JP4910117B2 - Stacked memory device - Google Patents
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Description
この発明は、積層型メモリ装置に関する。 The present invention relates to a stacked memory equipment.
例えば、特許文献1には、コンピュータシステムの状態に応じてメモリモジュールのリフレッシュレートを動的に調整する方法及び装置が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a method and apparatus for dynamically adjusting the refresh rate of a memory module according to the state of a computer system.
特許文献1の装置は、複数のシステム状態を監視する手段と、監視するシステム状態のうちの少なくとも1つにおける変化を検出する手段と、監視するシステム状態のうちの少なくとも1つにおける変化の検出に応じて、コンピュータシステムの現在の状態における最適リフレッシュレートを判定する判定手段と、リフレッシュレートを判定された最適リフレッシュレートに設定する手段とを備えている。 The apparatus of Patent Literature 1 is used for detecting a change in at least one of a system state, a means for detecting a change in at least one of the system states to be monitored, a means for detecting a change in at least one of the system states to be monitored. Correspondingly, there are provided judging means for determining the optimum refresh rate in the current state of the computer system and means for setting the refresh rate to the judged optimum refresh rate.
特許文献1の装置によれば、リフレッシュレートを変更することができない場合とは異なり、リフレッシュレートを最適リフレッシュレートに設定することができる。これにより、特許文献1の装置によれば、例えば、コンピュータシステムがリブートすることを考慮して、冷却システムを過剰に設計することを要しない。そのため、特許文献1の装置では、コンピュータシステムに関係する環境設備(冷却システム等)の過剰設定に伴う高コスト化を回避することができる。 According to the apparatus of Patent Document 1, unlike the case where the refresh rate cannot be changed, the refresh rate can be set to the optimum refresh rate. Thereby, according to the apparatus of patent document 1, it is not necessary to design a cooling system excessively in consideration of rebooting of a computer system, for example. Therefore, in the apparatus of Patent Document 1, it is possible to avoid an increase in cost due to excessive setting of environmental facilities (such as a cooling system) related to the computer system.
特許文献2の装置は、マルチチップパッケージ内部の第1及び第2チップから発生する熱を外部に効率的に放出できるように、第1チップと第2チップとの間にメタルコアを含むテープを使用する手段とを備えている。
The device of
特許文献2の装置によれば、第1及び第2チップが高速で動作される集積度の高いDRAM素子であり、上層チップである第2チップから発生する熱を熱伝逹特性が優秀なメタルコアを含むテープを介してグラウンド接着部、基板、ソルダボールにつながる熱伝逹通路に放出することができるために、MCPの熱的性能を改善(MCP内での温度上昇によりリフレッシュ特性が悪化するのを防止)できる。
According to the device of
ところで、小型化や高性能化の要請に応えるため、近年のメモリにおいては、複数のメモリを実装したMCP(Multi−Chip−Package)構造やPOP(Package−On−Package)構造が採用されている。 By the way, in order to meet the demand for miniaturization and high performance, recent memories employ an MCP (Multi-Chip-Package) structure or a POP (Package-On-Package) structure in which a plurality of memories are mounted. .
DRAM(ダイナミックランダムアクセスメモリ)では、時間の経過とともに該DRAMに書き込まれたメモリセルのデータが消え去ることを防ぐため、所定の周期でデータを保持するためのリフレッシュ動作が必要となる。 In a DRAM (Dynamic Random Access Memory), a refresh operation for holding data at a predetermined cycle is required in order to prevent the data of the memory cells written in the DRAM from disappearing over time.
ところが、DRAMでは、温度が上昇するにつれてデータ保持時間が短くなるため、温度が上昇するにつれて頻繁にリフレッシュ動作を行うことが求められる。 However, in a DRAM, the data retention time is shortened as the temperature rises, so that it is required to frequently perform a refresh operation as the temperature rises.
そこで、DRAMと該DRAMとは異なる他のメモリとを実装するMCP構造では、前記他のメモリが放出する熱によってDRAMの温度が上昇すると、DRAMがデータを保持する時間が短くなる。このため、DRAMの温度が上昇するにつれて、データが消え去ることを防ぐことが困難になり、DRAMのリフレッシュ動作の性能が劣ることが考えられる。 Therefore, in the MCP structure in which the DRAM and another memory different from the DRAM are mounted, when the temperature of the DRAM rises due to the heat released from the other memory, the time for the DRAM to hold data is shortened. For this reason, as the temperature of the DRAM rises, it becomes difficult to prevent the data from disappearing, and the performance of the refresh operation of the DRAM may be deteriorated.
また、前記特許文献1に開示される複数のシステム状態を監視する手段(温度検出素子等)は、MCP(Multi−Chip−Package)デバイス内やPOP(Package−On−Package)デバイス内には付加できない。複数のチップダイが樹脂などで実装される(例えば積層される)デバイス構造では、前記監視手段を組み込むことは構造的に難しく、また前記デバイスの温度と消費電力に、前記監視手段自身の消費電力とその熱量が付加される。このため、監視手段によって、監視手段自身の消費電力とその熱量を除いた複数のシステム状態を正確に監視することが困難になる。 Further, a plurality of system state monitoring means (temperature detection elements and the like) disclosed in Patent Document 1 are added in an MCP (Multi-Chip-Package) device or a POP (Package-On-Package) device. Can not. In a device structure in which a plurality of chip dies are mounted (for example, laminated) with a resin or the like, it is structurally difficult to incorporate the monitoring means, and the power consumption of the monitoring means itself depends on the temperature and power consumption of the device. That amount of heat is added. For this reason, it becomes difficult for the monitoring unit to accurately monitor a plurality of system states excluding the power consumption and the amount of heat of the monitoring unit itself.
また、前記特許文献2に開示されるメタルコアを含むテープは、新たな材料によるコストの増加を招く。且つ、上層チップである第2チップの基板への多数の配線のレイアウトの柔軟性を阻害するとともに、前記配線と前記メタルテープとの電気的なショートによる歩留まり低下を招く。上層チップである第2チップと下層チップである第1チップとが、直に熱を共有する課題は開示されない。更に、上層チップと下層チップ間に備わる中層のチップに対するデータ保持のためのリフレッシュ保証が、メタルコアを含むテープを使用せずには、難しい。
Further, the tape including the metal core disclosed in
且つ、前記特許文献2は、2つのチップダイが低抵抗で高熱伝導率な接続により熱共有接続された構造においての課題と解決手段を開示していない。具体的には、下層チップが上層チップの動作発熱を受領することによる下層チップのリフレッシュ特性の悪化、または、下層チップよりも高周波で動作する上層チップの動作発熱により、下層チップが下層チップの動作発熱よりも大きな上層チップの動作発熱を受領することによる下層チップのリフレッシュ特性の悪化等、の接続条件を含む構造とその熱環境を想定していない。更に、下層チップがコントローラからのアクセスを受けていないアイドルまたはパワーダウン状態(セルフリフレッシュ動作のみ)時に、上層チップがコントローラからの指令により大きな動作熱を発する場合も同様である。
And the said
この発明は、このような状況に鑑み提案されたものであって、複数のメモリの内の第1メモリとは異なる他のメモリが放出する熱の影響を受けて、第1メモリのリフレッシュ動作の性能が劣ることを防止することができる積層型メモリ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of such a situation, and the refresh operation of the first memory is influenced by the influence of heat released from another memory different from the first memory among the plurality of memories. and to provide a stacked memory equipment capable of preventing the poor performance.
