KR101598829B1 - Semiconductor package of stacked chips having an improved data bus structure semiconductor memory module and semiconductor memory system having the same - Google Patents
Semiconductor package of stacked chips having an improved data bus structure semiconductor memory module and semiconductor memory system having the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR101598829B1 KR101598829B1 KR1020080125338A KR20080125338A KR101598829B1 KR 101598829 B1 KR101598829 B1 KR 101598829B1 KR 1020080125338 A KR1020080125338 A KR 1020080125338A KR 20080125338 A KR20080125338 A KR 20080125338A KR 101598829 B1 KR101598829 B1 KR 101598829B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- chip
- data
- master
- slave
- bank
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Dram (AREA)
Abstract
개선된 데이터 버스 구조를 갖는 복수의 적층된 칩을 구비하는 반도체 패키지가 개시된다. 상기 반도체 패키지의 일 실시예에 따르면, 외부의 메모리 콘트롤러와 통신하는 적어도 하나의 마스터 칩(master chip) 및 상기 적어도 하나의 마스터 칩에 적층되며, 하나 이상의 도전 수단을 통하여 상기 마스터 칩과 통신하는 적어도 하나의 슬레이브 칩(slave chip)을 구비하며, 상기 복수의 칩들은 복수의 메모리 뱅크를 포함하며, 동일한 마스터 칩과 통신하며 서로 다른 랭크(rank)로 구분되는 하나 이상의 제1 메모리 뱅크와 하나 이상의 제2 메모리 뱅크를 구비하는 것을 특징으로 한다.A semiconductor package comprising a plurality of stacked chips having an improved data bus structure is disclosed. According to one embodiment of the semiconductor package, at least one master chip is in communication with an external memory controller, and at least one master chip, which is stacked on the at least one master chip, Wherein the plurality of chips includes a plurality of memory banks, and the at least one first memory bank and the at least one first memory bank are communicated with the same master chip and classified into different ranks, Two memory banks are provided.
Description
본 발명은 스택 구조의 반도체 패키지에 관한 것으로서, 자세하게는 효율적인 데이터 전달을 위한 개선된 데이터 버스 구조를 갖는 스택 구조의 반도체 패키지에 관한 것이다.The present invention relates to a stacked semiconductor package, and more particularly, to a stacked semiconductor package having an improved data bus structure for efficient data transfer.
최근 대부분의 전자 시스템에서 기억 장치로서 사용되고 있는 반도체 메모리는 그 용량 및 속도가 모두 증가하고 있는 추세이다. 그리고 더 좁은 면적 안에 더 많은 용량의 메모리를 실장하고, 상기 메모리를 효율적으로 구동하기 위한 다양한 시도가 이루어지고 있다. In recent years, the capacity and speed of a semiconductor memory used as a memory device in most electronic systems have been increasing. Various attempts have been made to implement a memory of a larger capacity in a narrower area and to efficiently drive the memory.
근래들어 반도체 메모리의 집적도 향상을 위하여, 기존의 평면 배치(2D) 방식에서 복수의 메모리 칩을 적층한 입체 구조(3D) 배치 기술이 응용되기 시작하였다. 고집적 및 고용량의 메모리 요구 추세에 따라, 상기 메모리 칩의 3D 배치 구조를 이용하여 용량을 증가시키며 동시에 반도체 칩 사이즈를 감소시켜 집적도를 향 상시키는 구조가 요구될 수 있다. 2. Description of the Related Art [0002] In recent years, in order to improve integration of a semiconductor memory, a three-dimensional structure (3D) arrangement technique in which a plurality of memory chips are stacked in a conventional plane arrangement (2D) system has begun to be applied. There may be a demand for a structure that increases the capacity by using the 3D arrangement structure of the memory chip while simultaneously reducing the semiconductor chip size and improving the integration degree in accordance with the trend of high integration and high memory requirement.
한편, 반도체 메모체의 효율적인 구동을 위하여 반도체 칩 상에서의 뱅크(bank) 개념 및 모듈 구성 상에서의 랭크(rank) 개념이 도입될 수 있으며, 상기와 같은 개념을 DRAM 장치를 예로 들어 설명하면 다음과 같다.Meanwhile, in order to efficiently drive the semiconductor memories, the concept of a bank on a semiconductor chip and the concept of a rank on a module structure may be introduced. The concept of the DRAM device will be described as follows .
통상적으로 DRAM 칩 내의 메모리 코어는 복수의 메모리 뱅크(bank)들을 구비할 수 있다. 메모리 뱅크(bank)는 동시에 억세스(Access) 할 메모리를 활성화시키는 메모리 셀들의 집합으로 정의될 수 있으며, 통상적으로 뱅크 어드레스(Bank Address, BA)에 의해 구분된다. 또한 통상적으로, 하나의 메모리 뱅크의 동작 사이클(operation cycle)을 보장하기 위하여, 뱅크와 뱅크 사이의 리드/라이트 커맨드는 칼럼 to 칼럼 딜레이(Column to Column Delay, tCCD)라는 파라미터를 규정하여 뱅크간 커맨드의 입력 타이밍을 제한하고 있다.Typically, a memory core in a DRAM chip may have a plurality of memory banks. A memory bank can be defined as a set of memory cells that simultaneously activate a memory to be accessed, and is typically divided by a bank address (BA). Typically, a read / write command between a bank and a bank defines a parameter called a column to column delay (tCCD) in order to ensure the operation cycle of one memory bank, As shown in Fig.
한편, 하나 이상의 DRAM 칩을 포함하는 메모리 모듈 상에서, 랭크(rank)는 동시에 동일한 커맨드, 뱅크 어드레스 및 어드레스(C/BA/A)를 입력받는 DRAM 칩들의 집합으로 정의될 수 있다. 통상적으로 메모리 모듈로 제공되는 칩 선택 신호(CS)를 이용하여 랭크(rank)가 구분되며, 데이터 및 커맨드 버스의 효율적인 사용을 위하여 랭크(rank)간 인터리빙 동작이 주로 사용된다.On the other hand, on a memory module including one or more DRAM chips, a rank may be defined as a set of DRAM chips receiving the same command, bank address, and address (C / BA / A) at the same time. Generally, a rank is divided using a chip select signal CS provided to a memory module, and interleaving operations between ranks are mainly used for efficient use of data and command buses.
메모리로부터 데이터를 효율적으로 억세스(access)하기 위하여 상기와 같은 뱅크(bank) 및 랭크(rank) 개념이 적절하게 이용될 수 있다. 그러나 메모리 모듈과 메모리 콘트롤러 사이의 통신을 위한 신호 라인 및 메모리 모듈에 구비되는 메모리 칩 내의 신호 전달 경로 상에서 송수신되는 신호들 사이에 충돌이 발생할 수 있으 므로, 뱅크(bank) 및 랭크(rank) 구조 적용시 이에 따른 신호 버스(signal bus)의 적절한 배치가 요구된다. 특히,메모리 패키지의 집적도를 향상하기 위한 3D 배치 구조의 반도체 패키지에서도, 집적도 향상 이외의 데이터 억세스의 효율성을 증대시키는 것이 필요하며, 이에 따라 3D 배치 구조의 반도체 패키지에 적용되기 위한 신호 라인 버스를 최적으로 구현하는 것이 필요한 실정이다. In order to efficiently access data from the memory, the above-described bank and rank concepts can be appropriately used. However, since a collision may occur between signal lines for communication between the memory module and the memory controller and signals transmitted and received on the signal transmission path in the memory chip of the memory module, a bank and a rank structure may be applied Proper placement of the signal bus along with time is required. Particularly, in a semiconductor package having a 3D arrangement structure for improving the integration degree of a memory package, it is necessary to increase the efficiency of data access other than the improvement of the integration degree. Accordingly, the signal line bus to be applied to the semiconductor package of the 3D arrangement structure is optimized It is necessary to implement it.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 뱅크(bank), 뱅크 그룹(bank group) 및 랭크(rank) 개념을 적용함과 동시에 최적의 데이터 버스 구조를 구비하는 반도체 패키지, 반도체 메모리 모듈 및 반도체 메모리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a semiconductor package, a semiconductor memory module, and a semiconductor memory module each having an optimal data bus structure while applying the concept of a bank, a bank group, and a rank, It is an object of the present invention to provide a semiconductor memory system.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 패키지는 복수의 적층된 칩을 구비하고, 외부의 메모리 콘트롤러와 통신하는 적어도 하나의 마스터 칩(master chip) 및 상기 적어도 하나의 마스터 칩에 적층되며, 하나 이상의 도전 수단을 통하여 상기 마스터 칩과 통신하는 적어도 하나의 슬레이브 칩(slave chip)을 구비하며, 상기 복수의 칩들은 복수의 메모리 뱅크를 포함하며, 동일한 마스터 칩과 통신하며 서로 다른 랭크(rank)로 구분되는 하나 이상의 제1 메모리 뱅크와 하나 이상의 제2 메모리 뱅크를 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a semiconductor package according to an embodiment of the present invention includes at least one master chip having a plurality of stacked chips and communicating with an external memory controller, At least one slave chip stacked on a master chip and communicating with the master chip via one or more conductive means, the plurality of chips including a plurality of memory banks, communicating with the same master chip, And at least one first memory bank and at least one second memory bank that are separated by different ranks.
바람직하게는, 상기 적어도 하나의 마스터 칩 및 상기 적어도 하나의 슬레이브 칩은 각각 서로 다른 랭크(rank)로 구분되는 것을 특징으로 한다.Advantageously, the at least one master chip and the at least one slave chip are each divided into different ranks.
또한 바람직하게는, 상기 적어도 하나의 마스터 칩은, 글로벌 제어신호에 응답하여 동작하며 상기 메모리 콘트롤러와 인터페이스를 수행하는 마스터 영역을 구비하며, 상기 적어도 하나의 슬레이브 칩은, 로컬 제어신호에 응답하여 동작하며 상기 마스터 칩과 인터페이스를 수행하는 슬레이브 영역을 포함하는 것을 특징으로 한다.Also preferably, the at least one master chip has a master area which operates in response to a global control signal and which interfaces with the memory controller, wherein the at least one slave chip is operable in response to a local control signal, And a slave area for performing an interface with the master chip.
또한 바람직하게는, 상기 적어도 하나의 마스터 칩은, 상기 마스터 영역 제어에 관련된 제1 커맨드를 입력받아 이를 디코딩하는 제1 디코더, 상기 슬레이브 영역 제어에 관련된 제2 커맨드를 입력받아 이를 디코딩하는 제2 디코더, 및 상기 마스터 칩 및 슬레이브 칩 각각으로 제공되는 칩 선택 신호를 입력받아 논리 연산을 수행하고 그 연산결과를 상기 제1 디코더로 제공하는 연산부를 포함하는 커맨드 디코더부 및 상기 제1 디코더 및 제2 디코더의 출력과 외부에서 제공되는 어드레스를 수신하고, 상기 제1 디코더의 출력 및 상기 어드레스의 조합에 기반하여 상기 글로벌 제어신호를 발생하거나, 상기 제2 디코더의 출력 및 상기 어드레스의 조합에 기반하여 상기 로컬 제어신호를 발생하는 어드레스 디코더부를 구비하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the at least one master chip includes a first decoder for receiving and decoding a first command related to the master area control, a second decoder for receiving and decoding a second command related to the slave area control, And a computing unit for receiving a chip selection signal provided to each of the master chip and the slave chip and performing a logic operation and providing the computation result to the first decoder and a command decoder unit including a first decoder and a second decoder, For generating the global control signal based on a combination of the output of the first decoder and the address or a combination of the output of the first decoder and the address, And an address decoder for generating a control signal.
한편, 상기 적어도 하나의 마스터 칩 각각은, 상기 메모리 콘트롤러와 데이터를 송수신하기 위한 마스터 영역을 구비하며, 상기 마스터 영역 내부에는 단방향(unidirectional) 데이터 버스가 배치되는 것을 특징으로 한다.Each of the at least one master chip has a master area for transmitting / receiving data to / from the memory controller, and a unidirectional data bus is disposed in the master area.
한편, 상기 하나 이상의 도전 수단은, 상기 적어도 하나의 마스터 칩 및/또는 상기 적어도 하나의 슬레이브 칩에 형성되는 비아(via)인 것을 특징으로 한다.The at least one conductive means is a via formed in the at least one master chip and / or the at least one slave chip.
한편, 상기 적어도 하나의 마스터 칩은 하나의 마스터 칩으로 이루어지며, 상기 적어도 하나의 슬레이브 칩은 상기 하나의 마스터 칩과 통신하는 복수 개의 슬레이브 칩들로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The at least one master chip may comprise a master chip, and the at least one slave chip may comprise a plurality of slave chips communicating with the one master chip.
한편, 복수 개의 뱅크 그룹이 정의되고, 각각의 뱅크 그룹은 상기 복수의 칩 에 포함되는 상기 복수의 메모리 뱅크들 중 하나 이상의 메모리 뱅크를 포함하며, 데이터를 송수신하기 위한 데이터 버스는 상기 뱅크 그룹 각각에 대응하여 구분되도록 배치되는 것을 특징으로 한다.On the other hand, a plurality of bank groups are defined, and each bank group includes one or more memory banks of the plurality of memory banks included in the plurality of chips, and a data bus for transmitting and receiving data is connected to each of the bank groups And are arranged so as to correspond to each other.
