本申请案享受将日本专利申请2016-162762号(申请日:2016年8月23日)作为基础申请案的优先权。本申请案通过参照该基础申请案而包含基础申请案的全部内容。
具体实施方式
以下,对实施方式参照附图进行说明。
1.第1实施态样
对第1实施方式的存储器系统进行说明。以下举出具备存储单元二维地排列在半导体基板上的NAND型闪存的存储器系统为例进行说明。在实施方式中,对采用DDR(DoubleData Rate:双倍数据速率)方式的高速的存储器系统进行说明,但并不限定于此。实施方式的存储器系统优选为一般的存储器系统。
1.1关于构成
以下举出具备二维地排列在半导体基板上的NAND型闪存的存储器系统为例说明存储单元。
1.1.1存储器系统的整体构成
首先,使用图1对本实施方式的存储器系统的大致整体构成进行说明。图1是本实施方式的存储器系统的框图。
如图示这样存储器系统1具备多个NAND型闪存100-0~100-N、接口(I/F)芯片400、及控制器200。另外,在实施方式中,在无需区别NAND型闪存100-0~100-N而说明的情况下,省略连字符而作为“NAND型闪存100”说明。其他的构成要素也同样如此。
NAND型闪存100具备多个存储单元,不易失地记忆数据。在本实施方式中,NAND型闪存100具有2个通道(通道0(ch0)及通道1(ch1))。控制器200通过NAND总线,经由I/F芯片400针对每个通道而连接于NAND型闪存100,通过主机总线而连接于主机机器300。且,控制器200经由I/F芯片400而对每个通道控制NAND型闪存100。且,控制器200响应由主机机器300接收的命令,经由I/F芯片400而针对每个通道对NAND型闪存100进行存取。主机机器300例如是数码相机或个人计算机等,主机总线例如是基于SDTM(Secure Digital MemoryCard:安全数码卡)接口的总线。
NAND总线进行基于NAND接口的信号的收发。在实施方式中,如图1所示,控制器200与I/F芯片400之间通过2个通道的NAND接口而连接。另外,此处对针对每个通道设置NAND接口的情况进行表示,但也可使用通道的识别信息等,而使用相同的NAND接口。
该信号的具体例是芯片启动信号CEn、地址锁存启动信号ALE、指令锁存启动信号CLE、写入启动信号WEn、读取启动信号REn、输入输出信号I/O及数据选通信号DQS。
信号CEn是用来启动NAND型闪存100的信号,以低电平确证(assert)。信号CLE及ALE是将向NAND型闪存100输入的信号分别是指令及地址的消息通知给NAND型闪存100的信号。信号WEn是在从低电平到高电平的转移时序获取指令或地址的信号。信号REn也是以低电平确证,是用来从NAND型闪存100读出输出信号I/O的信号。信号BREn是信号REn的互补信号,是用来从NAND型闪存100读出输出信号I/O的信号。
输入输出信号I/O是例如8比特的信号。且输入输出信号I/O是在NAND型闪存100与控制器200之间收发的数据的实体,例如是指令、地址、写入数据、及读出数据等。
将信号DQS及信号DQS的互补信号BDQS从发送侧与信号I/O(数据)一起输出。数据接收侧接收已发送的信号DQS及信号BDQS而调整获取数据的时序。
1.1.2关于NAND型闪存100的构成
接着,对NAND型闪存100的构成进行说明。如图1所示,NAND型闪存100具备存储单元阵列110、行计数器120、驱动电路130、感测放大器140、地址电阻150、指令电阻160、及序列器170。
存储单元阵列110具备对应于行及列的多个非易失性的存储单元的集合体即例如4个区块BLK(BLK0~BLK3)。且存储单元阵列110记忆由控制器200赋予的数据。
行计数器120选择区块BLK0~BLK3中的任意一个,进而选择已选择的区块BLK的行方向。
驱动电路130相对于选择的区块BLK,经由行解码器而供给电压。
感测放大器140在读出数据时,感测从存储单元阵列110读出的数据,进行必要的运算。且,将该数据DAT输出至控制器200。在数据的写入时,将从控制器200接收的写入数据DAT传输至存储单元阵列110。
地址电阻150保持从控制器200接收的地址ADD。指令电阻160保持从控制器200接收的指令CMD。
序列器170基于保持于指令电阻160的指令CMD,控制NAND型闪存100整体的动作。
