KR20180100088A - Semiconductor memory device and method of driving the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 설계 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적층 구조를 가지는 반도체 메모리 장치 및 그의 구동 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor design technology, and more particularly, to a semiconductor memory device having a stacked structure and a driving method thereof.
일반적으로, 패키징 기술은 소형화에 대한 요구 및 실장 신뢰성을 만족시키기 위해 지속적으로 발전되어 왔다. 최근에 들어서는 전기/전자 제품의 소형화와 더불어 고성능화가 요구됨에 따라 적층(stack) 패키지에 대한 다양한 기술들이 개발되고 있다.In general, packaging techniques have been continually developed to meet the demands for miniaturization and mounting reliability. In recent years, various technologies for a stack package have been developed as demand for miniaturization of electric / electronic products and high performance are required.
반도체 산업에서 말하는 "적층"이란 적어도 2개 이상의 반도체 칩 또는 패키지를 수직으로 쌓아 올리는 것으로서, 이러한 적층 패키지에 의하면, 예컨대 디램(DRAM : Dynamic Random Access Memory)와 같은 반도체 메모리 장치의 경우는 반도체 집적 공정에서 구현 가능한 메모리 용량보다 2배 이상의 메모리 용량을 갖는 제품을 구현할 수 있다. 또한, 적층 패키지는 메모리 용량 증대는 물론 실장 밀도 및 실장 면적 사용의 효율성 측면에서 이점을 갖기 때문에 적층 패키지에 대한 연구 및 개발이 가속화되고 있는 실정이다.In the semiconductor industry, "lamination" means stacking at least two or more semiconductor chips or packages vertically. According to such a lamination package, in the case of a semiconductor memory device such as DRAM (Dynamic Random Access Memory) It is possible to implement a product having a memory capacity twice as much as a memory capacity that can be implemented in the memory. In addition, since the stacked package has advantages in terms of the mounting density and the efficiency of use of the mounting area as well as the memory capacity, the research and development of the stacked package is accelerated.
적층 패키지는 크게 개별 반도체 칩들을 스택한 후 한번에 스택된 반도체 칩들을 패키징해주는 방법과, 패키징된 개별 반도체 칩들을 적층하는 방법으로 제조할 수 있으며, 적층 패키지의 개별 반도체 칩들은 금속 와이어 또는 칩관통비아 등을 통하여 전기적으로 연결된다. 특히, 칩관통비아를 이용한 적층 패키지는 반도체 칩 내에 칩관통비아를 형성해서 칩관통비아에 의해 수직으로 반도체 칩들 간에 물리적 및 전기적 연결이 이루어지도록 한 구조이다.The stacked package can be manufactured by a method of stacking individual semiconductor chips and then stacking the stacked semiconductor chips at once, and a method of stacking individual semiconductor chips packaged, and the individual semiconductor chips of the stacked package may be formed by metal wires or chip- And the like. Particularly, a laminate package using chip through vias is a structure in which chip through vias are formed in a semiconductor chip so that physical and electrical connections are made between semiconductor chips vertically by chip through vias.
한편, 적층 패키지에 포함된 반도체 칩들 중에서 외부 장치와 접속되어 각종 신호, 전원 그리고 데이터를 주고받는 반도체 칩을 마스터 칩이라고 하며 그 마스터 칩의 제어에 따라 데이터를 저장 및 제공하는 반도체 칩을 슬레이브 칩이라고 한다. 특히, 슬레이브 칩은 면적을 최소화하기 위하여 코어 영역만을 포함하도록 한 기술이 개발되고 있다.On the other hand, among the semiconductor chips included in the stacked package, a semiconductor chip connected to an external device to exchange various signals, power, and data is called a master chip, and a semiconductor chip storing and providing data under the control of the master chip is called a slave chip do. In particular, in order to minimize the area of the slave chip, a technique for including only the core region is being developed.
도 1에는 슬레이브 칩의 내부 구성도가 도시되어 있다.1 shows an internal configuration of a slave chip.
도 1을 참조하면, 슬레이브 칩은 데이터를 저장 및 제공하기 위한 복수의 뱅크(BANK0 ~ BANK7)와, 복수의 뱅크(BANK0 ~ BANK7)와 마스터 칩(도면에 미도시) 사이에서 데이터를 입출력하기 위한 복수의 제1 및 제2 글로벌 입출력 라인(GIO1, GIO2)을 포함한다.1, a slave chip includes a plurality of banks BANK0 to BANK7 for storing and providing data and a plurality of banks BANK0 to BANK7 for inputting / outputting data between the banks BANK0 to BANK7 and a master chip And a plurality of first and second global input / output lines (GIO1, GIO2).
여기서, 복수의 뱅크(BANK0 ~ BANK7)는 각각 제1 및 제2 데이터 패드 그룹(UDQ, LDQ)에 대응하여 구분되며, 일부의 뱅크들(BANK0, BANK1, BANK4, BANK5)은 복수의 제1 글로벌 입출력 라인(GIO1)을 공유하고 일부의 뱅크들(BANK2, BANK3, BANK6, BANK7)은 복수의 제2 글로벌 입출력 라인(GIO2)을 공유한다.Here, the plurality of banks BANK0 to BANK7 are divided into the first and second data pad groups UDQ and LDQ, respectively, and some of the banks BANK0, BANK1, BANK4, and BANK5 are divided into a plurality of first global Output lines GIO1 and some of the banks BANK2, BANK3, BANK6, and BANK7 share a plurality of second global input / output lines GIO2.
