JP2015041400A - Laminated semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は積層型半導体装置に関し、特に、貫通電極を介して複数の半導体チップが相互に接続されてなる積層型半導体装置に関する。 The present invention relates to a stacked semiconductor device, and more particularly to a stacked semiconductor device in which a plurality of semiconductor chips are connected to each other through through electrodes.
近年、複数の半導体チップを高密度にパッケージングする技術として、マルチチップパッケージと呼ばれるパッケージング方法が知られている。マルチチップパッケージにおいては、パッケージ基板上に複数の半導体チップを積層し、ボンディングワイヤを用いて各半導体チップとパッケージ基板とを接続する。 In recent years, a packaging method called a multi-chip package is known as a technique for packaging a plurality of semiconductor chips at a high density. In a multi-chip package, a plurality of semiconductor chips are stacked on a package substrate, and each semiconductor chip and the package substrate are connected using bonding wires.
しかしながら、マルチチップパッケージには多数のボンディングワイヤが用いられるため、ボンディングに必要なエリア分だけパッケージの平面サイズが増大するだけでなく、ボンディングワイヤの寄生インダクタンス成分によって信号品質が悪化するという問題があった。このような問題を解決すべく、近年においては、貫通電極を介して複数の半導体チップが相互に接続されてなる積層型半導体装置が提案されている(特許文献1参照)。 However, since a large number of bonding wires are used in a multichip package, not only the planar size of the package increases by the area required for bonding, but also the signal quality deteriorates due to parasitic inductance components of the bonding wires. It was. In recent years, in order to solve such a problem, a stacked semiconductor device in which a plurality of semiconductor chips are connected to each other through a through electrode has been proposed (see Patent Document 1).
特許文献1に記載された積層型半導体装置はテスト回路を備えており、積層後においてもテスト回路を用いてメモリセルアレイに不良があるか否かをテストすることが可能である。 The stacked semiconductor device described in Patent Document 1 includes a test circuit, and it is possible to test whether there is a defect in the memory cell array using the test circuit even after stacking.
ところで、貫通電極を用いた積層型半導体装置では、上下に隣接する半導体チップがバンプ電極を介して接続されるため、積層時において平面的な位置ずれが生じると、接続不良が発生するおそれがある。このような接続不良はテスト動作などによって検出することが可能である。 By the way, in the stacked semiconductor device using the through electrode, since the semiconductor chips adjacent in the vertical direction are connected via the bump electrodes, there is a possibility that poor connection occurs when a planar positional shift occurs during stacking. . Such a connection failure can be detected by a test operation or the like.
しかしながら、特許文献1に記載のテスト回路は、メモリセルアレイから読み出されたリードデータを圧縮して出力するものであることから、不良が検出された場合であっても、これが接続不良に起因するものであるのか、メモリセルアレイの不良に起因するものであるのか、判別が困難であった。 However, since the test circuit described in Patent Document 1 compresses and outputs read data read from the memory cell array, even if a failure is detected, this is caused by a connection failure. It was difficult to determine whether it was caused by a memory cell array defect.
本発明の一側面による積層型半導体装置は、複数のメモリセルを含む第1メモリセルアレイと、第1貫通電極と、前記第1メモリセルアレイが記憶するデータとは無関係に前記第1貫通電極に第1信号を出力する第1出力回路と、を含む第1チップと、前記第1チップの前記第1貫通電極に接続される入力端子と、出力端子と、前記入力端子が受けた入力信号に基づいて、前記出力端子に出力信号を出力するモニタ回路と、を含む第2チップと、を備えることを特徴とする。 According to an aspect of the present invention, there is provided a stacked semiconductor device including a first memory cell array including a plurality of memory cells, a first through electrode, and a first through electrode connected to the first through electrode regardless of data stored in the first memory cell array. A first chip including a first output circuit that outputs one signal; an input terminal connected to the first through electrode of the first chip; an output terminal; and an input signal received by the input terminal. And a second chip including a monitor circuit that outputs an output signal to the output terminal.