另外,存储单元阵列110也可为在半导体基板的上侧三维地积层着存储单元晶体管的构成。关于这样的构成,例如记载于2009年3月19日提出申请的美国专利申请案12/407,403号“三维积层非易失性半导体存储器”中。且,记载于2009年3月18日提出申请的美国专利申请案12/406,524号“三维积层非易失性半导体存储器”、2010年3月25日提出申请的美国专利申请案12/679,991号“非易失性半岛体记忆装置及其制造方法”、及2009年3月23日提出申请的美国专利申请案12/532,030号“半导体存储器及其制造方法”中。这些专利申请案是以参照的形式将全文引用于本案说明书中。
1.1.3关于I/F芯片400的构成
图2是表示实施方式的I/F芯片400的构成的图。
I/F芯片400针对每个通道而具有I/F电路500。在实施方式中,多个NAND型闪存100-0~100-N中的每一个连接于通道0(ch0)或通道1(ch1)中的任意一个通道。
因此,通过2个通道(通道0(ch0)及通道1(ch1)),能够对于(N+1)个NAND型闪存100-0~100-N同时进行存取。
通道0(ch0)的I/F电路500-0具有进行从控制器200向通道0(ch0)的NAND型闪存100的信号I/O等的输入的输入I/F410-0及进行从通道0(ch0)的NAND型闪存100向控制器200的信号I/O等的输出的输出I/F420-0。
通道1(ch1)的I/F电路500-1具有进行从控制器200向通道1(ch1)的NAND型闪存100的信号I/O等的输入的输入I/F410-1及进行从通道1(ch1)的NAND型闪存100向控制器200的信号I/O等的输出的输出I/F420-1。
输入I/F410-0是用来将从控制器200输入至通道0(ch0)的信号(CEn、ALE、CLE、WEn、REn、BREn、I/O、DQS、BDQS)连结至对应的通道0(ch0)的NAND型闪存100的接口。
输入I/F410-1是用来将从控制器200输入至通道1(ch1)的信号(CEn、ALE、CLE、WEn、REn、BREn、I/O、DQS、BDQS)连结至对应的通道1(ch1)的NAND型闪存100的接口。
输出I/F420-0是用来将从通道0(ch0)的NAND型闪存100输出的数据(信号I/O)连结至控制器200的通道0(ch0)的接口。
输出I/F420-1是用来将从通道1(ch1)的NAND型闪存100输出的数据(信号I/O)连结至控制器200的通道1(ch1)的接口。
1.1.4 I/F芯片400的垫Pa的配置构成
图3是表示第1实施方式的2通道构成的I/F芯片400的垫Pa的配置构成的图。
对通道0(ch0)侧进行说明。如同图所示,通道0(ch0)侧的I/O电路10-0~10-7分别具有使用于与控制器200的通道0(ch0)的信号I/O的输入输出的垫Pa及接收从控制器200的通道0经由垫Pa而输入的信号的输入接收机IR。
DQS电路11、BDQS电路12、REn电路13及BREn电路14分别具有使用于与控制器200的通道0(ch0)的信号的输入输出的垫Pa。DQS电路11及BDQS电路12分别独立地具有输入接收机IR。REn电路13及BREn电路14共通地具有输入接收机IR。
控制电路21-1~21-4分别具有使用于输入输出控制器200的通道0侧的信号的垫Pa及接收从控制器200的通道0经由垫Pa而输入的信号的输入接收机IR。在控制电路21-1~21-4中输入输出的信号是信号(I/O、DQS、BDQS、REn、BREn)以外的信号(CEn、ALE、CLE、WEn)。
垫Pa上形成着微型凸起MBP,经由该微型凸起MBP,将I/F芯片400与控制器200的通道0(ch0)电连接。也就是说,经由垫Pa进行I/F芯片400的对应的电路(I/O电路10、DQS电路11、BDQS电路12、REn电路13及BREn电路14以及控制电路21)与控制器200的信号的通信。
且,I/F芯片400的对应的电路与通过地址选择而选择的NAND型闪存100的通信是经由微型凸起区域A-1~A-3的对应的垫(未图示)及微型凸起MBP而进行。另外,关于I/F芯片400、控制器200及NAND型闪存100的连接关系,使用图6在下文叙述。