예컨대, 슬레이브 칩의 용량(density)이 1G Bit이고 8개의 뱅크가 구비된다면, 뱅크당 128M Bit의 용량 - 하프 뱅크당 제1 및 제2 데이터 패드 그룹(UDQ, LDQ)에 대응하여 64M Bit의 용량을 가짐 - 을 가지므로, 뱅크당 128M Bit에 대응하는 메모리 셀이 구비되고 메모리 셀에 대응하여 128개의 글로벌 입출력 라인(GIO1, GIO2)이 구비된다.For example, if the density of the slave chip is 1 Gbit and eight banks are provided, a capacity of 64 Mbits corresponding to the first and second data pad groups UDQ and LDQ per capacity-half bank of 128 Mbits per bank The memory cell corresponding to 128 Mbits per bank is provided and 128 global input / output lines (GIO1, GIO2) are provided corresponding to the memory cell.
한편, 종래에는 도 1에 도시된 슬레이브 칩의 면적을 줄이기 위하여 글로벌 입출력 라인의 개수를 줄인 기술이 개시되었다.Meanwhile, in the related art, a technique of reducing the number of global input / output lines in order to reduce the area of the slave chip shown in FIG. 1 has been disclosed.
도 2에는 면적이 최소화된 슬레이브 칩의 내부 구성도가 도시되어 있다.FIG. 2 shows an internal structure of a slave chip having an area minimized.
도 2를 참조하면, 면적이 최소화된 슬레이브 칩은 도 1에 비하여 제1 및 제2 데이터 패드 그룹(UDQ, LDQ)에 각각 대응하는 하프 뱅크들끼리 구분되어 있음을 알 수 있다. 예컨대, 제1 데이터 패드 그룹(UDQ)에 대응하는 제1 내지 제8 하프 뱅크(BANK0 ~ BANK7)가 하나의 뱅크 그룹을 이루며, 제2 데이터 패드 그룹(LDQ)에 대응하는 제1 내지 제8 하프 뱅크(BANK0' ~ BANK7')가 다른 하나의 뱅크 그룹을 이루고 있다. 이와 같이 구성되면, 뱅크 그룹(BANK0 ~ BANK7)(BANK0' ~ BANK7')에 대응하여 각각 64개의 글로벌 입출력 라인(GIO11, GIO12)이 구비될 수 있으므로, 도 1에 도시된 슬레이브 칩에 비하여 글로벌 입출력 라인의 절반에 해당하는 면적만큼 세이브되는 이점이 있다.Referring to FIG. 2, it can be seen that the slave chip having the minimum area is divided into half banks corresponding to the first and second data pad groups UDQ and LDQ, respectively, as compared with FIG. For example, the first through eighth half banks BANK0 through BANK7 corresponding to the first data pad group UDQ form one bank group, and the first through eighth half banks BANK0 through BANK7 corresponding to the second data pad group LDQ, The banks BANK0 'to BANK7' form another bank group. With this configuration, 64 global input / output lines (GIO11, GIO12) can be provided corresponding to the bank groups (BANK0 to BANK7) (BANK0 'to BANK7'), There is an advantage of saving as much as half the area of the line.
한편, 도면에는 미도시되어 있지만, 총 128개의 글로벌 입출력 라인(GIO11, GIO12)에 대응하여 128개의 칩관통비아 - 예컨대, 관통 실리콘 비아(Through Silicon Via : TSV)를 말함 - 가 구비된다. 칩관통비아는 슬레이브 칩을 수직으로 관통하여 구비되며, 슬레이브 칩과 함께 적층 구조를 이루는 마스터 칩과 전기적으로 접속되어 마스터 칩과 글로벌 입출력 라인(GIO11, GIO12) 간에 데이터를 인터페이스하기 위한 매개체이다.Although not shown in the drawing, 128 chip through vias (for example, through silicon vias (TSV)) are provided corresponding to a total of 128 global input / output lines GIO11 and GIO12. The chip through vias are provided to vertically penetrate the slave chip, and are a medium for interfacing data between the master chip and the global input / output lines (GIO11, GIO12) by being electrically connected to the master chip forming the stacked structure together with the slave chip.
그러나, 상기와 같은 구성을 가지는 슬레이브 칩은 면적을 감소하는데 한계가 있고, 아울러 뱅크 그룹(BANK0 ~ BANK7)(BANK0' ~ BANK7')당 글로벌 입출력 라인(GIO11)(GIO12)을 공유하는 구조를 가기 때문에 글로벌 입출력 라인(GIO11, GIO12)의 라인 로딩이 커지는 문제점이 있다.However, the structure of the slave chip having the above configuration has a limitation in reducing the area and shares the global input / output line (GIO11) (GIO12) per bank group (BANK0 ~ BANK7) Therefore, there is a problem that line loading of the global input / output lines (GIO11, GIO12) becomes large.
