊芯片模塊中的示例性重新配置電路的示意圖；
[0020]圖3是示出堆疊芯片模塊的另一實施例的示意圖；
[0021]圖4A是示出可以被合并到圖3的堆疊芯片模塊中的示例性第一重新配置電路的示意圖；
[0022]圖4B是示出可以被合并到圖3的堆疊芯片模塊中的示例性第二重新配置電路的示意圖；
[0023]圖5是示出制造和服務諸如圖1的堆疊芯片模塊的堆疊芯片模塊的方法的實施例的流程圖；以及
[0024]圖6是示出制造和服務諸如圖3的堆疊芯片模塊的堆疊芯片模塊的方法的實施例的流程圖。
【具體實施方式】
[0025]如上所述，各個集成電路(IC)芯片被并排安裝在印刷電路板(PCB)上，它們占據大量的表面積。此外，信號通常是通過大型高功率、高速鏈路在PCB上從IC芯片傳遞到IC芯片。最近開發(fā)的堆疊芯片模塊(這里也被稱為堆疊芯片封裝、三維(3D)芯片堆疊或3D多芯片模塊)允許減小外形尺寸、接口等待時間和功率消耗以及增加帶寬。這些優(yōu)點源于在堆疊芯片模塊內使用簡單的基于導線的互連(例如，基板通孔(TSV)和微控的塌陷芯片連接(C4連接))在IC芯片間傳遞信號的事實。因此，減少了導線延遲，這得到在接口等待時間和功率消耗上的相應減少以及帶寬的增加。不幸的是，堆疊芯片模塊上的各個IC芯片的自維護(即，自服務，比如自測試和/或自修復)帶來了一些特殊的挑戰(zhàn)，并且這樣的自維護對于確保產品可靠性可能是至關重要的。
[0026]例如，IC芯片，特別是并入了例如存儲器陣列的功能塊的IC芯片往往還并入了一個或多個內置自維護塊(即，內置自測試(BIST)塊和可選的內置自修復(BISR)塊)。BIST塊用于高效地測試功能塊的元件(例如，存儲器陣列的存儲器元件)并確定是否需要修復。BISR塊用于確定哪些修復是必要的，并且還可以用于指示將如何記錄(例如，在熔斷器中)那些修復使得在完成測試后也可以完成修復。該BIST和BISR塊專門設計用于晶元級(SP，在二維(2D)結構上)。然而，當將多個IC芯片相繼封裝到堆疊芯片模塊中(即，到3D芯片堆疊中)時，這種內置自維護塊通常變得無效，因為它們沒有被集成在IC芯片之間，從而不允許對于確保產品的可靠性可能是至關重要的堆疊芯片模塊級別的自測試和/或自修復。
[0027]鑒于上述情況，本文公開了并入了具有可集成和可自動重新配置的內置自維護塊(即，內置自測試(BIST)塊或內置自修復(BISR)塊)的多個集成電路(IC)芯片的堆疊芯片模塊的實施例。內置自維護塊在堆疊中的IC芯片之間的集成允許以堆疊芯片模塊級別服務(例如，自測試或自修復)功能塊(例如，存儲器陣列)。內置自維護塊的自動重新配置還允許即使在與給定IC芯片上的給定內置自維護塊相關聯的一個或多個控制器已被確定為有缺陷時(例如，在先前的晶元級別服務期間)也以堆疊芯片模塊級別服務在堆疊中的任何IC芯片上的功能塊。本文還公開了制造和服務這種堆疊芯片模塊的方法的實施例。
[0028]參照圖1，在此公開了堆疊芯片模塊100的實施例。堆疊芯片模塊100可以包括集成電路(IC)芯片IOla-1Oln的堆疊。為了例示的目的，堆疊芯片模塊100被示出為具有三個堆疊的IC芯片。然而，應理解，堆疊芯片模塊100可以可替換地包括兩個或更多的任意數量的IC芯片。該堆疊中的IC芯片IOla-1Oln中的每一個可以包括基板105、功能塊120和在該基板上的內置自維護塊110、以及多個互連結構131a-d。
[0029]每個IC芯片IOla-1Oln上的功能塊120可以包括存儲器陣列。例如，功能塊可以包括動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)陣列、靜態(tài)隨機存取存儲器(SRAM)陣列或任何其它合適的存儲器陣列?？商鎿Q地，所述功能塊可包括另一能夠經歷自維護(即，自服務，比如自測試或自修復)的其它類型的數字或模擬電路。
[0030]例如，每個IC芯片IOla-1Oln上的內置自維護塊110可以是用于測試功能塊120的內置自測試(BIST)塊或用于修復功能塊120的內置自修復(BISR)塊。因此，該內置自維護塊110可以包括用于以晶元級別和堆疊芯片模塊級別兩者來服務功能塊120的內置自維護電路111 (例如，所適用的內置自測試電路或內置自修復電路)。內置自維護塊110可以進一步包括至少一個與內置自維護電路111相關聯的控制器113 (例如，嵌入式處理器)。例如，該控制器113可以在服務期間控制(S卩，適配為控制、配置為控制、被編程以控制，等等)內置自維護電路111。可替換地，該控制器113可以提供(S卩，適配為提供、被配置為提供，等等)信號緩沖，并且可以在需要時在服務期間提供與芯片外測試儀(未示出)的接口?？商鎿Q地，該控制器113可以在服務期間提供(S卩，適配為提供、被配置為提供、被編程以提供，等等)要與內置自維護電路111協作進行的任何其他功能。最后，內置自維護塊110可以進一步包括重新配置電路112，其提供在控制器113和內置自維護電路111之間的通信鏈路以便有選擇地啟用(enable )或禁用(disable )控制器113與內置自維護電路111協作的操作。[0031]多個互連結構131a_d可以電連接至重新配置電路112，并且可以進一步將重新配置電路112電連接至堆疊中任何相鄰的IC芯片的任何相鄰的重新配置電路112。具體地，例如，互連結構131a-d可以包括基板通孔(TSV)131a-b和IC芯片布線級別之內的導線和/或通孔131c-d的組合,所述基板通孔(TSV)131a-b允許在重新配置電路112和任何就在下方的IC芯片上的任何相鄰的重新配置電路112之間的電連接，所述導線和/或通孔131c-d允許在重新配置電路112和就在上方的IC芯片上的任何的相鄰重新配置電路112之間的電連接。在這種情況下，堆疊中底部IC芯片IOla上的導線/通孔131c-d可以電氣地和物理地分別連接至堆疊中下一更高IC芯片IOlb的TSV131a-b，由此連接至IC芯片IOlb上的內置自維護塊110的重新配置電路112。類似地，IC芯片IOlb上的導線/通孔131c-d可以電氣地和物理地分別連接至堆疊中下一更高IC芯片IOln上的TSV131a-b，由此連接至IC芯片IOln上的內置自維護塊110的重新配置電路112。因此，這些互連結構131a_d集成了內置自維護塊110、特別是橫跨堆疊中的所有IC芯片IOla-1Oln的那些內置自維護塊110的重新配置電路112。