本発明の他の側面による積層型半導体装置は、第1チップと、前記第1チップに積層された第2のチップとを備え、前記第1チップ及び前記第2チップの少なくとも一方は、該チップを貫通して設けられた複数の第1貫通電極及び第2貫通電極を有し、前記第1チップは、ユーザデータを記憶するメモリセルアレイと、前記メモリセルアレイに対するアクセス動作を行うアクセス制御回路と、前記メモリセルアレイから読み出された前記ユーザデータを出力する複数の出力バッファと、前記アクセス制御回路から供給されたテスト信号を出力するレプリカ回路とを有し、前記第2チップは、複数の入力バッファと、モニタ回路と、外部端子とを有し、前記複数の出力バッファと前記複数の入力バッファは、前記複数の第1貫通電極を介してそれぞれ相互に接続され、前記レプリカ回路と前記モニタ回路は、前記第2貫通電極を介して相互に接続され、前記レプリカ回路は、テスト動作時においてテスト信号を前記第2貫通電極に出力し、前記モニタ回路は、前記テスト動作時において前記第2の貫通電極を介して供給される前記テスト信号をモニタすることによってモニタ信号を生成し、前記モニタ信号を前記外部端子に出力することを特徴とする。 A stacked semiconductor device according to another aspect of the present invention includes a first chip and a second chip stacked on the first chip, and at least one of the first chip and the second chip is the chip. The first chip includes a memory cell array that stores user data, an access control circuit that performs an access operation on the memory cell array, A plurality of output buffers for outputting the user data read from the memory cell array; and a replica circuit for outputting a test signal supplied from the access control circuit, wherein the second chip includes a plurality of input buffers. A plurality of output buffers and a plurality of input buffers via the plurality of first through electrodes. The replica circuit and the monitor circuit are connected to each other via the second through electrode, and the replica circuit outputs a test signal to the second through electrode during a test operation. The monitor circuit generates a monitor signal by monitoring the test signal supplied through the second through electrode during the test operation, and outputs the monitor signal to the external terminal. To do.
本発明によれば、メモリセルアレイから読み出されたデータとは異なる信号をテスト専用の貫通電極を介して送信していることから、メモリセルアレイに不良があるか否かにかかわらず、接続不良を正確に評価することができる。 According to the present invention, since a signal different from the data read from the memory cell array is transmitted through the test-dedicated through electrode, the connection failure is detected regardless of whether the memory cell array has a defect. Accurate evaluation is possible.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の好ましい実施形態による積層型半導体装置の外観を示す略断面図である。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the appearance of a stacked semiconductor device according to a preferred embodiment of the present invention.
図1に示すように、本実施形態による積層型半導体装置は、インターポーザ10の表面上に積層された半導体チップ21〜25を備えている。一例として、半導体チップ21〜24についてはワイドI/O型のDRAM(Dynamic Random Access Memory)を用い、半導体チップ25についてDRAMを制御するコントローラを用いることができる。他の例として、半導体チップ21〜24についてはDRAMのバックエンド部が集積されたコアチップを用い、半導体チップ25についてDRAMのフロントエンド部が集積されたインターフェースチップを用い、いわゆるCOC(Chip On Chip)型の積層構造を用いることができる。尚、図1に示す例では、半導体チップ25の平面サイズが半導体チップ21〜24の平面サイズよりも小さいが、本発明がこれに限定されるものではない。また、積層される半導体チップの種類や数についても限定されない。
As shown in FIG. 1, the stacked semiconductor device according to the present embodiment includes
本実施形態においては半導体チップ21〜25がいずれもフェイスダウン方式で実装されている。フェイスダウン方式とは、トランジスタなどが形成される回路形成面が下向き、つまり、インターポーザ10側を向くように半導体チップを搭載する方式である。そして、半導体チップ22〜25には、当該チップを貫通する貫通電極TSVが設けられており、貫通電極TSVを介して半導体チップ21〜25がインターポーザ10に接続されている。
In this embodiment, all of the
図1に示すように、貫通電極TSVの一端には表面バンプFBが接続され、他端には裏面バンプBBが接続されている。表面バンプFBとは回路形成面側に設けられたバンプ電極であり、裏面バンプBBとは裏面側に設けられたバンプ電極である。 As shown in FIG. 1, the front surface bump FB is connected to one end of the through silicon via TSV, and the back surface bump BB is connected to the other end. The front surface bump FB is a bump electrode provided on the circuit forming surface side, and the back surface bump BB is a bump electrode provided on the back surface side.
