KR20180134464A - 반도체 장치 및 시스템 - Google Patents
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Abstract
제어 장치; 및 상기 제어 장치와 제 1 라인 및 제 2 라인을 통해 연결된 반도체 장치를 포함하며, 상기 제 1 라인보다 상기 제 2 라인의 로딩이 더 크고, 상기 반도체 장치는 상기 제 1 라인과 전기적으로 연결된 제 1 수신 회로 및 상기 제 2 라인과 전기적으로 연결된 제 2 수신 회로를 포함하며, 상기 제 1 라인과 상기 제 1 수신 회로 사이의 로딩은 상기 제 2 라인과 상기 제 2 수신 회로 사이의 로딩보다 큰 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 반도체 집적 회로에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 반도체 장치 및 시스템에 관한 것이다.
반도체 장치는 메탈로 구성된 신호 라인을 통해 전기적 신호를 수신하도록 구성된다.
반도체 장치는 실장 환경에 따라 즉, 신호 라인의 길이(로딩)에 따라 전기적 신호가 설정된 타이밍에 입출력되도록 구성된다.
본 발명은 신호를 정상적으로 설정된 타이밍에 입출력되도록 하는 반도체 장치 및 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 반도체 시스템은 제어 장치; 및 상기 제어 장치와 제 1 라인 및 제 2 라인을 통해 연결된 반도체 장치를 포함하며, 상기 제 1 라인보다 상기 제 2 라인의 로딩이 더 크고, 상기 반도체 장치는 상기 제 1 라인과 전기적으로 연결된 제 1 수신 회로 및 상기 제 2 라인과 전기적으로 연결된 제 2 수신 회로를 포함하며, 상기 제 1 라인과 상기 제 1 수신 회로 사이의 로딩은 상기 제 2 라인과 상기 제 2 수신 회로 사이의 로딩보다 큰 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 반도체 장치는 제어 장치와 제 1 라인을 통해 전기적으로 연결되는 제 1 외부 접속 단자; 상기 제어 장치와 제 2 제어 라인을 통해 전기적으로 연결되는 제 2 외부 접속 단자; 상기 제 1 외부 접속 단자와 전기적으로 연결된 제 1 수신 회로; 및 상기 제 2 외부 접속 단자와 전기적으로 연결된 제 2 수신 회로를 포함하며, 상기 제 1 외부 접속 단자와 상기 제 1 수신 회로 사이에 연결되는 커패시터의 개수는 상기 제 2 외부 접속 단자와 상기 제 2 수신 회로 사이에 연결되는 커패시터의 개수와 다른 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 반도체 장치 및 반도체 시스템은 실장 환경에는 무관하게 신호가 설정된 타이밍에 정상적으로 입출력되도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 시스템의 구성도,
도 2는 도 1의 반도체 장치를 나타낸 구성도,
도 3은 도 1의 반도체 장치의 실시예를 나타낸 구성도이다.
도 2는 도 1의 반도체 장치를 나타낸 구성도,
도 3은 도 1의 반도체 장치의 실시예를 나타낸 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 반도체 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 제어 장치(100), 및 제 1 내지 제 6 반도체 장치(201, 202, 203, 204, 205, 206)를 포함할 수 있다.
상기 제어 장치(100)는 상기 제 1 내지 제 6 반도체 장치(201, 202, 203, 204, 205, 206)의 동작을 제어하는 장치일 수 있다. 예를 들어, 상기 제어 장치(100)는 컨트롤러(controller) 및 중앙 처리 장치(Central Processing Unit)와 같이 다른 회로들의 동작을 제어하는 장치 중 하나일 수 있다.
상기 제 1 내지 제 6 반도체 장치(201, 202, 203, 204, 205, 206)는 상기 제어 장치(100)의 제어를 받아 동작하는 장치일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 내지 제 6 반도체 장치(201, 202, 203, 204, 205, 206) 각각은 반도체 소자들로 구성된 메모리 장치일 수 있다.
상기 제어 장치(100)는 제 1 및 제 2 라인(Line_A, Line_B)을 통해 상기 제 1 내지 제 3 반도체 장치(201, 202, 203)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제어 장치(100)는 상기 제 2 및 제 3 라인(Line_B, Line_C)을 통해 상기 제 4 내지 제 6 반도체 장치(204, 205, 206)와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제 1 반도체 장치(201)는 상기 제 1 라인(Line_A)과 연결된 제 1 외부 접속 단자(201-1) 및 상기 제 2 라인(Line_B)과 연결된 제 2 외부 접속 단자(201-2)를 포함할 수 있다.