請求項1の発明に係る積層型メモリ装置は、所定の周期でメモリセルのリフレッシュ動作が必要な第1メモリと不揮発性である第2メモリを含む複数のメモリが、マザー基板上に積層された積層型メモリ装置において、前記第1メモリと前記第2メモリ間に配置される絶縁体と、前記絶縁体の熱伝導率よりも高い熱伝導率である電気的接続体によって前記第1メモリと前記第2メモリが熱共通接続され、前記積層された複数のメモリの内の最下層に前記第1メモリを前記マザー基板上に配置し、その上位層に前記第2メモリを配置したことを特徴とする。 In the stacked memory device according to the first aspect of the present invention, a plurality of memories including a first memory that requires a refresh operation of a memory cell at a predetermined cycle and a non-volatile second memory are stacked on a mother substrate. In the stacked memory device, the first memory and the memory may be provided by an insulator disposed between the first memory and the second memory, and an electrical connection body having a thermal conductivity higher than a thermal conductivity of the insulator. A second memory is connected in common with heat, and the first memory is arranged on the mother board in the lowest layer of the plurality of stacked memories, and the second memory is arranged in the upper layer. To do.
請求項1の発明に係る積層型メモリ装置によれば、マザー基板上に積層された複数のメモリの内の最下層に、所定の周期でメモリセルのリフレッシュ動作が必要な第1メモリを配置し、高い熱伝導率である電気的接続体によって前記第1メモリと前記第2メモリが熱共有接続された第2メモリがその上位層に配置されている。さらに、最下層の第1メモリと上位層の第2メモリの間である中間層には、第1メモリと第2メモリとは共通接続されない積層された複数のメモリの内の第3メモリが配置されている。
そこで、請求項1の発明に係る積層型メモリ装置によれば、第2メモリによって放出された熱が、熱共有接続された第1メモリを経由してマザー基板から放出される面積を、第1メモリの下面がマザー基板に対向する面積に亘って確保することができる。これにより、第2メモリに対するマザー基板の熱伝導率を上昇させることができ、第2メモリが放出する熱を、マザー基板に向けて移動させ易くすることができる。
したがって、請求項1の発明に係る積層型メモリ装置によれば、第2メモリが放出する熱を、マザー基板に向けて移動させ易くすることにより、リフレッシュ動作が必要な第1メモリの温度が上昇することを抑制し、第1メモリの温度上昇によって第1メモリに保持された記憶内容が消え去ることを防ぐことができる。これにより、第2メモリが放出する熱の影響を受けて、第2メモリと高い熱伝導率である電気的接続体によって熱共有接続された第1メモリのリフレッシュ動作の性能が劣ることを防止することができる。
According to the stacked memory device of the first aspect of the present invention, the first memory that requires the refresh operation of the memory cells at a predetermined cycle is disposed in the lowermost layer of the plurality of memories stacked on the mother substrate. A second memory in which the first memory and the second memory are connected by heat sharing with an electrical connection body having high thermal conductivity is disposed in the upper layer. Further, a third memory of a plurality of stacked memories in which the first memory and the second memory are not commonly connected is arranged in an intermediate layer between the first memory at the lowest layer and the second memory at the upper layer. Has been.
Therefore, according to the stacked memory device of the first aspect of the present invention, the area where the heat released by the second memory is released from the mother substrate via the first memory connected in a heat sharing manner is set to the first. The lower surface of the memory can be secured over the area facing the mother substrate. Thereby, the thermal conductivity of the mother substrate with respect to the second memory can be increased, and the heat released by the second memory can be easily moved toward the mother substrate.
Therefore, according to the stacked memory device of the first aspect of the present invention, the temperature of the first memory requiring the refresh operation is increased by facilitating the transfer of the heat released from the second memory toward the mother substrate. This prevents the stored contents held in the first memory from disappearing due to the temperature rise of the first memory. As a result, the performance of the refresh operation of the first memory that is heat-sharing connected to the second memory by the electrical connection body having high thermal conductivity under the influence of the heat released from the second memory is prevented. be able to.
本発明の積層型メモリ装置によれば、第2メモリが放出する熱を、マザー基板に向けて移動させ易くすることにより、高い熱伝導率である電気的接続体によって熱共有接続されたリフレッシュ動作が必要な第1メモリの温度が上昇することを抑制し、第1メモリの温度上昇によって第1メモリに保持された記憶内容が消え去ることを防ぐことができる。これにより、第1メモリと高い熱伝導率である電気的接続体によって熱共有接続された他のメモリが放出する熱の影響を受けて、第1メモリのリフレッシュ動作の性能が劣ることを防止することができる。 According to the stacked memory device of the present invention, the heat released by the second memory can be easily moved toward the mother substrate, so that the refresh operation in which the heat connection is performed by the electrical connection body having high thermal conductivity. Can be prevented from rising, and the stored contents held in the first memory can be prevented from disappearing due to the temperature rise of the first memory. Accordingly, it is possible to prevent the performance of the refresh operation of the first memory from being deteriorated due to the influence of the heat released from the other memory that is thermally connected to the first memory by the electrical connection body having high thermal conductivity. be able to.
<実施形態1>
本発明の実施形態1を、図1を参照しつつ説明する。図1は、実施形態1の半導体装置1の概略断面図である。半導体装置1は、本発明の積層型メモリ装置の一例である。半導体装置1は、マザー基板10と、揮発性メモリであるシンクロナスDRAM20(SDRAM20)と、不揮発性メモリであるNANDメモリ30と、不揮発性メモリであるシンクロナスフラッシュメモリ40(SNVM40)とを備えている。半導体装置1では、各メモリ20、30、40が組み合わされて、MCPが構成されている。また、SDRAM20とSNVM40は、SDRAMコントローラ(不図示)と通信し、NANDメモリ30は、NANDメモリコントローラ(不図示)と通信する。メモリシステム1は、半導体装置1とSDRAMコントローラとNANDメモリコントローラから構成される。
<Embodiment 1>
Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device 1 according to the first embodiment. The semiconductor device 1 is an example of a stacked memory device of the present invention. The semiconductor device 1 includes a
SDRAM20とSNVM40は、同一な高周波数/またはSNVM40がSDRAM20よりも高い周波数で動作し、NANDメモリ30は、SDRAM20とSNVM40の動作周波数よりも低い低周波数で動作する。これらの動作に伴う発熱量は、一般的に周波数に依存する。よって、SNVM40の発熱量は、NANDメモリ30の発熱量よりも大きい。
The SDRAM 20 and the SNVM 40 operate at the same high frequency / or the frequency at which the
メモリシステム1では、SDRAMコントローラ、SDRAM20とSNVM40が、チップセレクト信号を除いた同一の制御線(システムクロック信号、その他の各種クロック信号、各種コマンド信号、アドレス信号及びデータ信号)によって、3者間で共通接続される。SDRAMコントローラは、同一のコマンド体系(例えば、リードやライトコマンド)によって、SDRAM20とSNVM40を制御する。
前記共通接続された制御線は、メモリシステム1内または半導体装置1内において、低抵抗で高熱伝導率(例えば、金属系である50〜400W/mK)な金属系の材料で互いに共通に接続されている。
In the memory system 1, the SDRAM controller, SDRAM 20 and SNVM 40 are connected between the three by the same control line (system clock signal, other various clock signals, various command signals, address signals and data signals) excluding the chip select signal. Commonly connected. The SDRAM controller controls the
The commonly connected control lines are commonly connected to each other with a metal material having a low resistance and a high thermal conductivity (for example, 50 to 400 W / mK which is a metal system) in the memory system 1 or the semiconductor device 1. ing.
