JP2012257024A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置に関し、例えば、複数の半導体チップが積層された積層構造を有する半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device, for example, a semiconductor device having a stacked structure in which a plurality of semiconductor chips are stacked.
複数の半導体チップが積層された積層構造を有する半導体装置が知られている。 A semiconductor device having a stacked structure in which a plurality of semiconductor chips are stacked is known.
従来のこの種の半導体装置では、特許文献1の図1、図2、図21に示すように、積層された複数の半導体チップ(コアチップ)は、貫通電極にて互いに接続されている。各半導体チップでは、半導体チップ内のデータコントロール部が、貫通電極を介して、データをインターフェースチップに出力する。なお、データコントロール部は、出力ドライバとして機能する。
In this type of conventional semiconductor device, as shown in FIGS. 1, 2, and 21 of
特許文献1に記載の半導体装置において、コアチップCC0が“H”データを出力した後に連続してコアチップCC1が“L”データを出力するケースを考える。
In the semiconductor device described in
このケースでは、理想的には、コアチップCC0内の“H”データを出力するデータコントロール回路54(以下「データコントロール回路540」と称する)がOFF(オフ)するのと同時に、コアチップCC1内の“L”データを出力するデータコントロール回路54(以下「データコントロール回路541」と称する)がON(オン)することが望ましい。 In this case, ideally, at the same time when the data control circuit 54 (hereinafter referred to as “data control circuit 540”) that outputs “H” data in the core chip CC0 is turned OFF (off), “ It is desirable that the data control circuit 54 (hereinafter referred to as “data control circuit 541”) for outputting L ″ data is turned on.
しかしながら、実際にはこのような理想的な動作は難しい。例えば、インターフェースチップIFから見た際のコアチップCC0及びCC1の積層位置の違いやチップ毎の特性の微差により、コアチップCC0の“H”データの出力期間(つまり、データコントロール回路540がONである期間)と、コアチップCC1の“L”データの出力期間(つまり、データコントロール回路541がONである期間)とが、オーバーラップするケースが生じる。 However, such an ideal operation is actually difficult. For example, the output period of the “H” data of the core chip CC0 (that is, the data control circuit 540 is ON) due to the difference in the stacking position of the core chips CC0 and CC1 when viewed from the interface chip IF and the slight difference in characteristics between the chips. Period) and an output period of “L” data of the core chip CC1 (that is, a period in which the data control circuit 541 is ON) may overlap.
このオーバーラップが生じると、“H”データを出力しているコアチップCC0から“L”データを出力しているコアチップCC1への貫通電流が流れる。具体的には、データコントロール回路540から貫通電極TSV1を介してデータコントロール回路541へ、貫通電流が流れる。 When this overlap occurs, a through current flows from the core chip CC0 outputting “H” data to the core chip CC1 outputting “L” data. Specifically, a through current flows from the data control circuit 540 to the data control circuit 541 through the through electrode TSV1.
一般的な設計においては、このような貫通電流が流れる期間は微小であるが、電力消費において上記理想的な状態により近づけるためには該貫通電流を削減したいという希望がある。 In a general design, the period during which such a through current flows is very small, but there is a desire to reduce the through current in order to bring the power consumption closer to the ideal state.
本発明の半導体装置は、データを出力する出力部を各々備えた複数の半導体チップと、前記出力部の各々と接続された配線と、前記配線を介して前記複数の半導体チップの各々から前記データを受け付ける受付部と、を含み、前記出力部が順番に駆動する半導体装置であって、
前記出力部の各々は、オン状態時の抵抗値を変更可能であり、自己の駆動開始時から自己の次に駆動を開始する出力部の駆動開始時の前のタイミングまでの第1期間の間は、オン状態時の抵抗値を第1抵抗値にして前記データを前記配線に出力し、前記第1期間が経過した時点から自己の駆動終了時までの第2期間の間は、前記オン状態時の抵抗値を前記第1抵抗値よりも大きい第2抵抗値にして前記データを前記配線に出力する。
The semiconductor device of the present invention includes a plurality of semiconductor chips each provided with an output unit for outputting data, a wiring connected to each of the output units, and the data from each of the plurality of semiconductor chips via the wiring. And a receiving unit that receives the output, wherein the output unit is sequentially driven,
Each of the output units can change the resistance value in the on state, and during a first period from the start of its own drive to the timing before the start of the drive of the output unit that starts driving next to itself The resistance value in the on state is set to the first resistance value, and the data is output to the wiring. During the second period from the time when the first period has elapsed to the end of the self driving, the on state is The resistance value at the time is set to a second resistance value larger than the first resistance value, and the data is output to the wiring.
本発明によれば、各出力部は、駆動期間の一部が他の出力部の駆動期間の一部と重なるように順番に駆動され、駆動開始時からの第1期間の間は、オン状態時の抵抗値を第1抵抗値にしてデータを配線に出力し、第1期間が経過した時点から駆動終了時までの第2期間の間は、オン状態時の抵抗値を第1抵抗値よりも大きい第2抵抗値にしてデータを配線に出力する。 According to the present invention, each output unit is driven in order so that a part of the drive period overlaps with a part of the drive period of the other output units, and is in the ON state during the first period from the start of the drive. The resistance value at the time is set to the first resistance value, and data is output to the wiring. During the second period from the time when the first period has elapsed until the end of driving, the resistance value in the ON state is set to be higher than the first resistance value. The second resistance value is set to a larger value and data is output to the wiring.
よって、例えば、順番に駆動する出力部の駆動期間にオーバーラップが生じた状況においては、先に駆動していた出力部(以下「第1出力部」と称する)は、オン抵抗値が第2抵抗値に設定された状態で駆動し、後から駆動する出力部(以下「第2出力部」と称する)は、オン抵抗値が第1抵抗値に設定された状態で駆動する。 Therefore, for example, in a situation where overlap occurs in the drive period of the output units that are driven in order, the output unit that has been driven first (hereinafter referred to as the “first output unit”) has the second on-resistance value. An output section that is driven with the resistance value set and driven later (hereinafter referred to as “second output section”) is driven with the on-resistance value set to the first resistance value.
このため、第1出力部と第2出力部との駆動期間にオーバーラップが生じている状況で、第1出力部と第2出力部が互いに異なるレベルのデータを出力しても、第1データ出力部のオン状態時の抵抗値が、第1抵抗値ではなく、抵抗値の大きい第2抵抗値になっているので、配線を介して第1出力部と第2出力部の間を流れる貫通電流を小さくすることが可能になる。 For this reason, even if the first output unit and the second output unit output different levels of data in a situation where there is an overlap in the drive period of the first output unit and the second output unit, the first data Since the resistance value in the ON state of the output unit is not the first resistance value but the second resistance value having a large resistance value, the through-flow flowing between the first output unit and the second output unit via the wiring The current can be reduced.