상기 제 2 반도체 장치(202)는 상기 제 1 라인(Line_A)과 연결된 제 3 외부 접속 단자(202-1) 및 상기 제 2 라인(Line_B)과 연결된 제 4 외부 접속 단자(202-2)를 포함할 수 있다
상기 제 3 반도체 장치(203)는 상기 제 1 라인(Line_A)과 연결된 제 5 외부 접속 단자(203-1) 및 상기 제 2 라인(Line_B)과 연결된 제 6 외부 접속 단자(203-2)를 포함할 수 있다.
상기 제 4 반도체 장치(204)는 상기 제 2 라인(Line_B)과 연결된 제 7 외부 접속 단자(204-1) 및 상기 제 3 라인(Line_C)과 연결된 제 8 외부 접속 단자(204-2)를 포함할 수 있다.
상기 제 5 반도체 장치(205)는 상기 제 2 라인(Line_B)과 연결된 제 9 외부 접속 단자(205-1) 및 상기 제 3 라인(Line_C)과 연결된 제 10 외부 접속 단자(205-2)를 포함할 수 있다.
상기 제 6 반도체 장치(206)는 상기 제 2 라인(Line_B)과 연결된 제 11 외부 접속 단자(206-1) 및 상기 제 3 라인(Line_C)과 연결된 제 12 외부 접속 단자(206-2)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 내지 제 6 반도체 장치(201, 202, 203, 204, 205, 206) 각각은 각 외부 접속 단자와 연결된 라인을 통해 상기 제어 장치(100)와 신호를 수신하도록 구성된다. 상기 제 1 내지 제 12 외부 접속 단자(201-1, 201-2, 202-1, 202-2, 203-1, 203-2, 204-1, 204-2, 205-1, 205-2, 206-1, 206-2) 각각은 패드나 볼을 포함할 수 있다.
상기 제 1 및 제2 라인(Line_A, Line_B)과 각각 연결된 상기 제 1 및 제 2 외부 접속 단자(201-1, 201-2)를 포함하는 상기 제 1 반도체 장치(201)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 정전기 방지 회로(201-3), 추가 커패시턴스 회로(201-4), 제 2 정전기 방지 회로(201-5), 제 1 수신 회로(201-6), 및 제 2 수신 회로(201-7)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 정전기 방지 회로(201-3)는 상기 제 1 외부 접속 단자(201-1)로부터 유입될 수 있는 정전기로 인한 상기 제 1 수신 회로(201-6)의 파손을 방지하기 위하여, 상기 제 1 외부 접속 단자(201-1)와 상기 제 1 수신 회로(201-6) 사이에 연결된다.
상기 제 1 정전기 방지 회로(201-3)는 제 1 저항 소자(R1) 및 제 1 및 제 2 커패시터(C1, C2)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 저항 소자(R1)는 일단에 상기 제 1 외부 접속 단자(201-1)가 연결되고, 타단에 상기 제 1 수신 회로(201-6)가 연결된다. 상기 제 1 커패시터(C1)는 일단에 상기 제 1 저항 소자(R1)의 일단이 연결되고, 타단에 접지단(VSS)이 연결된다. 상기 제 2 커패시터(C2)는 일단에 상기 제 1 저항 소자(R2)의 타단이 연결되고, 타단에 접지단(VSS)이 연결된다.
상기 추가 커패시턴스 회로(201-4)는 상기 제 1 외부 접속 단자(201-1)와 상기 제 1 수신 회로(201-6)를 연결하는 라인의 로딩을 추가하기 위하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 추가 커패시턴스 회로(201-4)는 상기 제 1 외부 접속 단자(201-1)와 상기 제 1 정전기 방지 회로(201-3) 사이에 연결될 수 있다. 상기 추가 커패시턴스 회로(201-4)는 상기 제 2 저항 소자(R2), 및 제 3 및 제 4 커패시터(C3, C4)를 포함할 수 있다. 상기 제 2 저항 소자(R2)는 일단에 상기 제 1 외부 접속 단자(201-1)가 연결되고, 타단은 다른 노드와 연결되지 않고 오픈(open)될 수 있다. 또한 상기 제 2 저항 소자(R2)는 일단에 상기 제 1 외부 접속 단자(201-1)가 연결되고, 타단에 상기 제 1 수신 회로(201-6)가 연결될 수도 있다. 상기 제 3 커패시터(C3)는 일단에 상기 제 2 저항 소자(R2)의 일단이 연결되고, 타단에 접지단(VSS)이 연결된다. 상기 제 4 커패시터(C4)는 일단에 상기 제2 저항 소자(R2)의 타단이 연결되고, 타단에 접지단(VSS)이 연결된다.