そして、上層に位置する半導体チップの表面バンプFBは、下層に位置する半導体チップの裏面バンプBBに接続されている。尚、本実施形態においてはフェイスダウン方式が用いられているため、最上層に位置する半導体チップ21には貫通電極TSV及び裏面バンプBBは設けられていない。この場合、半導体チップ22〜24に比べて半導体チップ21の厚みを厚くすることが好ましく、これによれば、積層型半導体装置の機械的強度が高められることから反りの発生を防止することが可能となる。但し、最上層の半導体チップ21にも貫通電極TSV及び裏面バンプBBを設けても構わない。この場合、半導体チップ21〜24を全て同一の工程で作製することが可能となる。
The front surface bump FB of the semiconductor chip located in the upper layer is connected to the back surface bump BB of the semiconductor chip located in the lower layer. In the present embodiment, since the face-down method is used, the
最下層に位置する半導体チップ25の表面バンプFBは、インターポーザ10に設けられた基板電極11に接続されている。基板電極11は、インターポーザ10に設けられた貫通電極12を介して、裏面に設けられた外部端子13に接続される。
The surface bump FB of the
<第1の実施形態>
図2は、半導体チップ21〜25の回路構成を説明するためのブロック図であり、第1の実施形態に相当する。尚、半導体チップ21〜24は互いに同じ回路構成を有しているため、図2には代表して半導体チップ21の回路構成を図示している。
<First Embodiment>
FIG. 2 is a block diagram for explaining a circuit configuration of the
図2に示すように、半導体チップ21は、複数のメモリセルMCを含むメモリセルアレイ31と、メモリセルアレイ31に対するアクセス動作を行うアクセス制御回路32とを備えている。アクセス制御回路32には内部コマンドアドレス信号CAintが供給され、アクセス制御回路32はこれに基づいて所定の動作を行う。特に限定されるものではないが、内部コマンドアドレス信号CAintには、コマンド信号、アドレス信号、クロック信号などが含まれる。
As shown in FIG. 2, the
そして、内部コマンドアドレス信号CAintがリード動作を示している場合には、メモリセルアレイ31にアクセスすることによってリード動作を行う。読み出された内部ユーザデータDQintは、データ制御回路33を介してI/O回路34に供給され、表面バンプFBを介して半導体チップ21の外部に出力される。また、内部コマンドアドレス信号CAintがライト動作を示している場合には、メモリセルアレイ31にアクセスすることによってライト動作を行う。ライト動作時においては、表面バンプFBに入力された内部ユーザデータDQintがI/O回路34及びデータ制御回路33を介してメモリセルアレイ31に供給される。
When the internal command address signal CAint indicates a read operation, the read operation is performed by accessing the
さらに、内部コマンドアドレス信号CAintがテスト動作を示している場合、アクセス制御回路32はテスト信号TESTをレプリカ出力回路35に供給する。これを受けて、レプリカ出力回路35はテスト信号TESTをバッファリングし、貫通電極TSVを介して半導体チップ25に出力する。テスト信号TESTは、メモリセルアレイ31から読み出されたユーザデータとは異なる信号であり、アクセス制御回路32からレプリカ出力回路35に直接供給される。
Further, when the internal command address signal CAint indicates a test operation, the
一方、半導体チップ25は、外部から供給される外部コマンドアドレス信号CAextを受けて内部コマンドアドレス信号CAintを生成するアクセス制御回路41を備えている。アクセス制御回路41は、外部コマンドアドレス信号CAextを内部コマンドアドレス信号CAintに変換し、半導体チップ21〜24に供給する役割を果たす。
On the other hand, the
さらに、半導体チップ25は、内部ユーザデータDQintを入出力するI/O回路42と、外部ユーザデータDQextを入出力するI/O回路43と、これらI/O回路42,43の間に接続されたデータ制御回路44を備える。かかる構成により、リード動作時においては、半導体チップ21〜24からI/O回路42に入力された内部ユーザデータDQintがデータ制御回路44を介してI/O回路43に供給され、外部ユーザデータDQextとして外部に出力される。また、ライト動作時においては、外部からI/O回路43に入力された外部ユーザデータDQextがデータ制御回路44を介してI/O回路42に供給され、内部ユーザデータDQintとして半導体チップ21〜24に供給される。データ制御回路は、パラレルシリアル変換などを行うことによって内部ユーザデータDQintを外部ユーザデータDQextに変換するとともに、シリアルパラレル変換などを行うことによって外部ユーザデータDQextを内部ユーザデータDQintに変換する役割を果たす。
Further, the
さらに、半導体チップ25は、レプリカ出力回路45を備える。レプリカ出力回路45は、半導体チップ21〜24に設けられたレプリカ出力回路35と同様の回路であり、アクセス制御回路41による制御のもと、テスト信号TESTを出力する。
Further, the
テスト信号TESTは、半導体チップ25に設けられたモニタ回路46に入力される。モニタ回路46は、テスト信号TESTを受けてモニタ信号MONを生成し、これを外部に出力する。モニタ回路46の回路構成については後述する。
The test signal TEST is input to a
図2に示すように、動作電源として、電源電位VDD及び接地電位VSSは、半導体チップ21〜25に含まれる各回路ブロック31〜35,41〜46に供給されている。 As shown in FIG. 2, the power supply potential VDD and the ground potential VSS are supplied to the circuit blocks 31 to 35 and 41 to 46 included in the semiconductor chips 21 to 25 as operation power supplies.
