KR100688476B1 - High speed memory device having layout structure for reducing chip area - Google Patents
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Abstract
칩 면적을 줄이기 위한 레이아웃 구조를 갖는 고속 메모리 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 칩 면적을 줄이기 위한 레이아웃 구조를 갖는 고속 메모리 장치는, 메모리 장치의 칩 면적을 줄이기 위한 레이아웃 구조를 갖는 메모리 장치에 있어서, 메모리 장치의 X축 또는 Y축의 중심 부분을 기준으로 하여 어느 한쪽에 일렬로 배치되는 다수의 제1패드들, 다수의 제1패드들과 소정 간격 이격되어 칩의 중심 부분에 배치되는 인터페이스 로직 및 제1패드들을 중심으로하여 인터페이스 로직의 양 측면을 둘러싸는 구조로 형성되는 하나 이상의 입출력 회로를 구비하고, 메모리 장치의 외곽 부분에는 코아 셀이 형성되는 것을 특징으로 한다. A high speed memory device having a layout structure for reducing chip area is disclosed. A high speed memory device having a layout structure for reducing a chip area according to the present invention is a memory device having a layout structure for reducing a chip area of a memory device, wherein the high speed memory device is based on a center portion of an X axis or a Y axis of the memory device. A plurality of first pads arranged in a line on one side, interface logic disposed at a central portion of the chip spaced apart from the plurality of first pads by a predetermined distance, and a structure surrounding both sides of the interface logic around the first pads At least one input and output circuit is formed, and characterized in that the core cell is formed on the outer portion of the memory device.
본 발명에 따르면, 인터페이스 로직을 칩 중심에 배치하고, I/O 회로 및 패드의 배치를 변경함으로써 메모리 장치의 면적을 줄일 수 있다는 효과가 있다. According to the present invention, the area of the memory device can be reduced by arranging the interface logic at the chip center and changing the arrangement of the I / O circuit and the pad.
Description
도 1은 종래의 고속 메모리 장치의 레이아웃 구조를 나타내는 도면이다. 1 is a diagram illustrating a layout structure of a conventional high speed memory device.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 의한 칩 면적을 줄이기 위한 레이아웃 구조를 갖는 고속 메모리 장치를 나타내는 도면이다. 2 is a diagram illustrating a high speed memory device having a layout structure for reducing chip area according to a first embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 의한 고속 메모리 장치를 나타내는 도면이다. 3 is a diagram illustrating a high speed memory device according to a second embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 의한 고속 메모리 장치를 나타내는 도면이다. 4 is a diagram illustrating a high speed memory device according to a third embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제4실시예에 의한 고속 메모리 장치를 나타내는 도면이다. 5 is a diagram illustrating a high speed memory device according to a fourth embodiment of the present invention.
본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로서, 특히, 칩 면적을 줄이기 위한 레이아웃 구조를 갖는 고속 메모리 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly, to a high speed memory device having a layout structure for reducing chip area.
최근에는, 반도체 장치에 있어서의 고속화 경쟁에 의해 초고속으로 동작하는 디바이스가 개발되고 있다. 그러나, 일반적인 경우에 램버스 디램과 같이 고속으로 동작하는 소자는 필연적으로 칩 사이즈의 오버헤드(overhead)가 발생된다. In recent years, a device which operates at a very high speed has been developed due to a high speed competition in a semiconductor device. However, in a general case, a device operating at a high speed such as Rambus DRAM inevitably generates an overhead of chip size.
도 1은 종래의 고속 메모리 장치의 레이아웃 구조를 나타내는 도면이다. 1 is a diagram illustrating a layout structure of a conventional high speed memory device.