[0032]參照圖2，例如，每個內置自維護模塊110的重新配置電路112可以包括多路復用器160或任何其它合適的多信號切換機制。該多路復用器160可以接收三個輸入信號:(1)來自相同的IC芯片上的控制器113的輸入信號151 ; (2)來自就在下方的IC芯片上的重新配置電路112的輸入信號152，如果有該IC芯片的話(例如，通過TSV131b)，以及(3)來自就在上方的IC芯片上的重新配置電路112的輸入信號153，如果有該IC芯片的話(例如，通過導線/通孔131c)。多路復用器160還可以接收控制信號171和172，所述控制信號171和172確定自動地和有選擇地輸出三個輸入信號151、152和153中的哪個作為輸出信號155用于與片上自維護電路111協作操作。如圖所示，此輸出信號155可以進一步向下發(fā)送到任何就在下方的重新配置電路112 (例如，通過TSV131a)和向上發(fā)送到任何就在上方的重新配置電路112 (例如，通過導線/通孔131d)。因此，多路復用器160可以通過發(fā)送適當的輸入信號151、152或153來自動地和有選擇地啟用在相同芯片上的控制器113或在堆疊中另一 IC芯片上(例如，在上面或下面)的另一控制器113，以在堆疊芯片模塊級別服務期間與內置自維護電路協作地操作。
[0033]為了例示的目的，下面相對于IC芯片IOlb詳細描述在堆疊芯片模塊級別服務期間在任何給定的IC芯片上的示例性多路復用器160的操作。在堆疊芯片模塊級別服務期間，多路復用器160可以接收控制器狀態(tài)(condition)信號171和向下/向上選擇信號172并可以由這些信號控制(即，可以適配為接收這些信號并被其控制、可以配置為接收這些信號并被其控制)?？刂破鳡顟B(tài)信號171可以指示IC芯片IOlb上的控制器113的狀態(tài)為起作用的或有缺陷的。當控制器狀態(tài)信號171指示IC芯片IOlb上的控制器113是起作用的時，多路復用器160可以通過發(fā)送輸入信號151作為輸出信號155自動地并有選擇地啟用IC芯片IOlb上的控制器113以與IC芯片IOlb上的內置自維護電路111協作來操作。當控制器狀態(tài)信號171指示IC芯片IOlb上的控制器113是有缺陷的時，多路復用器160還可以通過發(fā)送輸入信號152或輸入信號153作為輸出信號155自動地并有選擇地啟用來自堆疊中的另一 IC芯片的另一控制器113以與內置自維護電路111協作來操作。向下/向上選擇信號172可以指示其他控制器113的位置，特別地可以指示在IC芯片IOlb上的控制器113有缺陷時被啟用的其他控制器113是位于堆疊中的更低的IC芯片上還是堆疊中更高的IC芯片上。也就是說，當控制器狀態(tài)信號171指示IC芯片IOlb上的控制器113有缺陷時，該多路復用器160可以如向下/向上選擇信號172所指示的，通過發(fā)送輸入信號152作為輸出信號155來自動地并有選擇地啟用在堆疊中的更低IC芯片上的控制器113，或者通過發(fā)送輸入信號153作為輸出信號155來自動地并有選擇地啟用在堆疊中的更高IC芯片上的控制器113。因此，在IC芯片IOla-1Oln之間集成內置自維護塊110的重新配置電路112允許以堆疊芯片模塊級別來服務IC芯片IOla-1Oln上的各種功能塊120，并進一步允許省出(spare around)有缺陷的控制器113 (即,繞過其多路復用(multiplex around)、繞過其工作(work around)等等)使得即使在與堆疊中的任何給定IC芯片上的任何給定的功能塊的內置自維護塊相關聯的控制器(例如，在先前的晶元級別服務期間)已被確定為有缺陷時，對該給定功能塊的服務也可以繼續(xù)。
[0034]可選地，每個IC芯片IOla-1Oln上的重新配置電路112可以進一步包括信號驅動器162。這些信號驅動器162可以將TSV131b處的輸入信號152和在導線/通孔131c處的輸入信號153驅動(S卩，可以適配為將其驅動、可以配置為將其驅動，等等)至多路復用器160。可選地,這些信號驅動器162可以由控制器狀態(tài)信號171啟動,具體地,可以僅在控制器狀態(tài)信號171指示在相同IC芯片上的控制器113為有缺陷時工作。
[0035]應注意，對于每個IC芯片IOla-1Oln,可以(例如，在晶元級別服務期間)預先確定控制器113的狀態(tài)是有缺陷的或是起作用的，并且指示該狀態(tài)的控制器狀態(tài)信號171可以存儲在(例如，在封裝為堆疊芯片模塊之前)位于相同IC芯片上的非易失性存儲器中(例如，片上熔斷器、閃存，等等)。此外，對于每個IC芯片IOla-1Oln,向下/向上選擇信號172可以(例如，由設計者)預先確定，并且也可以存儲在非易失性存儲器中(例如，片上熔斷器、閃存中等等)。應注意，對于堆疊中的底部IC芯片，該信號172將始終是向上選擇信號；而對于堆疊中的頂部IC芯片，該信號172將始終處于向下選擇信號。
[0036]參照圖3，本文公開的堆疊芯片模塊200的一個具體實施例可以包括集成電路(IC)芯片201a-201n的堆疊。為了例示的目的，堆疊芯片模塊200示出為具有三個堆疊的IC芯片。然而，應理解，堆疊芯片模塊200可以可替換地包括兩個或更多的任意數量的IC芯片。堆疊中的IC芯片201a-201n中的每一個可以包括基板205、在該基板上的功能塊220和內置自維護塊210、多個第一互連結構231a-d和多個第二互連結構232a_d。
[0037]每個IC芯片201a_201n上的功能塊220可以包括存儲器陣列。例如，功能塊可以包括動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)陣列、靜態(tài)隨機存取存儲器(SRAM)陣列或任何其它合適的存儲器陣列。可替換地，所述功能塊可以包括另一能夠經歷自維護(即，自服務，比如自測試或自修復)的其它類型的數字或模擬電路。