ヒューズ回路F1,F2は、電源電位VDDを供給する電源線VL1,VL2に挿入されており、レプリカ出力回路35は、ヒューズ回路F1を介して電源電位VDDが供給され、レプリカ出力回路45及びモニタ回路46は、ヒューズ回路F2を介して電源電位VDDが供給される。したがって、ヒューズ回路F1,F2が切断されると、レプリカ出力回路35,45及びモニタ回路46は、電源線VL1,VL2から切り離されることになる。
The fuse circuits F1 and F2 are inserted in the power supply lines VL1 and VL2 that supply the power supply potential VDD. The
各回路ブロック31〜35,41〜46が同じ電源を使用することは必須でなく、回路ブロックごとに電圧の異なる電源を用いても構わない。 It is not essential that the circuit blocks 31 to 35 and 41 to 46 use the same power source, and power sources having different voltages may be used for each circuit block.
さらに、ESDによる静電破壊を防止するための静電保護素子Mは、半導体チップ21〜25に設けられた各端子(表面バンプFB及び裏面バンプBB)に接続されている。但し、図2に示すように、レプリカ出力回路35,45及びモニタ回路46に対応する端子には静電保護素子Mが接続されていない。このため、レプリカ出力回路35,45及びモニタ回路46はESDによる静電破壊を引き起こす可能性があるが、テスト信号TEST及びモニタ信号MONは静電保護素子Mによる負荷の影響を受けなくなり、より正確なモニタリングが可能となる。
Furthermore, the electrostatic protection element M for preventing electrostatic breakdown due to ESD is connected to each terminal (front bump FB and back bump BB) provided on the semiconductor chips 21 to 25. However, as shown in FIG. 2, the electrostatic protection element M is not connected to the terminals corresponding to the
図3は、I/O回路34の主要部及びレプリカ出力回路35の構成を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of the main part of the I /
図3に示すように、I/O回路34には内部ユーザデータDQintを構成するビットDQ0〜DQnごとに設けられたバッファ回路BF0〜BFnを備えている。各バッファ回路BF0〜BFnは、リード動作時に活性化される出力バッファOBと、ライト動作時に活性化される入力バッファIBからなり、対応する表面バンプFB(及び裏面バンプBB)とデータ制御回路33との間に接続されている。これらバッファ回路BF0〜BFnには、動作電源として電源電位VDD及び接地電位VSSが供給される。
As shown in FIG. 3, the I /
一方、レプリカ出力回路35は、出力バッファROBからなり、入力バッファは設けられていない。出力バッファROBは出力バッファOBのレプリカであり、出力バッファOBと同じ特性を有している。また、上述の通り、レプリカ出力回路35はヒューズ回路F1を介して電源線VL1に接続され、且つ、対応する端子には静電保護素子Mが接続されていない。
On the other hand, the
半導体チップ25に設けられたI/O回路42,43についても、図3に示したI/O回路34と同様の回路構成を有している。したがって、リード動作時においては、半導体チップ21〜24側の出力バッファOBから内部ユーザデータDQintが出力され、対応する貫通電極TSVを介して半導体チップ25側の入力バッファIBに供給される。また、ライト動作時においては、半導体チップ25側の出力バッファOBから内部ユーザデータDQintが出力され、対応する貫通電極TSVを介して半導体チップ21〜24側の入力バッファIBに供給される。
The I /
半導体チップ25に設けられたレプリカ出力回路45についても、図3に示したレプリカ出力回路35と同様の回路構成を有しており、出力バッファOBのレプリカである出力バッファROBによって構成されている。
The
図4は、半導体チップ21〜25に設けられた出力バッファROBとモニタ回路46との接続関係を説明するための模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a connection relationship between the output buffer ROB provided in the semiconductor chips 21 to 25 and the
図4に示すように、半導体チップ21〜24に設けられた出力バッファROBの出力ノードは、当該半導体チップの表面バンプFBにそれぞれ接続されている。これら表面バンプFBは、それぞれ下層に位置する半導体チップ22〜25の裏面バンプBBを介し、貫通電極TSVに接続されている。貫通電極TSVは、当該半導体チップの表面バンプFBに接続されている。 As shown in FIG. 4, the output nodes of the output buffers ROB provided in the semiconductor chips 21 to 24 are respectively connected to the surface bumps FB of the semiconductor chip. These front surface bumps FB are connected to the through silicon vias TSV via the back surface bumps BB of the semiconductor chips 22 to 25 located in the lower layers. The through electrode TSV is connected to the surface bump FB of the semiconductor chip.