본 발명은 칩관통비아의 개수를 줄여 면적이 최소화된 반도체 메모리 장치 및 그의 구동 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a semiconductor memory device and a method of driving the semiconductor memory device in which the number of chip through vias is reduced to minimize the area.
또한, 본 발명의 다른 목적은 칩관통비아의 개수를 줄여 면적이 최소화되면서도 글로벌 입출력 라인의 라인 로딩이 최소화된 반도체 메모리 장치 및 그의 구동 방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a semiconductor memory device and a method of driving the semiconductor memory device in which the number of chip through vias is reduced to minimize the area and the line loading of the global input / output lines is minimized.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은, 제1 및 제2 반도체 칩이 적층된 반도체 메모리 장치에 있어서, 외부 장치에 전기적으로 접속되어 제1 데이터를 입출력하기 위한 제1 패드 그룹과, 상기 외부 장치에 전기적으로 접속되어 제2 데이터를 입출력하기 위한 제2 패드 그룹을 구비하는 상기 제1 반도체 칩; 및 상기 제1 반도체 칩에 전기적으로 접속되고 상기 제1 및 제2 데이터를 인터페이스하기 위한 적어도 하나의 칩관통비아가 수직으로 관통된 제2 반도체 칩을 포함하며, 상기 제2 반도체 칩은, 상기 제1 데이터를 저장 및 제공하기 위한 적어도 하나의 제1 및 제2 뱅크를 구비하는 제1 뱅크 그룹; 상기 제1 뱅크와 상기 칩관통비아 사이에 접속된 제1 입출력 라인; 상기 제2 뱅크와 상기 칩관통비아 사이에 접속된 제2 입출력 라인; 상기 제2 데이터를 저장 및 제공하기 위한 적어도 하나의 제3 및 제4 뱅크를 구비하는 제2 뱅크 그룹; 상기 제3 뱅크와 상기 칩관통비아 사이에 접속된 제3 입출력 라인; 상기 제4 뱅크와 상기 칩관통비아 사이에 접속된 제4 입출력 라인; 및 데이터 폭 옵션 신호와 어드레스 신호에 응답하여 상기 제1 및 제2 입출력 라인과 상기 칩관통비아를 전기적으로 접속하고 상기 제3 및 제4 입출력 라인과 상기 칩관통비아를 전기적으로 분리하거나 또는 상기 제3 및 제4 입출력 라인과 상기 칩관통비아를 전기적으로 접속하고 상기 제1 및 제2 입출력 라인과 상기 칩관통비아를 전기적으로 분리하되, 뱅크 어드레스 신호에 응답하여 상기 제1 및 제2 입출력 라인 중 어느 하나와 상기 칩관통비아를 전기적으로 접속하고 상기 제1 및 제2 입출력 라인 중 나머지와 상기 칩관통비아를 전기적으로 분리하거나 또는 상기 제3 및 제4 입출력 라인 중 어느 하나와 상기 칩관통비아를 전기적으로 접속하고 상기 제3 및 제4 입출력 라인 중 나머지와 상기 칩관통비아를 전기적으로 분리하기 위한 데이터 경로 선택부를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a semiconductor memory device in which first and second semiconductor chips are stacked, comprising: a first pad group electrically connected to an external device for inputting / outputting first data; A first semiconductor chip electrically connected to the device and having a second pad group for inputting / outputting second data; And a second semiconductor chip electrically connected to the first semiconductor chip and vertically penetrating at least one chip through via for interfacing the first and second data, A first bank group having at least one first and second banks for storing and providing one data; A first input / output line connected between the first bank and the chip through vias; A second input / output line connected between the second bank and the chip through vias; A second bank group having at least one third and fourth banks for storing and providing the second data; A third input / output line connected between the third bank and the chip through vias; A fourth input / output line connected between the fourth bank and the chip through vias; And electrically connecting the first and second input / output lines and the chip through via in response to a data width option signal and an address signal, electrically separating the third and fourth input / output lines from the chip through via, Output lines and the chip-through vias, electrically isolating the first and second input / output lines and the chip-through vias from each other, and electrically connecting the first and second input / output lines in response to the bank address signal, One of the third and fourth input / output lines and one of the chip-through vias is electrically connected to the other of the first and second input / output lines, And a data path selection unit for electrically connecting the remaining of the third and fourth input / output lines and the chip through via electrically, . ≪ / RTI >
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은 데이터 폭 옵션 신호에 따라 특정 데이터 폭 옵션 모드 - 제1 및 제2 패드 그룹 중 어느 하나만을 통해 데이터가 입출력됨 - 에 진입하는 단계; 어드레스 신호에 따라 제1 및 제2 뱅크와 칩관통비아가 전기적으로 접속되고 제3 및 제4 뱅크와 상기 칩관통비아가 전기적으로 분리되되, 뱅크 어드레스 신호에 따라 상기 제1 및 제2 뱅크 중 어느 하나와 상기 칩관통비아가 전기적으로 접속되고 상기 제1 및 제2 뱅크 중 나머지와 상기 칩관통비아가 전기적으로 분리되는 단계; 및 상기 제1 및 제2 뱅크 중 어느 하나와 상기 칩관통비아 간에 데이터가 전송되는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a semiconductor memory device, comprising: entering a specific data width option mode in accordance with a data width option signal, wherein data is input / output through only one of the first and second pad groups; The first and second banks and the chip through vias are electrically connected and the third and fourth banks and the chip through vias are electrically disconnected in accordance with the address signal so that the first and second banks One of the first and second banks is electrically connected to the chip through via, and the remaining of the first and second banks and the chip through via are electrically separated; And transmitting data between any one of the first and second banks and the chip through vias.