바람직하게는, 상기 복수의 메모리 뱅크들 중, 서로 다른 칩에 구비되며 서로 수직하게 배치되는 적어도 두 개의 메모리 뱅크가 하나의 뱅크 그룹으로 설정되는 특징으로 한다.Preferably, at least two memory banks arranged on different chips of the plurality of memory banks and arranged vertically to each other are set as one bank group.
한편, 상기 복수의 메모리 뱅크들 중, 서로 다른 칩에 구비되며 서로 수직하게 배치되는 적어도 두 개의 메모리 뱅크가 하나의 랭크(rank)로 정의되는 특징으로 한다.At least two memory banks, which are provided in different chips and are arranged vertically to each other, are defined as one rank among the plurality of memory banks.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 패키지는, 외부의 메모리 콘트롤러와 통신하는 마스터 영역을 포함하는 적어도 하나의 마스터 칩(master chip) 및 상기 마스터 칩에 적층되며, 하나 이상의 도전 수단을 통하여 상기 마스터 칩과 통신하는 슬레이브 영역을 포함하는 적어도 하나의 슬레이브 칩(slave chip)을 구비하며, 상기 마스터 칩 및/또는 상기 적어도 하나의 슬레이브 칩에 구비되는 복수의 메모리 뱅크에 대하여, 두 개 이상의 뱅크 그룹이 정의되고 각각의 뱅크 그룹은 적어도 하나의 메모리 뱅크를 포함하며, 데이터를 송수신하기 위한 데이터 버스는 상기 뱅크 그룹 각각에 대응하여 구분되도록 배치되는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor package including at least one master chip including a master area communicating with an external memory controller, And at least one slave chip including a slave area communicating with the master chip, wherein, for a plurality of memory banks provided in the master chip and / or the at least one slave chip, Wherein each bank group includes at least one memory bank and a data bus for transmitting and receiving data is arranged to correspond to each of the bank groups.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 패키지는, 외부의 메모리 콘트롤러와 통신하기 위한 입력회로 및 출력회로를 포함하는 마스터 칩(master chip) 및 상기 마스터 칩에 적층되며, 비아(via)를 통하여 상기 마스터 칩과 통신하는 적 어도 하나의 슬레이브 칩(slave chip)을 구비하며, 상기 마스터 칩과 상기 슬레이브 칩 사이의 데이터 송수신시, 데이터 송수신 거리는 상기 슬레이브 칩 내에서의 메모리 뱅크와 비아(via) 사이의 제1 경로와 상기 마스터 칩 내에서의 상기 비아(via)와 상기 입력회로 또는 출력회로 사이의 제2 경로를 포함하며, 상기 제1 경로는 상기 제2 경로에 비하여 상대적으로 짧은 거리를 갖는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor package comprising: a master chip including an input circuit and an output circuit for communicating with an external memory controller; Wherein a data transmission / reception distance of data between the master chip and the slave chip is controlled by a memory bank and a via in the slave chip when the master chip and the slave chip are communicating with each other via the slave chip, And a second path between the via and the input circuit or output circuit in the master chip, wherein the first path has a relatively short distance relative to the second path .
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 패키지는 복수의 적층된 칩을 구비하며, 외부의 데이터 버스를 통하여 메모리 콘트롤러와 데이터를 송수신하는 마스터 영역을 포함하며, 상기 마스터 영역 내부에는 데이터 전달 경로로서 제1 데이터 버스가 배치되는 적어도 하나의 제1 반도체 칩 및 상기 적어도 하나의 제1 반도체 칩에 적층되며, 상기 마스터 영역과 제2 데이터 버스를 통해 데이터를 송수신하는 슬레이브 영역을 포함하는 적어도 하나의 제2 반도체 칩을 구비하며, 상기 반도체 패키지에서 정의되는 랭크(rank) 및 뱅크 그룹(bank-group) 중 적어도 하나는 복수의 개수를 가지며, 상기 제1 데이터 버스 및/또는 제2 데이터 버스의 구조는 상기 외부의 데이터 버스의 구조, 상기 랭크(rank) 개수 및 상기 뱅크 그룹(bank-group) 개수 중 적어도 하나에 의해 결정되는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor package including a plurality of stacked chips and a master area for transmitting and receiving data to and from a memory controller through an external data bus, At least one first semiconductor chip in which a first data bus is disposed and at least one second semiconductor chip stacked in the at least one first semiconductor chip and including a slave region for transmitting and receiving data through the master region and the second data bus At least one of a rank and a bank-group defined in the semiconductor package has a plurality of numbers, and the structure of the first data bus and / or the second data bus The number of rank and the number of bank-groups of the external data bus, Characterized in that the crystal.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 메모리 모듈은, 각각 복수의 적층된 칩을 구비하는 하나 이상의 반도체 메모리 패키지 및 일면에 상기 반도체 메모리 패키지가 부착되며 외부의 메모리 콘트롤러와 상기 반도체 메모리를 전기적으로 연결시키는 회로 기판을 구비하며, 상기 반도체 메모리 패키지는, 상기 메모리 콘트롤러와 통신하는 적어도 하나의 마스터 칩(master chip) 및 상기 적어도 하나의 마스터 칩에 적층되며, 하나 이상의 도전 수단을 통하여 상기 마스터 칩과 통신하는 적어도 하나의 슬레이브 칩(slave chip)을 구비하고, 동일한 마스터 칩과 통신하며 서로 다른 랭크(rank)로 구분되는 하나 이상의 제1 메모리 뱅크와 하나 이상의 제2 메모리 뱅크를 구비하는 것을 특징으로 한다According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor memory module, comprising: at least one semiconductor memory package having a plurality of stacked chips; a semiconductor memory package mounted on one surface of the semiconductor memory package; Wherein the semiconductor memory package comprises: at least one master chip in communication with the memory controller; and at least one master chip, stacked on the at least one master chip, And at least one second memory bank and at least one second memory bank having at least one slave chip communicating with each other and communicating with the same master chip and being divided into different ranks
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 메모리 시스템은, 하나 이상의 반도체 메모리 패키지가 부착되며, 각각의 반도체 메모리 패키지는 복수의 적층된 칩을 구비하는 반도체 메모리 모듈 및 상기 반도체 메모리 모듈과 통신하여 상기 반도체 메모리 모듈의 메모리 리드/라이트 동작을 제어하는 메모리 콘트롤러를 구비하며, 상기 반도체 메모리 패키지는, 상기 메모리 콘트롤러와 통신하는 적어도 하나의 마스터 칩(master chip) 및 상기 적어도 하나의 마스터 칩에 적층되며, 하나 이상의 도전 수단을 통하여 상기 마스터 칩과 통신하는 적어도 하나의 슬레이브 칩(slave chip)을 구비하고, 동일한 마스터 칩과 통신하며 서로 다른 랭크(rank)로 구분되는 하나 이상의 제1 메모리 뱅크와 하나 이상의 제2 메모리 뱅크를 구비하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor memory system including: a semiconductor memory module having at least one semiconductor memory package attached thereto, each semiconductor memory package having a plurality of stacked chips; And a memory controller for controlling a memory read / write operation of the semiconductor memory module, wherein the semiconductor memory package is stacked on at least one master chip and at least one master chip in communication with the memory controller, And at least one first memory bank having at least one slave chip communicating with the master chip through one or more conductive means and communicating with the same master chip and being divided into different ranks, Two memory banks are provided.
상기한 바와 같은 본 발명의 반도체 패키지, 반도체 메모리 모듈 및 반도체 메모리 시스템에 따르면, 메모리의 집적도를 향상시킬 수 있음과 동시에, 뱅크(bank), 뱅크 그룹(bank group) 및 랭크(rank)에 따른 최적의 데이터 버스 구조를 제공하여 데이터를 효율적으로 전달할 수 있는 효과가 있다.According to the semiconductor package, the semiconductor memory module and the semiconductor memory system of the present invention as described above, it is possible to improve the degree of integration of the memory, and at the same time, it is possible to improve the integration ratio of the memory, The data bus structure of FIG.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.
도 1a,b은 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 메모리 모듈을 나타내는 블록도이다. 설명의 편의상 반도체 메모리 모듈(10)과 데이터를 송수신하며 또한 반도체 메모리 모듈(10)을 제어하기 위하여 커맨드 및 어드레스 등을 제공하는 메모리 콘트롤러(20)가 함께 도시된다.1A and 1B are block diagrams showing a semiconductor memory module according to an embodiment of the present invention. A
도 1a에 도시된 바와 같이, 반도체 메모리 모듈(10)은 하나 이상의 반도체 패키지를 포함할 수 있으며, 일예로서 반도체 메모리 모듈(10)은 그 일면에 부착되는 복수의 반도체 패키지를 포함할 수 있다. 또한 각각의 반도체 패키지는 하나 이상의 반도체 칩을 구비할 수 있다. 본 발명의 일실시예에서는 각각의 반도체 패키지가 적층된 복수의 반도체 칩(11 내지 14)을 구비한다. 가장 아래에 적층되는 제1 반도체 칩(11)은 마스터 칩으로 이루어질 수 있으며, 상기 제1 반도체 칩(11)은 반도체 패키지 외부와 인터페이스하기 위한 마스터 영역(미도시)을 포함할 수 있다. 또한 상기 제1 반도체 칩(11)은 상기 마스터 영역과 인터페이스하여 칩 내의 메모리의 리드/라이트 동작을 수행하기 위한 슬레이브 영역(미도시)을 더 포함할 수 있으며, 상기 슬레이브 영역은 마스터 영역과 전기적으로 연결됨에 따라 마스터 영역 을과 각종 제어신호 및 데이터를 송수신한다.As shown in FIG. 1A, the
한편, 상기 제1 반도체 칩(11)에 적층되는 제2 내지 제4 반도체 칩(12 내지 14)은 슬레이브 영역을 포함하는 슬레이브 칩으로 이루어질 수 있다. 제2 내지 제4 반도체 칩(12 내지 14)은 제1 반도체 칩(11)에 구비되는 마스터 영역와 전기적으로 연결되며, 이를 위하여 반도체 패키지 내에는 각각의 칩을 서로 연결하는 도전 수단이 구비될 수 있다. 반도체 패키지는 적층된 복수의 반도체 칩을 구비하므로, 바람직하게는 상기 도전 수단으로서 스루 실리콘 비아(Through Silicon Via, TSV)가 적용될 수 있다. 상기 TSV를 반도체 칩들 사이의 도전 수단으로 사용하기 위하여, 반도체 패키지 내의 하나 이상의 반도체 칩들은 그 내부에 수직으로 관통하여 형성되는 하나 이상의 비아(via)를 구비할 수 있다. Meanwhile, the second to
도 1a에서는 본 발명의 일실시예로서 하나의 반도체 패키지 내에 4 개의 반도체 칩이 적층되고, 4 개의 반도체 칩은 가장 하층에 배치되는 하나의 마스터 칩(11)과 이에 수직하게 적층되는 세 개의 슬레이브 칩(12 내지 14)으로 이루어지는 것을 도시하고 있으나, 본 발명은 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 일예로서 더 적은 수 또는 더 많은 수의 반도체 칩들이 각각의 반도체 패키지 내에 수직 적층될 수 있으며, 또한 각각의 반도체 패키지 내에는 두 개 이상의 마스터 칩이 배치될 수 있다. In FIG. 1A, four semiconductor chips are stacked in one semiconductor package as one embodiment of the present invention. The four semiconductor chips include one
메모리 콘트롤러(20)는 반도체 메모리 모듈(10)과 칩 선택 신호(CS), 커맨드 및 어드레스(C/A) 및 데이터(DQ)를 각각의 버스(BUS)를 통해 송수신한다. 반도체 메모리 모듈(10)과 메모리 콘트롤러(20) 사이의 신호 전달 특징으로서, 칩 선택 신 호(CS)는 공통의 버스(CS BUS)를 통하여 복수의 반도체 패키지로 제공된다. 커맨드 및 어드레스(C/A) 또한 공통의 버스(C/A BUS)를 통하여 복수의 반도체 패키지로 제공된다. 반면에, 반도체 메모리 모듈(10)과 메모리 콘트롤러(20) 사이에 입력 데이터 및 출력 데이터(DQ)를 송수신하기 위하여, 데이터 버스(DQ BUS)는 각각의 반도체 패키지마다 구분되도록 배치된다. 도 1a은 반도체 메모리 모듈(10)과 메모리 콘트롤러(20)가 양방향 데이터 버스를 통하여 입력 데이터 및 출력 데이터를 동일 버스를 통해 송수신하는 일예를 도시한다.The
도 1b에는 반도체 메모리 모듈(10)에 부착되며, 제1 내지 제4 반도체 칩(11 내지 14)을 구비하는 하나의 반도체 패키지가 도시된다. 상기 반도체 패키지로 칩 선택 신호(CS[3:0])를 제공하기 위한 칩 선택 신호 라인은 복수의 반도체 패키지에 공통하게 연결되며, 도시된 데이터 버스(DQ BUS)는 도 1b에 도시된 반도체 패키지와 메모리 콘트롤러(20) 사이의 데이터를 전달하기 위한 양방향 데이터 버스이다. 제1 반도체 칩(11)은 그 내부에 구비되는 마스터 영역을 통하여 메모리 콘트롤러(20)와 인터페이스하며, 마스터 영역으로 제공된 상기 커맨드/어드레스 및 데이터 등은 하나 이상의 TSV를 통해 슬레이브 칩으로서의 제2 내지 제4 반도체 칩(12 내지 14)으로 전달된다. FIG. 1B shows one semiconductor package attached to the