かかる構成により、半導体チップ21〜25に設けられた貫通電極TSV、表面バンプFB及び裏面バンプBBは、図4に示すように1本の信号パスを構成する。この信号パスは、半導体チップ25に設けられたモニタ回路46に接続される。モニタ回路46は、信号パスを介して供給されるテスト信号TESTをモニタリングし、これに基づいてモニタ信号MONを生成する。モニタ信号MONは、半導体チップ25の表面バンプFBを介して外部に出力される。
With this configuration, the through silicon vias TSV, the front surface bumps FB, and the back surface bumps BB provided in the semiconductor chips 21 to 25 form one signal path as shown in FIG. This signal path is connected to a
ここで、半導体チップ21〜25に設けられた出力バッファROBは、互いに排他的に活性化される。これにより、モニタ回路46には、各半導体チップ21〜25から出力されるテスト信号TESTが時分割で供給される。かかる制御は、内部コマンドアドレス信号CAintに含まれる所定の信号(例えばチップ選択信号)を用いることによって、半導体チップ21〜25内のアクセス制御回路32,41を排他的に選択することによって実現可能である。
Here, the output buffers ROB provided in the semiconductor chips 21 to 25 are activated exclusively. Thus, the test signal TEST output from each of the semiconductor chips 21 to 25 is supplied to the
図5は、モニタ回路46の回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram of the
図5に示すように、モニタ回路46は、ゲート電極にバイアス電位Vbを受けるNチャンネル型MOSトランジスタN1と、ゲート電極にテスト信号TESTを受けるNチャンネル型MOSトランジスタN2と、トランジスタN1,N2の接続点にゲート電極が接続されたPチャンネル型MOSトランジスタP0とを備えている。トランジスタP0を流れる電流は、Pチャンネル型MOSトランジスタP1,P2からなるカレントミラー回路に入力され、その出力電流がモニタ信号MONとして外部に出力される。
As shown in FIG. 5, the
かかる構成により、モニタ信号MONの電流値は、テスト信号TESTの電位レベルに応じてリニアに変化することになる。したがって、外部のテスタを用いてモニタ信号MONの電流値を検出すれば、テスト信号TESTの電位レベルを正確に評価することが可能となる。 With this configuration, the current value of the monitor signal MON changes linearly according to the potential level of the test signal TEST. Therefore, if the current value of the monitor signal MON is detected using an external tester, the potential level of the test signal TEST can be accurately evaluated.
また、モニタ回路46に接続された電源線VL2にはヒューズ回路F2が接続されており、テスト動作時にはヒューズ回路F2を非切断状態(導通状態)とすることによりモニタ回路46に電源を供給する。その後テストが完了すると、ヒューズ回路F2は切断される。
A fuse circuit F2 is connected to the power supply line VL2 connected to the
以上が本実施形態による積層型半導体装置の構成である。 The above is the configuration of the stacked semiconductor device according to the present embodiment.
