KR100941088B1 - Semiconductor device using near-end crosstalk, method of manufacturing a semicontuctor device, method of operating a semiconductor device and communication system - Google Patents

Semiconductor device using near-end crosstalk, method of manufacturing a semicontuctor device, method of operating a semiconductor device and communication system Download PDF

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Abstract

반도체 장치는 기판, 반도체 칩, 제 1 전송선 및 제 2 전송선을 포함한다. 반도체 칩은 제 1 신호 및 제 1 신호와 위상, 진행 속도 및 파장이 동일한 제 2 신호를 생성한다. 제 1 전송선은 반도체 칩으로부터 제 1 신호를 제공받는다. 제 2 전송선은 기판 상에 제 1 전송선과 평행하고 종단이 개방(open)되며 파장의 절반에 상응하는 길이를 가지도록 형성된다. 제 2 전송선에 의하여 근단 혼선(near-end crosstalk)이 제 1 전송선에 발생함으로써 고주파 감쇄를 효율적으로 보상할 수 있다.The semiconductor device includes a substrate, a semiconductor chip, a first transmission line and a second transmission line. The semiconductor chip generates a first signal and a second signal having the same phase, traveling speed, and wavelength as the first signal. The first transmission line receives the first signal from the semiconductor chip. The second transmission line is formed on the substrate so as to be parallel with the first transmission line and open at an end and having a length corresponding to half of the wavelength. Near-end crosstalk is generated in the first transmission line by the second transmission line, thereby efficiently compensating for high frequency attenuation.

근단 혼선, near-end crosstalk, NEXT Near-end crosstalk, NEXT

Description

근단 혼선을 이용한 반도체 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 반도체 장치의 구동 방법 및 통신 시스템{SEMICONDUCTOR DEVICE USING NEAR-END CROSSTALK, METHOD OF MANUFACTURING A SEMICONTUCTOR DEVICE, METHOD OF OPERATING A SEMICONDUCTOR DEVICE AND COMMUNICATION SYSTEM}Semiconductor device, method of manufacturing semiconductor device, method of driving semiconductor device, and communication system using near-end crosstalk

본 발명은 반도체 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 간단한 구조로 고주파 손실을 보상할 수 있는 반도체 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 반도체 장치의 구동 방법 및 통신 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly, to a semiconductor device capable of compensating high frequency loss with a simple structure, a manufacturing method of a semiconductor device, a driving method of a semiconductor device, and a communication system.

최근 디지털 신호 전송 기술의 발달로 디지털 신호들은 직렬화되어 전송되고 있으며, 디지털 신호들의 전송 속도 또한 매우 빨라지고 있다. 이에 따라, SATA(Serial Advanced Technology Attachment), HDMI(High-Definition Multimedia Interface) 등의 고속 직렬 인터페이스(high-speed serial interface)들의 전송 속도는 수백 Mbps를 넘어 수 Gbps에 이르고 있다. 이러한 전송 속도 증가에 따라 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, PCB), 케이블, 커넥터 등을 통한 신호의 전송 과정에서 고주파 감쇄 현상이 심화되었다. 주파수에 따른 평행판 전송선(transmission line)에 의한 단위 길이당 저항은 수학식 1과 같이 표현된다.Recently, with the development of digital signal transmission technology, digital signals are serialized and transmitted, and the transmission speed of digital signals is also very fast. Accordingly, transmission speeds of high-speed serial interfaces such as Serial Advanced Technology Attachment (SATA) and High-Definition Multimedia Interface (HDMI) have reached hundreds of Mbps and several Gbps. As the transmission speed increases, high frequency attenuation is intensified in the process of transmitting signals through a printed circuit board (PCB), a cable, and a connector. The resistance per unit length by the parallel plate transmission line according to the frequency is expressed by Equation 1.

Figure 112007088933394-pat00001
Figure 112007088933394-pat00001

여기서 σ는 채널의 전도도를 나타내고(구리의 경우 5.8*107 ohm/m), W는 전송선의 폭을 나타낸다. 수학식 1에서 저항 값은 주파수의 함수로 나타나며, 주파수가 올라갈수록 그 값이 커지는 것을 알 수 있다. 이와 같이 채널에서는 높은 주파수 성분일수록 더 높은 손실이 발생하는 주파수 의존 손실(frequency dependent loss)이 발생하게 되는데, 높은 전송 속도의 데이터는 고주파 신호를 더 많이 포함하므로 데이터 전송 속도가 높아짐에 따라 신호의 손실은 더욱 심해진다. 즉, 데이터 전송 속도가 높아짐에 따라 고주파 감쇄가 더욱 심해진다. 최근 이러한 고주파 감쇄를 보상하여 신호 무결성(signal integrity)을 향상시키기 위하여 프리엠퍼시스(pre-emphasis) 기술이 사용되고 있다.Where σ represents the conductivity of the channel (5.8 * 10 7 ohm / m for copper) and W represents the width of the transmission line. In Equation 1, the resistance value is represented as a function of frequency, and it can be seen that the value increases as the frequency increases. As such, the higher the frequency component, the higher the frequency-dependent loss, which causes higher loss. The higher data rate includes more high-frequency signals, so the higher the data rate, the higher the data rate. Becomes even worse. In other words, as the data transmission rate increases, high frequency attenuation becomes more severe. Recently, a pre-emphasis technique has been used to compensate for such high frequency attenuation and improve signal integrity.

도 1은 종래의 고속 데이터를 전송하는 통신 시스템을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing a communication system for transmitting a conventional high speed data.

도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 송신기(110), 수신기(120) 및 전송선(130)을 포함하고, 송신기(110)는 코어(111) 및 프리엠퍼시스 회로(113)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the communication system 100 includes a transmitter 110, a receiver 120, and a transmission line 130, and the transmitter 110 includes a core 111 and a preemphasis circuit 113. .

코어(111)는 신호를 생성하여 프리엠퍼시스 회로(113)에 전달한다. 프리엠퍼시스 회로(113)는 코어(111)에서 생성한 신호의 고주파 성분을 증폭한다. 고주파 성분이 증폭된 신호는 전송선(130)을 통하여 수신기(120) 전송된다. 전송선(130)을 통하여 신호가 전송될 때에 고주파 감쇄 현상이 발생하지만, 프리엠퍼시스 회 로(113)가 전송되는 신호의 고주파 성분을 충분히 증폭함으로써, 즉 프리엠퍼시스함으로써 고주파 감쇄가 일정량 보상된다.The core 111 generates a signal and delivers it to the preemphasis circuit 113. The pre-emphasis circuit 113 amplifies the high frequency component of the signal generated by the core 111. The signal amplified by the high frequency component is transmitted to the receiver 120 through the transmission line 130. Although a high frequency attenuation occurs when a signal is transmitted through the transmission line 130, a high frequency attenuation is compensated by amplifying the high frequency component of the signal transmitted by the pre-emphasis circuit 113, that is, by pre-emphasis.