SDRAMコントローラ、SDRAM20とSNVM40は、互いの動作による発熱を短時間で共有する。特に、MCPデバイスやPOPデバイス内の前記共通接続された制御線を通じて、熱を共有するからである。SDRAM20のメモリセルのデータ保持(維持)特性が熱要素により依存する場合、SDRAM20がSDRAMコントローラからの指令による動作をしていなくとも(セルフリフレッシュ動作のみ)、SNVM40の高速な動作により、SNVM40の熱は、前記共通接続された制御線によってSDRAM20へ短時間に熱を伝達、共有し、SDRAM20のメモリセルのデータ保持特性が劣化する。MCPデバイスやPOPデバイス内の発熱量が最も大きなケースは、SDRAM20とSNVM40とが同時に動作する時であり、例えばSDRAMコントローラの指令によりSDRAM20とSNVM40間でデータ通信を行う動作である。
The SDRAM controller,
つまり、本願のデバイスの最も厳しい環境は、SDRAM20が自己の動作発熱に加えて、低抵抗で高熱伝導率な接続により熱共有接続されたSNVM40の動作発熱を受領する接続を含む構造とその熱環境である。
In other words, the most severe environment of the device of the present application includes a structure including a connection that receives the operation heat generation of the
図1において、マザー基板10の上面には、ボンディングワイヤ接続電極11、12が形成されている。マザー基板10の下面には、半田ボール15が取り付けられている。
In FIG. 1, bonding
SDRAM20は、接着剤層50によって、マザー基板10の上面に接着されている。マザー基板10の上面とSDRAM20の下面との間に熱硬化性のエポキシ系樹脂を充填することにより、接着剤層50が形成される。SDRAM20に対しては、上記のリフレッシュ動作が行われる。SDRAM20は、セルフリフレッシュ機能(SDRAMコントローラから与えられるリフレッシュ周期情報によって、SDRAM20内部のタイマーに従って、リフレッシュ動作を自立的に行う機能)を備えている。
The
NANDメモリ30は、SDRAM20の上面とNANDメモリ30の下面との間に形成される上記の接着剤層51により、SDRAM20の上面に接着されている。
The
SNVM40は、NANDメモリ30の上面とSNVM40の下面との間に形成された上記の接着剤層51により、NANDメモリ30の上面に接着されている。
The
半導体装置1では、接着剤層50と各接着剤層51により、SDRAM20、NANDメモリ30及びSNVM40が一体化される。各メモリ20、30、40は、マザー基板10上に積層される。
In the semiconductor device 1, the
半導体装置1では、3層に亘って積層された各メモリ20、30、40の内の最下層に、SDRAM20が位置する。3層に亘って積層された各メモリ20、30、40の内の最上層には、SNVM40が位置する。SDRAM20とSNVM40との間には、NANDメモリ30が位置する。
In the semiconductor device 1, the
SDRAM20は、リード線接続電極25を備えている。各リード線接続電極25は、Au(金)ワイヤ61を用いることにより、マザー基板10のボンディングワイヤ接続電極11とワイヤボンディングを行う。
The
SNVM40は、リード線接続電極45を備えている。各リード線接続電極45は、Auワイヤ62を用いることにより、マザー基板10のボンディングワイヤ接続電極11とワイヤボンディングを行う。SDRAM20のリード線接続電極25及びSNVM40のリード線接続電極45は、同一の半田ボール15へ電気的に接続且つ/または同一のボンディングワイヤ接続電極11に共通にワイヤボンディングされている。つまり、SDRAM20とSNVM40は、MCPである半導体装置1内で、高い熱伝導率である電気的接続体によって熱共有接続されている。SDRAM20とSNVM40は、共通のSDRAMコントローラから指令を受けて動作する受動デバイスであるからである。
The
NANDメモリ30は、リード線接続電極35を備えている。各リード線接続電極35は、Auワイヤ63を用いることにより、マザー基板10のボンディングワイヤ接続電極12とワイヤボンディングを行う。各リード線接続電極35は、上記のボンディングワイヤ接続電極11とは異なるボンディングワイヤ接続電極12にワイヤボンディングされている。つまり、NANDメモリ30は、MCPである半導体装置1内で、SDRAM20とSNVM40は、高い熱伝導率である電気的接続体によって熱共有接続されていない。NANDメモリ30は、SDRAMコントローラとは異なるNANDメモリコントローラから指令を受けて動作する受動デバイスであるからである。
The
半導体装置1では、各Auワイヤ61〜63、各メモリ20、30、40及び接着剤層50、51を、それぞれモールド樹脂70により封止している。
In the semiconductor device 1, the
本実施形態では、上記のように、高い熱伝導率である電気的接続体によってSNVM40と熱共有接続されたSDRAM20は、接着剤層50を挟んで、マザー基板10の上面に配置される。このため、接着剤層50を介してマザー基板10から放出される面積を、SDRAM20の下面がマザー基板10と対向する面積に亘って確保することができる。つまり、高熱伝導率な金属系の材料で互いに共通に接続された制御線で熱共有する2つのチップにおいて、SDRAM20は、SNVM40が発する熱からDRAM20のリフレッシュ特性の悪化を防止することができる。
In the present embodiment, as described above, the
接着剤層50を介してマザー基板10から放出される面積を、SDRAM20の下面がマザー基板10と対向する面積に亘って確保することにより、SNVM40に対するマザー基板10の熱伝導率の値を上昇(アシスト)させる。これにより、SNVM40に対するマザー基板10の熱抵抗の値を更に低下させることができる。
The area discharged from the
本実施形態では、上記のように、3層に亘って積層された各メモリ20、30、40の内の最下層に、SDRAM20が位置する。これに対し、3層に亘って積層された各メモリ20、30、40の内の最上層に、SNVM40が位置する。
In the present embodiment, as described above, the
上記の最下層に位置するSDRAM20は、上記の最上層に位置するSNVM40から遠ざけて配置されている。
The
本実施形態では、上記のように、接着剤層51を挟んで、NANDメモリ30の上面にSNVM40が配置されている。つまり、高い熱伝導率である電気的接続体によって熱共有接続されたSNVM40とSDRAM20が、NANDメモリ30を挟み込むサンドイッチ構造である。SNVM40のNANDメモリ30に対する熱の影響について、SNVM40によって放出された熱は、NANDメモリ30とSNVM40との間の接着剤層51と、NANDメモリ30とSDRAM20との間の接着剤層51の各熱抵抗値に応じ、NANDメモリ30に伝えられる。両者は、互いの電気信号がMCP内で共通接続されないからである。
In the present embodiment, as described above, the
上記のAuワイヤ63の熱伝導率の値(例えば、金属系である50W/mK〜400W/mK)は、各接着剤層51の熱伝導率の値(例えば、ポリイミド、シリコーン、エポキシ系熱伝導性接着剤である0.2W/mK〜0.8W/mK)に比べて大きい。このため、Auワイヤ63の熱抵抗の値は、各接着剤層51の熱抵抗の値に比べて小さい。そこで、上記の接着剤層51を通じ、サンドイッチ構造であるSNVM40を経由してNANDメモリ30に伝えられた熱と、SNVM40からSDRAM20を経由してNANDメモリ30に伝えられた熱の両者は、Auワイヤ63を通じ、マザー基板10に伝わりやすくなる。これにより、SNVM40の放熱効果が高まる。つまり、高い熱伝導率で熱共有接続された2つのチップダイと、それに挟まれた熱共有接続されないその他のチップダイである3つのチップダイによりサンドイッチ構造とした積層型メモリ装置では、前記2つのチップダイに発生した熱は、それに挟まれた前記その他のチップダイを経由して、その熱の放熱がアシストされるという相乗効果を備える。