도 1을 참조하면, 파워 패드(120b)와 일반적인 데이타 패드(120a)를 포함한 패드는 칩 중앙에 일렬로 배치된다. 또한, 인터페이스 로직(100)은 패드(120a, 120b)를 기준으로 칩의 상부 영역에 일렬로 배치된다. 또한, 제1메모리 블럭(DQA)의 I/O회로(140)와 제2메모리 블럭(DQB)의 I/O회로(170)는 패드 (120a,120b)를 기준으로 칩의 하부 영역에 배치된다. 또한, I/O 회로들(140, 170) 사이에는 지연 동기 루프(Delay Locked Loop:이하, DLL이라 함)(150) 및 명령 입력 회로(RQ)(160)들이 배치된다. 인터페이스 로직(100)의 상부와, I/O회로들(140, 170) 하부 영역에는 실제 메모리 셀을 포함하는 코아 셀(180a, 180b)이 각각 배치된다. Referring to FIG. 1, pads including a
즉, 램버스 디램과 같은 일반적인 고속 메모리 장치에서는 어드레스와, 명령어들이 조합된 패킷 형태의 데이타를 수신하고, 이를 해석하여 해석된 결과에 따라서 동작한다. 도 1의 인터페이스 로직(100)은 상기 조합된 형태의 패킷을 해석하는 역할을 하며, 이러한 블럭을 I/F로직 또는 Lstandard 라고 부른다. 도 1을 참조하면, 인터페이스 로직(100)은 한 예로써 A, B, C, D, E의 5개의 블럭들로 구성되는 것으로 가정된다. 고속 디램에 있어서, 인터페이스 로직(100)은 칩 전체에서 수 % 정도의 오버헤드를 갖는다. That is, in a general high speed memory device such as a Rambus DRAM, a packet type data including an address and instructions are received, interpreted, and operated according to the interpreted result. The
또한, I/O 회로들(140, 170)은 한번에 많은 양의 데이타를 외부에서 입력하거나, 외부로 출력하는 역할을 한다. I/O회로(140, 170)는 전체 칩 사이즈에서 수 % 정도의 오버헤드를 갖는다. In addition, the I /
도 1과 같은 메모리 장치의 구조에서는 파워 패드(120b)와 연결되는 파워 라인(102)이 각 블럭들 사이에 배치된다. 즉, 파워 패드(120b) 상하부의 영역 즉, 파 워 라인 영역(102)은 적당한 파워 라인 확보를 위해 사용되지 못하는 경우가 많다. 또한, 인터페이스 로직(100)에서는 이로 인해 배선 길이가 증가된다는 단점이 있다. 즉, 인터페이스 로직(100)의 각 A~E 블럭들은 서로 간에 연결될 수 있다. 예를 들어, A와 B 간에 연결될 수도 있고, A와 E 또는 B 간에 연결되는 식으로 서로 다양한 방식에 의해 연결될 수 있다. 결과적으로, 인터페이스 로직(100)의 각 A~E 블럭은 서로 간에 연결될 때 내부의 드라이버(미도시) 사이즈가 증가되어 전체적인 칩 사이즈를 증가시킨다는 문제점이 있다. In the structure of the memory device as shown in FIG. 1, a
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는, 메모리 장치의 사이즈를 줄이기 위해, 패드의 배열을 변경하고 인터페이스 로직을 칩의 중심부에 배치시키는 고속 메모리 장치를 제공하는데 있다.SUMMARY In order to reduce the size of a memory device, an object of the present invention is to provide a high speed memory device in which a pad arrangement is changed and an interface logic is placed at the center of a chip.
상기 과제를 이루기위해, 본 발명에 따른 칩 면적을 줄이기 위한 레이아웃 구조를 갖는 고속 메모리 장치는, 메모리 장치의 X축 또는 Y축의 중심 부분을 기준으로 하여 어느 한쪽에 일렬로 배치되는 다수의 제1패드들, 다수의 제1패드들과 소정 간격 이격되어 칩의 중심 부분에 배치되는 인터페이스 로직 및 제1패드들을 중심으로하여 인터페이스 로직의 양 측면을 둘러싸는 구조로 형성되는 하나 이상의 입출력 회로로 구성되는 것이 바람직하고, 메모리 장치의 외곽 부분에는 코아 셀이 형성되는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the high-speed memory device having a layout structure for reducing the chip area according to the present invention, a plurality of first pads arranged in a line on either side of the memory device based on the center portion of the X-axis or Y-axis For example, the plurality of first pads may be composed of one or more input / output circuits formed in a structure surrounding both sides of the interface logic with respect to the first pads and the interface logic disposed at a central portion of the chip. Preferably, a core cell is formed at an outer portion of the memory device.