도 2a는 프리엠퍼시스 전과 후의 신호들을 나타내는 파형도이고, 도 2b는 프리엠퍼시스 전과 후의 신호 전송 동안의 주파수에 따른 이득도를 나타내는 도면이다.FIG. 2A is a waveform diagram showing signals before and after pre-emphasis, and FIG. 2B is a diagram showing gains with frequency during signal transmission before and after pre-emphasis.

도 2a를 참조하면, 프리엠퍼시스 전 신호(S1)는 고주파 성분들(141a, 142a, 143a, 144a, 145a, 146a)을 포함한다. 프리엠퍼시스 전 신호(S1)를 전송하기 전에 고주파 감쇄를 보상하기 위하여 고주파 성분들(141a, 142a, 143a, 144a, 145a, 146a)을 증폭한다. 고주파 성분들(141a, 142a, 143a, 144a, 145a, 146a)이 증폭된 프리엠퍼시스 후 신호(S2)는 증폭된 고주파 성분들(141b, 142b, 143b, 144b, 145b, 146b)을 포함한다. 프리엠퍼시스 후 신호(S2)를 전송함으로써 신호 무결성을 향상시킬 수 있다.Referring to FIG. 2A, the pre-emphasis pre-signal S1 includes high frequency components 141a, 142a, 143a, 144a, 145a, and 146a. Before transmitting the pre-emphasis signal S1, the high frequency components 141a, 142a, 143a, 144a, 145a, and 146a are amplified to compensate for the high frequency attenuation. The pre-emphasis signal S2 after the high frequency components 141a, 142a, 143a, 144a, 145a, and 146a are amplified includes the amplified high frequency components 141b, 142b, 143b, 144b, 145b, and 146b. Signal integrity can be improved by transmitting signal S2 after pre-emphasis.

도 2b를 참조하면, 고속 데이터가 전송되는 경우의 주파수에 따른 이득을 나타내는 전송손실선(151)을 살펴보면, 신호가 전송될 때 고주파 신호일수록 음의 이득, 즉 감쇄가 심한 것을 알 수 있다. 이러한 고주파 신호의 감쇄를 보상하기 위하여 고주파 신호를 증폭할 수 있다. 주파수에 따라 신호를 증폭하는 프리엠퍼시스선(152)을 살펴보면, 프리엠퍼시스는 고주파 신호일수록 양의 이득, 즉 이득도를 높여 신호를 증폭시키는 것임을 알 수 있다. 프리엠퍼시스된 신호를 전송한 경우의 주파수에 따른 이득을 나타내는 프리엠퍼시스 후 전송손실선(153)을 살펴보면, 프리엠퍼시스된 신호를 전송한 경우 신호가 전송될 때의 고주파 감쇄가 감소된 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 2B, when looking at the transmission loss line 151 representing the gain according to the frequency when high speed data is transmitted, it can be seen that the higher the frequency signal is, the more negative gain, i.e., the attenuation, is. In order to compensate for the attenuation of the high frequency signal, the high frequency signal may be amplified. Looking at the pre-emphasis line 152 that amplifies the signal according to frequency, it can be seen that the pre-emphasis is to amplify the signal by increasing the positive gain, that is, the gain degree, as the high-frequency signal. Looking at the transmission loss line 153 after the pre-emphasis indicating the gain according to the frequency when the pre-emphasized signal is transmitted, the high-frequency attenuation when the signal is transmitted is reduced when the pre-emphasized signal is transmitted. Able to know.

종래의 이러한 프리엠퍼시스 회로들은 고주파 통과 필터(high-pass filter), 유도체 종단처리(inductive termination) 등의 능동 또는 수동소자를 이용하여 반도체 상에 회로로서 구현되었다. 그러나, 이러한 프리엠퍼시스 회로들은 복잡한 구조를 가짐으로써, 회로 설계에 많은 노력이 필요하고, 반도체 기판 상에서 넓은 면적을 차지하며, 높은 제작 비용이 소모된다.Conventional such pre-emphasis circuits have been implemented as circuits on semiconductors using active or passive devices such as high-pass filters, inductive terminations, and the like. However, these pre-emphasis circuits have a complicated structure, which requires a lot of effort in circuit design, occupies a large area on the semiconductor substrate, and consumes high manufacturing costs.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 간단한 구조로 신호의 고주파 성분을 증폭할 수 있는 반도체 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of amplifying high frequency components of a signal with a simple structure.

또한, 본 발명은 신호의 고주파 성분을 증폭할 수 있는 반도체 장치를 적은 비용으로 제조할 수 있는 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.Moreover, an object of this invention is to provide the manufacturing method of the semiconductor device which can manufacture the semiconductor device which can amplify the high frequency component of a signal at low cost.

또한, 본 발명은 신호의 고주파 성분을 증폭할 수 있는 반도체 장치를 구동할 수 있는 반도체 장치의 구동 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a method of driving a semiconductor device capable of driving a semiconductor device capable of amplifying a high frequency component of a signal.

또한, 본 발명은 간단한 구조로 신호의 고주파 성분을 증폭할 수 있는 통신 시스템을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a communication system capable of amplifying high frequency components of a signal with a simple structure.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치는 기판, 반도체 칩, 제 1 전송선 및 제 2 전송선을 포함한다.In order to achieve the above object, a semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes a substrate, a semiconductor chip, a first transmission line and a second transmission line.

상기 반도체 칩은 상기 기판 상에 실장되고, 제 1 신호 및 상기 제 1 신호와 위상, 진행 속도 및 파장이 동일한 제 2 신호를 생성한다. 상기 제 1 전송선은 상기 반도체 칩과 전기적으로 연결되고, 상기 기판 상에 형성되며, 상기 반도체 칩으로부터 상기 제 1 신호를 제공받는다. 상기 제 2 전송선은 상기 반도체 칩과 전기적으로 연결되고, 상기 기판 상에 상기 제 1 전송선과 평행하고 종단이 개방(open)되며 상기 파장의 절반에 상응하는 길이를 가지도록 형성되며, 상기 반도체 칩으로 부터 상기 제 2 신호를 제공받는다. 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호는 각각 디지털 신호일 수 있다.The semiconductor chip is mounted on the substrate and generates a first signal and a second signal having the same phase, traveling speed, and wavelength as the first signal. The first transmission line is electrically connected to the semiconductor chip, is formed on the substrate, and receives the first signal from the semiconductor chip. The second transmission line is electrically connected to the semiconductor chip, and is formed on the substrate to be parallel to the first transmission line, open at an end, and have a length corresponding to half of the wavelength. Is provided with the second signal. The first signal and the second signal may each be a digital signal.