The value of the thermal conductivity of the Au wire 63 (for example, 50 W / mK to 400 W / mK which is a metal type) is the value of the thermal conductivity of each adhesive layer 51 (for example, polyimide, silicone, epoxy type thermal conductivity). It is larger than 0.2 W / mK to 0.8 W / mK) which is an adhesive. For this reason, the value of the thermal resistance of the
この特徴は、互いの電気信号が高い熱伝導率で共有接続するSNVM40とSDRAM20の熱が、それら2つのチップダイ間に配置され、SNVM40とSDRAM20の信号線とは異なる高い熱伝導率でマザー基板10へ接続された信号線を備えるNANDメモリ30を、ヒートシンクとして利用できる点である。つまり、低周波数で動作する/または非活性状態のNANDメモリ30のチップが、サンドイッチ構造である高周波数で動作するSNVM40とその熱を共有するSDRAM20の放熱手段として、新たな材料、特別な構造なくして兼用できる。
This feature is that the
本実施形態では、SDRAM20は、本発明の第1メモリの一例である。SNVM40は、本発明の第2メモリの一例である。NANDメモリ30は、本発明の第3メモリの一例である。接着剤層50、51は、本発明の絶縁体の一例である。
In the present embodiment, the
本実施形態では、ボンディングワイヤ接続電極11または半田ボール15は、本発明の第1メモリと第2メモリとが共通接続された電極端子の一例である。ボンディングワイヤ接続電極12は、本発明の他の電極端子の一例である。
In the present embodiment, the bonding
<実施形態1の効果>
本実施形態の半導体装置1では、マザー基板10に3層に亘って積層された各メモリ20、30、40の内の最下層に、リフレッシュ動作が必要なSDRAM20が位置し、高い熱伝導率である電気的接続体によってSDRAM20(20)と熱共有接続するSNVM40(40)が、その上位層に位置する。
そこで、本実施形態の半導体装置1によれば、SNVM40によって放出された熱が、熱共有接続されたSDRAM20を経由してマザー基板10から放出される面積を、SDRAM20の下面がマザー基板10に対向する面積に亘って確保することができる。これにより、SNVM40に対するマザー基板10の熱伝導率を上昇させることができ、SNVM40が放出する熱を、マザー基板10に向けて移動させ易くすることができる。
したがって、本実施形態の半導体装置1によれば、SNVM40が放出する熱を、マザー基板10に向けて移動させ易くすることにより、SDRAM20の温度が上昇することを抑制し、SDRAM20の温度上昇によって該SDRAM20のメモリセルのコンデンサに蓄積された電荷が消失することを防ぐことができる。これにより、SNVM40が放出する熱の影響を受けて、SNVM40と高い熱伝導率である電気的接続体によって熱共有接続されたSDRAM20のリフレッシュ動作の性能が劣ることを防止することができる。
<Effect of Embodiment 1>
In the semiconductor device 1 of the present embodiment, the
Therefore, according to the semiconductor device 1 of the present embodiment, the area where the heat released by the
Therefore, according to the semiconductor device 1 of the present embodiment, the heat released from the
本実施形態の半導体装置1では、SNVM40の動作周波数は、SDRAM20の動作周波数よりも高い/または同じである。
そこで、本実施形態の半導体装置1によれば、SNVM40の動作に伴う発熱量は、SDRAM20の動作に伴う発熱量よりも多く/または同じである。
したがって、本実施形態の半導体装置1によれば、SNVM40が放出する熱の影響を受けて、SDRAM20の温度が上昇することを抑えることができる。特に、SDRAM20が外部からアクセスされていない状態に於いて(即ち、データ保持のための内部リフレッシュ動作のみを行っている状態)、SNVM40が放出する熱の影響を受けて、SDRAM20の温度が上昇することを抑えることができる。
In the semiconductor device 1 of the present embodiment, the operating frequency of the
Therefore, according to the semiconductor device 1 of the present embodiment, the amount of heat generated by the operation of the
Therefore, according to the semiconductor device 1 of the present embodiment, it is possible to suppress an increase in the temperature of the
本実施形態の半導体装置1では、マザー基板10に3層に亘って積層された各メモリ20、30、40の内の最上層にSDRAM20(20)と熱共有接続するSNVM40(40)が位置し、その中間層には、SDRAM20とSNVM40とは共通接続されないNANDメモリ30(30)が位置する。
そこで、本実施形態の半導体装置1によれば、SDRAM20を、3層に亘って積層された各メモリ20、30、40の内の最上層に位置するSNVM40から遠ざけて配置し、且つNANDメモリ30を熱共有接続されたSDRAM20とSNVM40のヒートシンクとすることができる。
したがって、本実施形態の半導体装置1によれば、SNVM40が放出する熱の影響を受けて、SDRAM20の温度が上昇することを抑えることができる。
In the semiconductor device 1 of the present embodiment, the SNVM 40 (40) that is connected in heat sharing with the SDRAM 20 (20) is located in the uppermost layer of the
Therefore, according to the semiconductor device 1 of the present embodiment, the
Therefore, according to the semiconductor device 1 of the present embodiment, it is possible to suppress an increase in the temperature of the
本実施形態の半導体装置1によれば、3層に亘って積層されたSDRAM20、NANDメモリ30及びSNVM40では、SDRAM20とSNVM40との間に、上記のボンディングワイヤ接続電極11とは異なるボンディングワイヤ接続電極12にワイヤボンディングされたNANDメモリ30が配置されている。
そこで、本実施形態の半導体装置1によれば、NANDメモリ30のリード線接続電極35に接続されて熱伝導性に優れたAuワイヤ63を通じ、SNVM40が放出する熱を、ボンディングワイヤ接続電極12及びマザー基板10に伝えることができる。これにより、NANDメモリ30のヒートシンク効果が最大限に発揮できる。特に、SDRAM20/SNVM40のメモリコントローラとは異なるメモリコントローラで制御されるNANDメモリ30が、非活性な状態に於いて、SNVM40が放出する熱の影響を受けて、SDRAM20の温度が上昇することを抑えることができる。
According to the semiconductor device 1 of the present embodiment, in the