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態の半導体装置10を示したブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a
半導体装置10では、コアチップCC0〜CC7の各々に設けられたデータコントロール回路54Aは、順番に駆動し、また、駆動期間の一部が他のデータコントロール回路54Aの駆動期間の一部と重なる。また、データコントロール回路54Aの各々は、オン状態時の抵抗値を変更可能である。そして、データコントロール回路54Aの各々は、駆動期間の初期においては、オン状態時の抵抗値を第1抵抗値にしてデータを配線TSVAに出力し、その後、オン状態時の抵抗値を第1抵抗値よりも大きい第2抵抗値にしてデータを配線TSVAに出力する。
In the
本実施形態では、各データコントロール回路54Aは、オン状態時の抵抗値が互いに異なり並列接続された2つの出力ドライバを有しており、各データコントロール回路54Aでは、駆動期間の初期には2つの出力ドライバが駆動し、その後、2つの出力ドライバのうちオン状態時の抵抗値が小さい出力ドライバが駆動する。 In this embodiment, each data control circuit 54A has two output drivers having different resistance values in the on state and connected in parallel. In each data control circuit 54A, two data drivers are provided at the initial stage of the driving period. The output driver is driven, and thereafter, the output driver having a small resistance value in the ON state is driven out of the two output drivers.
まず、半導体装置10の全体構成について説明する。
First, the overall configuration of the
図1において、本実施形態による半導体装置10は、半導体チップである8枚のコアチップCC0〜CC7と、受付部である1枚のインターフェースチップIFと、1枚のインターポーザIPとが、積層された構造を有する。
In FIG. 1, the
コアチップCC0〜CC7及びインターフェースチップIFは、シリコン基板を用いた半導体チップであり、いずれもシリコン基板を貫通する多数の貫通電極TSV(Through Silicon Via)によって上下に隣接するチップと電気的に接続されている。 The core chips CC0 to CC7 and the interface chip IF are semiconductor chips using a silicon substrate, and all of them are electrically connected to adjacent chips vertically by a large number of through silicon vias TSV (Through Silicon Via) penetrating the silicon substrate. Yes.
図2は、貫通電極TSVを説明するための図である。 FIG. 2 is a diagram for explaining the through silicon via TSV.
コアチップCC0〜CC7に設けられた貫通電極TSVの大部分は、図2(a)に示すように、積層方向から見た平面視で同じ位置に設けられた上下の貫通電極TSV1が短絡されて形成された1本の配線として構成されている。貫通電極TSV1にて構成された配線は、コアチップCC0〜CC7内の内部回路4(例えば、データコントロール回路54A)にそれぞれ接続されている。 Most of the through silicon vias TSV provided in the core chips CC0 to CC7 are formed by short-circuiting the upper and lower through silicon vias TSV1 provided at the same position in plan view as seen from the stacking direction, as shown in FIG. It is configured as a single wiring. The wiring constituted by the through silicon via TSV1 is connected to the internal circuit 4 (for example, the data control circuit 54A) in the core chips CC0 to CC7.
これに対し、一部の貫通電極TSVについては、図2(b)に示すように、平面視で同じ位置に設けられた他層の貫通電極TSV2と直接接続されるのではなく、コアチップCC0〜CC7に設けられた内部回路5を介して接続されている。
On the other hand, as shown in FIG. 2B, some of the through silicon vias TSV are not directly connected to the other through silicon via TSV2 provided at the same position in plan view, It is connected via an
さらに他の一部の貫通電極TSVについては、図2(c)に示すように、平面視で異なる位置に設けられた他層の貫通電極TSVと短絡されている。この種の貫通電極TSV3では、平面視で所定の位置Pに設けられた貫通電極TSV3aに各コアチップCC0〜CC7の内部回路6が接続されている。
Further, as shown in FIG. 2C, the other part of the through silicon vias TSV is short-circuited with the other through silicon vias TSV provided at different positions in plan view. In this type of through silicon via TSV3, the
コアチップCC0〜CC7は、1GbのDDR3(Double Data Rate 3)型SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)に含まれる回路ブロックのうち、外部とのインターフェースを行ういわゆるフロントエンド部(フロントエンド機能)が削除された半導体チップである。 The core chips CC0 to CC7 have a so-called front-end function (front-end function) that interfaces with the outside of the circuit blocks included in a 1 Gb DDR3 (Double Data Rate 3) SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory). Semiconductor chip.
インターフェースチップIFは、フロントエンド部のみが集積された半導体チップである。 The interface chip IF is a semiconductor chip in which only the front end portion is integrated.
インターポーザIPは、樹脂からなる回路基板である。 The interposer IP is a circuit board made of resin.
インターポーザIPには、外部端子として、クロック端子11a及び11b、クロックイネーブル端子11c、コマンド端子12a〜12e、アドレス端子13、データ入出力端子14、データストローブ端子15a及び15b、キャリブレーション端子16、及び電源端子17a及び17bが設けられている。これら外部端子は、全てインターフェースチップIFに接続されており、電源端子17a及び17bを除きコアチップCC0〜CC7には直接接続されない。
The interposer IP includes external terminals such as
インターフェースチップIFは、クロック発生回路21と、DLL回路22と、入出力バッファ回路23と、キャリブレーション回路24と、データラッチ回路25と、コマンド入力バッファ31と、コマンドデコーダ32と、不良チップ情報保持回路33と、アドレス入力バッファ41と、モードレジスタ42と、パワーオン検出回路43と、層アドレス設定回路44と、層アドレスコントロール回路45と、を含む。
The interface chip IF includes a
コアチップCC0〜CC7は、それぞれ、層アドレス発生回路46と、層アドレス比較回路(チップ情報比較回路)47と、メモリセルアレイ50と、ロウデコーダ51と、カラムデコーダ52と、センス回路53と、データコントロール回路54Aと、テスト用の入出力回路55と、ロウ制御回路61と、カラム制御回路62と、コントロールロジック回路63と、モードレジスタ64と、テスト用のコマンドデコーダ65と、内部電圧発生回路70と、パワーオン検出回路71と、テストパッドTP1〜TP6と、入力バッファB1及びB2と、を含む。
Each of the core chips CC0 to CC7 includes a layer address generation circuit 46, a layer address comparison circuit (chip information comparison circuit) 47, a
クロック端子11a及び11bは、それぞれ外部クロック信号CK及び/CKが供給される端子である。クロックイネーブル端子11cは、クロックイネーブル信号CKEが入力される端子である。外部クロック信号CK及び/CKとクロックイネーブル信号CKEは、クロック発生回路21に供給される。
The
なお、本明細書において信号名の先頭に「/」が付されている信号は、対応する信号の反転信号又はローアクティブな信号であることを意味する。したがって、外部クロック信号CKと外部クロック信号/CKとは互いに相補の信号である。 In the present specification, a signal having “/” at the beginning of a signal name means an inverted signal of the corresponding signal or a low active signal. Therefore, external clock signal CK and external clock signal / CK are complementary signals.