[0038]例如，每個IC芯片201a_201n上的內置自維護塊210可以是用于測試功能塊220的內置自測試(BIST)塊或用于修復功能塊220的內置自修復(BISR)塊。因此，此內置自維護塊210可以包括用于以晶元級別和堆疊芯片模塊級別兩者來服務(例如，自測試或自修復)功能塊220的內置自維護電路211 (例如，所適用的內置自測試電路或內置自修復電路)。
[0039]此內置自維護塊210可以進一步包括至少兩個控制器213、215(例如，嵌入式處理器)和相關聯的重新配置電路212、214。具體地，該內置自維護塊210可以包括:第一控制器213，用于至少在晶元級別服務期間控制由內置自維護電路211對功能塊220的服務；以及與該第一控制器213和內置自維護電路211通信的第一重新配置電路212。也就是說，第一重新配置電路212提供在第一控制器213和內置自維護電路211之間的通信鏈路。該內置自維護塊210還包括:第二控制器215，用于至少在晶元級別服務期間向第一控制器213提供信號緩沖；以及與第一控制器213和第二控制器215通信的第二重新配置電路214。也就是說，第二重新配置電路214提供在第二控制器215和第一控制器213之間的通信鏈路。
[0040]多個第一互連結構231a_d可以電連接至第一重新配置電路212，并且可以進一步將第一重新配置電路212電連接至堆疊中任何相鄰的IC芯片上的任何相鄰的第一重新配置電路212。類似地，多個第二互連結構232a-d可以電連接至第二重新配置電路214，并且可以進一步將第二重新配置電路214電連接至堆疊中任何相鄰IC芯片上的任何相鄰的第二重新配置電路214。具體地，例如，第一互連結構231a-d和第二互連結構232a_d兩者都可以包括基板通孔(TSV) 231a-b、232a-b和在IC芯片布線級別之內的導線和/或通孔231c-d、232c-d的組合，所述基板通孔(TSV) 231a_b、232a_b允許在重新配置電路212、21分別與任何就在下方的IC芯片上的任何相鄰的重新配置電路212、214之間的電連接，所述導線和/或通孔231c-d、232c-d允許在重新配置電路212、214分別與任何就在上方的IC芯片上的任何相鄰的重新配置電路212、214之間的電連接。在這種情況下，堆疊中的底部IC芯片201a上的導線/通孔231c-d和導線/通孔232c_d可以電氣地并物理地分別連接至堆疊中下一更高IC芯片201b的TSV231a-b和232a_b，由此連接至該下一更高IC芯片201b上的內置自維護塊210的重新配置電路212、214。類似地，IC芯片201b上的導線/通孔231c-d和232c-d可以電氣地并物理地分別連接至堆疊中下一更高IC芯片201η的TSV231a-b和232a-b，由此連接至該IC芯片201η上的內置自維護塊210的重新配置電路212、214。因此，互連結構231a-d、232a-d集成了內置自維護塊210、特別是橫跨堆疊中所有IC芯片201a-201n的那些內置自維護塊210的第一和第二重新配置電路212、214。
[0041]參照圖4a，例如，第一重新配置電路212可以包括第一多路復用器261或任何其它合適的多信號切換機制。該第一多路復用器261可以接收三個第一多路復用器輸入信號251-253:(I)來自相同的IC芯片上的第一控制器213的輸入信號251 ; (2)來自就在下方的IC芯片上的第一重新配置電路212的輸入信號252，如果有該IC芯片的話(例如，通過第一 TSV231b);以及(3)來自就在上方的IC芯片上的第一重新配置電路212的輸入信號253，如果有該IC芯片的話(例如，通過第一導線/通孔231c)。第一多路復用器261還可以接收第一控制信號271-272，該第一控制信號271-272確定自動地和有選擇地輸出三個輸入信號251、252和253中的哪個作為輸出信號255，用于在堆疊芯片模塊級別服務期間控制內置自維護電路211對功能塊220的服務。如圖所示，此輸出信號255可以進一步向下發(fā)送到任何就在下方的第一重新配置電路212 (例如，通過第一 TSV231a)和向上發(fā)送到任何就在上方的第一重新配置電路212 (例如，通過第一導線/通孔231d)。因此，第一多路復用器261可以通過發(fā)送適當的輸入信號251、252或253來自動地和有選擇地啟用在相同芯片上的第一控制器213或在堆疊中另一 IC芯片上的(例如，上面或下面的)另一第一控制器213以在堆疊芯片模塊級別服務期間控制內置自維護電路211對功能塊220的服務。
[0042]為了例示的目的，下面相對于IC芯片201b詳細描述在堆疊芯片模塊級別服務期間在任何給定的IC芯片上的第一多路復用器261的操作。在堆疊芯片模塊級別服務期間，第一多路復用器261可以接收第一控制器狀態(tài)信號171和第一向下/向上選擇信號172并由這些信號控制(即，可以適配為接收這些信號并由其控制，可以配置為接收這些信號并由其控制)。第一控制器狀態(tài)信號271可以指示IC芯片201b上的第一控制器213的狀態(tài)為起作用的或有缺陷的。當第一控制器狀態(tài)信號271指示IC芯片201b上的第一控制器213是起作用的時，第一多路復用器261可以通過發(fā)送輸入信號251作為輸出信號255自動地和有選擇地啟用IC芯片201b上的第一控制器213以控制IC芯片201b上的內置自維護電路211對功能塊220的服務?？商鎿Q地，當第一控制器狀態(tài)信號271指示IC芯片201b上的第一控制器213是有缺陷的時,第一多路復用器261可以通過發(fā)送輸入信號252或輸入信號253作為輸出信號255自動地和有選擇地啟用來自堆疊中的另一 IC芯片的另一第一控制器213以控制IC芯片201b上的內置自維護電路211對功能塊220的服務。第一向下/向上選擇信號272可以指示其他第一控制器213的第一位置，特別是可以指示在IC芯片201b上的第一控制器213有缺陷時被啟用的其他第一控制器213是位于堆疊中更低的IC芯片上還是堆疊中更高的IC芯片上。也就是說，當第一控制器狀態(tài)信號271指示IC芯片201b上的第一控制器213是有缺陷的時,該第一多路復用器261可以如第一向下/向上選擇信號272所指示的，通過發(fā)送輸入信號252作為輸出信號255來自動地并有選擇地啟用堆疊中更低的IC芯片上的第一控制器213,或者通過發(fā)送輸入信號253作為輸出信號255來自動地并有選擇地啟用堆疊中更高的IC芯片上的第一控制器213。