Therefore, according to the semiconductor device 1 of the present embodiment, the heat that the
本実施形態の半導体装置1では、SNVM40の動作周波数は、NANDメモリ30の動作周波数よりも高い。
そこで、本実施形態の半導体装置1によれば、SNVM40の動作に伴う発熱量は、NANDメモリ30の動作に伴う発熱量よりも多い。
したがって、本実施形態の半導体装置1によれば、NANDメモリ30のヒートシンク効果が最大限に発揮できる。
In the semiconductor device 1 of the present embodiment, the operating frequency of the
Therefore, according to the semiconductor device 1 of the present embodiment, the amount of heat generated by the operation of the
Therefore, according to the semiconductor device 1 of the present embodiment, the heat sink effect of the
<実施形態2>
本発明の実施形態2を、図2ないし図4を参照しつつ説明する。図2は、実施形態2の半導体装置2の概略断面図である。ここでは、実施形態1と同一の構成は同一の符号を付し、その説明を簡略化する。半導体装置2は、マザー基板10と、揮発性メモリであるシンクロナスDRAM20A、20B(SDRAM20A、SDRAM20B)と、不揮発性メモリであるNANDメモリ30A、30Bと、不揮発性メモリであるシンクロナスフラッシュメモリ40(SNVM40)とを備えている。半導体装置2では、実施形態1の半導体装置1と同様に、MCPが構成されている。SDRAM20A、SDRAM20BとSNVM40は、低抵抗で高熱伝導率な金属系の材料で互いに共通に接続され、熱共有されている。NANDメモリ30Aと30Bは、低抵抗で高熱伝導率な金属系の材料で互いに共通に接続され、熱共有されている。
<
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the
SDRAM20Aは、接着剤層50によって、マザー基板10の上面に接着されている。SDRAM20Aに対しては、上記のリフレッシュ動作が行われる。SDRAM20Aは、セルフリフレッシュ機能を備えている。
The
NANDメモリ30Aは、SDRAM20Aの上面とNANDメモリ30Aの下面との間に形成される上記の接着剤層51により、SDRAM20Aの上面に接着されている。
The
SDRAM20Bは、NANDメモリ30Aの上面とSDRAM20Bの下面との間に形成される上記の接着剤層51により、NANDメモリ30Aの上面に接着されている。SDRAM20Bに対しては、上記のリフレッシュ動作が行われる。SDRAM20Bは、セルフリフレッシュ機能を備えている。
The
NANDメモリ30Bは、SDRAM20Bの上面とNANDメモリ30Bの下面との間に形成される上記の接着剤層51により、SDRAM20Bの上面に接着されている。
The
SNVM40は、NANDメモリ30Bの上面とSNVM40の下面との間に形成される上記の接着剤層51により、NANDメモリ30Bの上面に接着されている。
The
半導体装置2では、接着剤層50と各接着剤層51により、各メモリ20A、30A、20B、30B、40が一体化される。各メモリ20A、30A、20B、30B、40は、マザー基板10上に積層される。
In the
半導体装置2では、5層に亘って積層された各メモリ20A、30A、20B、30B、40の最下層に、SDRAM20Aが位置する。5層に亘って積層された各メモリ20A、30A、20B、30B、40の最上層には、SNVM40が位置する。前記最下層に位置するSDRAM20Aよりも前記最上層に位置するSNVM40に近い位置には、SDRAM20Bが配置されている。
In the
半導体装置2では、SDRAM20AとSDRAM20Bとの間に、NANDメモリ30Aが位置する。SDRAM20BとSNVM40との間には、NANDメモリ30Bが位置する。
In the
SDRAM20Aの各リード線接続電極25は、Auワイヤ61を用いることにより、ボンディングワイヤ接続電極11とワイヤボンディングを行う。SDRAM20Bの各リード線接続電極25は、Auワイヤ65を用いることにより、ボンディングワイヤ接続電極11とワイヤボンディングを行う。
Each lead
NANDメモリ30Aの各リード線接続電極35は、Auワイヤ63を用いることにより、ボンディングワイヤ接続電極12とワイヤボンディングを行う。NANDメモリ30Bの各リード線接続電極35は、Auワイヤ66を用いることにより、ボンディングワイヤ接続電極12とワイヤボンディングを行う。
Each lead
本実施形態では、実施形態1のSDRAM20と同様に、SDRAM20Aが、接着剤層50を挟んで、マザー基板10の上面に配置されている。このため、上述したように、SDRAM20Aに対するマザー基板10の熱伝導率の値を、上昇させることができる。これにより、SNVM40が放出する熱を、マザー基板10に向けて移動させ易くすることができる。
In the present embodiment, like the
これに対し、SDRAM20Bは、NANDメモリ30AとNANDメモリ30Bとの間に挟まれて配置されている。そこで、SDRAM20Bは、発熱体であるNANDメモリ30AとNANDメモリ30Bとの間に挟まれている。
In contrast, the
このため、SDRAM20Bでは、各NANDメモリ30A、30Bが放出する熱の影響を受けて、温度の上昇が起こりやすくなる。加えて、SDRAM20Bからマザー基板10までの距離は、SDRAM20Aからマザー基板10までの距離に比べて長い(遠い)。このため、マザー基板10に対するSDRAM20Bの熱伝導率は、マザー基板10に対するSDRAM20Aの熱伝導率に比べて小さい。したがって、SDRAM20Bの放熱効果は、SDRAM20Aの放熱効果よりも劣る。
For this reason, in the
本実施形態では、SDRAM20Aは、本発明の一の第1メモリの一例である。SDRAM20Bは、本発明の他の第1メモリの一例である。SNVM40は、本発明の第2の一例である。
In the present embodiment, the
図3は、SDRAMコントローラ80の回路ブロック図である。SDRAMコントローラ80は、半導体装置2の外部から上記の各メモリ20A、20B、40に接続される。SDRAMコントローラ80は、モードレジスタ情報として、上記のSDRAM20A、20Bに、周期設定情報を発行する。
FIG. 3 is a circuit block diagram of the
SDRAMコントローラ80は、要求認識部100と、演算アルゴリズムプロセッサ103と、コマンド発生部104と、アドレス発生部105と、データ発生部106と、メモリインタフェース部107と、第1モードレジスタ201と、第2モードレジスタ202とを備えている。
The
要求認識部100は、CPU(Central Processing Unit)から送信されるメモリ要求信号を認識する。メモリ要求信号は、上記の各メモリ20A、30A、20B、30B、40へのデータアクセスのために用いられる。
The
要求認識部100は、SDRAM20A、20Bにアクセスする場合には、SD要求信号を出力する。要求認識部100は、SNVM40にアクセスする場合には、SNVM要求信号を出力する。
The
演算アルゴリズムプロセッサ103は、各メモリ20A、20B、40との通信を行うにあたっての仕様(コマンド種類、レイテンシ、バースト長、アドレス、データ等)に準じ、所定のルーチンで通信規則を発行する。
The
第1モードレジスタ201は、SDRAM20Aのメモリセルのリフレッシュを管理する。第1モードレジスタ201は、第1モードレジスタ値設定部(第1動作周期設定部)210を備えている。上記のSNVM要求信号は、第1モードレジスタ値設定部210に入力される。
The
第1モードレジスタ201は、演算アルゴリズムプロセッサ103に、第1モードレジスタ信号S1を出力する。
The
第2モードレジスタ202は、SDRAM20Bのメモリセルのリフレッシュを管理する。第2モードレジスタ202は、第2モードレジスタ値設定部(第2動作周期設定部)220を備えている。上記のSNVN要求信号は、第2モードレジスタ値設定部220に入力される。