クロック発生回路21は、内部クロック信号ICLKを生成する。内部クロック信号ICLKは、インターフェースチップIF内の各種回路ブロックに供給される他、各貫通電極TSVを介してコアチップCC0〜CC7にも共通に供給される。
The
DLL回路22は、入出力用クロック信号LCLKを生成する。入出力用クロック信号LCLKは、入出力バッファ回路23に供給される。なお、DLL機能は、半導体装置10が外部と通信するに当たり、外部との同期がマッチングされた信号LCLKでフロントエンドを制御するために用いられる。
The
コマンド端子12a〜12eは、それぞれ、ロウアドレスストローブ信号/RAS、カラムアドレスストローブ信号/CAS、ライトイネーブル信号/WE、チップセレクト信号/CS、及びオンダイターミネーション信号ODTが供給される端子である。これらのコマンド信号は、コマンド入力バッファ31に供給される。
The command terminals 12a to 12e are terminals to which a row address strobe signal / RAS, a column address strobe signal / CAS, a write enable signal / WE, a chip select signal / CS, and an on-die termination signal ODT are supplied, respectively. These command signals are supplied to the
コマンド入力バッファ31は、コマンド信号を、コマンドデコーダ32に供給する。
The
コマンドデコーダ32は、内部クロックICLKに同期して、コマンド信号の保持、デコード及びカウントなどを行うことによって、各種内部コマンドICMDを生成する。内部コマンドICMDは、インターフェースチップIF内の各種回路ブロックに供給される他、各貫通電極TSVを介してコアチップCC0〜CC7にも共通に供給される。
The
アドレス端子13は、アドレス信号A0〜A15及びBA0〜BA2が供給される端子である。アドレス信号A0〜A15及びBA0〜BA2は、アドレス入力バッファ41に供給される。 The address terminal 13 is a terminal to which address signals A0 to A15 and BA0 to BA2 are supplied. Address signals A0 to A15 and BA0 to BA2 are supplied to an address input buffer 41.
アドレス入力バッファ41の出力は、各貫通電極TSVを介してコアチップCC0〜CC7に共通に供給される。また、モードレジスタセットにエントリーしている場合には、アドレス信号A0〜A15は、モードレジスタ42に供給される。また、アドレス信号BA0〜BA2(バンクアドレス)については、インターフェースチップIFに設けられた図示しないアドレスデコーダによってデコードされ、これにより得られるバンク選択信号Bがデータラッチ回路25に供給される。
The output of the address input buffer 41 is supplied in common to the core chips CC0 to CC7 via each through silicon via TSV. When the entry is made in the mode register set, the address signals A0 to A15 are supplied to the
データ入出力端子14は、リードデータ又はライトデータDQ0〜DQ15の入出力を行うための端子である。データストローブ端子15a及び15bは、ストローブ信号DQS及び/DQSの入出力を行うための端子である。データ入出力端子14とデータストローブ端子15a及び15bは、入出力バッファ回路23に接続されている。
The data input /
入出力バッファ回路23は、入力バッファIB及び出力バッファOBを含む。入出力バッファ回路23は、入出力用クロック信号LCLKに同期して、リードデータ又はライトデータDQ0〜DQ15及びストローブ信号DQS及び/DQSの入出力を行う。 The input / output buffer circuit 23 includes an input buffer IB and an output buffer OB. The input / output buffer circuit 23 inputs / outputs read data or write data DQ0 to DQ15 and strobe signals DQS and / DQS in synchronization with the input / output clock signal LCLK.
また、入出力バッファ回路23は、コマンドデコーダ32から内部オンダイターミネーション信号IODTを受け付けると、出力バッファOBを終端抵抗として機能させる。
When the input / output buffer circuit 23 receives the internal on-die termination signal IODT from the
さらに、入出力バッファ回路23は、キャリブレーション回路24からインピーダンスコードDRZQを受け付けると、これによって出力バッファOBのインピーダンスを指定する。入出力バッファ回路23は、周知のFIFO回路を含む。 Furthermore, when the input / output buffer circuit 23 receives the impedance code DRZQ from the calibration circuit 24, the input / output buffer circuit 23 designates the impedance of the output buffer OB. The input / output buffer circuit 23 includes a well-known FIFO circuit.
キャリブレーション回路24は、出力バッファOBと同じ回路構成を有するレプリカバッファRBを含む。キャリブレーション回路24は、コマンドデコーダ32よりキャリブレーション信号ZQを受け付けると、キャリブレーション端子16に接続された外部抵抗(図示せず)の抵抗値を参照することによってキャリブレーション動作を行う。キャリブレーション動作とは、レプリカバッファRBのインピーダンスを外部抵抗の抵抗値と一致させる動作であり、インピーダンスコードDRZQが入出力バッファ回路23に供給される。これにより、出力バッファOBのインピーダンスが所望の値に調整される。
The calibration circuit 24 includes a replica buffer RB having the same circuit configuration as the output buffer OB. Upon receiving the calibration signal ZQ from the
入出力バッファ回路23は、データラッチ回路25に接続されている。
The input / output buffer circuit 23 is connected to the
データラッチ回路25は、周知なDDR機能を実現するレイテンシ制御によって動作するFIFO機能を実現するFIFO回路(不図示)とマルチプレクサMUX(不図示)とを含む。
The
データラッチ回路25は、コアチップCC0〜CC7から供給されるパラレルなリードデータをシリアル変換するとともに、入出力バッファ回路23から供給されるシリアルなライトデータをパラレル変換する。
The
電源端子17a及び17bは、それぞれ電源電位VDD及びVSSが供給される端子であり、パワーオン検出回路43に接続されるとともに、貫通電極TSVを介してコアチップCC0〜CC7にも接続されている。
The
パワーオン検出回路43は、電源の投入を検出する回路であり、電源の投入を検出すると層アドレスコントロール回路45を活性化させる。
The power-on
層アドレスコントロール回路45は、半導体装置10のI/O構成に応じて層アドレスを変更するための回路である。層アドレスコントロール回路45は、I/O数に応じたアドレス割り付けの変更を制御し、また、貫通電極TSVを介して各コアチップCC0〜CC7に共通に接続されている。
The layer
層アドレス設定回路44は、貫通電極TSVを介してコアチップCC0〜CC7に接続されている。層アドレス設定回路44は、図2(b)に示すタイプの貫通電極TSV2を用いて、コアチップCC0〜CC7の層アドレス発生回路46にカスケード接続されており、テスト時においてコアチップCC0〜CC7に設定された層アドレスを読み出す役割を果たす。
The layer
不良チップ情報保持回路33は、正常に動作しない不良コアチップがアセンブリ後に発見された場合に、そのチップ番号を保持する。不良チップ情報保持回路33は、貫通電極TSVを介してコアチップCC0〜CC7に接続されている。不良チップ情報保持回路33は、図2(c)に示すタイプの貫通電極TSV3を用いて、シフトされながらコアチップCC0〜CC7に接続されている。
The defective chip
メモリセルアレイ50は、いずれも8バンクに分割されている。なお、バンクとは、個別にコマンドを受け付け可能な単位である。メモリセルアレイ50内においては、複数のワード線WLと複数のビット線BLが交差しており、その交点にはメモリセルMCが配置されている。なお、図1においては、1本のワード線WL、1本のビット線BL及び1個のメモリセルMCのみを示している。
The
ワード線WLの選択はロウデコーダ51によって行われる。また、ビット線BLはセンス回路53内の対応するセンスアンプSAに接続されている。センスアンプSAの選択はカラムデコーダ52によって行われる。
Selection of the word line WL is performed by the
ロウデコーダ51は、ロウ制御回路61より供給されるロウアドレスによって制御される。
The
ロウ制御回路61には、貫通電極TSVを介してインターフェースチップIFより供給されるロウアドレスを受けるアドレスバッファ61aが含まれており、アドレスバッファ61aによってバッファリングされたロウアドレスがロウデコーダ51に供給される。なお、貫通電極TSVを介して供給されるアドレス信号は、入力バッファB1を介して、ロウ制御回路61などに供給される。
The
また、ロウ制御回路61にはリフレッシュカウンタ61bも含まれており、コントロールロジック回路63からリフレッシュ信号が発行された場合には、リフレッシュカウンタ61bが示すロウアドレスがロウデコーダ51に供給される。
The
カラムデコーダ52は、カラム制御回路62より供給されるカラムアドレスによって制御される。
The
カラム制御回路62は、貫通電極TSVを介してインターフェースチップIFより供給されるカラムアドレスを受けるアドレスバッファ62aを含み、アドレスバッファ62aによってバッファリングされたカラムアドレスをカラムデコーダ52に供給する。また、カラム制御回路62は、バースト長をカウントするバーストカウンタ62bも含む。
The column control circuit 62 includes an
カラムデコーダ52によって選択されたセンスアンプSAは、さらに、図示しないいくつかのアンプ(サブアンプやデータアンプなど)を介して、データコントロール回路54Aに接続される。データコントロール回路54Aは、貫通電極TSVを介してインターフェースチップIFから供給される内部コマンドICMDである制御信号を受け、この制御信号に基づいて動作する。
The sense amplifier SA selected by the
これにより、リード動作時においては、リードデータがデータコントロール回路54Aから出力され、ライト動作時においては、ライトデータがデータコントロール回路54Aに入力される。各データコントロール回路54Aのデータ入出力部とインターフェースチップIFとの間は、配線TSVAを介してパラレルに接続される。なお、配線TSVAは、図2(a)に示した形式の貫通電極である。 Thus, read data is output from the data control circuit 54A during the read operation, and write data is input to the data control circuit 54A during the write operation. The data input / output unit of each data control circuit 54A and the interface chip IF are connected in parallel via a wiring TSVA. Note that the wiring TSVA is a through electrode of the type shown in FIG.