通道0(ch0)侧的I/O电路10-0~10-3、BDQS电路12及DQS电路11的垫Pa从I/F芯片400的内侧朝外侧配置为一行。相同地,通道0(ch0)侧的I/O电路10-7~10-4、REn电路13及BREn电路14的垫Pa从I/F芯片400的内侧朝外侧配置为一行。I/O电路10-0~10-7的各输入接收机IR、与I/O电路10-0~10-7的对应的各垫Pa之间的配线的距离为固定。
且,各I/O电路10-0~10-3的垫Pa比DQS电路11及BDQS电路12的垫Pa配置于I/F芯片400的更内侧。各I/O电路10-4~10-7的垫Pa比REn电路13及BREn电路14的垫Pa配置于I/F芯片400的更内侧。
通道0(ch0)的数据输入用锁存DIN通过配线连接于I/O电路10-0~10-7、DQS电路11及BDQS电路12的各输入接收机IR。
数据输入用锁存DIN配置于I/O电路10-0~10-3、DQS电路11及BDQS电路12的各垫Pa的行、与I/O电路10-4~10-7、REn电路13及BREn电路14的各垫Pa的行之间。通过如此构成数据输入用锁存DIN的配置,能够使I/O电路10-0~10-7的各输入接收机IR、及数据输入用锁存DIN的配线的长度大致均一。
通道0(ch0)侧的各控制电路21-1~21-4具有输入接收机IR及垫Pa。各控制电路21-1~21-4的垫Pa配置为一行。控制电路21-1~21-4的垫Pa的行是相对于I/O电路10-0~10-3、DQS电路11及BDQS电路12的垫Pa的行及I/O电路10-4~10-7、REn电路13及BREn电路14的垫Pa的行而正交的方向的行。
接着,对通道1(ch1)侧进行说明。通道1(ch1)侧的构成与所述的通道0(ch0)侧的构成相同,但其配置不同。也就是说,将通道1(ch1)侧的I/O电路10-0~10-7、DQS电路11、BDQS电路12、REn电路13及BREn电路14配置为相对于通道0(ch0)侧的电路(I/O电路10-0~10-7、DQS电路11、BDQS电路12、REn电路13及BREn电路14)与通道1(ch1)侧的电路(I/O电路10-0~10-7、DQS电路11、BDQS电路12、REn电路13及BREn电路14)的中心而点对称。
且,通道1(ch1)侧的各控制电路21-1~21-4配置为相对于通道0(ch0)侧的各控制电路21-1~21-4与通道1(ch1)侧的各控制电路21-1~21-4的中心而点对称。
于通道0(ch0)侧的形成着IO电路10-4~10-7、REn电路13、BREn电路14的区域、与通道1(ch1)侧的形成着IO电路10-0~10-3、DQS电路11及BDQS电路12的区域之间的区域,形成着微型凸起区域A-1。
于通道0(ch0)侧的形成着IO电路10-0~10-3、DQS电路11及BDQS电路12的区域、与通道1(ch1)侧的形成着IO电路10-4~10-7、REn电路13及BREn电路14的区域之间的区域,形成着微型凸起区域A-2。
于通道0(ch0)侧的形成着控制电路21-1~21-4的区域、与通道1(ch1)侧的形成着控制电路21-1~21-4的区域之间的区域,形成着微型凸起区域A-3。除此之外,有形成着电压发生电路的区域等。于微型凸起区域A-1、A-2、及A-3形成有未图示的垫,于该垫上形成着用来与核心芯片CC-8连接的微型凸起MBP。
1.1.5输入输出IF芯片400的数据的电路构成
图4是表示实施方式的I/F芯片400的数据输入(数据写入)侧的各I/O电路10的输入接收机IR与数据输入用锁存DIN的配线的图。这些输入接收机IR与数据输入用锁存DIN表示每个通道的配线关系。
如同图所示,通过垫配线而连接各I/O电路10-0~10-7的垫Pa、及各I/O电路10-0~10-7的输入接收机IR。
通过配线而连接各I/O电路10-0~10-7的输入接收机IR(例如、图3的通道0(ch0)侧的I/O电路10-0~10-7的输入接收机IR)与数据输入用锁存DIN(例如,图3的通道0(ch0)侧的数据输入用锁存DIN)。在I/F芯片400中,各I/O电路10-0~10-7的垫Pa与和垫Pa对应的输入接收机IR的距离分别为固定。在实施方式中,以与先前的I/F芯片400相比而变短的方式设计各I/O电路10-0~10-7的输入接收机IR与数据输入用锁存DIN之间的配线的长度。