以上説明したように、本実施形態によれば、テスト専用の貫通電極TSVを介してテスト信号TESTをモニタ回路46に送信していることから、上下の半導体チップ間の接続が不良である場合、例えば、上層に位置する半導体チップの表面バンプFBと下層に位置する半導体チップの裏面バンプBBの平面位置にずれが生じている場合、モニタ信号MONを解析することによってこれを検出することが可能となる。また、モニタ信号MONは、アナログ的な電流波形を有しているため、単純なパス/フェイルだけでなく、接続不良によって信号パスがどの程度高抵抗化しているかを評価することも可能である。
As described above, according to the present embodiment, since the test signal TEST is transmitted to the
しかも、本実施形態においては、メモリセルアレイ31から読み出された内部ユーザデータDQintとは異なるテスト信号TESTを用いていることから、メモリセルアレイ31に不良があるか否かにかかわらず、接続不良を正確に評価することができる。また、メモリセルアレイ31にテストデータを書き込む必要もない。
Moreover, in the present embodiment, since the test signal TEST that is different from the internal user data DQint read from the
また、本実施形態においては、レプリカ出力回路35,45及びモニタ回路46に静電保護素子Mが接続されていないことから、テスト信号TEST及びモニタ信号MONの負荷が軽減される。これにより、より高精度なテストが可能となる。そして、テストが完了した後、ヒューズ回路F1,F2を切断すれば、レプリカ出力回路35,45及びモニタ回路46が電源線VL1,VL2から切り離されるため、レプリカ出力回路35,45及びモニタ回路46に印加されたESDが他の回路に伝播することがない。
In this embodiment, since the electrostatic protection element M is not connected to the
<第2の実施形態>
図6は、半導体チップ21〜25の他の回路構成を説明するためのブロック図であり、第2の実施形態に相当する。
<Second Embodiment>
FIG. 6 is a block diagram for explaining another circuit configuration of the semiconductor chips 21 to 25 and corresponds to the second embodiment.
図6に示すように、本実施形態による半導体チップ21〜25は、レプリカ出力回路35,45及びモニタ回路46に対応する端子(表面バンプFB及び裏面バンプBB)に静電保護素子Mが接続されているとともに、ヒューズ回路F1,F2が削除されている点において、図2に示した第1の実施形態と相違している。その他の構成は第1の実施形態と同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
As shown in FIG. 6, in the semiconductor chips 21 to 25 according to the present embodiment, the electrostatic protection element M is connected to the terminals (front surface bump FB and back surface bump BB) corresponding to the
本実施形態においては、レプリカ出力回路35,45及びモニタ回路46にも静電保護素子Mを接続していることから、テスト後においても、ヒューズ回路F1,F2を用いて電源線VL1,VL2を切り離す必要が無くなる。これにより、ヒューズ回路の切断動作が不要となるとともに、チップ面積を縮小することが可能となる。
In the present embodiment, since the electrostatic protection element M is also connected to the
<第3の実施形態>
図7は、半導体チップ21〜25のさらに他の回路構成を説明するためのブロック図であり、第3の実施形態に相当する。
<Third Embodiment>
FIG. 7 is a block diagram for explaining still another circuit configuration of the semiconductor chips 21 to 25, and corresponds to the third embodiment.
図7に示すように、本実施形態による半導体チップ21〜25は、モニタ回路46に評価回路47が含まれている点において、図6に示した第2の実施形態と相違している。その他の構成は第2の実施形態と同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
As shown in FIG. 7, the semiconductor chips 21 to 25 according to the present embodiment are different from the second embodiment shown in FIG. 6 in that an
評価回路47は、アナログ波形を有するモニタ信号MONをアナログデジタル変換することによって、デジタル化されたモニタ信号MONDを生成する回路である。第1及び第2の実施形態ではモニタ信号MONがアナログ値としてテスタに供給されるため、テスタはこれをアナログ値のまま評価するか、或いは、アナログデジタル変換してから評価する必要がある。しかしながら、本実施形態では、デジタル化されたモニタ信号MONDをテスタに出力することができることから、テスタ側における処理を簡素化することが可能となる。
The
<第4の実施形態>
図8は、半導体チップ21〜25に設けられた出力バッファROBとモニタ回路46との変形例による接続関係を説明するための模式図であり、第4の実施形態に相当する。
<Fourth Embodiment>
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a connection relationship according to a modification of the output buffer ROB and the
図8に示す第4の実施形態では、半導体チップ21〜24から出力されるテスト信号TESTに対してそれぞれ個別の信号パスを用いている。これら4本の信号パスは、半導体チップ25に設けられた選択回路48を介してモニタ回路46に接続される。選択回路48は、選択信号Sに基づき、4本の信号パスのいずれかをモニタ回路46に接続する。選択信号Sは、アクセス制御回路から選択回路48に送られる構成とすることができる。
In the fourth embodiment shown in FIG. 8, individual signal paths are used for the test signals TEST output from the semiconductor chips 21 to 24, respectively. These four signal paths are connected to the
このような構成を用いた場合であっても、上述した第1から第3の各実施形態と適宜組み合わせことが可能であり、上述した各実施形態による効果を得ることが可能となる。 Even when such a configuration is used, it can be appropriately combined with the first to third embodiments described above, and the effects of the embodiments described above can be obtained.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Needless to say, it is included in the range.