적층된 다른 반도체 칩과의 전기적인 연결을 위한 칩관통비아의 개수를 줄일 수 있어 면적이 최소화되면서도 공정 시간 및 공정 비용을 절약할 수 있는 효과가 있다.The number of chip through vias for electrical connection with other stacked semiconductor chips can be reduced, thereby minimizing the area and saving the processing time and process cost.
또한, 뱅크 그룹당 공유되는 글로벌 입출력 라인을 활성화된 뱅크에 대응하여 선택적으로 접속시킴으로써 글로벌 입출력 라인의 라인 로딩을 최소화할 수 있다. 따라서, 데이터의 천이 시간(transition time)을 줄일 수 있어 반도체 메모리 장치의 성능 개선에 기여할 수 있는 효과가 있다.In addition, by selectively connecting global input / output lines shared for each bank group corresponding to activated banks, it is possible to minimize line loading of global input / output lines. Therefore, it is possible to reduce the transition time of the data, thereby contributing to the improvement of the performance of the semiconductor memory device.
도 1은 종래의 일예에 따른 반도체 메모리 장치에 포함된 슬레이브 칩의 내부 구성도이다.
도 2는 종래의 다른 예에 따른 반도체 메모리 장치에 포함된 슬레이브 칩의 내부 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치를 개념적으로 설명하기 위한 측면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 슬레이브 칩의 내부 구성도이다.
도 5는 도 4에 도시된 슬레이브 칩을 더욱 상세하게 설명하기 위한 내부 구성도이다.FIG. 1 is an internal configuration diagram of a slave chip included in a conventional semiconductor memory device.
FIG. 2 is an internal configuration diagram of a slave chip included in a semiconductor memory device according to another example of the related art.
3 is a side view for conceptually illustrating a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.
4 is an internal configuration diagram of the slave chip shown in FIG.
5 is an internal configuration diagram for explaining the slave chip shown in FIG. 4 in more detail.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, so that those skilled in the art can easily carry out the technical idea of the present invention.
도 3에는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 측면도가 도시되어 있고, 도 4에는 도 3에 도시된 제1 슬레이브 칩의 내부 구성도가 도시되어 있고, 도 5에는 도 4에 도시된 제1 슬레이브 칩을 더욱 자세하게 설명하기 위한 내부 구성도가 도시되어 있다.3 shows a side view of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 shows an internal structure of the first slave chip shown in FIG. 3, and FIG. 1 shows an internal configuration diagram for explaining one slave chip in more detail.
도 3을 참조하면, 반도체 메모리 장치(100)는 외부 장치(도면에 미도시)와 각종 신호, 전원, 데이터 등을 주고받기 위한 마스터 칩(110)과, 마스터 칩(110) 상부에 차례로 적층되며 마스터 칩(110)의 제어에 따라 데이터를 저장 및 제공하기 위한 제1 내지 제4 슬레이브 칩(120A, 120B, 120C, 120D)과, 제1 내지 제4 슬레이브 칩(120A, 120B, 120C, 120D) 각각을 수직으로 관통하며 마스터 칩(110)과 제1 내지 제4 슬레이브 칩(120A, 120B, 120C, 120D) 간에 데이터를 인터페이스하기 위한 복수의 제1 내지 제4 칩관통비아(130A, 130B, 130C, 130D)를 포함한다.3, the semiconductor memory device 100 includes a
여기서, 마스터 칩(110)은 외부 장치와 데이터를 주고받기 위한 복수의 데이터 패드(도면에 미도시)를 구비한다. 이하에서는 16개의 데이터 패드가 구비되는 것을 예로 들어 설명하며, 제1 내지 제8 데이터 패드를 제1 패드 그룹(UDQ)이라 칭하고 제9 내지 제16 데이터 패드를 제2 패드 그룹(LDQ)이라 칭한다.Here, the