コントロールロジック回路63は、貫通電極TSVを介してインターフェースチップIFから供給される内部コマンドICMDを受け、これに基づいてロウ制御回路61とカラム制御回路62とデータコントロール回路54Aの動作を制御する。コントロールロジック回路63には、層アドレス比較回路(チップ情報比較回路)47が接続されている。
The
層アドレス比較回路47は、貫通電極TSVを介してインターフェースチップIFより供給されるアドレス信号の一部であるSEL(チップ選択情報)と、層アドレス発生回路46に設定された層アドレスLID(チップ識別情報)と、を比較することにより、当該コアチップがアクセス対象であるか否かを検出する。
The layer
層アドレス発生回路46には、初期化時において各コアチップCC0〜CC7に固有の層アドレスが設定される。層アドレス発生回路46には、貫通電極TSVを介して不良チップ情報保持回路33から不良チップ信号DEFが供給される。
In the layer address generation circuit 46, a unique layer address is set to each of the core chips CC0 to CC7 at the time of initialization. The layer address generation circuit 46 is supplied with a defective chip signal DEF from the defective chip
不良チップ信号DEFは、図2(c)に示すタイプの貫通電極TSV3を用いて各コアチップCC0〜CC7に供給される。不良チップ信号DEFは、当該コアチップが不良チップである場合に活性化される信号であり、これが活性化している場合、層アドレス発生回路46はインクリメントした層アドレスではなく、インクリメントされていない層アドレスを下層のコアチップに転送する。 The defective chip signal DEF is supplied to the core chips CC0 to CC7 using the through silicon via TSV3 of the type shown in FIG. The defective chip signal DEF is a signal that is activated when the core chip is a defective chip. When the core chip is activated, the layer address generation circuit 46 uses a layer address that is not incremented instead of an incremented layer address. Transfer to the lower core chip.
また、不良チップ信号DEFはコントロールロジック回路63にも供給されており、不良チップ信号DEFが活性化している場合にはコントロールロジック回路63の動作が完全に停止する。
The defective chip signal DEF is also supplied to the
また、コントロールロジック回路63の出力は、モードレジスタ64にも供給されている。これにより、コントロールロジック回路63の出力がモードレジスタセットを示している場合、アドレス信号によってモードレジスタ64の設定値が上書きされる。これにより、コアチップCC0〜CC7の動作モードが設定される。
The output of the
内部電圧発生回路70には電源電位VDD及びVSSが供給されている。内部電圧発生回路70は、電源電位VDD及びVSSを受けて各種内部電圧を生成する。
The internal
内部電圧発生回路70により生成される内部電圧としては、各種周辺回路の動作電源として用いる内部電圧VPERI(≒VDD)、メモリセルアレイ50のアレイ電圧として用いる内部電圧VARY(<VDD)、ワード線WLの活性化電位である内部電圧VPP(>VDD)などが含まれる。
The internal voltage generated by the internal
パワーオン検出回路71は、電源の投入を検出すると各種内部回路のリセットを行う。
The power-on
コアチップCC0〜CC7に含まれる上記の周辺回路は、貫通電極TSVを介してインターフェースチップIFから供給される内部クロック信号ICLKに同期して動作する。内部クロック信号ICLKは、入力バッファB2を介して各種周辺回路に供給される。 The peripheral circuits included in the core chips CC0 to CC7 operate in synchronization with the internal clock signal ICLK supplied from the interface chip IF through the through silicon via TSV. The internal clock signal ICLK is supplied to various peripheral circuits via the input buffer B2.
本実施形態では、コアチップCC0〜CC7には、いくつかのテストパッドTPと、テスト用のコマンドデコーダ65が設けられており、テストパッドTPからアドレス信号、テストデータやコマンド信号の入力が可能とされている。
In the present embodiment, the core chips CC0 to CC7 are provided with several test pads TP and a
テストパッドTPとしては、クロック信号が入力されるテストパッドTP1、アドレス信号が入力されるテストパッドTP2、コマンド信号が入力されるテストパッドTP3、テストデータの入出力を行うためのテストパッドTP4、データストローブ信号の入出力を行うためのテストパッドTP5、及び電源電位を供給するためのテストパッドTP6が含まれている。 The test pad TP includes a test pad TP1 to which a clock signal is input, a test pad TP2 to which an address signal is input, a test pad TP3 to which a command signal is input, a test pad TP4 for inputting / outputting test data, and data A test pad TP5 for inputting / outputting a strobe signal and a test pad TP6 for supplying a power supply potential are included.
次に、コアチップCC0〜CC7の各々に設けられたデータコントロール回路54Aについて説明する。 Next, the data control circuit 54A provided in each of the core chips CC0 to CC7 will be described.
各データコントロール回路54Aは、1つずつ順番に駆動し、また、駆動期間の一部が他のデータコントロール回路54Aの駆動期間の一部と重なる。 Each data control circuit 54A is sequentially driven one by one, and a part of the driving period overlaps a part of the driving period of the other data control circuit 54A.
図3は、データコントロール回路54Aを示した図である。 FIG. 3 shows the data control circuit 54A.
図3において、データコントロール回路54Aは、出力部の一例である。 In FIG. 3, the data control circuit 54A is an example of an output unit.
データコントロール回路54Aは、並列に接続された出力ドライバ54A1及び54A2を含む。 The data control circuit 54A includes output drivers 54A1 and 54A2 connected in parallel.
出力ドライバ54A1は、第1データ出力部の一例である。出力ドライバ54A1は、NAND回路NAND1及びNAND2と、NOR回路NOR1と、インバータINV1〜INV3と、PMOSトランジスタPMOS1と、NMOSトランジスタNMOS1と、を含む。 The output driver 54A1 is an example of a first data output unit. The output driver 54A1 includes NAND circuits NAND1 and NAND2, a NOR circuit NOR1, inverters INV1 to INV3, a PMOS transistor PMOS1, and an NMOS transistor NMOS1.