상기 제 1 전송선 및 상기 제 2 전송선은 각각 마이크로스트립(microstrip), 스트립라인(stripline), 또는 동축선(coaxial cable) 중 어느 하나일 수 있다. 상기 반도체 칩은 상기 제 1 신호를 출력하는 제 1 출력 드라이버 및 상기 제 2 신호를 상기 제 1 신호보다 큰 진폭(amplitude)을 가지도록 출력하는 제 2 출력 드라이버를 포함할 수 있다.The first transmission line and the second transmission line may each be one of a microstrip, a stripline, or a coaxial cable. The semiconductor chip may include a first output driver for outputting the first signal and a second output driver for outputting the second signal to have a greater amplitude than the first signal.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법에서, 기판 상에 반도체 칩을 실장하고, 상기 기판 상에 제 1 전송선을 형성하며, 상기 반도체 칩과 상기 제 1 전송선을 전기적으로 연결하고, 상기 기판 상에 상기 제 1 전송선과 평행하고 종단이 개방(open)되도록 제 2 전송선을 형성하며, 상기 반도체 칩과 상기 제 2 전송선을 전기적으로 연결한다. 상기 제 2 전송선은 상기 제 1 전송선에서 전송되는 신호의 파장의 절반에 상응하는 길이를 가지도록 형성될 수 있다.In the method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, a semiconductor chip is mounted on a substrate, a first transmission line is formed on the substrate, and the semiconductor chip and the first transmission line are connected. And a second transmission line parallel to the first transmission line and open at an end thereof on the substrate, and electrically connecting the semiconductor chip and the second transmission line. The second transmission line may be formed to have a length corresponding to half of the wavelength of the signal transmitted from the first transmission line.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치의 구동 방법에서, 제 1 신호 및 상기 제 1 신호와 위상, 진행 속도 및 파장이 동일한 제 2 신호를 생성하고, 제 1 전송선에 상기 제 1 신호를 제공하며, 상기 제 1 전송선과 평행하고 종단이 개방(open)되며 상기 파장의 절반에 상응하는 길이를 가지는 제 2 전송선에 상기 제 2 신호를 제공한다.In a method of driving a semiconductor device according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, a first signal and a second signal having the same phase, traveling speed, and wavelength as the first signal are generated, A first signal is provided, and the second signal is provided to a second transmission line parallel to the first transmission line and open at an end and having a length corresponding to half of the wavelength.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템은 송 신기, 제 1 전송선, 제 2 전송선 및 수신기를 포함한다.In order to achieve the above object, a communication system according to an embodiment of the present invention includes a transmitter, a first transmission line, a second transmission line and a receiver.

상기 송신기는 제 1 신호 및 상기 제 1 신호와 위상, 진행 속도 및 파장이 동일한 제 2 신호를 생성한다. 상기 제 1 전송선은 상기 송신기와 전기적으로 연결되고, 상기 송신기로부터 상기 제 1 신호를 제공받는다. 상기 제 2 전송선은 상기 송신기와 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 전송선과 평행하고, 종단이 개방(open)되며, 상기 파장의 절반에 상응하는 길이를 가지고, 상기 송신기로부터 상기 제 2 신호를 제공받는다. 상기 수신기는 상기 제 1 전송선으로부터 상기 제 1 신호를 수신한다. 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호는 각각 디지털 신호일 수 있다.The transmitter generates a first signal and a second signal having the same phase, traveling speed, and wavelength as the first signal. The first transmission line is electrically connected to the transmitter and receives the first signal from the transmitter. The second transmission line is electrically connected to the transmitter, is parallel to the first transmission line, has an open end, has a length corresponding to half of the wavelength, and receives the second signal from the transmitter. . The receiver receives the first signal from the first transmission line. The first signal and the second signal may each be a digital signal.

상기 제 1 전송선 및 상기 제 2 전송선은, 각각 마이크로스트립(microstrip), 스트립라인(stripline), 동축선(coaxial cable) 중 어느 하나일 수 있다.The first transmission line and the second transmission line may each be any one of a microstrip, a stripline, and a coaxial cable.

상기와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 반도체 장치의 구동 방법 및 통신 시스템은 근단 혼선(near-end crosstalk)을 이용하여 간단한 구조로 전송되는 신호의 고주파 성분을 효율적으로 증폭할 수 있다.The semiconductor device, the method of manufacturing the semiconductor device, the method of driving the semiconductor device, and the communication system according to the embodiments of the present invention as described above use high-frequency components of a signal transmitted in a simple structure using near-end crosstalk. It can be amplified efficiently.

또한 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 반도체 장치의 구동 방법 및 통신 시스템은 신호의 고주파 성분을 효율적으로 증폭하는 반도체 장치의 설계 비용 및 제조 비용을 감소시킬 수 있다.In addition, the semiconductor device, the method of manufacturing the semiconductor device, the method of driving the semiconductor device, and the communication system according to the embodiments of the present invention can reduce the design cost and manufacturing cost of the semiconductor device for efficiently amplifying the high frequency component of the signal.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.With respect to the embodiments of the present invention disclosed in the text, specific structural to functional descriptions are merely illustrated for the purpose of describing embodiments of the present invention, embodiments of the present invention may be implemented in various forms and It should not be construed as limited to the embodiments described in.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.As the inventive concept allows for various changes and numerous modifications, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms may be used for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에" 와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between. Other expressions describing the relationship between components, such as "between" and "immediately between" or "neighboring to" and "directly neighboring", should be interpreted as well.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "having" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof that is described, and that one or more other features or numbers are present. It should be understood that it does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of steps, actions, components, parts or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. .

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. The same reference numerals are used for the same elements in the drawings, and duplicate descriptions of the same elements are omitted.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템을 나타내는 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a communication system according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 통신 시스템(200)은 송신기(210), 수신기(220), 제 1 전송 선(231) 및 제 2 전송선(232)를 포함한다. 송신기(210)는 코어(211)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the communication system 200 includes a transmitter 210, a receiver 220, a first transmission line 231, and a second transmission line 232. The transmitter 210 includes a core 211.