상기 제 2 정전기 방지 회로(201-5)는 상기 제 2 외부 접속 단자(201-2)로부터 유입될 수 있는 정전기로 인한 상기 제 2 수신 회로(201-7)의 파손을 방지하기 위하여, 상기 제 2 외부 접속 단자(201-2)와 상기 제 2 수신 회로(201-7) 사이에 연결된다.
상기 제 2 정전기 방지 회로(201-5)는 제 3 저항 소자(R3) 및 제 5 및 제 6 커패시터(C5, C6)를 포함할 수 있다. 상기 제 3 저항 소자(R3)는 일단에 상기 제 2 외부 접속 단자(201-2)가 연결되고, 타단에 상기 제 2 수신 회로(201-7)가 연결된다. 상기 제 5 커패시터(C5)는 일단에 상기 제 3 저항 소자(R3)의 일단이 연결되고, 타단에 접지단(VSS)이 연결된다. 상기 제 6 커패시터(C6)는 일단에 상기 제 3 저항 소자(R3)의 타단이 연결되고, 타단에 접지단(VSS)이 연결된다.
상기 제 1 수신 회로(201-6)는 상기 제 1 외부 접속 단자(201-1)로부터 입력되는 신호를 입력 받거나, 상기 제 1 외부 접속 단자(201-1)로 신호를 출력할 수 있다.
상기 제 2 수신 회로(201-7)는 상기 제 2 외부 접속 단자(201-2)로부터 입력되는 신호를 입력 받거나, 상기 제 2 외부 접속 단자(201-2)로 신호를 출력할 수 있다.
상기 제 2 내지 제 6 반도체 장치(202. 203, 204, 205, 206) 각각은 상기 제 1 반도체 장치(201)와 같이 구성될 수 있다. 즉, 상기 제 1 내지 제 6 내지 반도체 장치(201, 202, 203, 204, 205, 206) 각각은 각각의 외부 접속 단자와 연결된 수신 회로 사이의 커패시턴스가 서로 다르게 구현될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 반도체 장치 및 반도체 시스템의 동작에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 1을 참조하여 설명하면, 제어 장치(100)와 제 1 내지 제 3 반도체 장치(201, 202, 203)는 제 1 라인(Line_A)과 제 2 라인(Line_B)을 통해 전기적으로 연결된다. 상기 제어 장치(100)와 상기 제 4 내지 제 6 반도체 장치(204, 205, 206)는 상기 제 2 라인(Line_B)과 상기 제 3 라인(Line_C)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 라인(Line_A)과 상기 제 3 라인(Line_C)의 길이는 동일하지만, 상기 제 2 라인(Line_B)의 길이는 상기 제 1 라인(Line_A)의 길이보다 길다. 그러므로, 상기 제 1 라인(Line_A)과 상기 제 3 라인(Line_C)의 로딩보다 상기 제 2 라인(Line_B)의 로딩이 더 크다.
그러므로, 상기 제 1 및 제 2 라인(Line_A, Line_B)을 통해 전송되는 신호들이 상기 제어 장치(100)로부터 동일한 타이밍에 출력되어도, 상기 제 1 및 제 2 라인(Line_A, Line_B)을 통해 신호를 입력 받는 상기 제 1 내지 제 3 반도체 장치(201, 202, 203)의 각 외부 접속 단자까지는 다른 타이밍에 도달할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 라인(Line_A)에 연결되는 상기 제 1 반도체 장치(201)의 제 1 외부 접속 단자(201-1)와 상기 제 2 라인(Line_B)에 연결되는 상기 제 1 반도체 장치(201)의 제 2 외부 접속 단자(201-2)는 상기 제어 장치(100)로부터 출력된 신호가 서로 다른 타이밍에 도달한다. 상기 제 1 라인(Line_A)에 연결되는 상기 제 2 반도체 장치(202)의 제 3 외부 접속 단자(202-1)와 상기 제 2 라인(Line_B)에 연결되는 상기 제 2 반도체 장치(202)의 제 4 외부 접속 단자(202-2)는 상기 제어 장치(100)로부터 출력된 신호가 서로 다른 타이밍에 도달한다. 상기 제 1 라인(Line_A)에 연결되는 상기 제 3 반도체 장치(203)의 제 5 외부 접속 단자(203-1)와 상기 제 2 라인(Line_B)에 연결되는 상기 제 3 반도체 장치(203)의 제 6 외부 접속 단자(203-2)는 상기 제어 장치(100)로부터 출력된 신호가 서로 다른 타이밍에 도달한다. 즉, 상기 제 1 라인(Line_A)을 통해 상기 제어 장치(100)로부터 각 외부 접속 단자(201-1, 202-1, 203-1)에 신호가 도달하는 타이밍은 상기 제 2 라인(Line_B)을 통해 상기 제어 장치(100)로부터 각 외부 접속 단자(201-2, 202-2, 203-2)에 신호가 도달하는 타이밍보다 빠르다.