The second mode register 202 manages refresh of the memory cell of the
第2モードレジスタ202は、演算アルゴリズムプロセッサ103に、第2モードレジスタ信号S2を出力する。
The second mode register 202 outputs the second mode register signal S2 to the
コマンド発生部104は、演算アルゴリズムプロセッサ103からの指令に応じ、所定のコマンド制御信号を発生させる。アドレス発生部105は、演算アルゴリズムプロセッサ103からの指令に応じ、所定のアドレス信号を発生させる。データ発生部106は、演算アルゴリズムプロセッサ103からの指令に応じ、所定のデータ信号を発生させる。
The
メモリインタフェース部107は、上記の各メモリ20A、20B、40に、上記のコマンド制御信号、アドレス信号及びデータ信号を、それぞれ送信する。なお、各メモリ20A、20B、40からのデータをCPUへ伝送する回路ブロック図については、図示を省略した。
The
SDRAMコントローラ80は、以下に説明するように動作する。要求認識部100は、SNVM40に対するメモリ要求信号を認識すると、演算アルゴリズムプロセッサ103、第1モードレジスタ値設定部210及び第2モードレジスタ値設定部220に、SNVM要求信号を出力する。
The
第1モードレジスタ201は、上記の第1モードレジスタ信号S1として、演算アルゴリズムプロセッサ103に、電源投入後のSDRAM20Aのイニシャライズシーケンス時に設定する基本リフレッシュ動作周期管理情報(32μs)から第1リフレッシュ動作周期管理情報(16μs)へ変更する管理情報を出力する。
The
演算アルゴリズムプロセッサ103は、第1モードレジスタ信号S1に従って、コマンド発生部104に、モードレジスタ設定コマンドを発生させるように指令する。第1リフレッシュ動作周期管理情報(16μs)を示すレジスタコードは、アドレス発生105またはデータ発生部106によって発行される。
The
第2モードレジスタ202は、上記の第2モードレジスタ信号S2として、演算アルゴリズムプロセッサ103に、SDRAM20Bのイニシャライズシーケンス時に設定する基本リフレッシュ動作周期管理情報(32μs)から第2リフレッシュ動作周期管理情報(8μs)へ変更する管理情報を出力する。本実施形態では、SDRAM20Bの第2リフレッシュ動作の周期(8μs)を、SDRAM20Aの第1リフレッシュ動作の周期(16μs)よりも短い周期に設定している。
The second mode register 202 uses the basic refresh operation cycle management information (32 μs) to the second refresh operation cycle management information (8 μs) set in the
演算アルゴリズムプロセッサ103は、第2モードレジスタ信号S2に従って、コマンド発生部104に、モードレジスタ設定コマンドを発生させるように指令する。第2リフレッシュ動作周期管理情報(8μs)を示すレジスタコードは、アドレス発生105またはデータ発生部106によって発行される。
The
図4は、上記のSDRAM20Aの回路ブロック図である。SDRAM20Aは、コマンド判定回路21と、モードレジスタ22と、リフレッシュ制御回路23と、メモリセル24と、リフレッシュ管理部25とを備えている。
FIG. 4 is a circuit block diagram of the
コマンド判定回路21は、コマンドデコーダ回路21Aを備えている。コマンドデコーダ回路21Aには、クロック信号CLK及び各種信号SIGNALSが入力される。各種信号SIGNALSとは、チップセレクト信号CS、ロウアドレスセレクト信号RAS#、カラムアドレスセレクト信号CAS#、ライトイネーブル信号WE#である。
The
コマンドデコーダ回路21Aは、上記のSDRAMコントローラ80によって発生させたモードレジスタ設定コマンドを認識する。その後、コマンドデコーダ回路21Aは、モードレジスタ22に、モードレジスタ設定信号を出力する。
The
モードレジスタ22には、データ信号DQが入力される。データ信号DQには、上記の第1リフレッシュ動作周期管理情報であるレジスタコードが含まれる。
The data signal DQ is input to the
モードレジスタ22は、モードレジスタ設定信号に従って、第1リフレッシュ動作周期管理情報を取り込む。その後、モードレジスタ22は、リフレッシュ管理部25に、第1リフレッシュ動作周期情報信号を出力する。
The
リフレッシュ管理部25は、タイマ27を備えている。タイマ27は、メモリセル24のリフレッシュ動作周期を計測する。リフレッシュ管理部25は、上記の第1リフレッシュ動作周期管理情報に対応させて、リフレッシュ動作周期(ここでは16μs)毎に、リフレッシュ制御回路23に対して、第1リフレッシュ要求信号を出力する。
The
リフレッシュ制御回路23は、リフレッシュアドレスカウンタ26を備えている。リフレッシュアドレスカウンタ26は、上記の第1リフレッシュ要求信号に対応させて、第1リフレッシュアドレスを生成する。
The refresh control circuit 23 includes a
リフレッシュ制御回路23は、メモリセル24に対して、第1リフレッシュアドレスと共に、メモリセル制御信号を出力する。
The refresh control circuit 23 outputs a memory cell control signal to the
第1リフレッシュアドレス及びメモリセル制御信号に従って、メモリセル24のリフレッシュ(データ保持のための再電荷注入)が行われる。
In accordance with the first refresh address and the memory cell control signal, the
上記のSDRAM20Bについても、SDRAM20A(図4参照。)と同様に、コマンド判定回路21と、モードレジスタ22と、リフレッシュ制御回路23と、メモリセル24と、リフレッシュ管理部25とを備えている。
The
SDRAM20Bでは、モードレジスタ22に、データ信号DQ(上記の第2リフレッシュ動作周期管理情報)が入力される。
In the
SDRAM20Bでは、上記のモードレジスタ設定信号に従って、モードレジスタ22が、第2リフレッシュ動作周期管理情報を取り込む。その後、モードレジスタ22は、リフレッシュ管理部25に、第2リフレッシュ動作周期情報信号を出力する。
In the
リフレッシュ管理部25は、上記の第2リフレッシュ動作周期管理情報に対応させて、リフレッシュ動作周期(ここでは8μs)毎に、リフレッシュ制御回路23に対して、第2リフレッシュ要求信号を出力する。
The
リフレッシュアドレスカウンタ26は、上記の第2リフレッシュ要求信号に対応させて、第2リフレッシュアドレスを生成する。
The
第2リフレッシュアドレス及びメモリセル制御信号に従って、メモリセル24のリフレッシュ動作が行われる。
The
本実施形態では、本発明のメモリシステムの一例は、SDRAMコントローラ80とSDRAM20A、20B、SNVM40を含む。また、SDRAMコントローラ80は、半導体装置2に含まれても良いし、後述する図5の様に積層された異なる樹脂で封止された複数の半導体装置に含まれても良い。
In the present embodiment, an example of the memory system of the present invention includes an
本実施形態では、リフレッシュ動作周期(16μs)は、本発明の第1リフレッシュ動作周期の一例である。リフレッシュ動作周期(8μs)は、本発明の第2リフレッシュ動作周期の一例である。電源投入後のSDRAM20Aのイニシャライズシーケンス時に設定するリフレッシュ動作周期(32μs)は、本発明の基本リフレッシュ動作周期の一例である。