통신 시스템(200)은 데이터를 고속으로 전송하는 통신 시스템일 수 있으며, 송신기(210)가 고속으로 신호를 송신하고, 수신기는 고속으로 전송된 신호를 수신할 수 있다. 송신기(210)의 내부에 포함된 코어(211)는 데이터 또는 클록 등의 수신기(220)에 전송할 제 1 및 제 2 신호들(SS1, SS2)을 생성한다. 코어(211)는 제 1 전송선(231) 및 제 2 전송선(232)에 각각 전기적으로 연결되고, 생성된 제 1 및 제 2 신호들(SS1, SS2)을 제 1 전송선(231) 및 제 2 전송선(232)에 각각 출력한다. 즉, 제 1 전송선(231)에 입력되는 제 1 신호(SS1)와 제 2 전송선(232)에 입력되는 신호 제 2 (SS2)는 동일한 신호이다. 여기서, 신호가 동일하다는 것은 두 신호(SS1, SS2)의 위상, 진행 속도 및 파장이 동일한 것을 의미한다. 즉, 실시예에 따라, 제 1 신호(SS1)와 제 2 신호(SS2)는 서로 실질적으로 동일한 위상, 진행 속도, 파장 및 진폭을 가지거나, 제 1 신호(SS1)와 제 2 신호(SS2)는 서로 실질적으로 동일한 위상, 진행 속도 및 파장을 가지고, 서로 다른 진폭을 가질 수 있다. 제 1 전송선(231)이 송신기(210)로부터 제 1 신호(SS1)를 입력받아 수신기(220)에 출력함으로써 송신기(210)는 수신기(220)에 제 1 신호(SS1)를 전송할 수 있다. 제 1 전송선(231)이 제 1 신호(SS1)를 전송할 때에 주파수 의존 손실(frequency dependent loss)이 발생하여 제 1 신호(SS1)의 고주파 성분의 감쇄될 수 있다. 그러나, 제 2 전송선(232)에서 발생되는 근단 혼선(near-end crosstalk)에 의해 이러한 고주파 감쇄 현상은 충분하게 보상될 수 있다.The communication system 200 may be a communication system for transmitting data at high speed, the transmitter 210 may transmit a signal at high speed, and the receiver may receive a signal transmitted at high speed. The core 211 included in the transmitter 210 generates first and second signals SS1 and SS2 to be transmitted to the receiver 220 such as data or clock. The core 211 is electrically connected to the first transmission line 231 and the second transmission line 232, respectively, and the generated first and second signals SS1 and SS2 are connected to the first transmission line 231 and the second transmission line. Output to 232 respectively. That is, the first signal SS1 input to the first transmission line 231 and the signal second SS2 input to the second transmission line 232 are the same signal. Here, the same signal means that the phases, traveling speeds, and wavelengths of the two signals SS1 and SS2 are the same. That is, according to the exemplary embodiment, the first signal SS1 and the second signal SS2 have substantially the same phase, traveling speed, wavelength, and amplitude, or the first signal SS1 and the second signal SS2. May have substantially the same phase, travel speed and wavelength, and may have different amplitudes. As the first transmission line 231 receives the first signal SS1 from the transmitter 210 and outputs the first signal SS1 to the receiver 220, the transmitter 210 may transmit the first signal SS1 to the receiver 220. When the first transmission line 231 transmits the first signal SS1, a frequency dependent loss may occur to attenuate high frequency components of the first signal SS1. However, such a high frequency attenuation phenomenon may be sufficiently compensated by near-end crosstalk generated in the second transmission line 232.

제 2 전송선(232)은 제 1 전송선(231)과 평행하게 배치되고, 제 2 전송 선(232)에는 제 1 전송선(231)이 전송하는 제 1 신호(SS1)와 동일한 제 2 신호(SS2)가 입력된다. 여기서, 제 2 전송선(232)과 제 1 전송선(231)이 평행하다는 것은 제 2 전송선(232)의 길이(L)에 상응하는 제 1 전송선(231)의 부분이 제 2 전송선(232)과 평행하다는 것을 의미하고, 제 1 전송선(231)의 상기 부분을 제외한 부분에서는 제 1 전송선(231)은 제 2 전송선(232)과 동일한 방향으로 확장되지 않을 수 있다. 제 2 전송선(232)의 일단(233)은 송신기(210)에 포함되는 코어(211)와 전기적으로 연결되고, 타단(234)은 개방(open)된다. 제 2 전송선(232)의 개방된 타단(234)에서 제 2 전송선(232)에 입력된 제 2 신호(SS2)가 실질적으로 모두 반사될 수 있다. 제 2 전송선(232)은 제 2 신호(SS2)의 파장의 실질적으로 절반에 해당하는 길이(L)를 가진다. 실시예에 따라, 제 1 및 제 2 신호들(SS1, SS2)은 디지털 신호이고, 제 2 전송선(232)은 제 1 및 제 2 신호들(SS1, SS2)의 한 비트(bit)에 상응하는 파장의 절반에 해당하는 길이(L)를 가질 수 있다. 제 2 신호(SS2)의 파장의 절반에 해당하는 길이(L)를 가지는 제 2 전송선(232)의 개방된 타단(234)에서는 제 2 신호(SS2)가 실질적으로 모두 반사되고, 반사된 제 2 신호(SS2)는 일단(233)을 향하여 진행하며 반사된 제 2 신호(SS2)와 동일한 위상을 가진 근단 혼선 잡음을 제 1 전송선(231)에 제공한다. 한편, 평행하게 배치된 제 1 전송선(231)과 제 2 전송선(232) 사이의 이격된 정도인 간격(D)은 좁을수록 근단 혼선에 의해 생성되는 잡음이 커진다. 근단 혼선의 특성상 제 1 전송선(231)에서 전송되는 제 1 신호(SS1)에는 제 2 전송선(232)의 길이(L)의 두 배에 해당하는 상기 근단 혼선 잡음이 생성된다. 즉, 제 1 신호(SS1)에 한 파장, 또는 한 비트에 해당하는 잡음이 제 공된다. 여기서, 제 1 신호(SS1)와 제 2 신호(SS2)는 동일한 신호이므로, 제 1 신호(SS1)의 한 파장, 또는 한 비트에 해당하는 성분, 즉 고주파 성분이 증폭되는 효과가 발생한다. 그러므로 제 1 전송선(231)과 평행하게 배치되고, 전송되는 신호의 반파장의 길이를 가지며, 종단(234)이 개방된 제 2 전송선(232)에 의하여 간단하고 효율적으로 신호의 고주파 성분을 증폭할 수 있다.The second transmission line 232 is disposed in parallel with the first transmission line 231, and the second transmission line 232 has the same second signal SS2 as the first signal SS1 transmitted by the first transmission line 231. Is input. Here, the parallel between the second transmission line 232 and the first transmission line 231 means that the portion of the first transmission line 231 corresponding to the length L of the second transmission line 232 is parallel to the second transmission line 232. The first transmission line 231 may not extend in the same direction as the second transmission line 232 except for the portion of the first transmission line 231. One end 233 of the second transmission line 232 is electrically connected to the core 211 included in the transmitter 210, and the other end 234 is opened. At the other open end 234 of the second transmission line 232, the second signal SS2 input to the second transmission line 232 may be substantially reflected. The second transmission line 232 has a length L corresponding to substantially half of the wavelength of the second signal SS2. According to an embodiment, the first and second signals SS1 and SS2 are digital signals and the second transmission line 232 corresponds to one bit of the first and second signals SS1 and SS2. It may have a length (L) corresponding to half of the wavelength. At the other open end 234 of the second transmission line 232 having the length L corresponding to half of the wavelength of the second signal SS2, the second signal SS2 is substantially reflected and the reflected second The signal SS2 travels toward one end 233 and provides the first transmission line 231 with near-end crosstalk noise having the same phase as the reflected second signal SS2. On the other hand, the narrower the distance D between the first transmission line 231 and the second transmission line 232 disposed in parallel, the greater the noise generated by the near-end crosstalk. Due to the characteristics of the near-end crosstalk, the near-end crosstalk noise corresponding to twice the length L of the second transmission line 232 is generated in the first signal SS1 transmitted from the first transmission line 231. That is, the noise corresponding to one wavelength or one bit is provided to the first signal SS1. Here, since the first signal SS1 and the second signal SS2 are the same signal, a component corresponding to one wavelength or one bit of the first signal SS1, that is, a high frequency component, is amplified. Therefore, the second transmission line 232 disposed in parallel with the first transmission line 231 and having a half-wavelength of the transmitted signal, and the terminal 234 is open, can amplify the high frequency component of the signal simply and efficiently. have.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치를 나타내는 사시도이다.4 is a perspective view illustrating a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 반도체 장치(300)는 기판(310), 반도체 칩(320), 제 1 전송선(331) 및 제 2 전송선(332)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the semiconductor device 300 includes a substrate 310, a semiconductor chip 320, a first transmission line 331, and a second transmission line 332.