于数据输入用锁存DIN,作为触发信号而输入从控制器200传送的经由DQS电路11的垫11Pa而输入至输入接收机IR的信号DQS及经由BDQS电路12的垫Pa而输入至输入接收机IR的信号BDQS。数据输入用锁存DIN连接于微型凸起区域A-1、A-2的对应的微型凸起MBP的垫Pa',基于输入的触发信号(信号DQS、信号BDQS),锁存由各I/O电路10-0~10-7的输入接收机IR接收的信号I/O(8比特)。
将通过数据输入用锁存DIN锁存的数据经由微型凸起区域A-1、A-2的对应的微型凸起MBP的垫Pa'及微型凸起MBP而输出至通过地址选择而选择的NAND型闪存100。以例如8×m比特(m为任意的整数)将数据输出至NAND型闪存100。
图5是表示实施方式的I/F芯片400的数据输出(数据读出)侧的REn电路13的输入接收机IR与各I/O电路10的MUX(Multiplexer:多路复用器)620的配线的图。这些输入接收机IR与MUX620表示每个通道的配线关系。
如同图所示,通过垫配线而连接REn电路13的垫Pa、及REn电路13的输入接收机IR。且,通过I/F芯片400的内部配线而连接REn电路13的输入接收机IR、及各I/O电路10的MUX620。
各I/O电路10的MUX620连接至微型凸起区域A-1、A-2的对应的微型凸起MBP的垫Pa'。且,通过垫配线(8比特),将各I/O电路10的MUX620连接至各I/O电路10的垫Pa。MUX620基于来自REn电路13的输入接收机IR的信号REn选择存储于来自NAND型闪存100的缓冲区的对应的读出数据。从NAND型闪存100以例如8×n比特(n为任意的整数)输出数据。
且,基于来自REn电路13的输入接收机IR的信号REn,于DQS电路11及BDQS电路12内的MUX电路内产生信号DQS及信号BDQS。将产生的信号DQS及信号BDQS经由DQS电路11及BDQS电路12的垫Pa而输出至控制器200的通道0(ch0)。
对于I/O电路10-0~10-7的MUX620所选择的读出数据,经由由前驱动器而驱动的输出驱动器,且使用I/F芯片400中产生的信号DQS及信号BDQS的下降并以双数据速率经由各I/O电路10的垫Pa而输出至控制器200。
于实施方式中,以与先前的I/F芯片400相比而变短的方式设计REn电路13的输入接收机IR610与I/O电路10-0~10-7的MUX620之间的配线的长度。
另外,于实施方式中,对I/O电路10-0~10-7的MUX620进行说明,但也可为输出电路的其他部件(例如、前驱动器等)。
1.1.6关于I/F芯片400及NAND型闪存100的安装
图6是表示实施方式的I/F芯片400与NAND型闪存100的安装方法的剖视图。另外,于图1中表示(N+1)个NAND型闪存100的情况,但于图6中,表示于8个核心芯片CC-1~CC-8分别搭载着1个NAND型闪存100的2通道构成的半导体装置(N=7)。
如同图所示,于安装基板S上搭载着I/F芯片400。于半导体基板S的上表面形成着多个大凸起LBP(LBP-1~LBP-4)。且,于I/F芯片400的上表面,形成着多个微型凸起MBP(MBP-1~MBP-3)。为了积层多个核心芯片CC(CC-1~CC-8),以距基板S的上表面的高度相同的方式形成大凸起LBP及微型凸起MBP。
于基板S的下表面形成着多个凸起BP(BP-1~BP-9)。凸起BP与大凸起LBP经由形成于基板S内的配线而电连接。凸起BP是用于与基板S的外部的输入输出信号。于实施方式中,凸起BP-1例如用于供给至各核心芯片CC-1~CC-8的电源等。凸起BP-2~BP-9用于在控制器200与I/F芯片400之间传输的输入输出信号I/O。
于大凸起LBP及微型凸起MBP上,积层着多个核心芯片CC(CC-1~CC-8)。使用贯通芯片的电极(TSV)及凸起BP-A而积层各核心芯片CC-1~CC-8。将这样的构造称为BGA(BallGrid Array:球栅格阵列),是输入输出的引脚较多的封装方式之一。
另外,于图6中,仅表示凸起BP-1~BP-9、大凸起LBP-1~LBP-4及微型凸起MBP-1~MBP-4,但于安装基板S设置着用于其他输入输出信号等的未图示的凸起BP、大凸起LBP及微型凸起MBP。
如果为图6的例,则将核心芯片CC-2~CC-8面朝上地搭载于安装基板上,将最上层的核心芯片CC-1面朝下地搭载于核心芯片CC-2上。且,于各核心芯片CC(CC-1~CC-8)内,形成着图1中说明的NAND型闪存100。另外,也可将核心芯片CC-2~CC-8面朝下地搭载于安装基板上。