도 2a,b은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 메모리 모듈을 나타내는 블록도이다. 도 2a,b에서도 설명의 편의상 반도체 메모리 모듈(30)과 커맨드/어드레스 및 데이터를 송수신하는 메모리 콘트롤러(40)가 함께 도시된다. 특히 도 2a,b에 도시되는 반도체 메모리 모듈(30)과 메모리 콘트롤러(40)는 단방향 데이터 버스를 통해 데이터를 송수신하며, 이에 따라 메모리 콘트롤러(40)로부터 반도체 메모리 모듈(30)로 제공되는 라이트 데이터(write data)와 반도체 메모리 모듈(30)로부터 메모리 콘트롤러(40)로 제공되는 리드 데이터(read data)는 서로 다른 신호 전달 경로를 갖는다. 2A and 2B are block diagrams showing a semiconductor memory module according to another embodiment of the present invention. 2A and 2B, a
반도체 메모리 모듈(30)에 부착되는 반도체 패키지는 수직 적층되는 복수의 칩들을 구비할 수 있으며, 가장 아래에 적층되는 제1 반도체 칩(31)은 마스터 칩으로 이루어질 수 있으며, 그 상부에 적층되는 제2 반도체 칩 내지 제4 반도체 칩(32 내지 34)은 슬레이브 칩으로 구비할 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 제1 반도체 칩(31)은 메모리 콘트롤러(40)와 인터페이스하기 위한 마스터 영역 이외에, 상기 마스터 영역과 인터페이스하여 해당 칩 내의 메모리 리드/라이트 동작을 위한 슬레이브 영역을 더 구비할 수도 있다.The semiconductor package attached to the
반도체 메모리 모듈(30)에 부착되는 각각의 반도체 패키지는, 메모리 콘트롤러(40)로부터 커맨드/어드레스 및 라이트 데이터(write data)를 수신하기 위한 버스(C/A/WD BUS)와, 메모리 콘트롤러(40)로 리드 데이터(read data)를 제공하기 위한 버스(RD BUS)를 통해 메모리 콘트롤러(40)와 연결될 수 있다. 반도체 메모리 모듈(30)은 칩 선택 신호를 포함하는 커맨드(C), 어드레스(A) 및 라이트 데이터(WD) 등을 프레임 단위로 수신하고, 수신된 커맨드(C), 어드레스(A) 및 라이트 데이터(WD)에 응답하여 해당 칩에 데이터를 기록하거나, 또는 수신된 커맨드(C) 및 어드레스(A)에 응답하여 해당 칩으로부터 리드된 데이터(RD)를 메모리 콘트롤러(40)로 제공한다.Each of the semiconductor packages attached to the
도 2b에는 반도체 메모리 모듈(30)에 부착되며, 제1 내지 제4 반도체 칩(31 내지 34)을 구비하는 하나의 반도체 패키지가 도시된다. 도시된 바와 같이 상기 반도체 패키지는 단방향 데이터 버스를 통해 메모리 콘트롤러(40)와 데이터를 송수신한다. 일예로서 상기 반도체 패키지는 데이터를 라이트 하는 경우 라이트 데이터 버스(WD)를 통해 메모리 콘트롤러(40)로부터 데이터를 수신한다. 또한 데이터를 리드하는 경우, 반도체 패키지는 리드된 데이터를 라이트 데이터 버스(RD)를 통해 메모리 콘트롤러(40)로 제공한다.FIG. 2B shows one semiconductor package attached to the
앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 패키지는 적층 구조의 복수의 반도체 칩을 구비할 수 있으며, 각각의 반도체 칩은 하나 이상의 메모리 뱅크를 포함할 수 있다. 특히, 적층된 반도체 칩을 구비하는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 패키지는, 그 내부에 동일한 마스터 칩과 통신하며 서로 다른 랭크(rank)로 구분되는 하나 이상의 제1 메모리 뱅크와 하나 이상의 제2 메모리 뱅크를 구비할 수 있다. 일예로서, 반도체 패키지 내에 구비되는 제1 내지 제4 반도체 칩이 각각 제1 내지 제4 랭크(rank)로 구분될 수 있다. 또는 복수의 칩에 분포된 복수의 메모리 뱅크가 어느 하나의 랭크(rank)로 구분되고, 상기 복수의 칩에 분포된 다른 복수의 메모리 뱅크가 다른 하나의 랭크(rank)로 구분될 수 있다. As described above, the semiconductor package according to an embodiment of the present invention may include a plurality of semiconductor chips in a stacked structure, and each semiconductor chip may include one or more memory banks. Particularly, a semiconductor package according to an embodiment of the present invention including a stacked semiconductor chip includes at least one first memory bank and at least one second memory bank, which communicate with the same master chip and are divided into different ranks, A memory bank may be provided. For example, the first to fourth semiconductor chips provided in the semiconductor package may be divided into first to fourth ranks, respectively. Alternatively, a plurality of memory banks distributed in a plurality of chips may be divided into a rank, and a plurality of other memory banks distributed in the plurality of chips may be divided into another rank.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 패키지는 뱅크 그룹(bank group) 개념이 적용될 수 있다. 뱅크 그룹(bank group)이란 하나 이상의 뱅크(bank)를 하나의 그룹(group)으로 정의한 것으로서, 통상적으로 뱅크 어드레스(bank address) 또는 뱅크 그룹 어드레스(bank group address)에 의해 구분된다. 상기 개념은, 뱅 크 그룹(bank group) 사이의 인터리빙(interleaving) 동작을 통하여 데이터 전송량을 향상시키기 위한 방안으로 사용된다. 즉, 뱅크(bank)와 뱅크(bank) 사이의 인터리빙 동작시에는 큰 값을 갖는 칼럼 to 칼럼 딜레이 타임(tCDD)에 의하여 데이터 전송량에 한계가발생하나, 복수 개의 뱅크 그룹(bank group)을 정의하고 작은 값의 칼럼 to 칼럼 딜레이 타임(tCDD)에 의해 뱅크 그룹(bank group) 사이의 인터리빙 동작을 수행함으로써 데이터 전송량을 향상시킨다. In addition, the concept of a bank group may be applied to the semiconductor package according to an embodiment of the present invention. A bank group is defined as one group of one or more banks and is usually divided by a bank address or a bank group address. The above concept is used as a method for improving data transmission through an interleaving operation between bank groups. That is, in the interleaving operation between the bank and the bank, a data transfer amount is limited by a column-to-column delay time (tCDD) having a large value, but a plurality of bank groups are defined And performs the interleaving operation between the bank groups by a small value of the column-to-column delay time (tCDD) to improve the data transfer amount.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 랭크(rank)를 정의하는 방식과 유사하게 뱅크 그룹(bank group)이 정의될 수 있다. 즉, 어느 하나의 반도체 칩에 구비되는 메모리 뱅크들을 하나의 뱅크 그룹(bank group)으로 정의하고, 다른 반도체 칩에 구비되는 메모리 뱅크들을 다른 뱅크 그룹(bank group)으로 정의할 수 있다. 또는 복수의 반도체 칩에 구비되는 복수의 메모리 뱅크들을 하나의 뱅크 그룹(bank group)으로 정의하고, 또한 상기 복수의 반도체 칩에 구비되는 다른 복수의 메모리 뱅크들을 다른 뱅크 그룹(bank group)으로 정의할 수 있다. 상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 랭크(rank) 및 뱅크 그룹(bank group)의 정의 방식은 이후에 자세히 설명된다. According to an embodiment of the present invention, a bank group may be defined similarly to the manner of defining the rank. That is, the memory banks included in one semiconductor chip may be defined as one bank group, and the memory banks included in another semiconductor chip may be defined as another bank group. Or a plurality of memory banks included in a plurality of semiconductor chips are defined as one bank group and a plurality of other memory banks included in the plurality of semiconductor chips are defined as another bank group . The manner of defining a rank and a bank group according to the embodiment of the present invention will be described in detail later.
적어도 하나의 버스가 복수의 칩에 공유되는 적층 구조의 반도체 칩을 포함하는 반도체 패키지의 구조상, 랭크(rank)의 인터리빙 및/또는 뱅크 그룹(bank group)의 인터리빙 수행에 의하여 송수신되는 신호들 사이에 충돌이 발생할 수 있다. 이에 따라, 반도체 패키지 내에서 정의되는 랭크(rank) 및 뱅크 그룹(bank group)의 특성에 따라 커맨드/어드레스 버스 및 데이터 버스의 구조가 적절히 변경 되어야 한다. 특히, 인터리빙 동작에 의하여 서로 다른 랭크(rank)들 사이의 데이터 송수신, 또는 서로 다른 뱅크 그룹(bank group) 사이의 데이터 송수신시 데이터의 충돌이 발생할 수 있으므로, 반도체 패키지 내의 데이터 송수신을 위한 데이터 버스의 구조의 변경이 요구된다. 앞서 언급한 바와 같이 반도체 메모리 모듈은, 외부의 메모리 콘트롤러와 양방향 데이터 버스 또는 단방향 데이터 버스를 통해 데이터를 송수신할 수 있으므로, 상기 반도체 패키지 내의 데이터 버스 구조는 반도체 메모리 모듈과 메모리 콘트롤러 사이의 데이터 버스 구조 또한 고려되는 것이 바람직하다. In a structure of a semiconductor package including a semiconductor chip of a stacked structure in which at least one bus is shared by a plurality of chips, a signal is transmitted between signals transmitted and received by performing interleaving of rank and / or interleaving of a bank group Conflicts can occur. Accordingly, the structure of the command / address bus and the data bus must be appropriately changed depending on the characteristics of the rank and the bank group defined in the semiconductor package. Particularly, interleaving may cause collision of data when data is transmitted / received between different ranks or when data is transmitted / received between different bank groups. Therefore, a data bus for transmitting / receiving data in a semiconductor package A change in structure is required. As described above, since the semiconductor memory module can transmit and receive data through an external memory controller and a bidirectional data bus or a unidirectional data bus, the data bus structure in the semiconductor package can be used as a data bus structure between the semiconductor memory module and the memory controller It is also desirable to be considered.
도 3a,b는 하나의 반도체 패키지 내에 복수의 랭크(rank) 또는 복수의 뱅크 그룹(bank group)이 적용되는 경우 데이터 충돌의 일예를 나타내는 파형도이다. 3A and 3B are waveform diagrams showing an example of a data collision when a plurality of ranks or a plurality of bank groups are applied to one semiconductor package.
도 3a는 반도체 패키지 내에 복수의 랭크(rank)가 정의되고, 마스터 칩의 마스터 영역이 양방향 데이터 버스를 구비하는 경우를 나타낸다. 랭크 0(rank 0)에 해당하는 메모리 뱅크에 리드 동작을 수행하고, 랭크 1(rank 1)에 해당하는 메모리 뱅크에 라이트 동작을 수행하는 동작을 가정한다.3A shows a case where a plurality of ranks are defined in a semiconductor package and a master area of the master chip has a bidirectional data bus. It is assumed that a read operation is performed on a memory bank corresponding to rank 0 and a write operation is performed on a memory bank corresponding to rank 1 (rank 1).
외부의 메모리 콘트롤러로부터 제공된 커맨드/어드레스에 응답하여 내부 커맨드/어드레스가 생성되고, 소정의 어드레스 디코딩 타임 이후에 랭크 0(rank 0)의 메모리 뱅크로부터 데이터(RD[3:0])가 리드된다. 리드된 데이터(RD[3:0])는 소정의 전달 지연시간을 거쳐 마스터 영역에 구비되는 데이터 버스를 통하여 마스터 칩으로 전달된다. 마스터 칩으로 전달된 리드 데이터(RD[3:0])는 직렬 데이터로 변환되어 외부의 메모리 콘트롤러로 제공된다.An internal command / address is generated in response to a command / address provided from an external memory controller, and data RD [3: 0] is read from a memory bank of
랭크 인터리빙 동작에 의하여, 랭크 0(rank 0)에 대한 리드 명령 후 소정 시간 후에 랭크 1(rank 1)의 메모리 뱅크에 대한 라이트 명령이 입력된다. 외부의 커맨드/어드레스 및 데이터가 입력된 이후, 소정 시간 후에 병렬 데이터로 변환된 라이트 데이터(WD[3:0])는 마스터 영역의 데이터 버스로 전달되며, 소정의 어드레스 디코딩 타임 및 전달 지연시간을 가지며 라이트 데이터(WD[3:0])가 슬레이브 영역의 데이터 버스로 전달된다. By a rank interleaving operation, a write command for a memory bank of
도시된 바와 같이 상기와 같은 랭크 인터리빙 동작시, 마스터 영역에 구비되는 양방향 데이터 버스 상에서 랭크 0(rank 0)에 대한 리드 데이터(RD[3:0])와 랭크 1(rank 1)에 대한 라이트 데이터(WD[3:0])의 충돌이 발생한다. 즉, 이에 따르면, 하나의 반도체 패키지 내에서 복수의 랭크(rank)가 정의되는 경우, 마스터 영역은 데이터 송수신을 위하여 단방향 데이터 버스가 적용될 필요가 있다. As shown in the figure, during the above-mentioned rank interleaving operation, the read data RD [3: 0] for
도 3b는 뱅크 그룹(bank group) 사이의 인터리빙 동작시 데이터 충돌을 나타낸다. 일예로서, 하나의 랭크(rank)에 복수의 뱅크 그룹(bank group)이 정의되고, 서로 다른 뱅크 그룹(bank group)이 데이터 버스를 공유하는 구조에서의 동작을 나타낸다. FIG. 3B shows a data collision during the interleaving operation between the bank groups. As an example, a plurality of bank groups are defined in one rank and operations in a structure in which different bank groups share a data bus are shown.