도 2를 참조하면, 상기 제 1 반도체 장치(201)는 상기 제 1 라인(Line_A)을 통해 전달되는 신호가 상기 제 1 외부 접속 단자(201-1)를 통해 제 1 수신 회로(201-6)에 입력되도록 구성된다. 상기 제 1 반도체 장치(201)는 상기 제 2 라인(Line_B)을 통해 전달되는 신호가 상기 제 2 외부 접속 단자(201-2)를 통해 제 2 수신 회로(201-7)에 입력되도록 구성된다. 이때, 상기 제 1 외부 접속 단자(201-1)와 상기 제 1 수신 회로(201-6) 사이에는 제 1 정전기 방지 회로(201-3)와 추가 커패시턴스 회로(201-4)가 배치되어 있고, 상기 제 2 외부 접속 단자(201-2)와 상기 제 2 수신 회로(201-7) 사이에는 제 2 정전기 방지 회로(201-5)만이 배치되어 있다. 즉, 상기 제 1 외부 접속 단자(201-1)와 상기 제 1 수신 회로(201-6) 사이의 로딩은 상기 제 2 외부 접속 단자(201-2)와 상기 제 2 수신 회로(201-7) 사이의 로딩보다 상기 추가 커패시턴스 회로(201-4)의 커패시턴스로 인해 더 크다. 그러므로, 상기 제 1 외부 접속 단자(201-1)로부터 상기 제 1 수신 회로(201-6)까지 신호가 도달하는 타이밍은 상기 제 2 외부 접속 단자(201-2)로부터 상기 제 2 수신 회로(201-7)까지 신호가 도달하는 타이밍보다 늦다.
결국, 상기 제어 장치(100)로부터 상기 제 1 라인(Line_A)을 통해 전달되는 신호가 상기 제 2 라인(Line_B)을 통해 전달되는 신호보다 상기 제 1 반도체 장치(201)의 각 외부 접속 단자에 전달되는 타이밍이 빠르다. 또한, 상기 제 1 반도체 장치(201)의 내부에 배치된 상기 추가 커패시턴스 회로(201-4)의 커패시턴스로 인해 상기 제 1 외부 접속 단자(201-1)로부터 상기 제 1 수신 회로(201-6)에 전달되는 신호의 타이밍이 상기 제 2 외부 접속 단자(201-2)로부터 상기 제 2 수신 회로(201-7)에 전달되는 신호의 타이밍보다 느리다.
그러므로, 상기 제어 장치(100)로부터 상기 제 1 및 제 2 라인(Line_A, Line_B)을 통해 출력된 신호가 상기 제 1 반도체 장치(201)의 내부에 포함된 상기 제 1 및 제 2 수신 회로(201-6, 20-7)에 도달하는 타이밍은 동일해질 수 있다.
상기 제1 반도체 장치(201)와 동일하게 구성된 상기 제 2 및 제 3 반도체 장치(202, 203) 또한 상기 제어 장치(100)로부터 출력된 신호들이 상기 제 2 및 제 3 반도체 장치(202, 203) 내부에 포함된 각 수신 회로에 도달하는 타이밍이 동일할 수 있다.
더불어, 상기 제 1 내지 제 3 반도체 장치(201, 202, 203)와 동일한 라인들을 통해 상기 제어 장치(100)로부터 신호들을 입력 받는 것은 아니지만, 라인의 길이가 서로 다른 제 2 라인(Line_B)과 제 3 라인(Line_C)을 통해 신호를 수신하는 제 4 내지 제 6 반도체 장치(204, 205, 206) 각각 또한 상기 제 1 반도체 장치(201)와 동일하게 구성될 수 있고, 동일한 동작 및 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 제어 장치로부터 반도체 장치 내부의 수신 회로까지 신호가 전달되는 신호 라인의 로딩을 반도체 장치 내부에 추가 커패시턴스를 추가하여 제어함으로써, 외부에서 동일한 반도체 장치에 전달되는 신호들이 로딩이 서로 다른 신호 라인을 통해 입력되더라도 내부의 수신 회로까지 도달하는 타이밍을 동일하게 할 수 있다.