In the present embodiment, the refresh operation cycle (16 μs) is an example of the first refresh operation cycle of the present invention. The refresh operation cycle (8 μs) is an example of the second refresh operation cycle of the present invention. The refresh operation cycle (32 μs) set during the initialization sequence of the
本実施形態では、第1モードレジスタ値設定部210は、本発明の第1動作周期設定部の一例である。第2モードレジスタ値設定部220は、本発明の第2動作周期設定部の一例である。第1モードレジスタ値設定部210と第2モードレジスタ値設定部220は、本発明の動作周期設定部の一例である。
In the present embodiment, the first mode register
本実施形態では、第1モードレジスタ値設定部210によって、SDRAM20Aに対するリフレッシュ動作周期(16μs)を、SDRAM20Bに対するリフレッシュ動作周期(8μs)よりも長い周期に設定することは、本発明の第1動作周期設定ステップの一例である。
In the present embodiment, the first mode register
本実施形態では、第2モードレジスタ値設定部220によって、SDRAM20Bに対するリフレッシュ動作周期(8μs)を、SDRAM20Aに対するリフレッシュ動作周期(16μs)よりも短い周期に設定することは、本発明の第2動作周期設定ステップの一例である。
In the present embodiment, the second mode register
<実施形態2の効果>
本実施形態の半導体装置2では、マザー基板10に対するSDRAM20Bの熱伝導率が、マザー基板10に対するSDRAM20Aの熱伝導率よりも低い。これにより、SDRAM20Bの放熱効果がSDRAM20Aの放熱効果よりも劣る。このため、SDRAM20Bのメモリセル24のコンデンサに蓄積された電荷が消失することを防ぐために、SDRAM20Bのリフレッシュ動作を、SDRAM20Aのリフレッシュ動作よりも頻繁に行うことが必要になる。
本実施形態の半導体装置2では、第1モードレジスタ値設定部210及び第2モードレジスタ値設定部220によって、上記の最下層に位置するSDRAM20Aに対するリフレッシュ動作周期(16μs)を、SDRAM20Aよりも放熱効果が劣り該SDRAM20Aよりも上記の最上層に位置するSNVM40に近い位置に配置されたSDRAM20Bに対するリフレッシュ動作周期(8μs)とは異なる周期に設定している。
そこで、本実施形態の半導体装置2及びそのリフレッシュ動作制御方法によれば、上記のように、SDRAM20Bのリフレッシュ動作を、SDRAM20Aのリフレッシュ動作よりも頻繁に行うことが必要になる場合であっても、SDRAM20Aに対するリフレッシュ動作周期とは別個に、第2モードレジスタ値設定部220によって、SDRAM20Bに対するリフレッシュ動作周期を設定することができる。
これにより、本実施形態の半導体装置2及びそのリフレッシュ動作制御方法では、SDRAM20Bに対するリフレッシュ動作周期(8μs)を、SDRAM20Bのメモリセル24のコンデンサに蓄積された電荷が消失することを防ぐために十分な周期に設定することが可能になる。
<Effect of
In the
In the
Therefore, according to the
Thus, in the
本実施形態の半導体装置2では、SDRAM20A、SDRAM20BとSNVM40が、高い熱伝導率である電気的接続体によって熱共有接続され、共通のSDRAMコントローラから指令を受けて動作する。これにより、SNVM40アクセス時には、SDRAM20AとSDRAM20Bのそれぞれの放熱効果に応じて、イニシャライズシーケンス時に設定する基本リフレッシュ動作周期管理情報(32μs)から第1リフレッシュ動作周期管理情報(16μs)、第2リフレッシュ動作周期管理情報(8μs)へ変更する。
そこで、本実施形態のSDRAMコントローラ及びそのリフレッシュ動作制御方法によれば、上記のSDRAM20A、SDRAM20Bのそれぞれのメモリセル24のコンデンサに蓄積された電荷が消失することを防ぐことができる最適なリフレッシュ動作周期を設定することが可能となる。
In the
Therefore, according to the SDRAM controller and the refresh operation control method of the present embodiment, the optimum refresh operation cycle that can prevent the charge accumulated in the capacitors of the
本実施形態の半導体装置2では、マザー基板10に対するSDRAM20Bの熱伝導率が、マザー基板10に対するSDRAM20Aの熱伝導率よりも低い。これにより、SDRAM20Bの放熱効果はSDRAM20Aの放熱効果よりも劣る。このため、SDRAM20Bの温度上昇によって、SDRAM20Bのメモリセル24のコンデンサに蓄積された電荷が消失するまでに要する時間は、SDRAM20Aのメモリセル24のコンデンサに蓄積された電荷が消失するまでに要する時間に比べて短くなる。
本実施形態の半導体装置2では、第2モードレジスタ値設定部220によって、SDRAM20Aよりも放熱効果が劣るSDRAM20Bに対するリフレッシュ動作周期(8μs)を、SDRAM20Aに対するリフレッシュ動作周期(16μs)よりも短い周期に設定している。
そこで、本実施形態の半導体装置2及びそのリフレッシュ動作制御方法によれば、上記のSDRAM20Aに加えてSDRAM20Bについても、該SDRAM20Bの温度上昇を考慮して、SDRAM20Bのメモリセル24のコンデンサに蓄積された電荷が消失することを防ぐことができる最適なリフレッシュ動作周期を設定することが可能となる。
In the
In the
Therefore, according to the
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において構成の一部を適宜変更して実施することができる。例えば、本発明の動作周期設定部は、第1モードレジスタ値設定部210と第2モードレジスタ値設定部220の機能を一つにした設定部であってもよい。また、メモリ20Aの基本リフレッシュ動作周期管理情報(32μs)に余裕がある場合、SNVM40に対するメモリ要求信号に対応して、第2モードレジスタ202のみを変更して第2リフレッシュ動作周期管理情報(16μs)へ変更する管理情報を出力する様にしても良い。SDRAM20Aの放熱効果は、SDRAM20Bの放熱効果よりも勝るからである。更に、上述した実施形態とは異なり、所定の周期(例えば、8μsや16μs)毎に発行されるリフレッシュコマンドによって、SDRAMのメモリセルのリフレッシュ動作を実行してもよい。
The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be implemented by appropriately changing a part of the configuration without departing from the spirit of the invention. For example, the operation cycle setting unit of the present invention may be a setting unit that combines the functions of the first mode register
上述した実施形態とは異なり、熱硬化性のエポキシ系樹脂に代えて、良好な熱伝導性を有する接着剤によって、上記の接着剤層50、51を形成してもよい。
上述した実施形態とは異なり、ボンディングワイヤに代えて、TABやその他の接続手段によって、上記のチップ間やマザー基板への電気的接続を形成してもよい。
Unlike the embodiment described above, the
Unlike the above-described embodiment, instead of the bonding wires, TAB or other connection means may be used to form electrical connections between the chips or to the mother board.