도 3b의 (a)는 리드 동작과 관련된 뱅크 그룹 0(BG0)과 뱅크 그룹 1(BG1) 사이의 인터리빙 동작을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 뱅크 그룹 0(BG0)에 대한 커맨드/어드레스 및 뱅크 그룹 1(BG1)에 대한 커맨드/어드레스가 순차적으로 제공된다. 커맨드/어드레스의 제공 이후 어드레스 디코딩 타임을 간격으로 하여 뱅크 그룹 0(BG0)으로부터의 리드 데이터(RD[3:0]_BG0)가 슬레이브 영역의 데이터 버스로 전 달되며, 또한 뱅크 그룹 1(BG1)으로부터의 리드 데이터(RD[3:0]_BG1)가 슬레이브 영역의 데이터 버스로 전달된다.FIG. 3B shows the interleaving operation between the bank group 0 (BG0) and the bank group 1 (BG1) related to the read operation. As shown, a command / address for bank group 0 (BG0) and a command / address for bank group 1 (BG1) are sequentially provided. The read data RD [3: 0] _BG0 from the bank group 0 (BG0) is transferred to the data bus of the slave area with the address decoding time as an interval after the provision of the command / The read data RD [3: 0] _BG1 from the master device is transferred to the data bus of the slave area.
상기 각각의 슬레이브 영역의 데이터 버스로 전달된 뱅크 그룹 0(BG0)의 리드 데이터(RD[3:0]_BG0)와 뱅크 그룹 1(BG1)의 리드 데이터(RD[3:0]_BG1)는 마스터 영역의 데이터 버스로 전달된다. 이 경우, 마스터 영역의 데이터 버스에서 뱅크 그룹 0(BG0)의 리드 데이터(RD[3:0]_BG0)와 뱅크 그룹 1(BG1)의 리드 데이터(RD[3:0]_BG1) 사이에 충돌이 발생한다. The read data RD [3: 0] _BG0 of the bank group 0 (BG0) and the read data RD [3: 0] _BG1 of the bank group 1 (BG1) transferred to the data buses of the respective slave areas are transferred to the master Area data bus. In this case, a collision occurs between the read data RD [3: 0] _BG0 of the bank group 0 (BG0) and the read data RD [3: 0] _BG1 of the bank group 1 (BG1) Occurs.
도 3b의 (b)는 라이트 동작과 관련된 뱅크 그룹 0(BG0)과 뱅크 그룹 1(BG1) 사이의 인터리빙 동작을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 뱅크 그룹 0(BG0)에 대한 커맨드/어드레스 및 데이터와 뱅크 그룹 1(BG1)에 대한 커맨드/어드레스 및 데이터가 순차적으로 제공된다. 3B shows the interleaving operation between the bank group 0 (BG0) and the bank group 1 (BG1) related to the write operation. As shown, a command / address and data for bank group 0 (BG0) and a command / address and data for bank group 1 (BG1) are sequentially provided.
외부에서 제공되는 데이터는 병렬화 과정을 거쳐 라이트 데이터로서 마스터 영역의 데이터 버스로 제공된다. 이 경우 뱅크 그룹 0(BG0)에 대한 라이트 데이터(WD[3:0]_BG0)와 뱅크 그룹 1(BG1)에 대한 라이트 데이터(WD[3:0]_BG1)는 마스터 영역의 데이터 버스 상에서 충돌이 발생하게 된다. 이에 따라 하나의 랭크(rank) 내에서 복수의 뱅크 그룹(bank group)이 정의되는 경우, 각각의 뱅크 그룹(bank group)에 대응하여 데이터 버스가 독립적으로 배치될 필요가 있다.The externally supplied data is supplied to the data bus of the master area as write data through a parallelization process. In this case, the write data WD [3: 0] _BG0 for the bank group 0 (BG0) and the write data WD [3: 0] _BG1 for the bank group 1 (BG1) . Accordingly, when a plurality of bank groups are defined in one rank, the data buses need to be independently arranged corresponding to the respective bank groups.
도 4a,b는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 패키지에 적용되는 반도체 칩의 구조를 나타내는 블록도이다. 도 4a는 반도체 패키지가 외부의 메모리 콘트롤러(미도시)와 양방향 데이터 버스를 통해 데이터를 송수신하는 경우의 마스터 칩의 일 구현예를 나타내며, 도 4b는 반도체 패키지가 외부의 메모리 콘트롤러와 단방향 데이터 버스를 통해 데이터를 송수신하는 경우의 마스터 칩의 일 구현예를 나타낸다. 특히, 도 4a,b는 반도체 패키지 내에 복수의 뱅크 그룹(bank group)이 정의되는 경우의 구현예를 나타내며, 도 4a,b에 도시된 구성들 중 마스터 영역을 제외한 슬레이브 영역(메모리 뱅크, 로우 및 칼럼 어드레스 디코더 등을 포함하는 구성)은 슬레이브 칩 내에 구비되는 구성으로 이해되어도 무방하다.4A and 4B are block diagrams showing a structure of a semiconductor chip applied to a semiconductor package according to an embodiment of the present invention. 4A shows an example of a master chip in which a semiconductor package transmits and receives data via an external memory controller (not shown) and a bidirectional data bus, and FIG. 4B shows an example in which a semiconductor package is connected to an external memory controller and a unidirectional data bus Fig. 2 is a block diagram of a master chip according to the present invention; Fig. Particularly, FIGS. 4A and 4B show an embodiment in which a plurality of bank groups are defined in a semiconductor package. In the structures shown in FIGS. 4A and 4B, slave regions (memory banks, A column address decoder, and the like) may be understood as a structure provided in a slave chip.
도 4a의 반도체 칩(50, 일예로서 마스터 칩)은 복수의 메모리 뱅크들을 구비할 수 있으며, 일부의 메모리 뱅크들과 다른 일부의 메모리 뱅크들이 서로 다른 뱅크 그룹(bank group)으로 정의될 수 있다. 도시된 바와 같이 반도체 칩(50)은 제1 뱅크 그룹(bank group 0)으로 정의되는 메모리 뱅크들과 제2 뱅크 그룹(bank group 1)으로 정의되는 메모리 뱅크들을 구비할 수 있다. The semiconductor chip 50 (for example, a master chip) of FIG. 4A may have a plurality of memory banks, and some of the memory banks and some of the other memory banks may be defined as different bank groups. As shown, the
반도체 칩(50)은 상기 메모리 뱅크들의 리드/라이트 동작을 제어하기 위한 각종 회로블록들을 구비한다. 일예로서, 제1 뱅크 그룹(bank group 0)의 메모리 뱅크들(51)의 동작을 제어하기 위하여, 로우 어드레스 디코더(52), 칼럼 어드레스 디코더(53), 뱅크 콘트롤부(54) 및 입출력 드라이버부(55)를 구비할 수 있다. 또한 상기 반도체 칩(50)에는, 모드 레지스터 셋트(MRS, 56_1) 및 커맨드 디코더(56_2)를 포함하는 제어 로직(56), 어드레스를 일시 저장하는 어드레스 레지스터(57), 뱅크 그룹을 제어하기 위한 뱅크 그룹 제어부(58) 및 외부 메모리 콘트롤러(미도시)와의 데이터 입출력을 제어하기 위한 데이터 입력부(59_1) 및 데이터 출력부(59_2)를 구비할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 상기 반도체 칩(50)에는 제2 뱅크 그 룹(bank group 1) 및 기타 다른 뱅크 그룹으로 정의되는 메모리 뱅크들을 제어하기 위한 회로블록들(일예로서, 제2 뱅크 그룹(bank group 1)에 대응하는 로우 및 칼럼 어드레스 디코더, 뱅크 제어부, 입출력 제어부)이 더 구비될 수 있다. The
도시된 바와 같이, 제1 뱅크 그룹(bank group 0)으로 정의되는 복수의 메모리 뱅크들(51)은, 로우 어드레스 디코더(52) 및 칼럼 어드레스 디코더(513)의 디코딩 결과와 뱅크 콘트롤부(54)의 제어 하에서, 입출력 드라이버부(55)로부터 라이트 데이터를 입력받거나 입출력 드라이버부(115)로 리드 데이터를 출력한다. 제어 로직(56)은 모드 레지스터 셋트(56_1)의 셋팅에 기반하여, 외부로부터 수신되는 커맨드(CMD)를 입력받아 디코딩 동작을 수행한다. 어드레스 레지스터(57)는 수신된 어드레스(ADDR)를 일시 저장하고, 뱅크 그룹 콘트롤에 관련된 어드레스를 뱅크 그룹 제어부(58)로 제공하며, 로우 및 칼럼 어드레스를 각각 로우 어드레스 디코더(52) 및 칼럼 어드레스 디코더(53)로 제공한다. 상기 수신된 커맨드(CMD), 어드레스(ADDR) 및 데이터 입력부(59_1)를 통해 수신된 라이트 데이터를 이용하여 복수의 메모리 뱅크들(51) 중 어느 하나의 뱅크에 데이터를 기록하거나, 상기 수신된 커맨드(CMD) 및 어드레스(ADDR)에 응답하여 상기 복수의 메모리 뱅크들(51) 중 어느 하나의 뱅크로부터 리드된 데이터를 데이터 출력부(59_2)를 통하여 외부로 출력한다.As shown in the figure, a plurality of
도 4b에 도시된 반도체 칩(60)은, 상기 칩 내에 복수의 뱅크 그룹(일예로서, 제1 뱅크 그룹(bank group 0, 210), 제2 뱅크 그룹(bank group 1, 220))이 정의되며, 외부의 콘트롤러와 단방향으로 데이터를 송수신하는 경우의 회로 블록들을 나타낸다. 도시된 바와 같이 상기 반도체 칩(60)은, 어느 하나의 뱅크 그룹으로 정의 되는 메모리 뱅크(61)와, 상기 메모리 뱅크(61)의 동작에 관계된 로우 어드레스 디코더(62), 칼럼 어드레스 디코더(63), 뱅크 콘트롤부(64) 및 입출력 드라이버부(65) 등을 구비할 수 있다. 또한 반도체 칩(60) 내에 구비되는 복수의 뱅크 그룹들을 제어하기 위하여, 상기 반도체 칩(60)에는 프레임 로직 디코더(66), 모드 레지스터 셋트(67_1) 및 커맨드 디코더(67_2)를 포함하는 제어 로직(67), 어드레스를 일시 저장하는 어드레스 레지스터(68), 뱅크 그룹을 제어하기 위한 뱅크 그룹 제어부(69) 및 외부로 데이터를 출력하기 위한 데이터 출력부(70)를 구비할 수 있다. 프레임 로직 디코더(66)는 프레임 단위로 수신되는 신호를 디코딩하여 커맨드(CMD), 어드레스(ADDR) 및 입력 데이터(DIN)를 각각 발생하고, 이들을 제어 로직(67), 어드레스 레지스터(68) 및 입출력 드라이버부(65)로 각각 제공한다. 한편, 커맨드(CMD) 및 어드레스(ADDR)에 응답하여 소정의 메모리 블록에서 리드된 데이터는 데이터 출력부(70)를 통해 외부로 제공된다.The
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 패키지에 구비되는 반도체 칩들 사이의 데이터 경로를 개략적으로 나타내는 회로도이다. 도 5에 도시된 바와 같이 반도체 패키지(110)는 복수의 적층된 칩을 구비할 수 있으며, 제1 반도체 칩(111)은 마스터 영역을 포함하는 마스터 칩으로서, 외부의 메모리 콘트롤러와 인터페이스하여 그 내부의 슬레이브 영역 및/또는 그에 적층된 다른 칩들의 슬레이브 영역으로 커맨드/어드레스 및 데이터 등을 송수신한다. 제1 반도체 칩(111)에 적층되는 제2 반도체 칩(112)은 슬레이브 칩으로서, 그 내부에 메모리 뱅크를 포함하며 상기 메모리 뱅크와 마스터 영역 사이의 인터페이스를 위한 슬레이브 영역을 포함한다.5 is a circuit diagram schematically illustrating a data path between semiconductor chips included in a semiconductor package according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the
본 발명의 일실시예에 따르면, 반도체 패키지(110) 내의 복수의 반도체 칩들 내부에는 동일한 마스터 칩(일예로서, 제1 반도체 칩(111))에 의해 제어되는 복수의 메모리 뱅크들이 구비되며, 적어도 하나의 제1 메모리 뱅크와 적어도 하나의 제2 메모리 뱅크는 서로 다른 랭크(rank)로 구분된다. 일예로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 반도체 칩(111)의 내부에 구비되는 메모리 뱅크들은 제1 랭크(rank 0)로 정의되며, 제2 반도체 칩(112)의 내부에 구비되는 메모리 뱅크들은 제2 랭크(rank 1)로 정의된다. 그 이상의 칩이 반도체 패키지(110) 내에 적층되는 경우, 추가되는 칩들에 구비되는 메모리 뱅크들에 대해서는 제3 랭크(rank 2), 제4 랭크(rank 3) 등으로 정의될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a plurality of semiconductor chips in the
앞서 언급한 바와 같이, 반도체 패키지(110) 내에서 복수의 랭크(rank)가 정의되는 경우, 마스터 영역의 데이터 버스가 양방향 데이터 버스로 배치될 때 데이터의 충돌이 발생하게 된다. 이에 따라, 제1 반도체 칩(111)에 구비되는 마스터 영역(111a)은 단방향 데이터 버스를 구비하도록 한다. 일예로서, 반도체 패키지(110)와 외부의 메모리 콘트롤러(미도시)가 양방향 데이터 버스 또는 단방향 데이터 버스 중 어느 것으로 데이터를 송수신하는지에 관계없이, 반도체 패키지(110) 내에 복수의 랭크(rank)가 정의되는 경우 마스터 영역(111a)은 단방향 데이터 버스를 구비하도록 한다. 또한, 마스터 영역(111a)과 연결되어 복수의 반도체 칩들로 데이터를 전달하는 스루 실리콘 비아(TSV)는, 리드 데이터의 경로를 위한 비아와 라이트 데이터의 경로를 위한 비아가 구분되어 형성되도록 한다. As described above, when a plurality of ranks are defined in the
한편, 복수의 랭크(rank)에 대응하는 데이터들이 마스터 영역(111a)의 데이 터 버스 상에서 충돌이 발생하였으므로, 제1 반도체 칩(111)에 구비되는 슬레이브 영역(111b) 또는 제2 반도체 칩(112)에 구비되는 슬레이브 영역(112a)의 데이터 버스는 양방향 데이터 버스가 적용되어도 무방하다.Since data corresponding to a plurality of ranks occurs on the data bus of the
도 6a,b는 마스터 영역과 슬레이브 영역의 인터페이스를 나타내기 위한 블록도이다. 도 6a는 마스터 영역과 슬레이브 영역이 양방향 데이터 버스를 통해 데이터를 송수신하는 경우를 나타내며, 도 6b는 마스터 영역과 슬레이브 영역이 단방향 데이터 버스를 통해 데이터를 송수신하는 경우를 나타낸다.6A and 6B are block diagrams illustrating interfaces between a master area and a slave area. FIG. 6A shows a case where a master area and a slave area transmit / receive data through a bidirectional data bus, and FIG. 6B shows a case where a master area and a slave area transmit / receive data through a unidirectional data bus.