于最下层的核心芯片CC-8的下表面(与形成着NAND型闪存100的基板S的上表面相反侧),形成着再配线层RDL(RDL-1~RDL-4及未图示的再配线层RDL)。经由垫P而将形成于基板S上的大凸起LBP电连接于再配线层RDL。且,再配线层RDL将形成于基板S上的大凸起LBP电连接于微型凸起MBP。
具体来说,经由基板S内的配线、大凸起LBP-1、再配线层RDL-1、及凸起P-1,将凸起BP-1电连接至TSV。经由基板S内的配线、大凸起LBP、再配线层RDL、微型凸起MBP及垫Pa(未图示)而将凸起BP-2~BP-9及未图示的BP电连接至I/F芯片400。经由微型凸起MBP、再配线层RDL及垫Pa'、TSV而将I/F芯片400电连接至各核心芯片CC。
以贯通各核心芯片CC-2~CC-8的方式形成TSV。各核心芯片CC-2~CC-8的TSV用来电连接至上层及/或下层的另一核心芯片CC的。由于面朝下地搭载核心芯片CC-1,所以不形成TSV。形成于核心芯片CC-1的NAND型闪存100经由凸起BP-A、及垫(未图示)而电连接于核心芯片CC-2的TSV。核心芯片CC-2~CC-8的各TSV经由凸起BP-A而电连接于另一上层及/或下层的核心芯片CC的TSV。
1.2关于动作
以下,参照图7的时序图而对第1实施方式的I/F芯片400的通道0(ch0)的读出动作进行说明。另外,此处对通道0(ch0)进行说明,但关于通道1(ch1)的动作也同样如此。
于实施方式的存储器系统中,采用DDR方式,使用信号DQS及信号BDQS,对于NAND型闪存100进行读出及写入。
就读出而言,从控制器200对I/F芯片400针对通道0(ch0)输入数据输出指令,接着,根据芯片地址信号,选择对应的NAND型闪存100。具体来说,数据输出指令及芯片地址信号经由安装于基板S的下表面的凸起BP、及形成于基板S内部的配线而传递至安装于基板S的上表面的大凸起LBP。传递至大凸起LBP的数据输出指令及芯片地址信号通过安装于核心芯片CC-8的下表面的再配线层RDL、形成于I/F芯片400的上表面的微型凸起MBP,向通道0(ch0)侧的IO电路10-0~10-7的垫Pa、输入接收机IR、数据输入用锁存DIN、及微型凸起区域A-1、A-2的对应的微型凸起MBP输出。由此,选择对应的NAND型闪存100。
接着,从控制器200针对通道0(ch0)而发出允许读出信号REn。经由安装于基板S的下表面的凸起BP、及形成于基板S内部的配线而将信号REn传递至安装于基板S的上表面的大凸起LBP。被传递至大凸起LBP的信号REn通过安装于核心芯片CC-8的下表面的再配线层RDL、及形成于I/F芯片400的上表面的微型凸起MBP,到达至通道0(ch0)侧的REn电路13的垫Pa。
到达至垫Pa的信号REn经由REn电路13的输入接收机IR,作为内部信号REn而向微型凸起区域A-1、A-2内的对应的微型凸起MBP输出。内部信号REn通过微型凸起MBP、再配线层RDL、核心芯片CC-8的TSV的垫P、核心芯片CC-1~CC-7的TSV、及BP-A,传递至由地址选择信号选择的NAND型闪存100(图7(a):CNT→I/F→NAND)。
另外,关于信号(I/O、DQS、BDQS、REn、及BREn)以外的信号(CEn、ALE、CLE、WEn),是经由控制电路21-1~21-4的各垫Pa、Pa'而与控制器200及NAND型闪存100进行收发。
如果与通道0(ch0)对应的NAND型闪存100接收信号REn,则与信号REn的下降相应地读出指定的地址的数据(图7(b):NAND→I/F)。所读取的数据作为信号I/O,通过核心芯片CC的TSV、凸起BP-1、核心芯片CC-8的再配线层RDL、及微型凸起区域A-1、A-2的对应的微型凸起MBP,经由垫Pa'而输入至通道0(ch0)侧的I/F芯片400的I/O电路10-0~10-7的MUX620。
MUX620设置于通道0(ch0)侧的I/O电路10-0~10-7,选择存储于来自NAND型闪存100的缓冲区的对应的读出数据。