또한, 제1 내지 제4 슬레이브 칩(120A, 120B, 120C, 120D)은 마스터 칩(110)의 제어에 따라 데이터를 저장 및 제공할 수 있는 최소한의 구성만을 가진다. 여기서, 제1 내지 제4 슬레이브 칩(120A, 120B, 120C, 120D)이 모두 동일한 구성을 가지므로, 이하에서는 제1 슬레이브 칩(120A)만을 대표적으로 설명한다. 도 4를 참조하면, 제1 슬레이브 칩(120A)은 제1 패드 그룹(UDQ)을 통해 입출력되는 제1 데이터를 저장 및 제공하기 위한 제1 및 제2 하프 뱅크 그룹(BANK0 ~ BANK3)(BANK4 ~ BANK7)을 구비하는 제1 뱅크 그룹(121A, 123A)과, 제2 패드 그룹(LDQ)을 통해 입출력되는 제2 데이터를 저장 및 제공하기 위한 제3 및 제4 하프 뱅크 그룹(BANK0' ~ BANK3')(BANK4' ~ BANK7')을 구비하는 제2 뱅크 그룹(125A, 127A)과, 데이터 폭 옵션 신호(X8), 어드레스 신호(A14), 뱅크 어드레스 신호(BA2)에 응답하여 제1 내지 제4 하프 뱅크 그룹(BANK0 ~ BANK3)(BANK4 ~ BANK7)(BANK0' ~ BANK3')(BANK4' ~ BANK7') 중 어느 하나와 복수의 제1 칩관통비아(130A)를 전기적으로 접속하기 위한 데이터 경로 선택부(122A)와, 제1 및 제2 하프 뱅크 그룹(BANK0 ~ BANK7)과 복수의 제1 칩관통비아(130A)를 실제적으로 접속하기 위한 복수의 제1 글로벌 입출력 라인(GIO21)과, 제3 및 제4 하프 뱅크 그룹(BANK0' ~ BANK7')과 복수의 제1 칩관통비아(130A)를 실제적으로 접속하기 위한 복수의 제2 글로벌 입출력 라인(GIO22)을 포함한다.Also, the first to
여기서, 데이터 경로 선택부(122A)는 도 5를 참조하여 더욱 자세하게 설명한다. 이때, 도 5에는 설명의 편의를 위하여 하나의 칩관통비아(130A) 및 하나의 제1 및 제2 글로벌 입출력 라인(GIO21, GIO22)에 대응하는 데이터 경로 선택부(122A)가 도시되어 있으나, 실제적으로는 각 뱅크의 용량(density) - 64M Bit임 - 에 대응하여 64개의 칩관통비아(130A) 및 64개의 제1 및 제2 글로벌 입출력 라인(GIO21, GIO22)에 대응하는 데이터 경로 선택부(122A)가 구비되어야 한다.Here, the data path selector 122A will be described in more detail with reference to FIG. 5, a data path selector 122A corresponding to one chip through via 130A and one global input / output line (GIO21, GIO22) is shown for convenience of explanation, Corresponding to the 64 chip through
도 5를 참조하면, 데이터 경로 선택부(129A)는 데이터 폭 옵션 신호(X8), 어드레스 신호(A14), 뱅크 어드레스 신호(BA2)에 응답하여 제1 및 제3 하프 뱅크 그룹(121A, 125A) 중 어느 하나와 칩관통비아(130A)를 전기적으로 접속하기 위한 제1 다중화부(129A_1)와, 데이터 폭 옵션 신호(X8), 어드레스 신호(A14), 뱅크 어드레스 신호(BA2)에 응답하여 제2 및 제4 하프 뱅크 그룹(123A, 127A) 중 어느 하나와 칩관통비아(130A)를 전기적으로 접속하기 위한 제2 다중화부(129A_3)를 포함한다.5, the
제1 다중화부(129A_1)는 뱅크 어드레스(BA2)에 응답하여 제1 접속노드(CN1)와 칩관통비아(130A)를 선택적으로 접속하기 위한 제1 뱅크 경로 선택부(129A_11)와, 데이터 폭 옵션 신호(X8)와 어드레스 신호(A14)에 응답하여 제1 접속노드(CN1)와 제1 하프 뱅크 그룹(121A)을 선택적으로 접속하기 위한 제1 그룹 경로 선택부(129A_13)와, 데이터 폭 옵션 신호(X8)와 반전된 어드레스 신호 - 어드레스 신호(A14)의 반전된 신호임 - 에 응답하여 제1 접속노드(CN1)와 제3 하프 뱅크 그룹(125A)을 선택적으로 접속하기 위한 제2 그룹 경로 선택부(129A_15)를 포함한다.The first multiplexing unit 129A_1 includes a first bank path selection unit 129A_11 for selectively connecting the first connection node CN1 and the chip through via 130A in response to the bank address BA2, A first group path selection unit 129A_13 for selectively connecting the first connection node CN1 and the first
제2 다중화부(129A_3)은 뱅크 어드레스(BA2)에 응답하여 제2 접속노드(CN2)와 칩관통비아(130A)를 선택적으로 접속하기 위한 제2 뱅크 경로 선택부(129A_31)와, 데이터 폭 옵션 신호(X8)와 어드레스 신호(A14)에 응답하여 제2 접속노드(CN2)와 제2 하프 뱅크 그룹(123A)을 선택적으로 접속하기 위한 제3 그룹 경로 선택부(129A_31)와, 데이터 폭 옵션 신호(X8)와 반전된 어드레스 신호 - 어드레스 신호(A14)의 반전된 신호임 - 에 응답하여 제2 접속노드(CN2)와 제4 하프 뱅크 그룹(127A)을 선택적으로 접속하기 위한 제4 그룹 경로 선택부(129A_35)를 포함한다.The second multiplexing unit 129A_3 includes a second bank path selection unit 129A_31 for selectively connecting the second connection node CN2 and the chip through via 130A in response to the bank address BA2, A third group path selector 129A_31 for selectively connecting the second connection node CN2 and the second