반도체 패키지(120) 내의 마스터 영역(121)은 마스터 칩 내에 구비되며, 외부의 메모리 콘트롤러(미도시)와 데이터를 송수신하기 위한 입력 버퍼 및 출력 버퍼 등의 논리회로를 포함한다. 또한 마스터 영역(121)에 구비되는 데이터 버스는, 마스터 칩 및 이에 적층되는 하나 이상의 슬레이브 칩에 대해 공통하게 사용된다. 도 6에 도시된 마스터 영역(121)은 외부의 메모리 콘트롤러와 양방향 데이터 버스를 통해 데이터를 송수신하며, 양방향으로 데이터를 전달하는 스루 실리콘 비아(121a)와 연결되어 슬레이브 영역과 데이터를 양방향으로 송수신한다. The
도시된 스루 실리콘 비아(121a)는 마스터 칩에 형성되는 일예를 나타내며, 상기 스루 실리콘 비아(121a)를 통하여 마스터 영역(61)의 데이터 버스로 전달된 데이터가 슬레이브 칩들에 구비되는 슬레이브 영역으로 전달된다. 슬레이브 영역은 이에 대응하는 메모리 뱅크(123), 센스 앰프 및 드라이버(124) 등과 연결됨에 따라, 리드 동작 및 라이트 동작 등과 관련된 데이터를 메모리 뱅크(123)로부터 수신하거나 메모리 뱅크(123)로 제공한다. 또한, 상기 스루 실리콘 비아(121a)가 하나 의 라인으로 도시되었으나, 복수의 데이터를 병렬하게 전달하기 위한 복수 개의 비아가 형성될 수 있음은 자명한 사항이다.The through silicon via 121a shown in the figure is formed on the master chip and the data transferred to the data bus of the
도 6b는 반도체 패키지(130) 내의 마스터 영역(131)이 별도의 입출력 패드를 통하여 외부의 메모리 콘트롤러와 데이터를 단방향으로 송수신하는 경우를 나타낸다. 또한 이에 대응하여 마스터 영역(131)도 그 내부에 단방향 데이터 버스를 구비한다. 상기 마스터 영역(131)을 포함하는 제1 반도체 칩과 인접하여 적층되는 제2 반도체 칩에 슬레이브 영역(132)이 형성되는 경우, 슬레이브 영역(132)은 제1 반도체 칩에 형성되는 스루 실리콘 비아(131a)를 통하여 데이터를 송수신한다. 슬레이브 영역(132)은 스루 실리콘 비아(131a)를 통하여 수신된 데이터를 메모리 뱅크(133), 센스 앰프 및 드라이버(134)로 제공하거나, 메모리 뱅크(133), 센스 앰프 및 드라이버(134)로부터 수신된 데이터를 스루 실리콘 비아(131a)를 통하여 마스터 영역(131)으로 제공한다. 마스터 영역(131)이 단방향 데이터 버스를 통하여 슬레이브 영역(132)과 데이터를 송수신하므로, 스루 실리콘 비아(131a)는 리드 데이터 버스에 연결되는 비아와 라이트 데이터 버스에 연결되는 비아가 구분되어 형성될 수 있다. 6B shows a case where the
도 7a,b는 마스터 영역 및 슬레이브 영역을 제어하기 위한 제어신호들을 발생하는 제어신호 발생부의 블록도이다. 마스터 칩 내에 구비되는 마스터 영역은 복수의 칩에 공통하게 이용되는 것으로서, 글로벌 제어신호에 응답하여 동작에 제어된다. 반면에 마스터 칩 및/또는 슬레이브 칩에 구비되는 슬레이브 영역은 해당 칩에 대해 독립적으로 이용되는 것으로서, 로컬 제어신호에 응답하여 동작이 제어된 다.7A and 7B are block diagrams of a control signal generator for generating control signals for controlling the master area and the slave area. A master area provided in the master chip is commonly used for a plurality of chips, and is controlled to operate in response to a global control signal. On the other hand, the slave area included in the master chip and / or the slave chip is used independently for the chip, and the operation is controlled in response to the local control signal.
도 7a는 반도체 패키지 내에 복수의 랭크(rank)가 정의된 경우로서, 제어신호 발생부(210)는 마스터 영역에 구비되어 외부의 메모리 콘트롤러(미도시)로부터 칩 선택신호(CS[n:0]), RAS, CA, WE 등의 커맨드 및 어드레스(ADDR[m:0]) 등을 제공받는다. 제어신호 발생부(210)는 커맨드 디코더부(211) 및 어드레스 디코더부(212)를 포함할 수 있다. 또한 커맨드 디코더부(211)는, 칩 선택신호(CS[n:0])를 수신하고 이에 대한 논리 연산을 수행하는 연산부(211_1), 글로벌 제어신호에 관계된 제1 커맨드를 디코딩하는 제1 디코더(211_2) 및 로컬 제어신호에 관계된 제1 커맨드를 디코딩하는 제2 디코더(211_3)를 구비할 수 있다. 또한 어드레스 디코더부(212)는, 어드레스(ADDR[m:0])를 수신하여 이를 일시 저장하는 버퍼(212_1)와, 상기 어드레스(ADDR[m:0])를 디코딩하고 어드레스 디코딩 결과, 제1 디코더(211_2) 및 제2 디코더(211_3)의 출력을 이용하여 글로벌 제어신호(GCS) 및 로컬 제어신호(LCS)를 발생하는 제3 디코더(212_2)를 포함할 수 있다.7A shows a case where a plurality of ranks are defined in the semiconductor package. The
연산부(211_1)는 적어도 하나의 칩 선택신호(CS[n:0])를 수신하고 이에 대한 논리연산(일예로서 논리 합(OR) 연산)을 수행하며, 그 연산 결과를 제1 디코더(211_2)로 제공한다. 또한, 상기 적어도 하나의 칩 선택신호(CS[n:0])는 제2 디코더(211_3)로 제공된다. 즉, 복수의 칩(일예로서, 복수의 랭크(rank))을 제어하기 위하여 두 개 이상의 칩 선택신호(CS[n:0])가 활성화되는 경우, 제1 디코더(211_2)는 입력되는 RAS, CA, WE 등의 커맨드 등에 대한 디코딩 동작을 수행하고, 이에 따른 디코딩 결과(CMD_M)를 발생한다. 한편, 적어도 하나의 칩 선택신호(CS[n:0]) 중 어느 하나가 활성화되어 특정한 반도체 칩(일예로서, 어느 하나의 랭크(rank))을 제어하는 경우, 제2 디코더(211_3)는 상기 입력되는 RAS, CA, WE 등의 커맨드 등에 대한 디코딩 동작을 수행하고, 이에 따른 디코딩 결과(CMD_S)를 발생한다.The operation unit 211_1 receives at least one chip selection signal CS [n: 0] and performs a logical operation (for example, a logical sum (OR) operation) . Also, the at least one chip selection signal CS [n: 0] is provided to the second decoder 211_3. That is, when two or more chip selection signals CS [n: 0] are activated to control a plurality of chips (for example, a plurality of ranks), the first decoder 211_2 outputs RAS, CA, WE, and the like, and generates a decoding result CMD_M accordingly. On the other hand, when any one of the at least one chip selection signal CS [n: 0] is activated to control a specific semiconductor chip (for example, any one rank), the second decoder 211_3 Performs a decoding operation on commands, such as RAS, CA, and WE, and generates a decoding result (CMD_S) accordingly.
어드레스 디코더부(212)의 제3 디코더(212_2)는 어드레스(ADDR[m:0])의 디코딩 결과 및 제1 디코더(211_2)의 출력에 응답하여 마스터 영역을 제어하기 위한 글로벌 제어신호(GCS)를 발생하거나, 또는 어드레스(ADDR[m:0])의 디코딩 결과 및 제2 디코더(211_3)의 출력에 응답하여 슬레이브 영역을 제어하기 위한 로컬 제어신호(LCS)를 발생한다.The third decoder 212_2 of the
한편, 도 7b는 하나의 랭크에 복수의 뱅크 그룹(bank group)이 정의된 경우의 제어신호 발생부의 일 구현예를 나타낸다. 제1 디코더(221)는 커맨드 디코더로서, 칩 선택신호(CS) 및 RAS, CA, WE 등의 커맨드 등을 입력받아 디코딩 동작을 수행하고, 그 디코딩 결과를 어드레스 디코더부(222)로 제공한다.On the other hand, FIG. 7B shows an example of a control signal generating unit in a case where a plurality of bank groups are defined in one rank. The
어드레스 디코더부(222)는, 뱅크그룹 어드레스(BG[n:0])를 수신하고 소정의 논리연산(일예로서, 논리 합(OR) 연산)을 수행하는 연산부(222_1)와, 상기 뱅크그룹 어드레스(BG[n:0])를 일시 저장하는 제1 버퍼(222_2)와, 어드레스(ADDR[m:0])를 일시 저장하는 제2 버퍼(222_3) 및 상기 뱅크그룹 어드레스(BG[n:0]) 및 어드레스(ADDR[m:0])에 대해 디코딩 동작을 수행하고, 글로벌 제어신호(GCS) 및 로컬 제어신호(LCS)를 발생하는 제2 디코더(222_4)를 구비한다. 복수의 뱅크그룹 어드레스(BG[n:0]) 중 어느 하나가 활성화되어 어느 하나의 뱅크 그룹을 제어하는 경우, 제2 디코더(222_4)는 디코딩된 커맨드, 뱅크그룹 어드레스(BG[n:0]) 및 어드레 스(ADDR[m:0])에 응답하여 슬레이브 영역을 제어하기 위한 로컬 제어신호(LCS)를 발생한다. 한편, 두 개 이상의 뱅크그룹 어드레스(BG[n:0])가 활성화되는 경우 연산부(222_1)는 이에 따른 신호를 제2 디코더(222_4)로 제공하며, 제2 디코더(222_4)는 연산부(222_1)의 출력 및 상기 디코딩된 커맨드, 뱅크그룹 어드레스(BG[n:0]) 및 어드레스(ADDR[m:0]) 등에 응답하여 복수의 뱅크 그룹의 제어에 관련된 글로벌 제어신호(GCS)를 발생한다.The
이하에서는, 앞서 설명된 바와 같이 구성될 수 있는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 패키지의 데이터 버스에 대한 다양한 구현예를 설명한다. 특히, 반도체 패키지 내에 데이터 버스를 배치함에 있어서, 반도체 패키지와 외부의 메모리 콘트롤러와의 데이터 버스 구조, 반도체 패키지 내에서 정의되는 랭크(rank)의 수, 및 반도체 패키지 내에서 정의되는 뱅크 그룹(bank-group)의 수에 따라, 상기 반도체 패키지 내의 데이터 버스가 다양한 구조를 갖도록 한다. Various embodiments of the data bus of the semiconductor package according to an embodiment of the present invention, which can be configured as described above, will be described below. Particularly, in disposing the data bus in the semiconductor package, the data bus structure between the semiconductor package and the external memory controller, the number of ranks defined in the semiconductor package, and the number of bank- group, the data bus in the semiconductor package has a variety of structures.