[0043]參照圖4b，可以以與第一重新配置電路212本質上相同的方式來配置第二重新配置電路214。也就是說，例如，第二重新配置電路214可以包括第二多路復用器263或任何其它合適的多信號切換機制。該第二多路復用器263可以接收三個第二多路復用器輸入信號:(1)來自相同的IC芯片上的第二控制器215的輸入信號256 ;(2)來自就在下方的IC芯片上的第二重新配置電路214的輸入信號257，如果有該IC芯片的話(例如，通過第二TSV232b);以及(3)來自就在上方的IC芯片上的第二重新配置電路214的輸入信號258，如果有該IC芯片的話(例如，通過第二導線/通孔232c)。第二多路復用器263還可以接收兩個控制信號273和274，所述控制信號273和274確定自動地和有選擇地輸出三個輸入信號256,257和258中的哪個作為輸出信號259，用于在堆疊芯片模塊級別服務期間向第一控制器213提供信號緩沖。如圖所示，此輸出信號259可以進一步被向下發(fā)送到任何就在下方的第二重新配置電路214 (例如，通過第二 TSV232a)和向上發(fā)送到任何就在上方的第二重新配置電路214 (例如，通過第二導線/通孔232d)。因此，第二多路復用器263可以通過發(fā)送適當的輸入信號256、257或258來自動地和有選擇地啟用在相同芯片上的第二控制器215或在堆疊中的另一 IC芯片(例如，在上面或下面的)上的另一第二控制器215，以在堆疊芯片模塊級別服務期間向第一控制器213提供信號緩沖。
[0044]為了例示的目的，下面相對于IC芯片201b詳細描述在堆疊芯片模塊級別服務期間在任何給定的IC芯片上的類似多路復用器261的操作的第二多路復用器263的操作。在堆疊芯片模塊級別服務期間，第二多路復用器263可以接收第二控制器狀態(tài)信號273和第二向下/向上選擇信號274并由這些信號控制(B卩，可以適配為接收這些信號并由其控制，可以配置為接收這些信號并由其控制)。第二控制器狀態(tài)信號273可以指示IC芯片201b上的第二控制器215的狀態(tài)為起作用的或有缺陷的。當第二控制器狀態(tài)信號273指示IC芯片201b上的第二控制器215是起作用的時，第二多路復用器263可以通過發(fā)送輸入信號256作為輸出信號259自動地和有選擇地啟用IC芯片201b上的第二控制器215，以向IC芯片201b上的第一控制器213提供信號緩沖。可替換地，當第二控制器狀態(tài)信號273指示IC芯片201b上的第二控制器215是有缺陷的時，第二多路復用器263可以通過發(fā)送輸入信號257或輸入信號258作為輸出信號259自動地和有選擇地啟用來自堆疊中另一 IC芯片上的另一第二控制器215以向第一控制器213提供信號緩沖。第二向下/向上選擇信號274可以指示其他第二控制器215的第二位置，特別是可以指示在IC芯片201b上的第二控制器215有缺陷時被啟用的其他第二控制器215是位于堆疊中更低的IC芯片上還是堆疊中更高的IC芯片上。也就是說，當第二控制器狀態(tài)信號273指示IC芯片201b上的第二控制器215是有缺陷的時，該第二多路復用器263可以如第二向下/向上選擇信號274所指示的，通過發(fā)送輸入信號257作為輸出信號259來自動地并有選擇地啟用堆疊中更低的IC芯片上的第二控制器215，或者通過發(fā)送輸入信號258作為輸出信號259來自動地并有選擇地啟用堆疊中更高的IC芯片上的第二控制器215。
[0045]因此，內置自維護塊210的第一重新配置電路212和第二重新配置電路214在IC芯片201a-201n之間的集成允許以堆疊芯片模塊級別來服務IC芯片201a_201n上的各種功能塊220，并進一步允許省出任何有缺陷的第一控制器213和/或第二控制器215 (BP,繞過其多路復用、繞過其工作，等等)使得即使在與堆疊中的任何給定IC芯片201a-201n上的任何給定的功能塊的內置自維護塊相關聯的控制器213、215之一或兩者已被確定為有缺陷(例如，在先前的晶元級別服務期間)時，對該給定功能塊的服務也可以繼續(xù)。
[0046]可選地，每個IC芯片201a_201n上的第一重新配置電路212可以進一步包括信號驅動器262，并且每個IC芯片201a-201n上的第二重新配置電路214可以進一步包括信號驅動器264。這些信號驅動器262、264可以將在TSV231b、232b處的第二輸入信號252、257和在導線/通孔231c、232c處的第三輸入信號253、258分別驅動(即，可以適配為將其驅動、可以配置為將其驅動，等等)至多路復用器261、263?？蛇x地，這些信號驅動器262、264可以由各自的控制器狀態(tài)信號271、273啟動。具體地,信號驅動器262可以僅在第一控制器狀態(tài)信號271指示在相同IC芯片上的第一控制器213為有缺陷時操作，并且信號驅動器264可以僅在第二控制器狀態(tài)信號273指示在相同IC芯片上的第二控制器215為有缺陷時操作。
[0047]應注意，對于每個IC芯片201a_201n，可以(例如，在晶元級別服務期間)預先確定每個控制器213、215的狀態(tài)是有缺陷的或是起作用的，并且分別指示這些控制器213、215的狀態(tài)的相應的控制器狀態(tài)信號271、273可以存儲到(例如，在封裝為堆疊芯片模塊之前)位于相同IC芯片上的非易失性存儲器中(例如，在片上熔斷器、閃存等等中)。此外，向下/向上選擇信號272、274可被預先確定并且可以類似地存儲在非易失性存儲器中(例如，在片上熔斷器、閃存等等中)。應注意，對于堆疊中的底部IC芯片，這些信號272、274將始終是向上選擇信號；而對于堆疊中的頂部IC芯片，這些信號272、274將始終是向下選擇信號。
[0048]本文還公開了制造和服務諸如那些在上面詳細描述的圖1的堆疊芯片模塊100和圖3的堆疊芯片模塊200的堆疊芯片模塊的方法的實施例。