10 インターポーザ
11 基板電極
12 貫通電極
13 外部端子
21〜25 半導体チップ
31 メモリセルアレイ
32 アクセス制御回路
33 データ制御回路
34 I/O回路
35 レプリカ出力回路
41 アクセス制御回路
42,43 I/O回路
44 データ制御回路
45 レプリカ出力回路
46 モニタ回路
47 評価回路
48 選択回路
BB 裏面バンプ
BF0〜BFn バッファ回路
F1,F2 ヒューズ回路
FB 表面バンプ
IB 入力バッファ
M 静電保護素子
MC メモリセル
OB 出力バッファ
ROB 出力バッファ
TSV 貫通電極
VL1,VL2 電源線
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記第1チップの前記第1貫通電極に接続される入力端子と、出力端子と、前記入力端子が受けた入力信号に基づいて、前記出力端子に出力信号を出力するモニタ回路と、を含む第2チップと、を備えることを特徴とする積層型半導体装置。 A first memory cell array including a plurality of memory cells; a first through electrode; and a first output circuit that outputs a first signal to the first through electrode regardless of data stored in the first memory cell array. A first chip including:
An input terminal connected to the first through electrode of the first chip; an output terminal; and a monitor circuit that outputs an output signal to the output terminal based on an input signal received by the input terminal. A stacked semiconductor device comprising two chips.
前記第2チップの前記入力端子は、前記第2チップの前記第2貫通電極に接続されることを特徴とする請求項1記載の積層型半導体装置。 A second memory cell array including a plurality of memory cells; a second through electrode; and a second output circuit that outputs a second signal to the second through electrode regardless of data stored in the second memory cell array. A third chip including,
The stacked semiconductor device according to claim 1, wherein the input terminal of the second chip is connected to the second through electrode of the second chip.
前記第2チップは、第2ヒューズ回路を介して前記第2出力回路に電源を供給する第2電源線をさらに含み、
前記第1チップをテストする第1期間に、前記第1及び第2ヒューズ回路は、導通状態であり、
前記第1期間後の第2期間に、前記第1及び第2ヒューズ回路は、非導通状態であることを特徴とする請求項1又は2記載の積層型半導体装置。 The first chip further includes a first power line for supplying power to the first output circuit through a first fuse circuit,
The second chip further includes a second power supply line for supplying power to the second output circuit through a second fuse circuit,
In a first period of testing the first chip, the first and second fuse circuits are in a conductive state;
3. The stacked semiconductor device according to claim 1, wherein the first and second fuse circuits are non-conducting in a second period after the first period. 4.
前記第2チップは、前記第1チップの前記第1貫通電極に接続される入力端子と前記モニタ回路との間に挿入され、前記第1チップの前記第1貫通電極に接続される入力端子及び前記第4チップの前記第3貫通電極に接続される他の入力端子のうちの選択した一方を、前記モニタ回路に接続させる選択回路と、さらに備えることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の積層型半導体装置。 A third memory cell array including a plurality of memory cells, a third through electrode, and a third output circuit that outputs a third signal to the third through electrode regardless of data stored in the third memory cell array. A fourth chip including,
The second chip is inserted between an input terminal connected to the first through electrode of the first chip and the monitor circuit, and an input terminal connected to the first through electrode of the first chip; 7. The circuit according to claim 1, further comprising: a selection circuit that connects a selected one of the other input terminals connected to the third through electrode of the fourth chip to the monitor circuit. The stacked semiconductor device according to claim 1.