이하에서, 본 발명에 따른 칩 면적을 줄이기 위한 레이아웃 구조를 갖는 고 속 메모리 장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다. Hereinafter, a high speed memory device having a layout structure for reducing chip area according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 의한 칩 면적을 줄이기 위한 레이아웃 구조를 갖는 고속 메모리 장치를 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 고속 메모리 장치는, 코아 셀(280a, 280b), DQA I/O회로(240), DQB I/O회로(270), DLL(250), 인터페이스 로직(200), 명령 입력 회로(RQ)(220), 및 패드들(230a, 230b)을 포함한다. 2 is a diagram illustrating a high speed memory device having a layout structure for reducing chip area according to a first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the high speed memory device includes core cells 280a and 280b, a DQA I /
도 2의 제1실시예에서 메모리 장치의 양쪽 외곽 부분에는 코아 셀(280a, 280b)이 배치된다. 패드들(230a, 230b)은 메모리 장치의 X축 또는 Y축의 중심 부분을 기준으로 하여 양쪽에 2열로 평행하게 배치된다. 여기에서, 패드(230a)는 일반적인 데이타 패드를 나타내고, 230b는 전원 전압(VCC) 또는 접지(GND) 등을 공급하기 위한 파워 패드를 나타낸다. In the first embodiment of FIG. 2, core cells 280a and 280b are disposed at both outer portions of the memory device. The
인터페이스 로직(200)은 다수의 패드들(230a, 230b)과 소정 간격 이격되어 칩의 중심 부분에 배치된다. 또한, 입출력 회로들(240, 270)은 패드들(230a, 230b)을 중심으로 하여 인터페이스 로직(200)의 양쪽 측면을 둘러싸는 구조로 배치된다. 이러한 입출력 회로들(140, 170)을 통하여 다수의 데이타들이 직렬 입력/병렬 출력되거나, 병렬 입력/직렬 출력된다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, DQA I/O회로(240)와 I/F 로직(200) 사이에는 DLL(250)이 배치될 수 있다. I/F 로직(200)과 2열 패드 사이에 남아있는 각각의 영역에는 명령 입력 회로(RQ)(220)가 양쪽에 배치된다. The
도 2에 도시된 바와 같이, 패드를 2열로 배치하게 되면, 전체적인 패드 수는 증가되고, 그에 따른 파워 패드(230b)도 증가될 수 있다. 그러나, 이러한 구조에 의하면, 도 1의 파워 패드(120b) 하부에 위치하는 파워 라인 영역(102)에 해당하는 부분만큼 면적이 절약될 수 있다. 따라서, 제1실시예에서는 인터페이스 로직 (200)의 경우에 도 1의 메모리 장치보다 약 30% 정도의 면적을 감소시키는 것이 가능하다. 또한, 각 A~E블럭에서 서로 연결해야 하는 배선 길이가 감소하게 됨에 따라서 A~E내부에 구비되는 드라이버(DRIVER) 사이즈가 줄어들 수 있다. 즉, 이러한 드라이버 사이즈의 감소로 인해 절약될 수 있는 면적은 종래의 메모리 장치에 비해 약 20%정도라 할 수 있다. 결과적으로, 2열 패드의 사용과, I/F로직(200)의 배치를 변경함으로써 I/F로직(200)의 전체적인 오버헤드는 절반 으로 줄어드는 것이 가능하다. As shown in FIG. 2, when the pads are arranged in two rows, the overall number of pads may be increased and thus the
도 3은 본 발명의 제2실시예에 의한 고속 메모리 장치를 나타내는 도면이다. 3 is a diagram illustrating a high speed memory device according to a second embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 코아 셀(380a, 380b)의 배치는 도 2와 거의 동일하다. 도 3에 있어서, 패드들(330a, 330b)은 어느 한 쪽의 코아 셀 예를 들어, 코아 셀 (380a)과 인접하여 칩 내부에 일렬로 배치된다. 즉, 도 3의 제2실시예에서 패드들(330a, 330b)은 2열 구조가 아닌 단일 구조로 형성된다. 패드(330a)는 일반 패드를 나타내고, 패드(330b)는 파워 패드를 나타낸다. Referring to FIG. 3, the arrangement of core cells 380a and 380b is almost the same as in FIG. 2. In FIG. 3, the
또한, 도 3의 제2실시예에서 I/F 로직(300)은 도 2의 실시예에서와 마찬가지로 칩의 중심 부분에 배치된다. 또한, DQA I/O회로(340)과 DQB I/O 회로(370)는 칩의 양쪽 측면에 배치된다. DLL(350)은 DQA I/O회로(340)와 I/F 로직(300)의 사이에 배치된다. 명령 입력 회로(RQ)(320)는 I/F로직(300)과 패드(330a, 330b)의 사이에 공간에 배치된다. Also, in the second embodiment of FIG. 3, the I /