먼저, 도 8a,b는 반도체 패키지 내에 하나의 랭크(rank)와 복수의 뱅크 그룹(bank group)이 정의되는 경우의 데이터 버스 구조를 나타낸다. 또한 반도체 패키지 내의 마스터 칩은 외부의 메모리 콘트롤러와 양방향 데이터 버스를 통해 데이터를 송수신한다.8A and 8B illustrate a data bus structure in a case where one rank and a plurality of bank groups are defined in a semiconductor package. In addition, the master chip in the semiconductor package transmits and receives data through an external memory controller and a bidirectional data bus.
도 8a에 도시된 바와 같이 서로 다른 칩에 구비되고 서로 수직하게 배치되는 메모리 뱅크들이 하나의 뱅크 그룹으로 정의된다. 일예로서, 복수의 반도체 칩을 통하여 수직하게 배치되는 메모리 뱅크 A 내지 메모리 뱅크 D가 하나의 뱅크 그룹으로 정의된다. 또한 반도체 패키지 내의 모든 반도체 칩에 구비되는 메모리 뱅크 들이 하나의 랭크(rank)로 정의된다. As shown in FIG. 8A, memory banks arranged on different chips and arranged vertically to each other are defined as one bank group. For example, memory banks A to D vertically arranged through a plurality of semiconductor chips are defined as one bank group. Also, the memory banks included in all the semiconductor chips in the semiconductor package are defined as one rank.
도 8a에 도시되는 마스터 영역(Master Area)은 마스터 칩에 구비되어 메모리 콘트롤러와의 인터페이스를 수행하며, 수신된 커맨드/어드레스 및 데이터 등을 메모리 뱅크들로 제공한다. 상기 메모리 뱅크 A 내지 메모리 뱅크 D는 각각 슬레이브 칩에 구비되는 메모리 뱅크일 수 있으며, 이 경우 상기 반도체 패키지 내의 마스터 칩은 마스터 영역만을 구비할 수 있다. 다른 예로서, 상기 메모리 뱅크들 중 하나 이상(일예로서, 메모리 뱅크 A)은 마스터 칩에 구비되는 메모리 뱅크일 수 있으며, 상기 메모리 뱅크 A와 이에 수직하게 배치되는 슬레이브 칩의 메모리 뱅크 B 내지 메모리 뱅크 D가 하나의 뱅크 그룹으로 정의될 수 있다. 이하의 도면에서는, 상기 메모리 뱅크 A는 마스터 칩에 구비되는 메모리 뱅크인 것으로 정의될 수 있으며, 설명의 편의상 메모리 뱅크 A와 마스터 영역을 수직하게 구분하여 도시하였으나, 실제로는 상기 메모리 뱅크 A와 마스터 영역은 동일한 마스터 칩에 구비될 수 있다. The master area shown in FIG. 8A is provided in the master chip to interface with the memory controller, and provides the received command / address and data to the memory banks. Each of the memory banks A to D may be a memory bank included in a slave chip. In this case, the master chip in the semiconductor package may have only a master area. As another example, one or more of the memory banks (e.g., memory bank A) may be a memory bank that is included in the master chip, and the memory bank A to the memory bank B of the slave chip D can be defined as one bank group. In the following drawings, the memory bank A is defined as being a memory bank included in the master chip. For the sake of convenience, the memory bank A and the master area are vertically divided. However, May be provided in the same master chip.
도 8b는 도 8a와 같은 구조에서 데이터 버스를 배치하는 일예를 나타낸다. 반도체 패키지(310)는 마스터 영역을 포함하는 마스터 칩(311)과 그에 적층되며 슬레이브 영역을 포함하는 슬레이브 칩(312)을 구비한다. 더 많은 수의 반도체 칩이 반도체 패키지(310) 내에 구비될 수 있으나, 설명의 편의상 자세한 도시는 생략한다.8B shows an example of arranging the data bus in the structure as shown in FIG. 8A. The
도 8b의 경우, 반도체 패키지(310) 내에서 하나의 랭크(rank)만이 정의되므로, 마스터 영역 내의 데이터 버스는 반도체 패키지(310)와 메모리 콘트롤러 사이 의 데이터 버스 구조에 따를 수 있다. 도시된 바와 같이 마스터 칩(311)은 메모리 콘트롤러와 양방향 데이터 버스를 통해 데이터를 송수신하므로, 마스터 영역 내에 데이터를 전달하기 위한 양방향 데이터 버스(bi)를 배치한다. 8B, only one rank is defined in the
한편, 하나의 랭크(rank)에 복수의 뱅크 그룹(bank group)이 정의되므로, 각각의 뱅크 그룹(bank group)마다 별도의 데이터 버스가 배치되도록 한다. 마스터 칩(311)의 마스터 영역과 슬레이브 칩(312)의 슬레이브 영역은, 마스터 영역의 양방향 데이터 버스 및 이에 연결되는 스루 실리콘 비아(TSV)를 통하여 데이터를 양방향으로 송수신한다. 일반적으로 상기 스루 실리콘 비아(TSV)는, 그 구조상 각각의 칩 당 4 개의 메모리 뱅크들에 공통하게 연결되어, 각각의 칩의 상기 4 개의 메모리 뱅크들로 또는 상기 4 개의 메모리 뱅크들로부터의 데이터를 전달한다. 도시된 바와 같이, 뱅크 그룹들로 데이터를 전달하기 위한 스루 실리콘 비아(TSV)는, 제1 뱅크 그룹(BG0)에 대응하는 데이터를 전달하기 위한 스루 실리콘 비아(TSV_BG0)와, 제2 뱅크 그룹(BG1)에 대응하는 데이터를 전달하기 위한 스루 실리콘 비아(TSV_BG1)로 형성될 수 있다. On the other hand, since a plurality of bank groups are defined in one rank, a separate data bus is arranged for each bank group. The master area of the
도 9a,b는 반도체 패키지 내에 복수의 랭크(rank)와 하나의 뱅크 그룹(bank group)이 정의되는 경우의 데이터 버스 구조를 나타낸다. 일예로서, 각각의 반도체 칩에는 메모리 뱅크 A 내지 D가 구비되며, 각각의 반도체 칩의 메모리 뱅크 A 내지 D이 다른 칩의 메모리 뱅크들과 서로 다른 랭크로 구분된다. 그리고, 전체 반도체 칩에 구비되는 메모리 뱅크들이 하나의 뱅크 그룹으로 정의된다. 또한 반도체 패키지 내의 마스터 칩은 외부의 메모리 콘트롤러와 양방향 데이터 버스를 통해 데이터 를 송수신한다. 9A and 9B show a data bus structure in which a plurality of ranks and one bank group are defined in a semiconductor package. As an example, each semiconductor chip is provided with memory banks A to D, and the memory banks A to D of each semiconductor chip are divided into different ranks with memory banks of other chips. Then, the memory banks included in the entire semiconductor chip are defined as one bank group. In addition, the master chip in the semiconductor package transmits and receives data through an external memory controller and a bidirectional data bus.
도 9b는 도 9a와 같은 구조에서 데이터 버스를 배치하는 일예를 나타낸다. 반도체 패키지(320)는 마스터 영역을 포함하는 마스터 칩(321)과 그에 적층되며 슬레이브 영역을 포함하는 슬레이브 칩(322)을 구비하며, 마스터 칩(321)은 제1 랭크(Rnk 0)로 정의되며 슬레이브 칩(322)은 제2 랭크(Rnk 1)로 정의된다.FIG. 9B shows an example of arranging the data bus in the structure as shown in FIG. 9A. The
도 9b의 경우 반도체 패키지(320) 내에서 복수의 랭크(rank)가 정의되므로, 마스터 영역 내의 데이터 버스는 단방향 데이터 버스(uni)가 배치된다. 도 9b에 도시된 바와 같이 마스터 영역 내에서 입력 데이터(일예로서 라이트 데이터)와 출력 데이터(일예로서 리드 데이터)는 서로 다른 전달 경로를 갖는다. 한편, 마스터 영역과 슬레이브 영역 사이의 연결을 위한 스루 실리콘 비아(TSV)는, 복수의 랭크(rank)에 해당하는 메모리 뱅크들에 대한 데이터를 전달한다. 이에 따라 상기 스루 실리콘 비아(TSV) 또한 단방향으로 데이터를 전달할 필요가 있으며, 도시된 바와 같이 리드 데이터용 스루 실리콘 비아(TSV_RD)와 라이트 데이터용 스루 실리콘 비아(TSV_WD)가 형성될 수 있다. 슬레이브 영역은 스루 실리콘 비아(TSV)를 통하여 마스터 영역과 데이터를 송수신하며, 슬레이브 영역 내에는 양방향 데이터 버스가 배치되어도 무방하다.In Fig. 9B, since a plurality of ranks are defined in the
도 10a,b는 반도체 패키지 내에 복수의 랭크(rank)와 복수의 뱅크 그룹(bank group)이 정의되며, 마스터 칩이 외부의 메모리 콘트롤러와 양방향 데이터 버스를 통해 데이터를 송수신하는 경우의 데이터 버스 구조를 나타낸다. 일예로서, 서로 다른 칩에 구비되고 수직하게 배치되는 메모리 뱅크들이 제1 뱅크 그룹(BG0)으로 정의되며, 또한 이에 인접하며 수직하게 배치되는 메모리 뱅크들이 제2 뱅크 그룹(BG1)으로 정의된다. 또한 하나의 제1 뱅크 그룹(BG0)과 하나의 제2 뱅크 그룹(BG1)의 메모리 뱅크들이 하나의 랭크(rank)로 정의된다. 또한 각각 하나의 제1 뱅크 그룹(BG0)과 하나의 제2 뱅크 그룹(BG1)을 포함하는 제1 랭크(Rnk 0)와 제2 랭크(Rnk 1)가 도시된다. 10A and 10B illustrate a data bus structure in which a plurality of ranks and a plurality of bank groups are defined in a semiconductor package and a master chip transmits and receives data through an external memory controller and a bidirectional data bus . For example, memory banks arranged on different chips and vertically arranged are defined as a first bank group BG0, and memory banks arranged adjacent to and vertically arranged are defined as a second bank group BG1. Also, the memory banks of one first bank group BG0 and one second bank group BG1 are defined as one rank. A
도 10b는 도 10a와 같은 구조에서 데이터 버스를 배치하는 일예를 나타낸다. 도 10a의 단면도에서는 도시되지 않았으나, 하나의 스루 실리콘 비아(TSV)에 연결 가능한 4 개의 메모리 뱅크들은 하나의 랭크(rank)로 정의되고, 2 개의 메모리 뱅크들은 제1 뱅크 그룹(BG0)으로 정의되며, 다른 2 개의 메모리 뱅크들은 제2 뱅크 그룹(BG1)으로 정의된다.FIG. 10B shows an example of arranging the data bus in the structure as shown in FIG. 10A. Although not shown in the cross-sectional view of FIG. 10A, four memory banks connectable to one through silicon via (TSV) are defined as one rank, two memory banks are defined as a first bank group BG0 , And the other two memory banks are defined as the second bank group BG1.
먼저, 반도체 패키지(330)의 마스터 영역 내의 데이터 버스는 복수의 랭크(rank)에 관계된 데이터를 송수신하기 위한 것이므로, 도시된 바와 같이 마스터 영역 내의 데이터 버스는 단방향 데이터 버스(uni)를 사용한다. 한편, 제1 뱅크 그룹(BG0) 및 제2 뱅크 그룹(BG1)에 포함되는 메모리 뱅크들이 동일한 랭크(일예로서, 제1 랭크(Rnk 0))로 정의되므로, 상기 마스터 영역과 슬레이브 영역 사이의 연결을 위하여 형성되는 스루 실리콘 비아(TSV)는 동일한 랭크에 해당하는 데이터를 전달한다. 이에 따라 스루 실리콘 비아(TSV)는 양방향으로 데이터를 전달하는 구조로 형성된다. First, since the data bus in the master area of the
또한, 상술하였던 바와 같이, 서로 다른 뱅크 그룹(bank group)에 대응하여 서로 다른 데이터 버스가 배치되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 스루 실리콘 비아(TSV)를 형성함에 있어서, 제1 뱅크 그룹(BG0)에 대응하는 데이터를 송수신하기 위한 스루 실리콘 비아(TSV_BG0)와, 제2 뱅크 그룹(BG1)에 대응하는 데이터를 송수신하기 위한 스루 실리콘 비아(TSV_BG1)가 서로 구분되도록 형성한다. 이에 따라, 제1 뱅크 그룹(BG0)과 제2 뱅크 그룹(BG1)은 서로 다른 스루 실리콘 비아(TSV)를 통하여 마스터 영역과 데이터를 송수신하며, 상기 서로 다른 스루 실리콘 비아(TSV) 각각은 데이터를 양방향으로 전달한다.Also, as described above, it is preferable that different data buses are arranged corresponding to different bank groups. Accordingly, in forming the through silicon via (TSV), the through silicon via (TSV_BG0) for transmitting and receiving data corresponding to the first bank group BG0 and the data corresponding to the second bank group BG1 And the through silicon vias TSV_BG1 for transmission and reception are separated from each other. Thus, the first bank group BG0 and the second bank group BG1 transmit and receive data to and from the master region via different through silicon vias TSV, and each of the different through silicon vias TSV Transmits in both directions.