前記第1チップ及び前記第2チップの少なくとも一方は、該チップを貫通して設けられた複数の第1貫通電極及び第2貫通電極を有し、
前記第1チップは、ユーザデータを記憶するメモリセルアレイと、前記メモリセルアレイに対するアクセス動作を行うアクセス制御回路と、前記メモリセルアレイから読み出された前記ユーザデータを出力する複数の出力バッファと、前記アクセス制御回路から供給されたテスト信号を出力するレプリカ回路とを有し、
前記第2チップは、複数の入力バッファと、モニタ回路と、外部端子とを有し、
前記複数の出力バッファと前記複数の入力バッファは、前記複数の第1貫通電極を介してそれぞれ相互に接続され、
前記レプリカ回路と前記モニタ回路は、前記第2貫通電極を介して相互に接続され、
前記レプリカ回路は、テスト動作時においてテスト信号を前記第2貫通電極に出力し、
前記モニタ回路は、前記テスト動作時において前記第2の貫通電極を介して供給される前記テスト信号をモニタすることによってモニタ信号を生成し、前記モニタ信号を前記外部端子に出力することを特徴とする積層型半導体装置。 A first chip and a second chip stacked on the first chip;
At least one of the first chip and the second chip has a plurality of first through electrodes and second through electrodes provided through the chip,
The first chip includes a memory cell array that stores user data, an access control circuit that performs an access operation on the memory cell array, a plurality of output buffers that output the user data read from the memory cell array, and the access A replica circuit that outputs a test signal supplied from the control circuit,
The second chip has a plurality of input buffers, a monitor circuit, and an external terminal,
The plurality of output buffers and the plurality of input buffers are connected to each other via the plurality of first through electrodes,
The replica circuit and the monitor circuit are connected to each other through the second through electrode,
The replica circuit outputs a test signal to the second through electrode during a test operation,
The monitor circuit generates a monitor signal by monitoring the test signal supplied through the second through electrode during the test operation, and outputs the monitor signal to the external terminal. A stacked semiconductor device.
前記レプリカ回路と前記モニタ回路との間においては、静電保護素子が排除されていることを特徴とする請求項8に記載の積層型半導体装置。 An electrostatic protection element is connected between the plurality of output buffers and the plurality of input buffers,
9. The stacked semiconductor device according to claim 8, wherein an electrostatic protection element is excluded between the replica circuit and the monitor circuit.
前記第2チップは、前記複数の入力バッファ及び前記モニタ回路に電源を供給する第2電源線をさらに有し、
前記第1電源線には、前記複数の出力バッファと前記レプリカ回路との間に設けられた第1ヒューズ回路が接続され、
前記第2電源線には、前記複数の入力バッファと前記モニタ回路との間に設けられた第2ヒューズ回路が接続されていることを特徴とする請求項8乃至10のいずれか一項に記載の積層型半導体装置。 The first chip further includes a first power supply line for supplying power to the plurality of output buffers and the replica circuit,
The second chip further includes a second power supply line for supplying power to the plurality of input buffers and the monitor circuit,
A first fuse circuit provided between the plurality of output buffers and the replica circuit is connected to the first power line.
11. The second fuse circuit provided between the plurality of input buffers and the monitor circuit is connected to the second power supply line. 11. Multilayer semiconductor device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013173304A JP2015041400A (en) | 2013-08-23 | 2013-08-23 | Laminated semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2013173304A JP2015041400A (en) | 2013-08-23 | 2013-08-23 | Laminated semiconductor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2015041400A true JP2015041400A (en) | 2015-03-02 |
Family
ID=52695470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2013173304A Pending JP2015041400A (en) | 2013-08-23 | 2013-08-23 | Laminated semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2015041400A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170061275A (en) * | 2015-11-26 | 2017-06-05 | 삼성전자주식회사 | Stacked memory device, and memory package and memory system having the same |
| CN115911004A (en) * | 2021-08-06 | 2023-04-04 | 南亚科技股份有限公司 | Semiconductor element, electronic system and electrostatic discharge protection method for semiconductor element |
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2013
- 2013-08-23 JP JP2013173304A patent/JP2015041400A/en active Pending
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| KR102410992B1 (en) | 2015-11-26 | 2022-06-20 | 삼성전자주식회사 | Stacked memory device, and memory package and memory system having the same |
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