出力ドライバ54A1は、制御信号DSP1_p及びPCLKOER_pと、出力データ信号DOUTBPjk及びDOUTBNjkと、を受け付ける。なお、出力ドライバ54A1は、制御信号DSP1_p及びPCLKOER_pを、貫通電極TSVおよびコントロールロジック回路63を介してインターフェースチップIFから内部コマンドICMDとして受け付ける。制御信号DSP1_p及びPCLKOER_pは、インターフェースチップIF内のコマンドデコーダ32にて生成される。
The output driver 54A1 receives the control signals DSP1_p and PCLKOER_p and the output data signals DOUTBPjk and DOUTBNjk. The output driver 54A1 receives the control signals DSP1_p and PCLKOER_p from the interface chip IF as the internal command ICMD via the through silicon via TSV and the
出力ドライバ54A1は、制御信号DSP1_p及びPCLKOER_pが共に“H”であるときに活性状態となる。 The output driver 54A1 is activated when both the control signals DSP1_p and PCLKOER_p are “H”.
出力ドライバ54A1は、活性状態の際に、出力データ信号DOUTBPjk及びDOUTBNjkが“L”であるときには、PMOSトランジスタPMOS1がオンとなりNMOSトランジスタNMOS1がオフとなり、出力データのレベルが電位VDDQ(“H”)となる。 When the output driver 54A1 is in an active state and the output data signals DOUTBPjk and DOUTBNjk are “L”, the PMOS transistor PMOS1 is turned on and the NMOS transistor NMOS1 is turned off, and the level of the output data is the potential VDDQ (“H”). It becomes.
また、出力ドライバ54A1は、活性状態の際に、出力データ信号DOUTBPjk及びDOUTBNjkが“H”であるときには、PMOSトランジスタPMOS1がオフとなりNMOSトランジスタNMOS1がオンとなり、出力データのレベルが電位VSSQ(“L”)となる。 When the output data signals DOUTBPjk and DOUTBNjk are “H” in the active state, the output driver 54A1 is turned off, the PMOS transistor PMOS1 is turned off, the NMOS transistor NMOS1 is turned on, and the output data level becomes the potential VSSQ (“L” )).
出力ドライバ54A2は、第2データ出力部の一例である。出力ドライバ54A2は、NAND回路NAND3と、NOR回路NOR2と、インバータINV4〜INV6と、PMOSトランジスタPMOS2と、NMOSトランジスタNMOS2と、を含む。 The output driver 54A2 is an example of a second data output unit. The output driver 54A2 includes a NAND circuit NAND3, a NOR circuit NOR2, inverters INV4 to INV6, a PMOS transistor PMOS2, and an NMOS transistor NMOS2.
出力ドライバ54A2は、制御信号DSP0_pと、出力データ信号DOUTBPjk及びDOUTBNjkと、を受け付ける。なお、出力ドライバ54A2は、制御信号DSP0_pを、貫通電極TSVおよびコントロールロジック回路63を介してインターフェースチップIFから内部コマンドICMDとして受け付ける。制御信号DSP0_pは、インターフェースチップIF内のコマンドデコーダ32にて生成される。
The output driver 54A2 receives the control signal DSP0_p and the output data signals DOUTBPjk and DOUTBNjk. The output driver 54A2 receives the control signal DSP0_p as the internal command ICMD from the interface chip IF via the through silicon via TSV and the
出力ドライバ54A2は、制御信号DSP0_pが“H”であるときに活性状態となる。 The output driver 54A2 is activated when the control signal DSP0_p is “H”.
出力ドライバ54A2は、活性状態の際に、出力データ信号DOUTBPjk及びDOUTBNjkが“L”であるときには、PMOSトランジスタPMOS1がオンとなりNMOSトランジスタNMOS1がオフとなり、出力データのレベルが電位VDDQ(“H”)となる。 When the output driver 54A2 is in the active state and the output data signals DOUTBPjk and DOUTBNjk are “L”, the PMOS transistor PMOS1 is turned on and the NMOS transistor NMOS1 is turned off, and the level of the output data is the potential VDDQ (“H”). It becomes.
また、出力ドライバ54A2は、活性状態の際に、出力データ信号DOUTBPjk及びDOUTBNjkが“H”であるときには、PMOSトランジスタPMOS1がオフとなりNMOSトランジスタNMOS1がオンとなり、出力データのレベルが電位VSSQ(“L”)となる。 When the output data signals DOUTBPjk and DOUTBNjk are “H” in the active state, the output driver 54A2 is turned off, the PMOS transistor PMOS1 is turned off, the NMOS transistor NMOS1 is turned on, and the level of the output data is set to the potential VSSQ (“L” )).
データコントロール回路54Aでは、出力ドライバ54A2のオン状態時の抵抗値(PMOSトランジスタPMOS2とNMOSトランジスタNMOS2のオン抵抗値)が、出力ドライバ54A1のオン状態時の抵抗値(PMOSトランジスタPMOS1とNMOSトランジスタNMOS1のオン抵抗値)よりも大きくなるように、出力ドライバ54A2及び54A1が設けられている。 In the data control circuit 54A, the resistance value when the output driver 54A2 is on (the on-resistance value of the PMOS transistor PMOS2 and the NMOS transistor NMOS2) is the resistance value when the output driver 54A1 is on (the PMOS transistor PMOS1 and the NMOS transistor NMOS1). The output drivers 54A2 and 54A1 are provided so as to be larger than the (on-resistance value).
本実施形態では、出力ドライバ54A2のオン状態時の抵抗値が、出力ドライバ54A1のオン状態時の抵抗値の2倍に設定されている。なお、出力ドライバ54A2のオン状態時の抵抗値は、出力ドライバ54A1のオン状態時の抵抗値の2倍でなくてもよく、出力ドライバ54A1のオン状態時の抵抗値よりも大きければよい。 In the present embodiment, the resistance value when the output driver 54A2 is in the on state is set to twice the resistance value when the output driver 54A1 is in the on state. Note that the resistance value when the output driver 54A2 is in the on state may not be twice the resistance value when the output driver 54A1 is in the on state, and may be larger than the resistance value when the output driver 54A1 is in the on state.
本実施形態では、PMOSトランジスタPMOS1の大きさ(サイズ)をPMOSトランジスタPMOS2の大きさ(サイズ)の2倍にし、NMOSトランジスタNMOS1の大きさ(サイズ)をNMOSトランジスタNMOS2の大きさ(サイズ)の2倍にすることで、出力ドライバ54A2のオン状態時の抵抗値を、出力ドライバ54A1のオン状態時の抵抗値の2倍に設定している。 In the present embodiment, the size (size) of the PMOS transistor PMOS1 is twice the size (size) of the PMOS transistor PMOS2, and the size (size) of the NMOS transistor NMOS1 is 2 times the size (size) of the NMOS transistor NMOS2. By doubling, the resistance value when the output driver 54A2 is on is set to twice the resistance value when the output driver 54A1 is on.