[0049]具體地，參照圖5，本文還公開了制造和服務諸如圖1的堆疊芯片模塊100的堆疊芯片模塊的方法的實施例。此方法實施例可以包括制造要被合并為堆疊芯片模塊100的集成電路(IC)芯片IOla-1Oln (502)。具體地，可以制造如上面關于圖1更詳細地描述的每個IC芯片IOla-1Oln以便包括功能塊120(例如，存儲器陣列或其它功能塊)、內置自維護塊110 (例如，內置自測試(BIST)塊或內置自修復(BISR)塊)、以及多個互連結構131a_d (例如，基板通孔(TSV) 131a-b和布線級別導線和/或通孔(導線/通孔)131c-d的組合)。內置自維護塊110可以包括用于功能塊120的服務(例如，所適用的自測試或自修復)的內置自維護電路111、用于內置自維護電路的控制器113、以及如圖2所更詳細地示出的與控制器113通信并且電連接至多個互連結構131a-d的重新配置電路112。
[0050]一旦制造了 IC芯片IOla-1Oln,可以使用內置自維護電路111和與該內置自維護電路111協作地操作的控制器113來進行對每個IC芯片IOla-1Oln的功能塊120的晶元級別服務(504)。在晶元級別服務期間，對于每個IC芯片(例如，為了例示的目的，對于IC芯片101b)，可以進行對該IC芯片IOlb上的控制器113的狀態(tài)(例如，起作用的或有缺陷的)的確定，并且可將該信息作為控制器狀態(tài)信號171存儲在IC芯片IOlb上的非易失性存儲器中(例如，在片上熔斷器、閃存等等中)。
[0051]在進行晶元級別服務后，IC芯片IOla-1Oln可以被封裝為堆疊芯片模塊100(506)。具體地，可以將IC芯片IOla-1Oln布置在堆疊中，并且在堆疊中的每個IC芯片IOla-1Oln上，可以使用多個互連結構131a_d來將內置自維護塊110的重新配置電路112集成(即，電連接)到堆疊中任何相鄰IC芯片上的任何相鄰的內置自維護塊110的任何相鄰重新配置電路112。例如,堆疊中底部IC芯片IOla上的導線/通孔131c_d可以電和物理地分別連接至堆疊中下一更高IC芯片IOlb的TSV131a-b，并由此連接至IC芯片IOlb的內置自維護塊110的重新配置電路112。類似地，IC芯片IOlb上的導線/通孔131c-d可以電和物理地分別連接至堆疊中下一更高IC芯片IOln的TSV131a-b，由此連接至該IC芯片IOln上的內置自維護塊110重新配置電路112。因此，這些互連結構131a_d將集成內置自維護塊110，特別是橫跨堆疊中所有IC芯片IOla-1Oln的那些內置自維護塊110的重新配置電路112。
[0052]接下來，可以進行對堆疊中所有IC芯片IOla-1Oln上的功能塊120的堆疊芯片模塊級別的服務，并且在此堆疊芯片模塊級別服務期間，可以使用該堆疊中的每個IC芯片IOla-1Oln上的重新配置電路來112省出任何有缺陷的控制器(B卩，繞過其多路復用、繞過其工作等等)(508)。具體地，在處理508處的堆疊芯片模塊級別服務可以包括通過任何給定的IC芯片(例如，為了例示的目的，IC芯片IOlb)的重新配置電路112來接收與該IC芯片IOlb上的控制器113相關聯的控制器狀態(tài)信號171和向下/向上選擇信號172 (參見圖2)?；谶@些信號171-172，在該給定IC芯片IOlb上的控制器113或在該堆疊中另一個IC芯片上的另一控制器113可以由重新配置電路112自動地和有選擇地啟用以在堆疊芯片模塊級別服務期間與內置自維護電路111協作來操作。
[0053]更具體地，如果相關聯的控制器狀態(tài)信號171指示IC芯片IOlb上的控制器113先前在處理505的晶元級別服務期間被確定為起作用的，在該給定IC芯片IOlb上的控制器113可以由IC芯片IOlb上的重新配置電路112自動地和有選擇地啟用以在堆疊芯片模塊級別服務期間與內置自維護電路協作來操作(509)。然而，如果相關聯的控制器狀態(tài)信號171指示IC芯片IOlb上的控制器113先前在處理505的晶元級別服務期間被確定為有缺陷的，則如由向下/向上選擇信號172所指示的，位于堆疊中的更低IC芯片IOla上或者堆疊芯片中的更高IC芯片IOln上的另一控制器113可以由IC芯片IOlb上的重新配置電路112自動地和有選擇地啟用以在堆疊芯片模塊級別服務期間與內置自維護電路協作來操作(510)。應注意，可以預先確定(例如，在處理505的晶元級別服務之后)在處理510處所使用的其他控制器的優(yōu)選位置(即，在堆疊中的更低的IC芯片上或是在堆疊中更高的IC芯片上)，并且該信息以及特別是指示該位置的向下/向上選擇信號172可以存儲在該IC芯片上的非易失性存儲器中(例如，片上熔斷器、閃存等等中)。
[0054]參照圖6，是制造和服務諸如圖3的堆疊芯片模塊200的堆疊芯片模塊的另一方法的實施例。該方法實施例可以包括制造要被合并為堆疊芯片模塊200的集成電路(IC)芯片 201a-201n (602)。
[0055]在這種情況下，可以制造每個IC芯片201a_201n使得它包括功能塊220 (例如，存儲器陣列或其他功能塊)、內置自維護塊210 (例如，內置自測試(BIST)塊或內置自修復(BISR)塊)、多個第一互連結構213a-d (例如，第一基板通孔(TSV) 231a_b和布線級別的第一導線和/或通孔(導線/通孔)231c-d的組合)以及多個第二互連結構232a-d (例如，第二基板通孔(TSV)232a-b和布線級別的第二導線和/或通孔(導線/通孔)232c_d的組合)。例如，每個IC芯片201a-201n上的內置自維護塊210可以包括用于測試功能塊220的內置自測試(BIST)塊或用于修復功能塊220的內置自修復(BISR)塊。因此，該內置自維護塊210可以包括用于以晶元級別和堆疊芯片模塊級別兩者來服務(例如，自測試或自修復)功能塊220的內置自維護電路211 (例如，所適用的內置自測試電路或內置自修復電路)。該內置自維護塊210可以進一步包括至少兩個控制器213、215 (例如，嵌入式處理器)和相關聯的重新配置電路212、214。具體地，該內置自維護塊210可以包括:第一控制器213，用于控制至少在晶元級別服務期間由內置自維護電路211對功能塊220的服務；以及第一重新配置電路212，如圖4a更詳細地示出的，其與第一控制器213和內置自維護電路211通信，并且電連接至第一互連結構231a-d。該內置自維護塊210還可以包括:第二控制器215，用于至少在晶元級別服務期間向第一控制器213提供信號緩沖；以及第二重新配置電路214，如圖4b更詳細地示出的，其與第一控制器213和第二控制器215通信，并且電連接至第二互連結構232a-d。