I/F芯片400从DQS电路11的垫Pa及BDQS电路的垫Pa输出基于REn信号而产生的信号DQS及信号BDQS。且,将MUX620所选择的对应的读出数据以与在I/F芯片400中基于REn信号产生的DQS及信号BDQS同步的时序,从对应的通道0(ch0)的I/O电路10-0~10-7的垫Pa以双数据速率输出。经由微型凸起MBP、再配线RDL、大凸起LBP、基板S内部的配线、及凸起BP而将从垫Pa输出的信号I/O、信号DQS及信号BDQS输出至控制器200(图7(c)~(e):I/F→CNT)。
就写入动作而言,从控制器200针对通道0(ch0)输出信号I/O、信号DQS及信号BDQS。将信号I/O、信号DQS及信号BDQS经由安装于基板S的下表面的凸起BP、及形成于基板S内部的配线而传递至安装于基板S的上表面的大凸起LBP。传递至大凸起LBP的信号I/O、信号DQS及信号BDQS通过安装于核心芯片CC-8的下表面的再配线层RDL、形成于I/F芯片400的上表面的微型凸起MBP,到达至通道0(ch0)侧的I/O电路10-0~10-7、DQS电路11及BDQS电路12的垫Pa。
到达至垫Pa的信号I/O、信号DQS及信号BDQS经由I/O电路10-0~10-7、DQS电路11及BDQS电路12的输入接收机IR、及数据输入用锁存DIN,向微型凸起区域A-1、A-2内的对应的微型凸起MBP输出。信号I/O、信号DQS及信号BDQS通过微型凸起MBP、再配线层RDL、核心芯片CC-8的TSV的垫P、核心芯片CC-1~CC-7的TSV、及BP-A,传递至由地址选择信号选择的NAND型闪存100,且经由感测放大器而写入。
另外,于所述实施方式中,对针对每个通道ch均等地分配I/O电路10-0~10-7的垫Pa的数量的情况(I/O电路10-0~10-3、I/O电路10-4~10-7)进行说明,但也可不必为相同数量。
且,于实施方式中,表示2通道构成的I/F芯片400,但I/F芯片400也可为单一通道。且,I/F芯片400也可为3通道以上。
1.3关于效果
1.3.1比较例
图8是表示比较例的垫的配置的构成的图。
对通道0(ch0)进行说明。如同图所示,比较例的垫Pa的配置是将I/O电路10-0~10-3、BDQS电路12、DQS电路11的垫Pa在通道0(ch0)侧排列为一行。且,将I/O电路10-4~10-7、REn电路13、BREn电路14的垫Pa排列为一行。进而,将控制电路21-1~21-4的垫Pa排列为一行。这3行排列于相同方向。
数据输入用锁存DIN配置于并非I/O电路10-0~10-3、BDQS电路12及DQS电路11的垫Pa的行、与I/O电路10-4~10-7、REn电路13及BREn电路14的垫Pa的行之间的区域。
于如此配置垫Pa的情况下,I/O电路10-0~10-7的构成为相同(换句话说,各I/O电路10-0~10-7的垫Pa的位置相同),各I/O电路10-0~10-7的垫Pa与输入接收机IR的距离大致相同,所以各I/O电路10-0~10-7的输入接收机IR与数据输入用锁存DIN的距离对输入数据线的长度赋予影响。
于配置图8所示的垫Pa的情况下,输入输出数据线延长至各I/O电路10-0~10-7的垫Pa。因此,关于输入数据线,从数据输入用锁存DIN到距其最远的I/O电路10-0、10-7的垫Pa的距离、与距其最近的I/O电路10-3、10-4的距离之间产生最大差异。
由此,导致由数据线的长度的差异引起的波形的变化、及I/O间的时序偏离。为了使I/O间的时序偏离最小化,与向距数据输入用锁存DIN最远的I/O电路(图8的10-0、10-7)的数据线的长度匹配地,延长除此以外的向I/O电路(图8的10-1~10-6)的数据线而使长度匹配。于该情况下,产生因延长数据线所致的寄生电容的增大,导致消耗电流的增大。
关于输出数据线,由于基于共通的信号REn而输出信号I/O,所以REn电路13与输出电路(例如、MUX620)的距离成为问题。根据比较例,最近的I/O电路10-4、与最远的I/O电路10-0的距离之间产生最大的差异。
1.3.2第1实施方式的效果
根据第1实施方式的半导体装置的I/F芯片400,如图3所示,以将同一通道的I/O电路10-0~10-7的垫Pa配置为2行,且两者对向的方式配置。且,于对向的这2行垫Pa之间,有数据输入用锁存DIN。通过这样的构成,与比较例相比,能够缩短各I/O电路10-0~10-7与数据输入用锁存DIN之间的距离。由此,使来自各I/O电路10的信号I/O时序一致,所以能够抑制与距数据输入用锁存DIN最远的I/O电路10(图8的I/O电路10-0、10-7)的数据线的长度匹配地延长除此以外的I/O电路10(图8的I/O电路10-1~10-6)的数据线的距离。其结果,能够使消耗电流的增大变得最小。