各データコントロール回路54Aは、自己の駆動開始時から自己の次に駆動を開始するデータコントロール回路54Aの駆動開始時の前のタイミングまでの期間(以下「第1期間」と称する)の間は、オン状態時の抵抗値を第1抵抗値(出力ドライバ54A1及び54A2のオン状態時の抵抗の合成値、または、出力ドライバ54A1のオン状態時の抵抗値)にして、出力データを配線TSVAに出力する。 Each data control circuit 54A has a period (hereinafter referred to as “first period”) from the start of its own driving to the timing before the start of driving of the data control circuit 54A that starts driving next to itself. The resistance value in the on state is set to the first resistance value (the combined value of the resistors in the on state of the output drivers 54A1 and 54A2 or the resistance value in the on state of the output driver 54A1), and the output data is output to the wiring TSVA. To do.
また、各データコントロール回路54Aは、第1期間が経過した時点から自己の駆動終了時までの期間(以下「第2期間」と称する)の間は、オン状態時の抵抗値を第1抵抗値よりも大きい第2抵抗値(出力ドライバ54A2のオン状態時の抵抗値)にして、出力データを配線TSVAに出力する。 Each data control circuit 54A determines the resistance value in the on state as the first resistance value during the period from the time when the first period has elapsed until the end of its own driving (hereinafter referred to as "second period"). Output data is output to the wiring TSVA with a second resistance value larger than that (resistance value when the output driver 54A2 is in the ON state).
例えば、各データコントロール回路54Aでは、第1期間の間は、少なくとも、オン状態の出力ドライバ54A1が出力データを配線TSVAに出力し、第2期間の間は、出力ドライバ54A1をオフ状態としオン状態の出力ドライバ54A2が出力データを配線TSVAに出力する。 For example, in each data control circuit 54A, at least during the first period, the output driver 54A1 in the on state outputs the output data to the wiring TSVA, and during the second period, the output driver 54A1 is in the off state and is in the on state. Output driver 54A2 outputs the output data to the wiring TSVA.
このように、本実施形態による半導体装置10は、データを出力する出力部54Aを各々備えた複数の半導体チップCC0〜CC7と、出力部54Aの各々と接続された配線TSVAと、配線TSVAを介してデータを受け付ける受付部IFと、を含み、出力部54Aが順番に駆動する半導体装置10であって、出力部54Aの各々は、オン状態時の抵抗値を変更可能であり、自己の駆動開始時から自己の次に駆動を開始する出力部54Aの駆動開始時の前のタイミングまでの第1期間の間は、オン状態時の抵抗値を第1抵抗値にしてデータを配線TSVAに出力し、第1期間が経過した時点から自己の駆動終了時までの第2期間の間は、オン状態時の抵抗値を第1抵抗値よりも大きい第2抵抗値にしてデータを配線TSVAに出力する。
As described above, the
また、本実施形態による半導体装置10では、出力部54Aの各々は、第1データ出力部54A1と、オン状態時の抵抗値が第1データ出力部54A1よりも大きい第2データ出力部54A2と、を有し、第1データ出力部54A1と第2データ出力部54A2は、並列に接続され、第1期間の間は、少なくとも、オン状態の第1データ出力部54A1がデータを配線TSVAに出力し、第2期間の間は、第1データ出力部54A1がオフ状態となりオン状態の第2データ出力部54A2がデータを配線TSVAに出力する。
In the
また、本実施形態による半導体装置10では、第1データ出力部54A1のサイズは、第2データ出力部54A2のサイズよりも大きい。
In the
次に、動作を説明する。以下では、コアチップCC0の駆動に続いてコアチップCC1が駆動する例を説明する。 Next, the operation will be described. Hereinafter, an example in which the core chip CC1 is driven following the driving of the core chip CC0 will be described.
図4は、コアチップCC0の駆動に続いてコアチップCC1が駆動するときの動作を説明するためのタイミングチャートである。 FIG. 4 is a timing chart for explaining an operation when the core chip CC1 is driven following the driving of the core chip CC0.
コアチップCC0内のデータコントロール回路54A(以下「データコントロール回路54AC0」と称する)が駆動を開始する時刻t1になると、コアチップCC0では、制御信号DSP0_p及びDSP1_p(図4では「DSP0,1_p」と記載)と制御信号PCLKOERが共に“H”になる。 At time t1 when the data control circuit 54A (hereinafter referred to as “data control circuit 54AC0”) in the core chip CC0 starts driving, the control signals DSP0_p and DSP1_p (described as “DSP0, 1_p” in FIG. 4) in the core chip CC0. And the control signal PCLKOER both become “H”.
このため、データコントロール回路54AC0では、出力ドライバ54A1及び54A2が共に活性状態になり、出力データ信号DOUTBPjk及びDOUTBNjkに応じた出力データが出力される。この状況では、データコントロール回路54AC0のオン動作時の抵抗値は、出力ドライバ54A2のみが活性状態であるときのオン動作時の抵抗値に比べて小さくなる。 Therefore, in the data control circuit 54AC0, the output drivers 54A1 and 54A2 are both activated, and output data corresponding to the output data signals DOUTBPjk and DOUTBNjk is output. In this situation, the resistance value during the on operation of the data control circuit 54AC0 is smaller than the resistance value during the on operation when only the output driver 54A2 is in the active state.
その後、第1期間P1が経過して時刻t2になると、制御信号DSP0_p及びDSP1_pは“H”を維持したまま制御信号PCLKOERが“L”になる。 Thereafter, when the first period P1 elapses and time t2 is reached, the control signal PCLKOER becomes “L” while maintaining the control signals DSP0_p and DSP1_p at “H”.
このため、データコントロール回路54AC0では、出力ドライバ54A2が活性状態を維持したまま出力ドライバ54A1が非活性状態(オフ状態)となる。よって、データコントロール回路54AC0のオン動作時の抵抗値は大きくなる。 Therefore, in the data control circuit 54AC0, the output driver 54A1 is deactivated (off state) while the output driver 54A2 is maintained in the activated state. Therefore, the resistance value when the data control circuit 54AC0 is turned on increases.
この状況で、つまり、コアチップCC0内のデータコントロール回路54Aにおいて出力ドライバ54A1がオフ状態であって出力ドライバ54A2がオン状態である状況で、コアチップCC1内のデータコントロール回路54A(以下「コントロール回路54AC1」と称する)が駆動を開始する時刻t3になると、コアチップCC1では、制御信号DSP0_p及びDSP1_pと制御信号PCLKOERが共に“H” になり、出力データ信号DOUTBPjk及びDOUTBNjkに応じた出力データが出力される。 In this situation, that is, in the situation where the output driver 54A1 is in the off state and the output driver 54A2 is in the on state in the data control circuit 54A in the core chip CC0, the data control circuit 54A in the core chip CC1 (hereinafter “control circuit 54AC1”). In the core chip CC1, the control signals DSP0_p and DSP1_p and the control signal PCLKOER both become “H”, and output data corresponding to the output data signals DOUTBPjk and DOUTBNjk is output.
この状況のデータコントロール回路54AC1では、出力ドライバ54A1及び54A2が共に活性状態になる。よって、データコントロール回路54AC1のオン動作時の抵抗値は、出力ドライバ54A2のみが活性状態であるときの抵抗値に比べて小さくなる。 In the data control circuit 54AC1 in this situation, both the output drivers 54A1 and 54A2 are activated. Therefore, the resistance value when the data control circuit 54AC1 is turned on is smaller than the resistance value when only the output driver 54A2 is in the active state.