한편, 도 10a,b에 도시된 구조는, 반도체 패키지 내에 복수의 랭크(rank)와 복수의 뱅크 그룹(bank group)이 정의되고, 또한 마스터 칩이 외부의 메모리 콘트롤러와 양방향 데이터 버스를 통해 데이터를 송수신하는 경우에서의 데이터 버스 구조를 나타내었다. 그러나, 반도체 패키지 내에 복수의 랭크(rank)와 복수의 뱅크 그룹(bank group)이 정의되고 또한 마스터 칩이 외부의 메모리 콘트롤러와 단방향으로 데이터를 송수신하는 경우에도 데이터 버스의 구조는 상기 도 10a,b에 도시된 것과 동일한 구조를 가질 수 있다. 즉, 마스터 칩이 외부의 메모리 콘트롤러와 단방향으로 데이터를 송수신하는 경우에 마스터 칩 내의 데이터 버스는 단방향 데이터 버스가 배치되는 것이 바람직하나, 외부의 데이터 버스의 구조와 관계없이 반도체 패키지 내에 복수의 랭크(rank)가 정의됨에 따라 마스터 칩 내에 단방향 데이터 버스가 사용되었다. 이에 따라, 마스터 칩이 외부의 메모리 콘트롤러와 단방향으로 데이터를 송수신하고 반도체 패키지 내에 복수의 랭크(rank)와 복수의 뱅크 그룹(bank group)이 정의되는 경우에도, 반도체 패키지는 상기 도 10a,b에 도시된 바와 동일한 데이터 버스 구조를 가질 수 있다. 10A and 10B, a plurality of ranks and a plurality of bank groups are defined in the semiconductor package, and the master chip transmits data through an external memory controller and a bidirectional data bus The data bus structure in the case of transmitting and receiving is shown. However, even when a plurality of ranks and a plurality of bank groups are defined in the semiconductor package and the master chip transmits and receives data in one direction with the external memory controller, May have the same structure as shown in Fig. That is, when the master chip transmits and receives data in one direction with the external memory controller, it is preferable that the unidirectional data bus is disposed in the data bus in the master chip. However, regardless of the structure of the external data bus, rank is defined, a unidirectional data bus is used in the master chip. Thus, even when a plurality of ranks and a plurality of bank groups are defined in the semiconductor package and the master chip transmits and receives data in one direction with an external memory controller, And may have the same data bus structure as shown.
도 11a,b는 반도체 패키지 내에 하나의 랭크(rank)와 복수의 뱅크 그룹(bank group)이 정의되는 경우로서, 마스터 칩이 외부의 메모리 콘트롤러와 단방향 데이터 버스를 통해 데이터를 송수신의 데이터 버스 구조를 나타낸다. 또한 도 11a에 도시된 바와 같이, 복수의 반도체 칩에 구비되고 서로 수직하게 배치되는 메모리 뱅크들이 하나의 뱅크 그룹(bank group)으로 정의된다. 일예로서, 제1 뱅크 그룹(BG0) 및 제2 뱅크 그룹(BG1)이 도시된다. 또한 반도체 패키지 내의 모든 반도체 칩은 동일한 랭크(rank)로 정의된다.11A and 11B show a case where a rank and a plurality of bank groups are defined in a semiconductor package and a master chip has a data bus structure for transmitting and receiving data through an external memory controller and a unidirectional data bus . Also, as shown in FIG. 11A, memory banks arranged in a plurality of semiconductor chips and vertically aligned with each other are defined as one bank group. As an example, a first bank group BG0 and a second bank group BG1 are shown. Also, all semiconductor chips in a semiconductor package are defined with the same rank.
도 11b는 도 11a와 같은 구조에서 데이터 버스를 배치하는 일예를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 반도체 패키지 내에 하나의 랭크(rank)만이 정의되므로, 마스터 영역 내의 데이터 버스는 반도체 패키지(340)와 메모리 콘트롤러 사이의 데이터 버스 구조에 따를 수 있다. 마스터 칩과 메모리 콘트롤러와 단방향 데이터 버스를 통해 데이터를 송수신하므로, 마스터 영역 내의 데이터 버스는 단방향 데이터 버스(uni)를 사용할 수 있다. 11B shows an example of arranging the data bus in the structure as shown in FIG. 11A. As shown, only one rank is defined in the semiconductor package, so that the data bus in the master region may follow the data bus structure between the
한편, 반도체 패키지 내에 하나의 랭크(rank)만이 정의되므로, 마스터 영역과 슬레이브 영역을 연결하기 위한 스루 실리콘 비아(TSV)는 양방향으로 데이터를 전달하도록 형성된다. 또한, 복수의 뱅크 그룹(bank group) 각각에 대하여 데이터 버스를 구분하여 배치하며, 일예로서 제1 뱅크 그룹(BG0)에 대한 데이터를 전달하는 데이터 버스와 제2 뱅크 그룹(BG1)에 대한 데이터를 전달하는 데이터 버스가 구분되도록 배치한다. 각각의 스루 실리콘 비아(TSV)에 연결 가능한 메모리 뱅크들이 모두 같은 뱅크 그룹(bank group)에 포함되므로, 제1 뱅크 그룹(BG0)에 대응하는 양방향 스루 실리콘 비아(TSV_BG0)과 제2 뱅크 그룹(BG1)에 대응하는 양방향 스루 실리콘 비아(TSV_BG1)가 형성될 수 있다. On the other hand, since only one rank is defined in the semiconductor package, a through silicon via (TSV) for connecting the master area and the slave area is formed to transmit data in both directions. A data bus is separately arranged for each of a plurality of bank groups. For example, data buses for transferring data for the first bank group BG0 and data for the second bank group BG1 So that the data buses to be transmitted are distinguished. Since the memory banks connectable to the respective through silicon vias TSV are included in the same bank group, the bidirectional through silicon via TSV_BG0 corresponding to the first bank group BG0 and the second bank group BG1 Directional through silicon vias TSV_BG1 corresponding to the via holes TSV_BG1 can be formed.
도 12a,b는 반도체 패키지 내에 하나의 랭크(rank)와 복수의 뱅크 그룹(bank group)이 정의되는 경우의 데이터 버스 구조의 다른 예를 나타낸다. 상기와 같은 조건은 도 8a,b에서의 조건과 동일하나 도 12a,b에서의 뱅크 그루핑 방식과 도 8a,b에서의 뱅크 그루핑 방식은 서로 상이하다.12A and 12B show another example of the data bus structure when one rank and a plurality of bank groups are defined in the semiconductor package. The above conditions are the same as those in FIGS. 8A and 8B, but the bank grouping method in FIGS. 12A and 12B and the bank grouping method in FIGS. 8A and 8B are different from each other.
도 12a에 도시된 바와 같이, 반도체 패키지의 수직 단면상에서는 적층되는 복수의 반도체 칩에 구비되는 메모리 뱅크들이 서로 동일한 뱅크 그룹(bank group)으로 정의된다. 그러나 도 12b의 반도체 패키지(410)에 도시된 바와 같이, 스루 실리콘 비아(TSV)에 연결 가능한 4 개의 메모리 뱅크들 중 어느 두 개의 메모리 뱅크와 다른 두 개의 메모리 뱅크는 서로 다른 뱅크 그룹(bank group)으로 정의된다. 일예로서, 상기 4 개의 메모리 뱅크들 중 상측의 두 개의 메모리 뱅크가 제1 뱅크 그룹(BG0)으로 정의되고, 하측의 두 개의 메모리 뱅크가 제2 뱅크 그룹(BG1)으로 정의되는 경우가 예시된다.As shown in FIG. 12A, on the vertical section of the semiconductor package, memory banks included in a plurality of semiconductor chips to be stacked are defined as the same bank group. However, as shown in
상기와 같은 구조에 따르면, 제1 뱅크 그룹(BG0)에 대응하는 데이터를 전달하기 위한 스루 실리콘 비아(TSV_BG0)와 제2 뱅크 그룹(BG1)에 대응하는 데이터를 전달하기 위한 스루 실리콘 비아(TSV_BG1)는 서로 구분되어 형성되어야 한다. According to the above structure, the through silicon vias TSV_BG0 for transferring the data corresponding to the first bank group BG0 and the through silicon vias TSV_BG1 for transferring the data corresponding to the second bank group BG1, Should be formed separately from each other.
또한, 앞서 언급한 바와 같이 상기와 같은 구조에서는, 반도체 패키지(410) 내에 하나의 랭크(rank)만이 정의되므로, 마스터 영역에 배치되는 데이터 버스를 양방향 데이터 버스(bi)를 사용한다. 또한, 하나의 랭크(rank)만이 정의됨에 따라, 상기 각각의 스루 실리콘 비아(TSV)는 양방향으로 데이터를 전달하도록 형성된다. As described above, in the above-described structure, since only one rank is defined in the
상기 도 12b에 도시된 데이터 버스의 구조에 따르면, 도 8b에 도시된 데이터 버스의 구조에 비해 더 많은 수의 스루 실리콘 비아(TSV) 및 데이터 버스를 필요로 함을 알 수 있다. 즉, 도 8b에 도시된 방식에 따른 뱅크 그루핑 방식이 도 12b에 도시된 뱅크 그루핑 방식에 비해 더 효율적이다. 이에 따라, 어느 하나의 스루 실리콘 비아(TSV)에 연결될 수 있는 구조를 갖는 메모리 뱅크들을 하나의 뱅크 그룹(bank group)으로 정의하는 것이 반도체 패키지 내의 데이터 버스를 더 효율적으로 배치할 수 있다. 또한, 이와 유사하게, 스루 실리콘 비아(TSV)의 방향을 따라서 서로 수직하게 배치되는 메모리 뱅크들을 동일한 랭크(rank)로 정의하는 경우에는, 단방향(uni) 대신 양방향(bi) 데이터 버스 구조를 갖도록 할 수 있으므로, 상기한 바와 같이 랭크(rank) 및 뱅크 그룹(bank group)을 정의하는 것이 바람직하다.According to the structure of the data bus shown in FIG. 12B, it can be seen that a larger number of through silicon vias (TSV) and a data bus are required than the structure of the data bus shown in FIG. 8B. That is, the bank grouping scheme according to the scheme shown in FIG. 8B is more efficient than the bank grouping scheme shown in FIG. 12B. Accordingly, it is possible to more effectively arrange the data bus in the semiconductor package by defining memory banks having a structure that can be connected to any one of the through silicon vias (TSV) as one bank group. Similarly, when memory banks arranged perpendicularly to each other along the direction of the through silicon vias (TSV) are defined with the same rank, a bi-directional data bus structure instead of a uni-directional (uni) , It is preferable to define a rank and a bank group as described above.
도 13a,b는 반도체 패키지 내에 복수의 랭크(rank)와 하나의 뱅크 그룹(bank group)이 정의되는 경우의 데이터 버스 구조의 다른 예를 나타낸다. 상기와 같은 조건은 도 9a,b에서의 조건과 동일하나 도 13a,b에서의 랭크(rank) 정의 방식과 도 9a,b에서의 랭크(rank) 정의 방식은 상이하다.13A and 13B show another example of the data bus structure when a plurality of ranks and one bank group are defined in the semiconductor package. The above conditions are the same as those in Figs. 9A and 9B, but the rank defining method in Figs. 13A and 13B and the rank defining method in Figs. 9A and 9B are different.
도 9a,b에서는 각각의 반도체 칩마다 서로 다른 랭크(rank)로 정의되었던 것과는 달리, 도 13a에는 복수의 반도체 칩에 구비되며 서로 수직하게 배치되는 메모리 뱅크들이 하나의 랭크(rank)로 정의된다. 즉, 반도체 패키지 내에 복수의 랭크(rank)를 정의함에 있어서, 복수의 반도체 칩에 구비되며 서로 수직하게 배치되는 메모리 뱅크들을 하나의 랭크(rank)로 정의할 수 있다. 또한 수직하게 배치되며 하나의 스루 실리콘 비아(TSV)에 연결 가능한 메모리 뱅크들(일예로서, 4 개의 메모리 뱅크들)을 동일한 랭크(rank)로 정의할 수 있다. In FIGS. 9A and 9B, unlike the case where the semiconductor chips are defined at different ranks, the memory banks arranged in a plurality of semiconductor chips and arranged perpendicularly to each other are defined as one rank in FIG. 13A. That is, in defining a plurality of ranks in the semiconductor package, memory banks arranged in a plurality of semiconductor chips and arranged perpendicularly to each other can be defined as one rank. Memory banks (e.g., four memory banks) vertically disposed and connectable to a single through silicon via (TSV) may be defined with the same rank.