且,通过采用这样的构成,与比较例相比,能够使向各I/O电路10-1~10-7、DQS电路11及BDQS电路12供给的输出用时钟的距离均一化。其结果,能够抑制信号I/O、信号DQS及信号BDQS间的输出时序的偏离。且,为了使输出时序偏离最小化,有时,与向距REn电路13及BREn电路14最远的电路(于图8的情况下为I/O电路10-0)的输出时钟信号的长度匹配地,延长向除此以外的电路(I/O电路10-1~10-7、DQS电路11及BDQS电路12)的输出时钟信号而进行匹配长度。于该情况下,与比较例相比,也能够抑制寄生电容的增大,所以能够使消耗电流的增大变得最小限度。
因此,根据第1实施方式,能够抑制因多个输入输出数据线的长度的差异引起的波形的变化、及I/O间的时序偏离。尤其,即使为以高速动作的存储器系统,也能够提高时序容限。且,由于输入输出数据线的寄生电容减少,所以能够削减消耗电力。
2.第2实施方式
接着,对第2实施方式的存储器系统进行说明。第2实施方式以后的实施方式中,除了I/F芯片400的构成以外,均与第1实施方式的构成相同,所以此处仅对不同的部分进行叙述。
图9是表示第2实施方式的I/F芯片400的垫Pa的配置构成的图。如同图所示,与第1实施方式相比,I/O电路10-0~10-7、DQS电路11、BDQS电路12、REn电路13及BREn电路14的配置不同。
具体来说,通道0(ch0)侧的I/O电路10-0、10-1、BDQS电路12、DQS电路11、I/O电路10-2、10-3的垫Pa从I/F芯片400的内侧至外侧配置为一行。同样地,通道0(ch0)侧的I/O电路10-6、10-7、REn电路13、BREn电路14、IO电路10-4、10-5的垫Pa从I/F芯片400的内侧至外侧配置为一行。
也就是说,于第2实施方式中将BDQS电路12及DQS电路11的垫Pa配置于I/O电路10-0、10-1的垫Pa与I/O电路10-2、10-3的垫Pa之间。且,将BREn电路14及REn电路13的垫Pa配置于I/O电路10-4、10-5的垫Pa与I/O电路10-6、10-7的垫Pa之间。
接着,对通道1(ch1)侧进行说明。通道1(ch1)侧的构成与所述的通道0(ch0)侧的构成相同,但其配置不同。也就是说,将通道1(ch1)侧的电路(I/O电路10-0~10-7、DQS电路11、BDQS电路12、REn电路13及BREn电路14)配置为相对于通道0(ch0)侧的电路(I/O电路10-0~10-7、DQS电路11、BDQS电路12、REn电路13及BREn电路14)与通道1(ch1)侧的电路(I/O电路10-0~10-7、DQS电路11、BDQS电路12、REn电路13及BREn电路14)的中心点而点对称。
根据第2实施方式,除了第1实施方式的效果以外,能够使由REn电路13及BREn电路14的输入缓冲区产生的输出用时钟信号的配线变得更短。
3.第3实施方式
图10是表示第3实施方式的I/F芯片400的垫Pa的配置构成的图。
于第3实施方式中,与图3所示的第1实施方式的I/O电路10-0~10-7、BDQS电路12、DQS电路11、REn电路13及BREn电路14的垫Pa的配置相比,通道0(ch0)侧的I/O电路10-0~10-3、BDQS电路12及DQS电路11的垫Pa从I/F芯片400的内侧至外侧于倾斜方向配置为一行。同样地,通道0(ch0)侧的I/O电路10-4~10-7、REn电路13及BREn电路14的垫Pa从I/F芯片400的内侧至外侧于倾斜方向配置为一行。
数据输入用锁存DIN配置于I/O电路10-0~10-3的各垫Pa的行与I/O电路10-4~10-7的各垫Pa的行之间。
接着,对通道1(ch1)侧进行说明。通道1(ch1)侧的构成与所述的通道0(ch0)侧的构成相同,但其配置不同。也就是说,通道1(ch1)侧的电路(I/O电路10-0~10-7、DQS电路11、BDQS电路12、REn电路13及BREn电路14)配置为相对于通道0(ch0)侧的电路(I/O电路10-0~10-7、DQS电路11、BDQS电路12、REn电路13及BREn电路14)与通道1(ch1)侧的电路(I/O电路10-0~10-7、DQS电路11、BDQS电路12、REn电路13及BREn电路14)的中心点而点对称。