時刻t3では、データコントロール回路54AC0(コアチップCC0内のデータコントロール回路54A)とデータコントロール回路54AC1(コアチップCC1内のデータコントロール回路54A)とが共にオン状態のため、データコントロール回路54AC0とデータコントロール回路54AC1とが、配線TSVAを介して導通する。 At time t3, both the data control circuit 54AC0 (the data control circuit 54A in the core chip CC0) and the data control circuit 54AC1 (the data control circuit 54A in the core chip CC1) are on, so the data control circuit 54AC0 and the data control circuit 54AC1 Is conducted through the wiring TSVA.
よって、データコントロール回路54AC0とデータコントロール回路54AC1の各々の出力データのレベルが異なる場合、データコントロール回路54AC0とデータコントロール回路54AC1との間で配線TSVAを介して貫通電流が流れる。 Therefore, when the output data levels of the data control circuit 54AC0 and the data control circuit 54AC1 are different, a through current flows between the data control circuit 54AC0 and the data control circuit 54AC1 via the wiring TSVA.
しかしながら、この際、データコントロール回路54AC0の抵抗値は、駆動開始時よりも大きくなっているため、データコントロール回路54AC0とデータコントロール回路54AC1との間を流れる貫通電流を低い値に抑えることが可能になる。 However, at this time, since the resistance value of the data control circuit 54AC0 is larger than that at the start of driving, the through current flowing between the data control circuit 54AC0 and the data control circuit 54AC1 can be suppressed to a low value. Become.
なお、データコントロール回路54AC0とデータコントロール回路54AC1との間を貫通電流が流れる状態は、図4に示したオーバーラップ期間P2(時刻t3からデータコントロール回路54AC0が駆動を終了する時刻t4までの期間)の間続く。その後、時刻t4になると、データコントロール回路54AC0がオフ状態となり、その後、データコントロール回路54AC0とデータコントロール回路54AC1との間を流れる貫通電流がなくなる。 The state in which the through current flows between the data control circuit 54AC0 and the data control circuit 54AC1 is the overlap period P2 shown in FIG. 4 (the period from time t3 to time t4 when the data control circuit 54AC0 finishes driving). Last for. Thereafter, at time t4, the data control circuit 54AC0 is turned off, and thereafter, no through current flows between the data control circuit 54AC0 and the data control circuit 54AC1.
図5は、コアチップCC0が“L”の出力データDQを出力している状況でコアチップCC1が“H”の出力データDQを出力した際、及び、コアチップCC0が“H”の出力データDQを出力している状況でコアチップCC1が“L”の出力データDQを出力した際にコアチップCC0およびCC1間を流れる貫通電流についてのシミュレーション結果を示した図である。 FIG. 5 shows a state where the core chip CC0 outputs “L” output data DQ and the core chip CC1 outputs “H” output data DQ, and the core chip CC0 outputs “H” output data DQ. FIG. 10 is a diagram showing a simulation result of a through current flowing between the core chips CC0 and CC1 when the core chip CC1 outputs “L” output data DQ in a situation where
図5に示したように、本実施形態(データコントロール回路54Aが駆動期間の終盤では出力ドライバ54A2のみ使用する場合)は、オリジナル(データコントロール回路54Aが駆動期間中に出力ドライバ54A1及び54A2を使用する場合)に比べて、貫通電流を低い値に抑えることが可能になる。 As shown in FIG. 5, this embodiment (when the data control circuit 54A uses only the output driver 54A2 at the end of the driving period) is the original (the data control circuit 54A uses the output drivers 54A1 and 54A2 during the driving period). The through current can be suppressed to a lower value than in the case of
なお、図3〜5を用いて説明した貫通電流の抑制手法は、コアチップCC0とコアチップCC1との関係においてのみ行われるものではなく、例えば、図4に示したように駆動期間がオーバーラップしながら順番に駆動するデータコントロール回路54Aを有するコアチップ間においても行われる。 Note that the through current suppression method described with reference to FIGS. 3 to 5 is not performed only in the relationship between the core chip CC0 and the core chip CC1, and for example, while the drive periods overlap as illustrated in FIG. This is also performed between core chips having data control circuits 54A that are driven in sequence.
本実施形態によれば、駆動期間の一部が他のデータコントロール回路54Aの駆動期間の一部と重なるように順番に駆動されるデータコントロール回路54Aの各々は、駆動開始時からの第1期間の間は、オン状態時の抵抗値を第1抵抗値にしてデータを配線TSVAに出力し、第1期間が経過した時点から駆動終了時までの第2期間の間は、オン状態時の抵抗値を第1抵抗値よりも大きい第2抵抗値にしてデータを配線TSVAに出力する。 According to the present embodiment, each of the data control circuits 54A that are sequentially driven so that a part of the drive period overlaps with a part of the drive period of the other data control circuit 54A is the first period from the start of the drive. During this period, the resistance value in the on state is set to the first resistance value, and data is output to the wiring TSVA. During the second period from the time when the first period has elapsed to the end of driving, the resistance in the on state is The value is set to a second resistance value larger than the first resistance value, and data is output to the wiring TSVA.
よって、例えば、順番に駆動する2つのデータコントロール回路54AC0及び54AC1の駆動期間にオーバーラップが生じた状況においては、先に駆動するデータコントロール回路54AC0では、オン抵抗値が第2抵抗値に設定された状態で駆動し、後から駆動するデータコントロール回路54AC1は、オン抵抗値が第1抵抗値に設定された状態で駆動する。 Therefore, for example, in a situation where overlap occurs in the drive periods of the two data control circuits 54AC0 and 54AC1 that are driven in sequence, the on-resistance value is set to the second resistance value in the data control circuit 54AC0 that is driven first. The data control circuit 54AC1 that is driven in a state that is driven later is driven in a state in which the on-resistance value is set to the first resistance value.
このため、データコントロール回路54AC0及び54AC1の駆動期間にオーバーラップが生じている状況で、データコントロール回路54AC0及び54AC1が互いに異なるレベルのデータを出力しても、データコントロール回路54AC0のオン状態時の抵抗値が、第1抵抗値ではなく、抵抗値の大きい第2抵抗値になっているので、配線TSVAを介してデータコントロール回路54AC0及び54AC1の間を流れる貫通電流を小さくすることが可能になる。 Therefore, even when the data control circuits 54AC0 and 54AC1 output different levels of data in a situation where there is an overlap in the driving period of the data control circuits 54AC0 and 54AC1, the resistance when the data control circuit 54AC0 is in the ON state Since the value is not the first resistance value but the second resistance value having a large resistance value, the through current flowing between the data control circuits 54AC0 and 54AC1 via the wiring TSVA can be reduced.
また、駆動開始時には、データコントロール回路54Aのオン状態時の抵抗値が小さくなるので、データコントロール回路54Aの出力電流が大きくなり、出力データの遷移時間を短くすることも可能になる。 At the start of driving, since the resistance value when the data control circuit 54A is in the ON state is small, the output current of the data control circuit 54A is large, and the transition time of the output data can be shortened.