한편, 복수의 칩관통비아(130A)는 관통 실리콘 비아(Through Silicon Via : TSV)를 포함한다.Meanwhile, the plurality of chip through
이하, 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치(100)의 구동 방법을 설명한다. 단, 본 발명의 실시예에서는 X8 모드 - 8개의 데이터 패드(제1 패드 그룹(UDQ) 또는 제2 패드 그룹(LDQ))를 통해 데이터를 입출력함 - 에 따른 쓰기 동작을 예로 들어 설명하며, 아울러 쓰기 동작 시 제1 슬레이브 칩(120A)만을 대표적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of driving the semiconductor memory device 100 according to the embodiment of the present invention will be described. However, in the embodiment of the present invention, the write operation according to input / output of data through the eight data pads (first pad group (UDQ) or second pad group (LDQ)) in the X8 mode will be described as an example, Only the
마스터 칩에 구비된 제1 패드 그룹(UDQ; 도면에 미도시)을 통해 데이터가 입력되면, 마스터 칩은 복수의 칩관통비아(130A)를 통해 제1 슬레이브 칩(120A)으로 데이터를 전달한다.When data is input through a first pad group (UDQ; not shown) provided in the master chip, the master chip transmits data to the
이때, 제1 슬레이브 칩(120A)은 제1 및 제2 다중화부(129A_1, 129A_3) 중 어느 하나만이 인에이블되며, 칩관통비아(130A)를 통해 전달된 데이터는 제1 다중화부(129A_1) 또는 제2 다중화부(129A_3)를 매개하여 제1 내지 제4 하프 뱅크 그룹(121A, 123A, 125A, 127A) 중 어느 하나로 전달된다. 다시 말해, X8 모드 시 칩관통비아(130A)와 접속되는 데이터 경로는 특정 어드레스 신호(A14)에 따라 어떤 뱅크 그룹(121A, 123A)(125A, 127A)과 접속될지 결정되고 뱅크 어드레스 신호(BA2)에 따라 어떤 하프 뱅크 그룹(121A, 123A, 125A, 127A)과 접속될지 결정된다. 예컨대, 제1 패드 그룹(UDQ)을 통해 데이터가 입력되고 제1 하프 뱅크 그룹(121A)에 속한 어느 하나의 뱅크(BANK0, BANK1, BANK2, BANK3)가 활성화된 경우에는 논리 로우 레벨의 뱅크 어드레스 신호(BA2)에 따라 제1 다중화부(129A_1)가 인에이블되며 논리 하이 레벨의 어드레스 신호(A14)에 따라 제1 다중화부(129A_1)를 통해 제1 글로벌 입출력 라인(GIO21)과 칩관통비아(130A)가 접속되면서 칩관통비아(130A)를 통해 전달된 데이터는 최종적으로 제1 하프 뱅크 그룹(121A)으로 전달된다. 이때, 제2 하프 뱅크 그룹(123A)에 접속된 제1 글로벌 입출력 라인(GIO21)은 디스에이블된 제2 다중화부(129A_3)에 의하여 전기적으로 분리된다.At this time, only the first and second multiplexers 129A_1 and 129A_3 are enabled in the
이와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 서로 다른 뱅크 그룹으로 전달되는 데이터를 하나의 칩관통비아를 통해 전달할 수 있어 칩관통비아의 개수를 줄일 수 있으면서도 데이터가 특정 하프 뱅크 그룹으로 전달될 때 다른 데이터 경로를 전기적으로 분리함으로써 글로벌 입출력 라인의 라인 로딩을 줄일 수 있는 이점이 있다.According to the embodiment of the present invention, data transferred to different bank groups can be transmitted through one chip through via, thereby reducing the number of chip through vias. In addition, when data is transferred to a specific half bank group, There is an advantage that the line loading of global input / output lines can be reduced by electrically separating paths.
본 발명의 기술 사상은 상기 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 이상에서 설명한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경으로 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.The technical idea of the present invention has been specifically described according to the above embodiments, but it should be noted that the embodiments described above are for explanation purposes only and not for the purpose of limitation. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention.