上述した実施形態1の半導体装置(MCP)とは異なり、図5の実施形態1の他の半導体装置(POP)にも適用できる。図5において、接着剤層50、51は図示を省略している。マザー基板10を基準にして、チップ1、チップ2とチップ3は、積層の関係で構成される。チップ2とチップ3のそれぞれのワイヤボンディングは、マザー基板30のボール110に共通に接続され、マザー基板20を経由してマザー基板20上のチップ1へ接続される。ボール210は、マザー基板20上のチップ1とマザー基板上の図示されないCPU等のデバイスを接続する信号線である。実施形態1と同様に、チップ3の動作に伴い発生する熱は、高熱伝導率な金属系の材料(ワイヤボンディング、マザー基板30上のメタライスされた金属配線)を通じて、チップ2と直に共有する。データ保持のためのリフレッシュ動作が必要なチップ2は、実施形態1と同様に、チップ2自身の放熱効率を向上させることにより、リフレッシュ特性の悪化を防止している。マザー基板30の熱は、マザー基板30に備わるすべてのボール110、マザー基板20、マザー基板20に備わるすべてのボール210を通じて、マザー基板10へ放熱させる。
また、チップ3に伴い発生する熱は、高熱伝導率な金属系の材料(ワイヤボンディング、ボール110、マザー基板20上のメタライスされた金属配線)を通じて、チップ1と直に共有する。チップ1は、前述と同様に、チップ1自身の放熱効率を向上させることにより、チップ3に伴い発生する熱は、マザー基板20、マザー基板20に備わるすべてのボール210を通じて、マザー基板10へ放熱させる。
尚、マザー基板20とそれに積層されるチップ1と、マザー基板30とそれに積層されるチップ2とチップ3とは、マザー基板10を基準に逆に積層されてもよい。
更に、実施形態1と同様に、チップ2とチップ3の中間層にNANDメモリを配置し、チップ1の上位層にNANDメモリコントローラを配置してもよい。こられの効果は、実施形態1と同様である。
Unlike the semiconductor device (MCP) of the first embodiment described above, the present invention can be applied to another semiconductor device (POP) of the first embodiment of FIG. In FIG. 5, the
Further, the heat generated with the chip 3 is directly shared with the chip 1 through a metal material having high thermal conductivity (wire bonding,
Note that the
Further, as in the first embodiment, a NAND memory may be arranged in an intermediate layer between the
本実施形態では、チップ2(SDRAM)は、本発明の第1メモリの一例である。チップ3(シンクロナスフラッシュメモリ)は、本発明の第2メモリの一例である。チップ1(SDRAMコントローラ)は、本発明の第1機能チップの一例である。マザー基板10、20、30は、本発明のマザー基板の一例であり、本発明の絶縁体の一例である。 In the present embodiment, the chip 2 (SDRAM) is an example of the first memory of the present invention. Chip 3 (synchronous flash memory) is an example of the second memory of the present invention. Chip 1 (SDRAM controller) is an example of the first functional chip of the present invention. The mother substrates 10, 20, and 30 are examples of the mother substrate of the present invention and are examples of the insulator of the present invention.
本実施形態では、ボール接続電極110は、本発明の第1メモリと第2メモリとが共通接続された電極端子の一例である。ボール接続電極120は、本発明の他の電極端子の一例である。
In the present embodiment, the
1、2 半導体装置
10 マザー基板
11、12 ボンディングワイヤ接続電極
20 SDRAM
24 メモリセル
30 NANDメモリ
40 シンクロナスフラッシュメモリ
80 SDRAMコントローラ
210 第1モードレジスタ値設定部
220 第2モードレジスタ値設定部
1, 2
24
Claims (6)
前記第1メモリと前記第2メモリ間に配置される絶縁体を備え、
前記絶縁体の熱伝導率よりも高い熱伝導率である電気的接続体によって前記第1メモリと前記第2メモリが共通接続され、
前記積層された複数のメモリの内の最下層に前記第1メモリを前記マザー基板上に配置し、その上位層に前記第2メモリを配置し、
前記最下層の第1メモリと前記上位層の第2メモリの間である中間層には、前記第1メモリと前記第2メモリとは共通接続されない前記積層された複数のメモリの内の第3メモリを配置したことを特徴とする積層型メモリ装置。 In a stacked memory device in which a plurality of memories including a first memory that requires a refresh operation of a memory cell at a predetermined cycle and a second memory that is nonvolatile are stacked on a mother substrate,
Comprising an insulator disposed between the said first memory a second memory,
The first memory and the second memory are commonly connected by an electrical connection body having a thermal conductivity higher than the thermal conductivity of the insulator,
The first memory is disposed on the mother board in the lowest layer of the plurality of stacked memories, and the second memory is disposed in the upper layer ,
In an intermediate layer between the first memory in the lowermost layer and the second memory in the upper layer, the third memory of the plurality of stacked memories in which the first memory and the second memory are not commonly connected. A stacked memory device, wherein a memory is arranged .
前記メモリと前記メモリコントローラ間に配置される絶縁体と、
前記絶縁体の熱伝導率よりも高い熱伝導率である電気的接続体によって前記メモリと前記メモリコントローラが共通接続されることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の積層型メモリ装置。 The stacked memory device includes a memory controller that controls the first memory and the second memory,
An insulator disposed between the memory and the memory controller;
According to any one of claims 1 to 4, characterized in that said memory and said memory controller by a higher thermal conductivity than the thermal conductivity is electrical connection body of the insulator are connected in common Multilayer memory device.
前記メモリコントローラは、第2マザー基板に搭載され、
前記メモリと前記メモリコントローラ間に配置される絶縁体と、
前記第1マザー基板と前記第2マザー基板間は、前記絶縁体の熱伝導率よりも高い熱伝導率である電気的接続体によって前記メモリと前記メモリコントローラが共通接続されることを特徴とする請求項5に記載の積層型メモリ装置。 The first memory and the second memory are mounted on a first mother board,
The memory controller is mounted on a second mother board,
An insulator disposed between the memory and the memory controller;
The memory and the memory controller are commonly connected between the first mother board and the second mother board by an electrical connection body having a thermal conductivity higher than that of the insulator. The stacked memory device according to claim 5 .
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