[0056]一旦制造了 IC芯片201a_201n，可以使用第一控制器213控制由內置自維護電路211對功能塊220的服務和使用第二控制器215向第一控制器213提供信號緩沖來進行對每個IC芯片201a-201n的功能塊220的晶元級別服務(604)。在晶元級別服務期間，對于每個IC芯片(例如，為了例示的目的，對于IC芯片201b)，可以進行有關IC芯片201b上的第一控制器213和第二控制器215兩者的狀態(tài)(例如，起作用的或有缺陷的)的確定，并且可以將該信息分別作為第一控制器狀態(tài)信號271和第二控制器狀態(tài)信號273存儲在IC芯片201b上的非易失性存儲器中(例如，片上熔斷器、閃存等等中)(605)。
[0057]在進行晶元級別服務之后，IC芯片201a_201n可被封裝為堆疊芯片模塊200(606)。具體地，可以將IC芯片201a-201n布置在堆疊中，并且在每個IC芯片201a_201n上，可以使用第一和第二互連結構231a-d、232a-d來將第一和第二重新配置電路212、214分別與在堆疊中任何相鄰IC芯片上的第一和第二重新配置電路212、214集成。例如，堆疊中底部IC芯片201a上的導線/通孔231c-d、導線/通孔232c_d可以電和物理地連接至堆疊中下一更高IC芯片201b的TSV231a-b、232a-b，由此分別連接至IC芯片201b上的內置自維護塊210重新配置電路212、214。類似地，IC芯片201b上的導線/通孔231c_d、232c-d可以電和物理地連接至堆疊中下一更高IC芯片201η的TSV231a_b、232a_b，由此分別連接該至IC芯片201η上的內置自維護塊210的重新配置電路212、214。因此，互連結構231a-d、232a-d集成了內置自維護塊210，特別是橫跨堆疊中所有IC芯片201a_201n的那些內置自維護塊210的第一和第二重新配置電路212、214。
[0058]接下來，可以進行對堆疊中IC芯片201a_201n上的功能塊220的堆疊芯片模塊級別服務，并且在此堆疊芯片模塊級別服務期間，可以使用堆疊中的每個IC芯片201a-201n上的第一重新配置電路212和第二重新配置電路214來省出任何有缺陷的第一控制器213和/或第二控制器215 (即，繞過其多路復用、繞過其工作等等)(608)。具體地，在處理608處的堆疊芯片模塊級別服務可以包括由任何給定IC芯片(例如，為了例示的目的，IC芯片201b)上的第一重新配置電路212接收與該IC芯片201b上的控制器213相關聯的第一控制器狀態(tài)信號271和第一向下/向上選擇信號272 (參見圖4a)?；谶@些信號271-272，在該給定IC芯片201b上的第一控制器213或者在堆疊中另一個IC芯片上的另一第一控制器213可以由第一重新配置電路212自動地和有選擇地啟用以在堆疊芯片模塊級別服務期間控制內置自維護電路211對功能塊220的服務。
[0059]更具體地，如果相關聯的第一控制器狀態(tài)信號271指示IC芯片201b上的第一控制器213先前在處理605的晶元級別服務期間被確定為起作用的，則在該給定IC芯片201b上的第一控制器213可以由該IC芯片201b上的第一重新配置電路212來自動地和有選擇地啟用以在堆疊芯片模塊級別服務期間控制內置自維護電路211對功能塊220的服務(609)。然而，如果相關聯的第一控制器狀態(tài)信號271指不IC芯片201b上的第一控制器213先前在處理605的晶元級別服務期間被確定為有缺陷的，則如由第一向下/向上選擇信號272指示的，位于堆疊中另一個IC芯片上的另一第一控制器213、特別是位于堆疊中更低IC芯片201a或堆疊芯片中更高IC芯片201η上的另一第一控制器213可以由IC芯片201b上的第一重新配置電路212來自動地和有選擇地啟用，以在堆疊芯片模塊級別服務期間控制內置自維護電路211對功能塊220的服務(610 )。應注意，可以預先確定(例如，在處理605的晶元級別服務之后)在處理610處所使用的其他第一控制器的優(yōu)選位置(即，在堆疊中的更低IC芯片上或是在堆疊中的更高IC芯片上)，并且該信息以及特別是指示該位置的第一向下/向上選擇信號272可以存儲在該IC芯片上的非易失性存儲器中(例如，片上熔斷器、閃存等等中)。
[0060]類似地，如果相關聯的第二控制器狀態(tài)信號273指示給定IC芯片201b上的第二控制器215先前在處理605的晶元級別服務期間被確定為起作用的，則在該IC芯片201b上的第二控制器215可以由IC芯片201b上的第二重新配置電路214來自動地和有選擇地啟用以在堆疊芯片模塊級別服務期間向第一控制器213提供信號緩沖(611)。然而，如果相關聯的第二控制器狀態(tài)信號273指示IC芯片201b上的第二控制器215先前在處理605的晶元級別服務期間被確定為有缺陷的，則如由第二向下/向上選擇信號274所指示的，位于堆疊中另一個IC芯片上的另一第二控制器215、特別是位于堆疊中更低IC芯片201a或堆疊芯片中更高IC芯片201η上的另一第二控制器215可以由IC芯片201b上的第二重新配置電路214來自動地和有選擇地啟用以在堆疊芯片模塊級別服務期間向第一控制器213提供信號緩沖(612)。應注意，可以預先確定(例如，在處理605的晶元級別服務之后)在處理612處所使用的另一控制器的優(yōu)選位置，并且該信息以及特別是指示該位置的第二向下/向上選擇信號274可以像第一控制器狀態(tài)信號273那樣被存儲在該IC芯片上的非易失性存儲器中(例如，片上熔斷器、閃存等等中)。