100 : 반도체 메모리 장치
110 : 마스터 칩
120A ~ 120D : 슬레이브 칩
121A 및 123A : 제1 뱅크 그룹
121A : 제1 하프 뱅크 그룹
123A : 제2 하프 뱅크 그룹
125A 및 127A : 제2 뱅크 그룹
125A : 제3 하프 뱅크 그룹
127A : 제 하프 뱅크 그룹
129A : 데이터 경로 선택부
129A_1 : 제1 다중화부
129A_11 : 제1 뱅크 경로 선택부
129A_13 : 제1 그룹 경로 선택부
129A_15 : 제2 그룹 경로 선택부
129A_3 : 제2 다중화부
129A_31 : 제2 뱅크 경로 선택부
129A_33 : 제3 그룹 경로 선택부
129A_35 : 제4 그룹 경로 선택부100: semiconductor memory device 110: master chip
120A to 120D:
121A: first
125A and 127A:
127A:
129A_1: first multiplexing unit 129A_11: first bank path selection unit
129A_13: first group path selection unit 129A_15: second group path selection unit
129A_3: second multiplexer 129A_31: second bank path selector
129A_33: third group path selection unit 129A_35: fourth group path selection unit
Claims (9)
외부 장치에 전기적으로 접속되어 제1 데이터를 입출력하기 위한 제1 패드 그룹과, 상기 외부 장치에 전기적으로 접속되어 제2 데이터를 입출력하기 위한 제2 패드 그룹을 구비하는 상기 제1 반도체 칩; 및
상기 제1 반도체 칩에 전기적으로 접속되고 상기 제1 및 제2 데이터를 인터페이스하기 위한 적어도 하나의 칩관통비아가 수직으로 관통된 상기 제2 반도체 칩을 포함하며,
상기 제2 반도체 칩은,
상기 제1 데이터를 저장 및 제공하기 위한 적어도 하나의 제1 및 제2 뱅크를 구비하는 제1 뱅크 그룹;
상기 제1 뱅크와 상기 칩관통비아 사이에 접속된 제1 입출력 라인;
상기 제2 뱅크와 상기 칩관통비아 사이에 접속된 제2 입출력 라인;
상기 제2 데이터를 저장 및 제공하기 위한 적어도 하나의 제3 및 제4 뱅크를 구비하는 제2 뱅크 그룹;
상기 제3 뱅크와 상기 칩관통비아 사이에 접속된 제3 입출력 라인;
상기 제4 뱅크와 상기 칩관통비아 사이에 접속된 제4 입출력 라인; 및
데이터 폭 옵션 신호와 어드레스 신호에 응답하여 상기 제1 및 제2 입출력 라인과 상기 칩관통비아를 전기적으로 접속하고 상기 제3 및 제4 입출력 라인과 상기 칩관통비아를 전기적으로 분리하거나 또는 상기 제3 및 제4 입출력 라인과 상기 칩관통비아를 전기적으로 접속하고 상기 제1 및 제2 입출력 라인과 상기 칩관통비아를 전기적으로 분리하되, 뱅크 어드레스 신호에 응답하여 상기 제1 및 제2 입출력 라인 중 어느 하나와 상기 칩관통비아를 전기적으로 접속하고 상기 제1 및 제2 입출력 라인 중 나머지와 상기 칩관통비아를 전기적으로 분리하거나 또는 상기 제3 및 제4 입출력 라인 중 어느 하나와 상기 칩관통비아를 전기적으로 접속하고 상기 제3 및 제4 입출력 라인 중 나머지와 상기 칩관통비아를 전기적으로 분리하기 위한 데이터 경로 선택부를 포함하는 반도체 메모리 장치.
In a semiconductor memory device in which first and second semiconductor chips are stacked,
A first pad group electrically connected to an external device for inputting and outputting first data and a second pad group electrically connected to the external device for inputting and outputting second data; And
The second semiconductor chip electrically connected to the first semiconductor chip and vertically penetrating at least one chip-through via for interfacing the first and second data,
Wherein the second semiconductor chip comprises:
A first bank group having at least a first bank and a second bank for storing and providing the first data;
A first input / output line connected between the first bank and the chip through vias;
A second input / output line connected between the second bank and the chip through vias;
A second bank group having at least one third and fourth banks for storing and providing the second data;
A third input / output line connected between the third bank and the chip through vias;
A fourth input / output line connected between the fourth bank and the chip through vias; And
Output lines and the chip-through vias electrically in response to a data width option signal and an address signal, electrically isolating the third and fourth input / output lines from the chip-through vias, or electrically connecting the third and fourth input / And the fourth input / output line and the chip via via are electrically connected to electrically isolate the first and second input / output lines and the chip through via from each other, and in response to the bank address signal, One of the first and second input / output lines and the other of the first and second input / output lines is electrically connected to the other of the first and second input / And a data path selector for electrically isolating the remaining of the third and fourth input / output lines from the chip through via The semiconductor memory device.
상기 데이터 경로 선택부는,
상기 데이터 폭 옵션 신호, 상기 어드레스 신호, 상기 뱅크 어드레스 신호에 응답하여 상기 제1 및 제3 입출력 라인 중 어느 하나와 상기 칩관통비아를 전기적으로 접속하고 상기 제1 및 제3 입출력 라인 중 나머지와 상기 칩관통비아를 전기적으로 분리하기 위한 제1 다중화부; 및
상기 데이터 폭 옵션 신호, 상기 어드레스 신호, 상기 뱅크 어드레스 신호에 응답하여 상기 제2 및 제4 입출력 라인 중 어느 하나와 상기 칩관통비아를 전기적으로 접속하고 상기 제2 및 제4 입출력 라인 중 나머지와 상기 칩관통비아를 전기적으로 분리하기 위한 제2 다중화부를 포함하는 반도체 메모리 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the data path selector comprises:
Output lines and the chip-through vias in response to the data width option signal, the address signal, and the bank address signal, and electrically connecting the rest of the first and third input / A first multiplexer for electrically isolating the chip through vias; And
Output lines in response to the data width option signal, the address signal, and the bank address signal, electrically connecting any one of the second and fourth input / output lines to the chip- And a second multiplexer for electrically separating the chip through vias.