根据第3实施方式,除了第1实施方式的效果以外,以I/F芯片400单体进行的评价也变容易。也就是说,由于评价I/F芯片400单体时,无RDL配线,所以须要通过引线将其连接至I/F芯片400的垫。于第3实施方式中,通过将各垫Pa倾斜地移位而配置,能够使该引线容易设置。
4.第4实施方式
图11是表示第4实施方式的I/F芯片400的垫Pa的配置构成的图。如同图所示,与第1实施方式相比,I/O电路10-0~10-7、DQS电路11、BDQS电路12、REn电路13及BREn电路14的配置不同。
具体来说,通道0(ch0)侧的I/O电路10-0、10-1、BDQS电路12、DQS电路11、I/O电路10-2、10-3的垫Pa从I/F芯片400的内侧至外侧于倾斜方向配置为一行。同样地,通道0(ch0)侧的I/O电路10-6、10-7、REn电路13、BEREn电路14、I/O电路10-4、10-5的垫Pa从I/F芯片400的内侧至外侧于倾斜方向配置为一行。
也就是说,于第4实施方式中,将BDQS电路12及DQS电路11的垫Pa配置于I/O电路10-0、10-1的垫Pa与I/O电路10-2、10-3的垫Pa之间。且,将BREn电路14及REn电路13的垫Pa配置于I/O电路10-4、10-5的垫Pa与I/O电路10-6、10-7的垫Pa之间。
接着,对通道1(ch1)侧进行说明。通道1(ch1)侧的构成与所述的通道0(ch0)侧的构成相同,但其配置不同。也就是说,通道1(ch1)侧的电路(I/O电路10-0~10-7、DQS电路11、BDQS电路12、REn电路13及BREn电路14)配置为相对于通道0(ch0)侧的电路(I/O电路10-0~10-7、DQS电路11、BDQS电路12、REn电路13及BREn电路14)与通道1(ch1)侧的电路(I/O电路10-0~10-7、DQS电路11、BDQS电路12、REn电路13及BREn电路14)的中心点而点对称。
根据第4实施方式,除了第3实施方式的效果以外,能够进而缩短由REn电路13及BREn电路14的输入缓冲区产生的输出用时钟信号的配线。
5.第5实施方式
图12是表示第5实施方式的I/F芯片400的垫Pa的配置构成的图。于同图中,表示2通道构成的I/F芯片400的配置构成。
对通道0(ch0)侧进行说明。控制电路21-1~21-4、I/O电路10-0~10-3、DQS电路11及BDQS电路12的垫Pa的行的配置与图9所示的第2实施方式相同。I/O电路10-4~10-7的垫Pa的行从I/F芯片400的内侧至外侧配置为一行。
REn电路13及BREn电路14的垫Pa的行配置于与I/O电路10-0~10-3、DQS电路11及BDQS电路12的垫Pa的行及I/O电路10-4~10-7的垫Pa的行正交的方向。
且,数据输入用锁存DIN配置于I/O电路10-0~10-3、DQS电路11及BDQS电路12的垫Pa的行、与I/O电路10-4~10-7的垫Pa的行之间。
接着,对通道1(ch1)侧进行说明。通道1(ch1)侧的构成与所述的通道0(ch0)侧的构成相同,但其配置不同。也就是说,将通道1(ch1)侧的电路(I/O电路10-0~10-7、DQS电路11、BDQS电路12、REn电路13及BREn电路14)配置为相对于通道0(ch0)侧的电路(I/O电路10-0~10-7、DQS电路11、BDQS电路12、REn电路13及BREn电路14)与通道1(ch1)侧的电路(I/O电路10-0~10-7、DQS电路11、BDQS电路12、REn电路13及BREn电路14)的中心点而点对称。
根据第5实施方式,除了第1实施方式的效果以外,还能够进而缩短由REn电路13及BREn电路14的输入缓冲区产生的输出用时钟信号的配线。
虽已说明本发明的若干实施方式,但这些实施方式是作为例子提示的,并非旨在限定发明的范围。这些新颖的实施方式可以其他多种形态实施,且可在未脱离发明主旨的范围内进行多种省略、置换、变更。这些实施方式或其变化包含于发明的范围或主旨内,且包含于权利要求书中记载的发明及其均等的范围内。
符号的说明
1 存储器系统
100 NAND型闪存
200 控制器
300 主机机器
400 I/F芯片
Pa 垫
P 垫
IR 输入接收机
RDL 再配线层