また、本実施形態では、データコントロール回路54Aの各々は、出力ドライバ54A1と、オン状態時の抵抗値が出力ドライバ54A1よりも大きい出力ドライバ54A2と、を有する。出力ドライバ54A1と出力ドライバ54A2は、並列に接続されている。そして、第1期間の間は、少なくとも、オン状態の出力ドライバ54A1がデータを配線TSVAに出力し、第2期間の間は、出力ドライバ54A1がオフ状態となりオン状態の出力ドライバ54A2がデータを配線TSVAに出力する。 In the present embodiment, each of the data control circuits 54A includes an output driver 54A1 and an output driver 54A2 whose resistance value in the on state is larger than that of the output driver 54A1. The output driver 54A1 and the output driver 54A2 are connected in parallel. During the first period, at least the output driver 54A1 in the on state outputs data to the wiring TSVA, and during the second period, the output driver 54A1 is in the off state and the output driver 54A2 in the on state wires the data. Output to TSVA.
このため、各データコントロール回路54Aは、駆動期間中にオン状態となる出力ドライバを切り替えることで、配線TSVAを介して流れる貫通電流を小さくすることが可能になる。 Therefore, each data control circuit 54A can reduce the through current flowing through the wiring TSVA by switching the output driver that is turned on during the driving period.
また、本実施形態では、出力ドライバ54A1のサイズは、出力ドライバ54A2のサイズよりも大きい。よって、出力ドライバ54A1と出力ドライバ54A2とのサイズの差によって、出力ドライバ54A1と出力ドライバ54A2とのオン状態時の抵抗値の大小関係を設定できる。 In the present embodiment, the size of the output driver 54A1 is larger than the size of the output driver 54A2. Therefore, the magnitude relationship between the resistance values in the ON state of the output driver 54A1 and the output driver 54A2 can be set based on the size difference between the output driver 54A1 and the output driver 54A2.
なお、上記実施形態では、コアチップとしてDDR3型のSDRAMが用いられたが、コアチップは、DDR3型のSDRAMに限定されるものではなく、DDR3型以外のDRAMであっても構わないし、DRAM以外の半導体メモリ(SRAM、PRAM、MRAM、フラッシュメモリなど)であっても構わない。また、全てのコアチップが積層されていることも必須でなく、一部又は全部のコアチップが、インターフェースチップIFに接続された配線に接続されつつ、平面的に配置されていても構わない。さらに、コアチップ数についても8個に限定されるものではない。 In the above embodiment, the DDR3 type SDRAM is used as the core chip. However, the core chip is not limited to the DDR3 type SDRAM, and may be a DRAM other than the DDR3 type, or a semiconductor other than the DRAM. It may be a memory (SRAM, PRAM, MRAM, flash memory, etc.). Further, it is not essential that all the core chips are stacked, and some or all of the core chips may be arranged in a plane while being connected to the wiring connected to the interface chip IF. Further, the number of core chips is not limited to eight.
また、半導体装置10は、半導体メモリ以外の半導体装置に適用することも可能である。例えばインターフェースチップにCPU(Central Processing Unit)を搭載し、コアチップにCPUのキャッシュメモリを搭載し、インターフェースチップと複数のコアチップを組み合わせることにより、高性能なCPUを構成することも可能である。
The
以上説明した実施形態において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。 In the embodiment described above, the illustrated configuration is merely an example, and the present invention is not limited to the configuration.
TSV1〜3、TSVA 貫通電極(配線)
10 半導体装置
11a、11b クロック端子
11c クロックイネーブル端子
12a〜12e コマンド端子
13 アドレス端子
14 データ入出力端子
15a、15b データストローブ端子
16 キャリブレーション端子
17a、17b 電源端子
21 クロック発生回路
22 DLL回路
23 入出力バッファ回路
24 キャリブレーション回路
25 データラッチ回路
31 コマンド入力バッファ
32 コマンドデコーダ
33 不良チップ情報保持回路
41 アドレス入力バッファ
42 モードレジスタ
43 パワーオン検出回路
44 層アドレス設定回路
45 層アドレスコントロール回路
46 層アドレス発生回路
47 層アドレス比較回路
50 メモリセルアレイ
51 ロウデコーダ
52 カラムデコーダ
53 センス回路
54A データコントロール回路
54A1、54A2 出力ドライバ
NAND1〜NAND3 NAND回路
NOR1〜NOR2 NOR回路
INV1〜INV6 インバータ
PMOS1〜PMOS2 PMOSトランジスタ
NMOS1〜NMOS2 NMOSトランジスタ
55 入出力回路
61 ロウ制御回路
61a アドレスバッファ
61b リフレッシュカウンタ
62 カラム制御回路
62a アドレスバッファ
62b バーストカウンタ
63 コントロールロジック回路
64 モードレジスタ
65 コマンドデコーダ
70 内部電圧発生回路
71 パワーオン検出回路
CC0〜CC7 コアチップ
IF インターフェースチップ
IP インターポーザ
TSV1-3, TSVA Through electrode (wiring)
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記出力部の各々は、オン状態時の抵抗値を変更可能であり、自己の駆動開始時から自己の次に駆動を開始する出力部の駆動開始時の前のタイミングまでの第1期間の間は、オン状態時の抵抗値を第1抵抗値にして前記データを前記配線に出力し、前記第1期間が経過した時点から自己の駆動終了時までの第2期間の間は、前記オン状態時の抵抗値を前記第1抵抗値よりも大きい第2抵抗値にして前記データを前記配線に出力する、半導体装置。 A plurality of semiconductor chips each provided with an output unit for outputting data; a wiring connected to each of the output units; and a receiving unit for receiving the data from each of the plurality of semiconductor chips via the wiring; A semiconductor device in which the output unit is driven in order,
Each of the output units can change the resistance value in the on state, and during a first period from the start of its own drive to the timing before the start of the drive of the output unit that starts driving next to itself The resistance value in the on state is set to the first resistance value, and the data is output to the wiring. During the second period from the time when the first period has elapsed to the end of the self driving, the on state is A semiconductor device that outputs the data to the wiring by setting a resistance value at the time to a second resistance value larger than the first resistance value.
前記出力部の各々は、第1データ出力部と、オン状態時の抵抗値が前記第1データ出力部よりも大きい第2データ出力部と、を有し、
前記第1データ出力部と前記第2データ出力部は、並列に接続され、
前記第1期間の間は、少なくとも、オン状態の前記第1データ出力部が前記データを前記配線に出力し、前記第2期間の間は、前記第1データ出力部がオフ状態となりオン状態の前記第2データ出力部が前記データを前記配線に出力する、半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1,
Each of the output units includes a first data output unit and a second data output unit having a resistance value in an ON state larger than that of the first data output unit,
The first data output unit and the second data output unit are connected in parallel,
During the first period, at least the first data output unit in an on state outputs the data to the wiring, and during the second period, the first data output unit is in an off state and is in an on state. The semiconductor device, wherein the second data output unit outputs the data to the wiring.
前記第1データ出力部のサイズは、前記第2データ出力部のサイズよりも大きい、半導体装置。 The semiconductor device according to claim 2,
The size of the first data output unit is a semiconductor device larger than the size of the second data output unit.
Priority Applications (1)
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JP2011128105A JP2012257024A (en) | 2011-06-08 | 2011-06-08 | Semiconductor device |
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ID=47528171
Family Applications (1)
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JP2011128105A Withdrawn JP2012257024A (en) | 2011-06-08 | 2011-06-08 | Semiconductor device |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2012257024A (en) |
-
2011
- 2011-06-08 JP JP2011128105A patent/JP2012257024A/en not_active Withdrawn
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