반도체 칩(320), 제 1 전송선(331) 및 제 2 전송선(332)은 기판(310) 상에 형성된다. 실시예에 따라 기판(310)은 신호의 전기적 연결형태를 가진 회로기판으로서 인쇄 회로 기판(printed circuit board, PCB), BGA(Ball Grid Array), LGA(Land Grid Array) 또는 LTCC(Low Temp. Co-fired Ceramics) 등이 될 수 있다. 반도체 칩(320)의 제 1 패드(321)는 제 1 전송선(331)과 연결된 제 3 패드(351)와 제 1 본딩 와이어(341)를 통하여 전기적으로 연결될 수 있고, 반도체 칩(320)의 제 2 패드(322)는 제 2 전송선(332)과 연결된 제 4 패드(352)와 제 2 본딩 와이어(342)를 통하여 전기적으로 연결될 수 있다. 실시예에 따라, 제 1 전송선(331)의 양단 및 제 4 패드(352)와 연결된 제 2 전송선(332)의 일단은 50 옴으로 종단처리 될 수 있다. 즉, 제 1 전송선(331)의 양단에는 50 옴의 종단 저항이 각각 연결될 수 있고, 제 4 패드(352)와 연결된 제 2 전송선(332)의 일단에만 50 옴의 종단 저항이 연결될 수 있다.The semiconductor chip 320, the first transmission line 331, and the second transmission line 332 are formed on the substrate 310. According to an embodiment, the substrate 310 is a circuit board having an electrical connection form of a signal. A printed circuit board (PCB), a ball grid array (BGA), a land grid array (LGA), or a low temp. -fired ceramics). The first pad 321 of the semiconductor chip 320 may be electrically connected to the third pad 351 connected to the first transmission line 331 through the first bonding wire 341. The second pad 322 may be electrically connected to the fourth pad 352 connected to the second transmission line 332 through the second bonding wire 342. In some embodiments, both ends of the first transmission line 331 and one end of the second transmission line 332 connected to the fourth pad 352 may be terminated in 50 ohms. That is, 50 ohm termination resistors may be connected to both ends of the first transmission line 331, and 50 ohm termination resistors may be connected only to one end of the second transmission line 332 connected to the fourth pad 352.

반도체 칩(320)은 제 1 패드(321), 제 1 본딩 와이어(341) 및 제 3 패드(351)를 통하여 제 1 전송선(331)에 제 1 신호를 출력하고, 제 2 패드(322), 제 2 본딩 와이어(342) 및 제 4 패드(352)를 통하여 제 2 전송선(332)에 제 2 신호를 출력한다. 상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호는 실질적으로 동일한 신호이다. 실시예에 따라, 반도체 칩(320)은 상기 제 1 신호를 출력하는 제 1 출력 드라이버 및 상기 제 2 신호를 출력하는 제 2 출력 드라이버를 포함할 수 있고, 상기 제 1 출력 드라이버 및 상기 제 2 출력 드라이버는 각각 서로 다른 진폭의 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호를 출력할 수 있다. 상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호의 진폭이 다르더라도, 위상, 진행 속도 및 파장은 실질적으로 동일하다. 한편, 상기 제 2 신호의 진폭에 따라 근단 혼선 잡음의 크기가 달라질 수 있다. 상기 제 1 신호는 제 1 전송선(331)을 통하여 기판(310) 상의 다른 반도체 칩 또는 기판(310) 외부의 회로에 전송될 수 있다. 상기 제 1 신호가 제 1 전송선(331)을 통하여 전송될 때에 고주파 성분이 감쇄할 수 있으며, 상기 제 1 신호가 고속으로 전송될 때에 고주파 감쇄는 더욱 두드러질 수 있다.The semiconductor chip 320 outputs a first signal to the first transmission line 331 through the first pad 321, the first bonding wire 341, and the third pad 351, and the second pad 322, The second signal is output to the second transmission line 332 through the second bonding wire 342 and the fourth pad 352. The first signal and the second signal are substantially the same signal. According to an embodiment, the semiconductor chip 320 may include a first output driver for outputting the first signal and a second output driver for outputting the second signal, and the first output driver and the second output. The driver may output the first signal and the second signal having different amplitudes, respectively. Even if the amplitudes of the first signal and the second signal are different, the phase, traveling speed, and wavelength are substantially the same. Meanwhile, the magnitude of the near-end crosstalk noise may vary according to the amplitude of the second signal. The first signal may be transmitted to another semiconductor chip on the substrate 310 or a circuit outside the substrate 310 through the first transmission line 331. High frequency components may attenuate when the first signal is transmitted through the first transmission line 331, and high frequency attenuation may be more pronounced when the first signal is transmitted at high speed.

제 2 전송선(332)은 제 1 전송선(331)과 평행하게 배치된다. 실시예에 따라, 제 1 전송선(331)은 꺾은 선 등의 형상을 가질 수 있으나, 제 2 전송선(332)의 길이(L)에 해당하는 부분은 실질적으로 제 1 방향으로만 확장된 형상을 가진다. 또한, 제 2 전송선(332)은 실질적으로 상기 제 1 방향으로 확장된 형상을 가지며, 제 1 전송선(331)과 이격되어 형성됨으로써, 제 1 전송선(331)과 제 2 전송선(332)은 실질적으로 평행하게 배치된다. 제 1 전송선(331)과 제 2 전송선(332) 사이의 간 격(D)은 좁을수록 근단 혼선에 의해 생성되는 잡음이 커질 수 있으며, 기판(310)의 두께의 6 배 이하인 것이 바람직하다.The second transmission line 332 is disposed in parallel with the first transmission line 331. According to an embodiment, the first transmission line 331 may have a shape such as a bent line, but a portion corresponding to the length L of the second transmission line 332 has a shape substantially extending only in the first direction. . In addition, the second transmission line 332 has a shape extending substantially in the first direction, and is formed to be spaced apart from the first transmission line 331, whereby the first transmission line 331 and the second transmission line 332 are substantially formed. Arranged in parallel. As the distance D between the first transmission line 331 and the second transmission line 332 is narrower, the noise generated by the near-end crosstalk may increase, and it is preferable that the thickness D is less than six times the thickness of the substrate 310.