[0061]還應該理解，本文所使用的術語僅僅是為了描述特定的實施例的目的，而不意圖限制。如本文所使用的，單數形式“一”、“一個”和“該”旨在也包括復數形式，除非上下文清楚地另有指示。還應該理解，在本說明書中所使用的術語“包含有”、“包含”、“包括”和/或“包括有”指明所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件的存在，但不排除一個或多個其它特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組合的存在或添加。此外，應理解，在下面的權利要求中的相應的結構、材料、行為和所有部件或步驟加功能元件的等價物也意圖包括用于與明確聲明的其它要求保護的元件相結合來執(zhí)行功能的任何結構、材料、或行為。已經為了例示的目的提供了上述描述，但并不旨在窮舉或限制。對本【技術領域】的普通技術人員來說，不脫離所公開的實施例的范圍和精神的許多修改和變型將是顯而易見的。
[0062]因此，上面公開了并入了具有可集成和可自動重新配置的內置自維護塊(B卩，內置自測試(BIST)塊或內置自修復(BISR)塊)的多個集成電路(IC)芯片的堆疊芯片模塊的實施例。內置自維護塊在堆疊中的IC芯片之間的集成允許以堆疊芯片模塊級別來服務(例如，自測試或自修復)功能塊(例如，存儲器陣列)。內置自維護塊的自動重新配置還允許即使在與給定IC芯片上的給定內置自維護塊相關聯的一個或多個控制器已被確定為有缺陷時(例如，在先前的晶元級別服務期間)也以堆疊芯片模塊級別來服務在堆疊中的任何IC芯片上的功能塊。本文還公開了制造和服務這種堆疊芯片模塊的方法的實施例。
【權利要求】
1.一種堆疊芯片模塊，包括集成電路芯片的堆疊，所述堆疊中的每個所述集成電路芯片包括: 功能塊； 自維護塊，包括: 對所述功能塊服務的內置自維護電路，所述服務包括晶元級別服務和模塊級別服務； 用于所述內置自維護電路的控制器； 與所述控制器通信的重新配置電路；以及 多個互連結構，將所述重新配置電路電連接至所述堆疊中任何相鄰的集成電路芯片的任何相鄰的重新配置電路，以允許所述重新配置電路自動地和有選擇地啟用所述控制器和在所述堆疊中的所述集成電路芯片中的另一個集成電路芯片上的另一控制器中的一個來在所述模塊級別服務期間與所述內置自維護電路協作來操作。
2.根據權利要求1所述的堆疊芯片模塊，所述功能塊包括存儲器陣列。
3.根據權利要求1所述的堆疊芯片模塊，所述晶元級別服務和所述模塊級別服務包括自測試和自修復中的任意一個。
4.根據權利要求1所述的堆疊芯片模塊，所述控制器和所述另一控制器中的所述一個被有選擇地啟用以在所述模塊級別服務期間控制所述內置自維護電路對所述功能塊的所述服務。
5.根據權利要求1所述的堆疊芯片模塊，所述控制器和所述另一控制器中的所述一個被有選擇地啟用以在所述模塊級別服務期間提供信號緩沖。`
6.根據權利要求1所述的堆疊芯片模塊，所述重新配置電路包括多路復用器，并且所述多路復用器在所述模塊級別服務期間進行以下: 接收指示所述控制器的狀態(tài)的控制器狀態(tài)信號； 當所述控制器狀態(tài)信號指示所述控制器為起作用時，自動地和有選擇地啟用所述控制器以與所述內置自維護電路協作來操作；以及 當所述控制器狀態(tài)信號指示所述控制器為有缺陷時，自動地和有選擇地啟用所述另一控制器以與所述內置自維護電路協作來操作。
7.根據權利要求6所述的堆疊芯片模塊，所述多路復用器在所述模塊級別服務期間還進行以下: 接收指示所述另一控制器的位置的向下/向上選擇信號，所述位置是在所述堆疊中的更高的集成電路芯片和所述堆疊中的更低的集成電路芯片中的一個上；以及 當所述控制器狀態(tài)信號指示所述控制器為有缺陷時，自動地和有選擇地啟用在所述位置處的所述另一控制器以與所述內置自維護電路協作來操作。
8.—種堆疊芯片模塊，包括集成電路芯片的堆疊，所述堆疊中的每個所述集成電路芯片包括: 功能塊； 自維護塊，包括: 對所述功能塊服務的內置自維護電路，所述服務包括晶元級別服務和模塊級別服務； 用于所述內置自維護電路的第一控制器和第二控制器； 與所述第一控制器和所述內置自維護電路通信的第一重新配置電路；以及與所述第一控制器和所述第二控制器通信的第二重新配置電路； 多個第一互連結構，將所述第一重新配置電路電連接至所述堆疊中任何相鄰的集成電路芯片的任何相鄰的第一重新配置電路，以允許所述第一重新配置電路自動地和有選擇地啟用所述第一控制器和在所述堆疊中的所述集成電路芯片中的另一個集成電路芯片上的另一第一控制器中的一個，以在所述模塊級別服務期間控制所述內置自維護電路對所述功能塊的所述服務；以及
多個第二互連結構，將所述第二重新配置電路電連接至所述堆疊中的任何相鄰的集成電路芯片的任何相鄰的第二重新配置電路，以允許所述第二重新配置電路自動地和有選擇地啟用所述第二控制器和在所述堆疊中的所述集成電路芯片中的另一個集成電路芯片上的另一第二控制器中的一個，來在所述模塊級別服務期間向所述第一控制器提供信號緩沖。
9.根據權利要求8所述的堆疊芯片模塊，所述功能塊包括存儲器陣列。
10.根據權利要求8所述的堆疊芯片模塊，所述晶元級別服務和所述模塊級別服務包括自測試和自修復中的任意一個。
11.根據權利要求8所述的堆疊芯片模塊，所述第一重新配置電路包括第一多路復用器，并且所述第一多路復用器在所述模塊級別服務期間進行以下: 接收第一控制器狀態(tài)信號； 當所述第一控制器狀態(tài)信號指示所述第一控制器為起作用時，自動地和有選擇地啟用所述第一控制器以控制所述內置自維護電路對所述功能塊的所述服務；以及 當所述第一控制器狀態(tài)信號指示所述第一控制器為有缺陷時，自動地和有選擇地啟用所述另一第一控制器以控制所述內置自維護電路對所述功能塊的所述服務。
12.根據權利要求11所述的堆疊芯片模塊，所述第一多路復用器在所述模塊級別服務期間還進行以下: 接收指示所述另一第一控制器的第一位置的第一向下/向上選擇信號，所述第一位置是在所述堆疊中的更高的集成電路芯片和所述堆疊中的更低的集成電路芯片中的一個上；并且 當所述第一控制器狀態(tài)信號指示所述第一控制器為有缺陷時，自動地和有選擇地啟用在所述第一位置處的所述另一第一控制器以控制所述內置自維護電路對所述功能塊的所述服務。