상기 제1 다중화부는,
상기 뱅크 어드레스에 응답하여 제1 접속노드와 상기 칩관통비아를 선택적으로 접속하기 위한 제1 뱅크 경로 선택부;
상기 데이터 폭 옵션 신호와 상기 어드레스 신호에 응답하여 상기 제1 접속노드와 상기 제1 입출력 라인을 선택적으로 접속하기 위한 제1 그룹 경로 선택부; 및
상기 데이터 폭 옵션 신호와 반전된 어드레스 신호 - 상기 어드레스 신호의 반전된 신호임 - 에 응답하여 상기 제1 접속노드와 상기 제3 입출력 라인을 선택적으로 접속하기 위한 제2 그룹 경로 선택부를 포함하는 반도체 메모리 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the first multiplexer comprises:
A first bank path selection unit for selectively connecting the first connection node and the chip through via in response to the bank address;
A first group path selection unit for selectively connecting the first connection node and the first input / output line in response to the data width option signal and the address signal; And
And a second group path selector for selectively connecting the first connection node and the third input / output line in response to the data width option signal and an inverted address signal, which is an inverted signal of the address signal, Device.
상기 제2 다중화부는,
상기 뱅크 어드레스에 응답하여 제2 접속노드와 상기 칩관통비아를 선택적으로 접속하기 위한 제2 뱅크 경로 선택부;
상기 데이터 폭 옵션 신호와 상기 어드레스 신호에 응답하여 상기 제2 접속노드와 상기 제2 입출력 라인을 선택적으로 접속하기 위한 제3 그룹 경로 선택부; 및
상기 데이터 폭 옵션 신호와 반전된 어드레스 신호 - 상기 어드레스 신호의 반전된 신호임 - 에 응답하여 상기 제2 접속노드와 상기 제4 입출력 라인을 선택적으로 접속하기 위한 제4 그룹 경로 선택부를 포함하는 반도체 메모리 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the second multiplexer comprises:
A second bank path selection unit for selectively connecting the second connection node and the chip through via in response to the bank address;
A third group path selector for selectively connecting the second connection node and the second input / output line in response to the data width option signal and the address signal; And
And a fourth group path selector for selectively connecting the second connection node and the fourth input / output line in response to the data width option signal and the inverted address signal - the inverted signal of the address signal - Device.
상기 제1 내지 제4 입출력 라인은 각각 글로벌 입출력 라인을 포함하는 반도체 메모리 장치.
The method according to claim 1,
And the first to fourth input / output lines each include a global input / output line.
상기 제1 내지 제4 입출력 라인은 각각 상기 제1 내지 제4 뱅크의 용량(density)에 대응하여 구비되는 반도체 메모리 장치.
The method according to claim 1,
And the first to fourth input / output lines are provided corresponding to the capacities of the first to fourth banks, respectively.
상기 칩관통비아는 관통 실리콘 비아(Through Silicon Via : TSV)를 포함하는 반도체 메모리 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the chip through vias include a through silicon via (TSV).
상기 데이터 폭 옵션 신호에 따라 특정 데이터 폭 옵션 모드 - 상기 제1 및 제2 패드 그룹 중 어느 하나만을 통해 데이터가 입출력됨 - 에 진입하는 단계;
상기 어드레스 신호에 따라 상기 제1 및 제2 뱅크와 상기 칩관통비아가 전기적으로 접속되고 상기 제3 및 제4 뱅크와 상기 칩관통비아가 전기적으로 분리되되, 상기 뱅크 어드레스 신호에 따라 상기 제1 및 제2 뱅크 중 어느 하나와 상기 칩관통비아가 전기적으로 접속되고 상기 제1 및 제2 뱅크 중 나머지와 상기 칩관통비아가 전기적으로 분리되는 단계; 및
상기 제1 및 제2 뱅크 중 어느 하나와 상기 칩관통비아 간에 데이터가 전송되는 단계
를 포함하는 반도체 메모리 장치의 구동 방법.
A method of driving a semiconductor memory device according to any one of claims 1 to 7,
Entering a specific data width option mode according to the data width option signal, wherein data is input / output through only one of the first and second pad groups;
The first and second banks and the chip through vias are electrically connected and the third and fourth banks and the chip through vias are electrically disconnected in accordance with the address signal, And electrically connecting the chip through vias to one of the first banks and the second banks, and electrically isolating the remaining ones of the first and second banks from the chip through vias; And
Wherein data is transferred between any one of the first and second banks and the chip through vias
And a driving method of the semiconductor memory device.
상기 어드레스 신호에 따라 상기 제1 및 제2 뱅크와 상기 칩관통비아가 전기적으로 분리되고 상기 제3 및 제4 뱅크와 상기 칩관통비아가 전기적으로 접속되되, 상기 뱅크 어드레스 신호에 따라 상기 제3 및 제4 뱅크 중 어느 하나와 상기 칩관통비아가 전기적으로 접속되고 상기 제3 및 제4 뱅크 중 나머지와 상기 칩관통비아가 전기적으로 분리되는 단계; 및
상기 제3 및 제4 뱅크 중 어느 하나와 상기 칩관통비아 간에 데이터가 전송되는 단계를 더 포함하는 반도체 메모리 장치의 구동 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the first and second banks and the chip through vias are electrically disconnected in accordance with the address signal and the third and fourth banks and the chip through vias are electrically connected, One of the fourth banks is electrically connected to the chip through via and the remaining of the third and fourth banks and the chip through via are electrically separated; And
And transferring data between any one of the third and fourth banks and the chip through vias.
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