제 2 전송선(332)의 일단은 제 4 패드(352)와 직접 연결되고, 타단은 개방된다. 제 2 전송선(332)의 개방된 종단에서 제 2 전송선(332)에 입력된 상기 제 2 신호가 실질적으로 모두 반사될 수 있다. 제 2 전송선(332)은 상기 제 2 신호의 파장의 실질적으로 절반에 해당하는 길이(L)를 가진다. 실시예에 따라, 상기 제 1 및 제 2 신호들은 디지털 신호이고, 제 2 전송선(332)은 상기 제 1 및 제 2 신호들의 한 비트에 상응하는 파장의 절반에 해당하는 길이(L)를 가질 수 있다. 상기 제 2 신호의 파장의 절반에 해당하는 길이(L)를 가지는 제 2 전송선(332)의 개방된 종단에서는 상기 제 2 신호가 실질적으로 모두 반사되고, 상기 반사된 제 2 신호는 제 4 패드(352)와 직접 연결된 종단을 향하여 진행하며 상기 반사된 제 2 신호와 동일한 위상을 가진 근단 혼선 잡음을 제 1 전송선(331)에 제공한다. 근단 혼선의 특성상 제 1 전송선(331)에서 전송되는 상기 제 1 신호에는 제 2 전송선(332)의 길이(L)의 두 배에 해당하는 상기 근단 혼선 잡음이 생성된다. 즉, 상기 제 1 신호에 한 파장, 또는 한 비트에 해당하는 잡음이 제공된다. 여기서, 상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호는 동일한 신호이므로, 상기 제 1 신호의 한 파장, 또는 한 비트에 해당하는 성분, 즉 고주파 성분이 증폭되는 효과가 발생한다. 그러므로 제 1 전송선(331)과 평행하게 배치되고, 전송되는 신호의 반파장의 길이를 가지며, 종단이 개방된 제 2 전송선(332)에 의하여 간단하고 효율적으로 신호의 고주파 성분을 증폭할 수 있다.One end of the second transmission line 332 is directly connected to the fourth pad 352, and the other end thereof is opened. At the open end of the second transmission line 332, substantially all of the second signals input to the second transmission line 332 may be reflected. The second transmission line 332 has a length L corresponding to substantially half of the wavelength of the second signal. According to an embodiment, the first and second signals are digital signals, and the second transmission line 332 may have a length L corresponding to one half of a wavelength corresponding to one bit of the first and second signals. have. At the open end of the second transmission line 332 having a length L corresponding to half of the wavelength of the second signal, the second signal is substantially reflected, and the reflected second signal is a fourth pad ( Proceeding toward the terminal directly connected to 352, the near-end crosstalk noise having the same phase as the reflected second signal is provided to the first transmission line 331. Due to the nature of the near-end crosstalk, the near-end crosstalk noise corresponding to twice the length L of the second transmission line 332 is generated in the first signal transmitted from the first transmission line 331. That is, noise corresponding to one wavelength or one bit is provided to the first signal. Here, since the first signal and the second signal are the same signal, an effect that a component corresponding to one wavelength or one bit of the first signal, that is, a high frequency component, is amplified. Therefore, the second transmission line 332, which is disposed in parallel with the first transmission line 331, has a length of half the wavelength of the transmitted signal, and has an open terminal, can amplify the high frequency component of the signal simply and efficiently.

도 5는 프리엠퍼시스 전의 신호와 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치에서 프리엠퍼시스된 신호를 나타내는 파형도이다.5 is a waveform diagram illustrating a signal before preemphasis and a signal pre-emphasized in the semiconductor device according to an exemplary embodiment of the present inventive concept.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치(300)에서 프리엠퍼시스된 신호(402)는 프리엠퍼시스 전의 신호(401)에 비하여 고주파 성분이 증폭된 것을 알 수 있다. 도 5의 예에서는 3.4 Gbps의 신호가 근단 혼선에 의하여 증폭되었을 때의 파형을 나타낸다. 여기서, 제 2 전송선(332)의 길이는 전송되는 신호의 파장의 절반에 해당하므로, 수학식 2와 같이 계산된다.4 and 5, the signal 402 pre-emphasized in the semiconductor device 300 according to the exemplary embodiment of the present invention is amplified by a high frequency component compared to the signal 401 before the pre-emphasis. have. In the example of FIG. 5, the waveform when a 3.4-Gbps signal is amplified by near-end crosstalk is shown. Here, since the length of the second transmission line 332 corresponds to half of the wavelength of the transmitted signal, it is calculated as in Equation 2.

Figure 112007088933394-pat00002
Figure 112007088933394-pat00002

여기서 L은 제 2 전송선(332)의 길이를 나타내고, v는 신호의 진행속도를 나타내며, f는 신호의 주파수를 나타낸다. 도 5의 예에 사용된 제 2 전송선(332)의 길이를 계산하면, 기판(300)이 PCB인 경우 신호의 진행 속도는 약 1.6*108 m/s이고, 주파수는 3.4*109hz이므로, 제 2 전송선(332)의 길이는 약 23.5 mm가 될 수 있다. 즉, 3.4 Gbps의 신호가 제 1 전송선(331)을 통하여 전송될 때, 약 23.5 mm의 길이를 가진 제 2 전송선(332)에 동일한 신호를 입력함으로써, 간단하고 효율적으로 신호의 고주파 성분을 증폭할 수 있다.Where L represents the length of the second transmission line 332, v represents the traveling speed of the signal, and f represents the frequency of the signal. When the length of the second transmission line 332 used in the example of FIG. 5 is calculated, the traveling speed of the signal is about 1.6 * 108 m / s and the frequency is 3.4 * 10 9 hz when the substrate 300 is a PCB. The length of the second transmission line 332 may be about 23.5 mm. That is, when a signal of 3.4 Gbps is transmitted through the first transmission line 331, by inputting the same signal to the second transmission line 332 having a length of about 23.5 mm, it is possible to simply and efficiently amplify the high frequency component of the signal. Can be.