13.根據權利要求8所述的堆疊芯片模塊，所述第二重新配置電路包括第二多路復用器，并且所述第二多路復用器在所述模塊級別服務期間進行以下: 接收第二控制器狀態(tài)信號； 當所述第二控制器狀態(tài)信號指示所述第二控制器為起作用時，自動地和有選擇地啟用所述第二控制器以向所述第一控制器提供所述信號緩沖；以及 當所述第二控制器狀態(tài)信號指示所述第二控制器為有缺陷時，自動地和有選擇地啟用所述另一第二控制器以向所述第一控制器提供所述信號緩沖。
14.根據權利要求13所述的堆疊芯片模塊，所述第二多路復用器在所述模塊級別服務期間還進行以下: 接收指示所述另一第二控制器的第二位置的第二向下/向上選擇信號，所述第二位置是在所述堆疊中的更高的集成電路芯片和所述堆疊中的更低的集成電路芯片中的一個上；以及 當所述第二控制器狀態(tài)信號指示所述第二控制器為有缺陷時，自動地和有選擇地啟用在所述第二位置處的所述另一第二控制器以向所述第一控制器提供所述信號緩沖。
15.一種堆疊芯片模塊制造和服務方法，包括: 制造將被合并為堆疊芯片模塊的集成電路芯片，所述堆疊中的每個所述集成電路芯片包括: 功能塊； 自維護塊，包括: 對所述功能塊服務的內置自維護電路，所述服務包含晶元級別服務和模塊級別服務； 用于所述內置自維護電路的控制器； 與所述控制器通信的重新配置電路；以及 電連接至所述重新配置電路的多個互連結構； 使用所述內置自維護電路和用于所述內置自維護電路的所述控制器來進行對每個所述集成電路芯片上的所述功能塊的晶元級別服務； 通過將所述 集成電路芯片布置在堆疊中并且在所述堆疊中的每個集成電路芯片上使用所述互連結構將所述重新配置電路電連接至所述堆疊中的任何相鄰集成電路芯片的任何相鄰的重新配置電路，將所述集成電路芯片封裝為堆疊芯片模塊；以及 進行對每個所述集成電路芯片上的所述功能塊的模塊級別服務，所述進行所述模塊級別服務包括由所述重新配置電路自動地和有選擇地啟用所述控制器和在所述堆疊中的所述集成電路芯片中的另一個集成電路芯片上的另一控制器中的一個，來與所述內置自維護電路協作來操作。
16.根據權利要求15所述的方法，所述功能塊包括存儲器陣列。
17.根據權利要求15所述的方法，所述進行所述晶元級別服務和所述進行所述模塊級別服務包括進行自測試和自修復中的任意一個。
18.根據權利要求15所述的方法，所述進行所述模塊級別服務還包含當控制器狀態(tài)信號指示所述控制器為起作用時，由所述重新配置電路自動地和有選擇地啟用所述控制器以與所述內置自維護電路協作來操作。
19.根據權利要求18所述的方法，所述進行所述模塊級別服務包括當所述控制器狀態(tài)信號指示所述控制器為有缺陷時，由所述重新配置電路自動地和有選擇地啟用所述另一控制器以與所述內置自維護電路協作來操作，所述另一控制器在由向下/向上選擇信號所指示的、所述堆疊中更低的集成電路芯片和在所述堆疊中更高的集成電路芯片中的預先確定的一個上。
20.一種制造和服務堆疊芯片模塊的方法，所述方法包括: 制造將被合并為堆疊芯片模塊的集成電路芯片，每個所述集成電路芯片包括: 功能塊； 自維護塊，包括: 對所述功能塊服務的內置自維護電路，所述服務包括晶元級別服務和模塊級別服務； 用于所述內置自維護電路的第一控制器和第二控制器；與所述第一控制器和所述內置自維護電路通信的第一重新配置電路；以及 與所述第一控制器和所述第二控制器通信的第二重新配置電路； 電連接至所述第一重新配置電路的多個第一互連結構；以及 電連接至所述第二重新配置電路的多個第二互連結構； 使用所述第一控制器以控制所述內置自維護電路對所述功能塊的服務和使用所述第二控制器以向所述第一控制器提供信號緩沖，進行對每個所述集成電路芯片上的所述功能塊的晶元級別服務； 通過將所述集成電路芯片布置在堆疊中，并且在所述堆疊中的每個集成電路芯片上使用所述第一互連結構將所述第一重新配置電路電連接至所述堆疊中的任何相鄰的集成電路芯片的任何相鄰的第一重新配置電路，并進一步使用所述第二互連結構將所述第二重新配置電路電連接至所述堆疊中的任何相鄰的集成電路芯片的任何相鄰的第二重新配置電路，將所述集成電路芯片封裝為堆疊芯片模塊；以及 進行對每個所述集成電路芯片上的所述功能塊的模塊級別服務，所述進行所述模塊級別服務包括在每個所述集成電路芯片上: 由所述第一重新配置電路自動地和有選擇地啟用所述第一控制器和在所述堆疊中的所述集成電路芯片中的另一個集成電路芯片上的另一第一控制器中的一個，來控制所述內置自維護電路對所述功能塊 的所述服務；以及 由所述第二重新配置電路自動地和有選擇地啟用所述第二控制器和在所述堆疊中的所述集成電路芯片中的另一個集成電路芯片上的另一第二控制器中的一個，來提供所述信號緩沖。
21.根據權利要求20所述的方法，所述功能塊包括存儲器陣列。
22.根據權利要求20所述的方法，所述進行所述晶元級別服務和所述進行所述模塊級別服務包括進行自測試和自修復中的任意一個。
23.根據權利要求20所述的方法，所述進行所述模塊級別服務還包括當第一控制器狀態(tài)信號指示所述第一控制器為起作用時，由所述第一重新配置電路自動地和有選擇地啟用所述第一控制器以控制所述內置自維護電路對所述功能塊的所述服務。
24.根據權利要求23所述的方法，所述進行所述模塊級別服務還包括當所述第一控制器狀態(tài)信號指示所述第一控制器為有缺陷時，由所述第一重新配置電路自動地和有選擇地啟用所述另一第一控制器以控制所述內置自維護電路對所述功能塊的所述服務，所述另一第一控制器在由第一向下/向上選擇信號所指示的、所述堆疊中更低的集成電路芯片和所述堆疊中更高的集成電路芯片中的預先確定的一個上。
25.根據權利要求20所述的方法，所述進行所述模塊級別服務包括當第二控制器狀態(tài)信號指示所述第二控制器為起作用時，由所述第二重新配置電路自動地和有選擇地啟用所述第二控制器以向所述第一控制器提供所述信號緩沖。
【文檔編號】H01L23/525GK103779332SQ201310497590
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年10月22日 優(yōu)先權日:2012年10月22日
【發(fā)明者】K.W.戈爾曼, K.芒達爾, S.塞蘇拉曼 申請人:國際商業(yè)機器公司