즉, 도 3의 실시예에서는 패드가 2열 구조가 아닌 1열 구조이므로, 파워 패드(330b)와 연결되는 파워 라인 영역(302)이 형성된다. 그러나, 이러한 구조라 하더라도 I/F 로직(300)의 각 A~E 블럭은 칩의 중심부에 집중되어 있기 때문에, A~E 간의 배선은 종래의 경우에 비해 줄어들 수 있다. 따라서, 블럭들(A~E) 간의 배선이 줄어들게 됨에 따른 내부 드라이버(미도시)의 사이즈가 줄어든다. 결과적으로, 종래의 메모리 장치와 비교할 때 레이아웃 면적이 줄어드는 것을 알 수 있다. That is, in the embodiment of FIG. 3, since the pads have a single row structure instead of a two row structure, a
도 4는 본 발명의 제3실시예에 의한 칩 면적을 줄이기 위한 레이아웃 구조를 갖는 고속 메모리 장치를 나타내는 도면이다. 도 2 또는 도 3과 동일하게 배치되는 영역에 대해서는 구체적인 설명이 생략된다. 도 4를 참조하면, 고속 메모리 장치는 도 2의 실시예에서와 같이, 2열의 패드 구조를 갖는다. 그러나, 도 4의 실시예에서 I/O회로는 부분적으로 분리되어 배치된다는 점이 도 2와 다르다. 즉, I/O회로(440, 470)는 I/0 회로 중에서 아날로그 처리와 관련된 부분들을 포함한다. 이러한 부분들은 일반적으로 cCUSTOM 블럭으로 불려진다. 즉, cCUSTOM은 예를 들어 입력 수신기(input receiver)와 출력 드라이버(output driver)등과 같은 아날로그 처리와 관련된 부분으로 정의될 수 있다. 또한, I/O 회로 중에서 파이프라인 처리와 관련된 부분(490)은 cTOP 블럭 또는 파이프라인 처리부로 불려질 수 있고, 칩의 상부 또는 하부 어느 한 쪽 영역에 일렬로 배치된다. 구체적으로, cTOP I/O회로(490)는 하측 패드 열을 따라서 그 상부 영역에 일렬로 배치된다. 또한, 아날로그 처리와 관련된 I/O회로(cCUSTOM)(440, 470)는 칩의 양쪽 측면에 도 2 및 도 3과 동일하게 배치된다. I/F 로직(400)은 DLL(450)과, I/O 회로(470) 사이에 배치되고, RQ 회로(420)는 상측 패드 열과 I/F로직(400) 사이의 공간에 배치된다. 4 is a diagram illustrating a high speed memory device having a layout structure for reducing chip area according to a third embodiment of the present invention. 2 and 3, detailed descriptions thereof will be omitted. Referring to FIG. 4, the high speed memory device has a pad structure of two rows, as in the embodiment of FIG. 2. However, in the embodiment of FIG. 4, the I / O circuit is different from that of FIG. That is, the I /
도 4의 실시예에서는 전술한 예에서와 마찬가지로, I/F회로(400)의 배치에 의해 칩 레이아웃 면적이 줄어든다. 또한, 2열로 배치된 패드를 이용함으로써 파워 라인 영역이 제거될 수 있다. In the embodiment of FIG. 4, the chip layout area is reduced by the arrangement of the I /
도 5는 본 발명의 제4실시예에 의한 칩 면적을 줄이기 위한 레이아웃 구조를 갖는 고속 메모리 장치를 나타내는 도면이다. 5 is a diagram illustrating a high speed memory device having a layout structure for reducing chip area according to a fourth embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 제4실시예에 의한 고속 메모리 장치는 도 3에서와 같이 패드(530a, 530b)가 일렬로 형성되는 구조를 갖는다. 여기에서, I/F로직(500)은 칩의 중심부에 배치되고, cCUSTOM 블럭을 나타내는 I/O 회로(540, 570)는 도 4에서와 같이 칩의 양쪽에 배치된다. 또한, cTOP 블럭을 나타내는 I/O 회로(590)는 I/F 로직(500)과 I/O 회로(540, 570) 하부 영역에 일렬로 배치된다. 나머지 DLL(550), RQ 회로(520) 및 코아 셀(580a, 580b)은 도 3의 실시예와 유사한 방식으로 배치된다. Referring to FIG. 5, the high speed memory device according to the fourth embodiment has a structure in which
이상과 같이, 제1~제4실시예에 의한 레이아웃 구조의 변경에 의해 고속 메모리 장치의 면적이 줄어들 수 있다. As described above, the area of the high speed memory device can be reduced by changing the layout structure according to the first to fourth embodiments.
본 발명에 따르면, 패드의 배치를 변경하거나, I/F로직 및 I/O 회로의 배치를 변경하여 I/F 로직과 I/O회로의 레이아웃에 의한 오버 헤드를 줄임으로써 레이아웃 면적을 줄일 수 있다는 효과가 있다. According to the present invention, the layout area can be reduced by changing the pad layout or by changing the layout of the I / F logic and I / O circuits to reduce overhead caused by the layout of the I / F logic and the I / O circuits. It works.
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