도 6a는 프리엠퍼시스되지 않은 신호의 전송된 후의 파형을 나타내는 아이 다이어그램(eye-diagram)이고, 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치에서 프리엠퍼시스된 신호의 전송된 후의 파형을 나타내는 아이 다이어그램이다.FIG. 6A is an eye diagram illustrating a waveform after transmission of a non-pre-emphasized signal, and FIG. 6B illustrates a waveform after transmission of a pre-emphasized signal in a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. Indicating eye diagram.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치에서 프리엠퍼시스된 신호가 전송된 후의 신호인 도 6b에 도시된 신호의 무결성(signal integrity)이 프리엠퍼시스되지 않은 신호가 전송된 후의 신호인 도 6a에 도시된 신호보다 향상된 것을 알 수 있다. 도 6a 및 도 6b 에서는, 3.4 Gbps의 신호가 1m의 전송선을 통하여 전송된 경우의 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 도 6b의 예에서는, 약 23.5 mm의 길이의 상기 전송선과 평행한 보조 전송선이 사용되었으며, 상기 전송선과 상기 보조 전송선은 약 0.1 mm 간격으로 이격되었다. 이 경우, 근단 혼선이 발생하는 정도를 나타내는 혼선 계수(coupling coefficient)는 약 0.16이다. 한편, 상기 전송선과 상기 보조 전송선의 간격이 좁아지는 경우 상기 혼선 계수는 0.16 보다 커질 수 있다. 도 6a 및 도 6b의 아이 높이(eye-height) 및 시간 잡음(timing jitter)를 살펴보면, 도 6b의 프리엠퍼시스된 신호가 전송된 후의 신호의 아이 높이(502b) 및 시간 잡음(501b)는 도 6a의 프리엠퍼시스되지 않은 신호가 전송된 후의 신호의 아이 높이(502a) 및 시간 잡음(501a) 보다 각각 높고 작음을 알 수 있다. 그러므로, 도 4의 간단한 구조를 가진 반도체 장치(300)에서 프리엠퍼시스된 신호가 전송된 경우 신호 무결성이 향상된 것을 알 수 있다.6A and 6B, a signal in which the signal integrity of the signal shown in FIG. 6B, which is a signal after the pre-emphasized signal is transmitted in the semiconductor device according to an embodiment of the present invention, is not preemphasized. It can be seen that the signal is improved from the signal shown in FIG. 6A after the transmission. 6A and 6B show simulation results when a 3.4 Gbps signal is transmitted through a 1 m transmission line. In the example of FIG. 6B, an auxiliary transmission line parallel to the transmission line having a length of about 23.5 mm was used, and the transmission line and the auxiliary transmission line were spaced about 0.1 mm apart. In this case, a coupling coefficient indicating the extent to which near-end crosstalk occurs is about 0.16. Meanwhile, when the distance between the transmission line and the auxiliary transmission line is narrowed, the crosstalk coefficient may be larger than 0.16. Referring to the eye-height and timing jitter of FIGS. 6A and 6B, the eye height 502b and time noise 501b of the signal after the pre-emphasized signal of FIG. 6B is transmitted are shown in FIG. It can be seen that the non-emphasized signal of 6a is higher and smaller than the eye height 502a and the time noise 501a, respectively, after the signal is transmitted. Therefore, it can be seen that the signal integrity is improved when the pre-emphasized signal is transmitted in the semiconductor device 300 having the simple structure of FIG. 4.

한편, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 상기 전송선들 각각이 마이크로스트립(microstrip), 스트립라인(stripline), 동축선(coaxial cable) 등이 될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 여기서, 마이크로스트립(microstrip)은 하나의 접지된 도체 평면(grounded conducting plane) 상에 유전체 기판이 형성되고, 상기 유전체 기판 상에 금속 스트립(metal strip)이 형성된 전송선을 의미하고, 스트립라인(stripline)은 두개의 평행하게 배치된 접지된 도체 평면들 사이에 유전체 기판이 형성되며, 상기 유전체 기판의 내부에 상기 접지된 도체 평면들 각각과 이격되어 금속 스트립이 형성된 전송선을 의미한다.On the other hand, one of ordinary skill in the art will recognize that each of the transmission lines may be a microstrip, a stripline, a coaxial cable, or the like. Here, microstrip refers to a transmission line in which a dielectric substrate is formed on one grounded conducting plane, and a metal strip is formed on the dielectric substrate, and a stripline A dielectric substrate is formed between two parallelly arranged grounded conductor planes, and means a transmission line formed with a metal strip spaced apart from each of the grounded conductor planes in the dielectric substrate.

본 발명은 간단한 구조로 근단 혼선을 이용하여 고주파 감쇄를 효율적으로 보상할 수 있으므로, 고속 데이터 통신에 유용하게 이용될 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 장치는 디지털 신호들이 고속으로 전송되는 고속 인터페이스 시스템에 더욱 유용하게 이용될 수 있다.Since the present invention can efficiently compensate for high frequency attenuation using near-end crosstalk with a simple structure, it can be usefully used for high-speed data communication. In particular, the semiconductor device according to embodiments of the present invention may be more usefully used in a high speed interface system in which digital signals are transmitted at high speed.

상기에서는 본 발명이 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.While the invention has been described above with reference to preferred embodiments, those skilled in the art will be able to make various modifications and changes to the invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. I will understand.

도 1은 종래의 고속 데이터를 전송하는 통신 시스템을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing a communication system for transmitting a conventional high speed data.

도 2a는 프리엠퍼시스 전과 후의 신호들을 나타내는 파형도이다.2A is a waveform diagram illustrating signals before and after preemphasis.

도 2b는 프리엠퍼시스 전과 후의 신호 전송 동안의 주파수에 따른 이득도를 나타내는 도면이다.FIG. 2B is a diagram showing a gain diagram according to frequency during signal transmission before and after pre-emphasis.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템을 나타내는 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a communication system according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치를 나타내는 사시도이다.4 is a perspective view illustrating a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

도 5는 프리엠퍼시스 전의 신호와 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치에서 프리엠퍼시스된 신호를 나타내는 파형도이다.5 is a waveform diagram illustrating a signal before preemphasis and a signal pre-emphasized in the semiconductor device according to an exemplary embodiment of the present inventive concept.

도 6a는 프리엠퍼시스되지 않은 신호의 전송된 후의 파형을 나타내는 아이 다이어그램이다.6A is an eye diagram showing the waveform after transmission of a non-preemphasized signal.