만약, 도 3과 같이, 상기 제 1 내지 제 6 반도체 장치(201, 202, 203, 204, 205, 206) 각각은 패키징된 반도체 장치일 수 있다. 상기 제 1 내지 제 6 반도체 장치(201, 202, 203, 204, 205, 206) 각각은 동일하게 구성될 수 있고, 대표로 상기 제 1 반도체 장치(201)만을 설명하면 다음과 같다.
상기 제 1 반도체 장치(201)는 외부 접속 단자(201-A)를 포함하는 패키지 기판(201-B), 상기 패키지 기판(201-B) 위에 적층된 제 1 내지 제 3 반도체 칩(201-C-1, 201-C-2. 201-C3), 및 상기 패키지 기판(201-B)으로부터 적층된 상기 제 1 내지 제 3 반도체 칩(201-C-1, 201-C-2, 201-C-3)을 감싸는 패키지 몰딩 구조체(201-D)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제 1 반도체 칩(201-C-1)과 상기 패키지 기판(201-B)은 제 1 와이어(W1)를 통해 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 반도체 칩(201-C-1)과 상기 제 2 반도체 칩(201-C-2)은 상기 제 2 와이어(W2)를 통해 전기적으로 연결되며, 상기 제 2 반도체 칩(201-C-2)과 상기 제 3 반도체 칩(201-C-3)은 상기 제 3 와이어(W3)를 통해 전기적으로 연결된다.
상기 제 1 반도체 장치(201)가 패키징된 반도체 장치라면, 적층된 상기 제 1 내지 제 3 반도체 칩(201-C-1, 201-C-2, 201-C-3) 각각에 와이어와 연결된 수신 회로들 중 추가 커패시턴스 회로들이 추가 배치될 수 있어, 적층된 반도체 장치에서도 본 발명의 기술 원리를 이용할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (7)
- 제어 장치; 및
상기 제어 장치와 제 1 라인 및 제 2 라인을 통해 연결된 반도체 장치를 포함하며,
상기 제 1 라인보다 상기 제 2 라인의 로딩이 더 크고,
상기 반도체 장치는 상기 제 1 라인과 전기적으로 연결된 제 1 수신 회로 및 상기 제 2 라인과 전기적으로 연결된 제 2 수신 회로를 포함하며,
상기 제 1 라인과 상기 제 1 수신 회로 사이의 로딩은 상기 제 2 라인과 상기 제 2 수신 회로 사이의 로딩보다 큰 것을 특징으로 하는 반도체 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 반도체 장치는
상기 제 1 라인과 전기적으로 연결된 제 1 외부 접속 단자,
상기 제 2 라인과 전기적으로 연결된 제 2 외부 접속 단자,
상기 제 1 외부 접속 단자와 상기 제 1 수신 회로 사이에 배치된 제 1 정전기 방지 회로 및 추가 커패시턴스 회로,
상기 제 2 외부 접속 단자와 상기 제 2 수신 회로 사이에 배치된 제 2 정전기 방지 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 추가 커패시턴스 회로는
상기 제 1 외부 접속 단자와 상기 제 1 수신 회로 사이에 로딩이 커질 수 있도록 복수개의 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 시스템. - 제어 장치와 제 1 라인을 통해 전기적으로 연결되는 제 1 외부 접속 단자;
상기 제어 장치와 제 2 제어 라인을 통해 전기적으로 연결되는 제 2 외부 접속 단자;
상기 제 1 외부 접속 단자와 전기적으로 연결된 제 1 수신 회로; 및
상기 제 2 외부 접속 단자와 전기적으로 연결된 제 2 수신 회로를 포함하며,
상기 제 1 외부 접속 단자와 상기 제 1 수신 회로 사이에 연결되는 커패시터의 개수는 상기 제 2 외부 접속 단자와 상기 제 2 수신 회로 사이에 연결되는 커패시터의 개수와 다른 것을 특징으로 하는 반도체 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 외부 접속 단자와 상기 제 1 수신 회로 사이에 연결된 커패시터의 개수는 상기 제 2 외부 접속 단자와 상기 제 2 수신 회로 사이에 연결된 커패시터의 개수보다 많은 것을 특징으로 하는 반도체 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 제 1 외부 접속 단자와 상기 제 1 수신 회로 사이에 연결된 커패시터의 개수는 정전기 방지 회로의 커패시터 개수와 추가 커패시턴스 회로의 커패시터 개수를 합한 것을 특징으로 하는 반도체 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 제 2 외부 접속 단자와 상기 제 2 수신 회로 사이에 연결된 커패시터의 개수는 정전기 방지 회로의 커패시터 개수인 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
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