도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치에서 프리엠퍼시스된 신호의 전송된 후의 파형을 나타내는 아이 다이어그램이다.6B is an eye diagram illustrating a waveform after transmission of a pre-emphasized signal in a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>Description of the main parts of the drawing

200: 통신 시스템 210: 송신기200: communication system 210: transmitter

211: 코어 220: 수신기211: core 220: receiver

231, 331: 제 1 전송선 232, 332: 제 2 전송선231 and 331: first transmission line 232 and 332: second transmission line

300: 반도체 장치 310: 기판300: semiconductor device 310: substrate

320: 반도체 칩 341, 342: 본딩 와이어320: semiconductor chip 341, 342: bonding wire

321, 322, 341, 342: 패드321, 322, 341, 342: pad

Claims (14)

기판;Board; 상기 기판 상에 실장되고, 제 1 신호 및 상기 제 1 신호와 위상, 진행 속도 및 파장이 동일한 제 2 신호를 생성하며, 제 1 패드 및 제 2 패드를 가지는 반도체 칩;A semiconductor chip mounted on the substrate and generating a first signal and a second signal having the same phase, traveling speed, and wavelength as the first signal, the semiconductor chip having a first pad and a second pad; 상기 반도체 칩의 상기 제 1 패드와 전기적으로 연결되고, 상기 기판 상에 형성되며, 상기 반도체 칩으로부터 상기 제 1 신호를 제공받는 제 1 전송선; 및A first transmission line electrically connected to the first pad of the semiconductor chip, formed on the substrate, and receiving the first signal from the semiconductor chip; And 상기 반도체 칩의 상기 제 2 패드와 전기적으로 연결되고, 상기 기판 상에 상기 제 1 전송선과 평행하고 종단이 개방(open)되며 상기 파장의 절반에 상응하는 길이를 가지도록 형성되며, 상기 반도체 칩으로부터 상기 제 2 신호를 제공받는 제 2 전송선을 포함하는 반도체 장치.Electrically connected to the second pad of the semiconductor chip, formed on the substrate to be parallel to the first transmission line and open at an end, and having a length corresponding to half of the wavelength; And a second transmission line receiving the second signal. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호는,The method of claim 1, wherein the first signal and the second signal, 각각 디지털 신호인 것을 특징으로 하는 반도체 장치.Each semiconductor device is a digital signal. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전송선 및 상기 제 2 전송선은,The method of claim 1, wherein the first transmission line and the second transmission line, 각각 마이크로스트립(microstrip)인 것을 특징으로 하는 반도체 장치.A semiconductor device, characterized in that each of the microstrip (microstrip). 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전송선 및 상기 제 2 전송선은,The method of claim 1, wherein the first transmission line and the second transmission line, 각각 스트립라인(stripline)인 것을 특징으로 하는 반도체 장치.A semiconductor device, characterized in that each of the stripline (stripline). 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전송선 및 상기 제 2 전송선은,The method of claim 1, wherein the first transmission line and the second transmission line, 각각 동축선(coaxial cable)인 것을 특징으로 하는 반도체 장치.A semiconductor device, each of which is a coaxial cable. 제 1 항에 있어서, 상기 반도체 칩은,The method of claim 1, wherein the semiconductor chip, 상기 제 1 신호를 출력하는 제 1 출력 드라이버; 및A first output driver for outputting the first signal; And 상기 제 2 신호를 상기 제 1 신호보다 큰 진폭(amplitude)을 가지도록 출력하는 제 2 출력 드라이버를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.And a second output driver for outputting the second signal to have a greater amplitude than the first signal. 기판 상에 제 1 패드 및 제 2 패드를 가지는 반도체 칩을 실장하는 단계;Mounting a semiconductor chip having a first pad and a second pad on a substrate; 상기 기판 상에 제 1 전송선을 형성하는 단계;Forming a first transmission line on the substrate; 상기 반도체 칩의 상기 제 1 패드와 상기 제 1 전송선을 전기적으로 연결하는 단계;Electrically connecting the first pad and the first transmission line of the semiconductor chip; 상기 기판 상에 상기 제 1 전송선과 평행하고 종단이 개방(open)되도록 제 2 전송선을 형성하는 단계; 및Forming a second transmission line on the substrate so as to be parallel to the first transmission line and open at an end thereof; And 상기 반도체 칩의 상기 제 2 패드와 상기 제 2 전송선을 전기적으로 연결하는 단계를 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.And electrically connecting the second pad and the second transmission line of the semiconductor chip. 제 7 항에 있어서, 상기 제 2 전송선을 형성하는 단계는,The method of claim 7, wherein the forming of the second transmission line, 상기 제 1 전송선에서 전송되는 신호의 파장의 절반에 상응하는 길이를 가지도록 상기 제 2 전송선을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.And the second transmission line is formed to have a length corresponding to half of the wavelength of the signal transmitted from the first transmission line. 제 1 신호 및 상기 제 1 신호와 위상, 진행 속도 및 파장이 동일한 제 2 신호를 생성하는 단계;Generating a first signal and a second signal having the same phase, traveling speed, and wavelength as the first signal; 반도체 칩에서 제 1 패드를 통하여 제 1 전송선에 상기 제 1 신호를 제공하는 단계; 및Providing the first signal to a first transmission line through a first pad in a semiconductor chip; And 상기 반도체 칩에서 제 2 패드를 통하여 상기 제 1 전송선과 평행하고 종단이 개방(open)되며 상기 파장의 절반에 상응하는 길이를 가지는 제 2 전송선에 상기 제 2 신호를 제공하는 단계를 포함하는 반도체 장치의 구동 방법.Providing the second signal to a second transmission line in the semiconductor chip, the second transmission line being parallel to the first transmission line through a second pad and having an open end and having a length corresponding to half of the wavelength. Method of driving. 제 1 패드 및 제 2 패드에 전기적으로 연결되고, 제 1 신호 및 상기 제 1 신호와 위상, 진행 속도 및 파장이 동일한 제 2 신호를 생성하는 송신기;A transmitter electrically connected to the first pad and the second pad, the transmitter generating a first signal and a second signal having the same phase, traveling speed, and wavelength as the first signal; 상기 제 1 패드와 전기적으로 연결되고, 상기 송신기로부터 상기 제 1 신호를 제공받는 제 1 전송선;A first transmission line electrically connected to the first pad and receiving the first signal from the transmitter; 상기 제 2 패드와 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 전송선과 평행하고, 종단이 개방(open)되며, 상기 파장의 절반에 상응하는 길이를 가지고, 상기 송신기로부터 상기 제 2 신호를 제공받는 제 2 전송선; 및A second transmission line electrically connected to the second pad, parallel to the first transmission line, open at an end, having a length corresponding to half of the wavelength, and receiving the second signal from the transmitter ; And 상기 제 1 전송선으로부터 상기 제 1 신호를 수신하는 수신기를 포함하는 통신 시스템.And a receiver for receiving the first signal from the first transmission line. 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호는,The method of claim 10, wherein the first signal and the second signal, 각각 디지털 신호인 것을 특징으로 하는 통신 시스템.A communication system, each of which is a digital signal. 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 전송선 및 상기 제 2 전송선은,The method of claim 10, wherein the first transmission line and the second transmission line, 각각 마이크로스트립(microstrip)인 것을 특징으로 하는 통신 시스템.And each microstrip. 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 전송선 및 상기 제 2 전송선은,The method of claim 10, wherein the first transmission line and the second transmission line, 각각 스트립라인(stripline)인 것을 특징으로 하는 통신 시스템.Wherein each is a stripline. 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 전송선 및 상기 제 2 전송선은,The method of claim 10, wherein the first transmission line and the second transmission line, 각각 동축선(coaxial cable)인 것을 특징으로 하는 통신 시스템. A communication system, characterized in that each of the coaxial cable (coaxial cable).
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