도 13b에 도시된 바와 같이 반도체 패키지(420)는 복수의 랭크(rank)가 정의됨에 따라 마스터 영역 내의 데이터 버스가 단방향 데이터 버스(uni)가 사용된다. 또한, 스루 실리콘 비아(TSV)에 연결 가능한 메모리 뱅크들이 동일한 뱅크 그룹으로 정의되므로, 상기 스루 실리콘 비아(TSV)는 4 개의 메모리 뱅크들에 의해 공유될 수 있다. 또한, 스루 실리콘 비아(TSV)에 연결되는 상기 4 개의 메모리 뱅크들이 서로 동일한 랭크(rank)로 정의되므로, 상기 스루 실리콘 비아(TSV)는 양방향으로 데이터를 전달하도록 형성된다.As shown in FIG. 13B, the
이에 따라, 하나의 반도체 패키지(420) 내에 복수의 랭크(rank)가 정의되더라도, 상기 스루 실리콘 비아(TSV)는 양방향으로 데이터를 전달하도록 배치될 수 있다. 즉, 하나의 반도체 패키지(420) 내에 복수의 랭크(rank)가 정의되는 것은 도 9a,b에서와 동일하나, 도 13a,b에서의 반도체 패키지(420)는 양방향으로 데이터를 전달하는 스루 실리콘 비아(TSV)가 사용되므로, 도 9a,b의 경우에 비하여 스루 실리콘 비아(TSV)의 사용을 더 줄일 수 있으며, 이는 반도체 패키지(420) 내의 데이터 버스 구조를 더 효율적으로 할 수 있음을 나타낸다. Accordingly, even though a plurality of ranks are defined in one
설명한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 적층된 칩을 구비하는 반도체 패키지는, 하나의 마스터 칩에 의해 제어되며 서로 다른 랭크로 정의되는 메모리 뱅크들을 포함한다. 또한 어느 하나의 랭크에 복수 개의 뱅크 그룹들이 정의될 수 있다. 상기 랭크 및 뱅크 그룹을 정의함에 있어서 보다 다양한 형태의 랭 크 및 뱅크 그룹의 정의가 가능하다. 도 8 내지 도 13에는 일부의 구현예만은 나타내고 있는 것으로서, 본 발명에서 개시되는 단방향/양방향 데이터 버스 및 뱅크 그룹 별로의 데이터 버스 분리를 기반으로 하여 본 발명의 반도체 패키지가 더 다양하게 구현될 수 있다.As described above, a semiconductor package having a plurality of stacked chips according to an embodiment of the present invention includes memory banks that are controlled by one master chip and are defined with different ranks. Also, a plurality of bank groups may be defined in any one of the ranks. In defining the rank and bank groups, it is possible to define more various types of rank and bank groups. 8 to 13 show only a partial implementation of the present invention. The semiconductor package of the present invention can be implemented in various ways based on the unidirectional / bidirectional data bus and the data bus separation for each bank group disclosed in the present invention have.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 패키지의 데이터 전달 경로를 나타내는 블록도이다. 일반적으로 반도체 칩은, 그 패드의 위치에 따라, 반도체 칩 상의 양측으로 데이터를 송수신하는 하나 이상의 제1 패드가 배치되고 상기 제1 패드 사이의 내측에 커맨드를 수신하는 하나 이상의 제2 패드가 배치되는 ODIC(Outer Data Inner Command) 형태의 반도체 칩과, 반도체 칩 상의 일측에 데이터를 송수신하는 하나 이상의 제1 패드가 배치되고 다른 일측에 커맨드를 수신하는 하나 이상의 제2 패드가 배치되는 ODOC(Outer Data Outer Command) 형태의 반도체 칩으로 구분될 수 있다.14 is a block diagram showing a data transfer path of a semiconductor package according to an embodiment of the present invention. In general, a semiconductor chip is provided with at least one first pad for transmitting and receiving data to both sides of the semiconductor chip, and at least one second pad for receiving a command inside the first pads is disposed according to the position of the pad An ODIC (Outer Data Inner Command) type semiconductor chip, at least one first pad for transmitting and receiving data on one side of the semiconductor chip, and one or more second pads for receiving a command on the other side are disposed. Command) type semiconductor chips.
본 발명의 일실시예에 따르면, 반도체 패키지 내에서 마스터 영역을 포함하는 마스터 칩이 다수의 슬레이브 칩과 데이터를 송수신함에 있어서, 각각의 반도체 칩 마다의 PVT 변화에 의한 영향을 감소시킨다. 즉, 마스터 칩의 마스터 영역을 거쳐 각각의 슬레이브 칩으로 데이터를 전달하거나, 또는 각각의 슬레이브 칩으로부터 리드된 데이터를 마스터 칩으로 제공하는 경우, PVT 특성 차이 등 각각의 슬레이브 칩의 특성에 의하여 데이터 전송 시간 등에 차이가 발생하는 것을 감소시킨다.According to an embodiment of the present invention, when a master chip including a master area in a semiconductor package transmits and receives data to and from a plurality of slave chips, the influence of PVT changes for each semiconductor chip is reduced. That is, when data is transferred to each of the slave chips via the master area of the master chip, or when data read from each slave chip is supplied to the master chip, data transmission Time and so on.
도 14의 (a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 패키 지(510)에 구비되는 슬레이브 칩은 ODIC(Outer Data Inner Command) 형태의 반도체 칩이 적용되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 데이터를 전달하기 위한 패드는 반도체 칩 상의 양측에 배치되며, 메모리 뱅크와 상기 패드의 전송 거리가 짧아진다. 메모리 뱅크로부터 리드된 데이터는 데이터 패드 및 스루 실리콘 비아(TSV)를 통하여 마스터 칩의 마스터 영역으로 전달된다. 이 경우, 리드 데이터의 전달 경로는, 슬레이브 칩 내에서의 전달 경로(a)와 마스터 칩 내에서의 전달 경로(b)를 포함한다. As shown in FIG. 14A, it is preferable that a slave chip included in the
바람직하게는, 슬레이브 칩 내에서의 전달 경로 a를 마스터 칩 내에서의 전달 경로 b에 비하여 상대적으로 짧은 거리를 갖도록 한다. 이를 위하여 적어도 하나의 슬레이브 칩에는 데이터 패드가 위치하는 곳과 가까운 곳에 스루 실리콘 비아(TSV)를 형성한다. 이에 따라, 각각의 슬레이브 칩으로부터 리드된 데이터를 마스터 칩으로 전송하는 경우, 각각의 슬레이브 칩을 통한 데이터 경로가 마스터 칩 내에서의 데이터 경로에 비해 짧으므로, 각각의 슬레이브 칩의 PVT 특성 차이 등에 의한 영향을 감소시킬 수 있다. 도 14의 (b)에 도시된 반도체 패키지(520)는, 반도체 칩 상의 일측 부분에 데이터 패드가 배치되고 이에 대응하여 스루 실리콘 비아(TSV)가 형성됨에 따라, 데이터 전달 경로에서 슬레이브 영역 내의 버스를 통한 경로의 길이가 길어지게 된다. 이에 따라 각각의 슬레이브 칩으로부터 마스터 칩으로 데이터를 전달하는 경우, 각각의 슬레이브 칩마다의 PVT 특성 차이에 의한 영향을 크게 받게 된다. Preferably, the transmission path a in the slave chip has a relatively shorter distance than the transmission path b in the master chip. To this end, at least one slave chip is formed with a through silicon via (TSV) close to where the data pad is located. Accordingly, when the data read from each slave chip is transferred to the master chip, the data path through each slave chip is shorter than the data path in the master chip, The effect can be reduced. The
이는, 슬레이브 칩 내에 데이터를 기록하는 경우에도 동일하게 적용된다. 외 부의 메모리 콘트롤러(미도시)로부터 마스터 칩으로 제공된 라이트 데이터는 소정의 데이터 전달 경로를 거쳐 각각의 슬레이브 칩으로 제공된다. 이 경우, 마스터 칩 내부의 데이터 버스를 통하여 상대적으로 긴 경로에 의하여 데이터가 전달되며, 마스터 칩 내부에서 전달된 데이터는 스루 실리콘 비아(TSV) 및 슬레이브 칩의 데이터 패드를 통하여 슬레이브 칩 내부로 제공된다. 각각의 슬레이브 칩 내부로 제공된 데이터는 상대적으로 짧은 길이를 갖는 경로를 통하여 메모리 뱅크로 전달된다.This is also applied to the case of recording data in the slave chip. The write data supplied from the external memory controller (not shown) to the master chip is provided to each slave chip via a predetermined data transfer path. In this case, the data is transferred by a relatively long path through the data bus in the master chip, and the data transferred in the master chip is provided to the slave chip through the through silicon via (TSV) and the data pad of the slave chip . The data provided to each slave chip is transferred to the memory bank through a path having a relatively short length.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
도 1a,b은 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 메모리 모듈을 나타내는 블록도이다.1A and 1B are block diagrams showing a semiconductor memory module according to an embodiment of the present invention.
도 2a,b은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 메모리 모듈을 나타내는 블록도이다.2A and 2B are block diagrams showing a semiconductor memory module according to another embodiment of the present invention.
도 3a,b는 복수의 랭크(rank) 또는 복수의 뱅크 그룹(bank group)이 적용되는 경우의 데이터 충돌의 일예를 나타내는 파형도이다. 3A and 3B are waveform diagrams showing an example of data collision when a plurality of ranks or a plurality of bank groups are applied.
도 4a,b는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 패키지에 구비되는 반도체 칩의 구성를 나타내는 블록도이다. 4A and 4B are block diagrams showing a configuration of a semiconductor chip included in a semiconductor package according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 패키지에 구비되는 반도체 칩들 사이의 데이터 경로를 개략적으로 나타내는 회로도이다. 5 is a circuit diagram schematically illustrating a data path between semiconductor chips included in a semiconductor package according to an embodiment of the present invention.
도 6a,b는 마스터 영역과 슬레이브 영역의 인터페이스를 나타내기 위한 블록도이다.6A and 6B are block diagrams illustrating interfaces between a master area and a slave area.
도 7a,b는 마스터 영역 및 슬레이브 영역을 제어하기 위한 제어신호들을 발생하는 제어신호 발생부의 블록도이다.7A and 7B are block diagrams of a control signal generator for generating control signals for controlling the master area and the slave area.
도 8a,b 내지 도 13a,b는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 패키지에 형성되는 데이터 버스 구조의 여러 실시예를 나타낸다.Figures 8a, b, 13a, and b illustrate various embodiments of a data bus structure formed in a semiconductor package in accordance with an embodiment of the present invention.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 패키지의 데이터 전달 경로를 나타내는 블록도이다.14 is a block diagram showing a data transfer path of a semiconductor package according to an embodiment of the present invention.
Claims (28)
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020080125338A KR101598829B1 (en) | 2008-12-10 | 2008-12-10 | Semiconductor package of stacked chips having an improved data bus structure semiconductor memory module and semiconductor memory system having the same |
US12/454,064 US8031505B2 (en) | 2008-07-25 | 2009-05-12 | Stacked memory module and system |
TW098123970A TWI497518B (en) | 2008-07-25 | 2009-07-15 | Stacked memory module and system |
CN200910160138.7A CN101635162B (en) | 2008-07-25 | 2009-07-24 | Stacked memory module and system |
US13/218,646 US8243487B2 (en) | 2008-07-25 | 2011-08-26 | Stacked memory module and system |
US13/535,363 US8369123B2 (en) | 2008-07-25 | 2012-06-28 | Stacked memory module and system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020080125338A KR101598829B1 (en) | 2008-12-10 | 2008-12-10 | Semiconductor package of stacked chips having an improved data bus structure semiconductor memory module and semiconductor memory system having the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20100066849A KR20100066849A (en) | 2010-06-18 |
KR101598829B1 true KR101598829B1 (en) | 2016-03-02 |
Family
ID=42365699
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020080125338A KR101598829B1 (en) | 2008-07-25 | 2008-12-10 | Semiconductor package of stacked chips having an improved data bus structure semiconductor memory module and semiconductor memory system having the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101598829B1 (en) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101251916B1 (en) * | 2010-08-27 | 2013-04-08 | 에스케이하이닉스 주식회사 | Semiconductor integrated circuit |
KR101223538B1 (en) * | 2010-11-23 | 2013-01-21 | 에스케이하이닉스 주식회사 | Command buffer circuit of semiconductor apparatus |
KR20130011138A (en) | 2011-07-20 | 2013-01-30 | 삼성전자주식회사 | Monolithic rank and multiple rank compatible memory device |
KR101278270B1 (en) | 2011-08-26 | 2013-06-24 | 에스케이하이닉스 주식회사 | Semiconductor apparatus |
KR101898678B1 (en) | 2012-03-28 | 2018-09-13 | 삼성전자주식회사 | Semiconductor package |
KR20140082338A (en) | 2012-12-24 | 2014-07-02 | 에스케이하이닉스 주식회사 | Semiconductor integrated circuit |
KR102017314B1 (en) * | 2018-08-27 | 2019-09-03 | 에스케이하이닉스 주식회사 | Semiconductor memory device and method of driving the same |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7078793B2 (en) | 2003-08-29 | 2006-07-18 | Infineon Technologies Ag | Semiconductor memory module |
US7320100B2 (en) | 2003-05-20 | 2008-01-15 | Cray Inc. | Apparatus and method for memory with bit swapping on the fly and testing |
US20080204091A1 (en) | 2007-02-28 | 2008-08-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor chip package and method for fabricating semiconductor chip |
-
2008
- 2008-12-10 KR KR1020080125338A patent/KR101598829B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7320100B2 (en) | 2003-05-20 | 2008-01-15 | Cray Inc. | Apparatus and method for memory with bit swapping on the fly and testing |
US7078793B2 (en) | 2003-08-29 | 2006-07-18 | Infineon Technologies Ag | Semiconductor memory module |
US20080204091A1 (en) | 2007-02-28 | 2008-08-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor chip package and method for fabricating semiconductor chip |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20100066849A (en) | 2010-06-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8031505B2 (en) | Stacked memory module and system | |
KR101598829B1 (en) | Semiconductor package of stacked chips having an improved data bus structure semiconductor memory module and semiconductor memory system having the same | |
KR101854251B1 (en) | multi channel semiconductor memory device and semiconductor device having such memory device | |
US7764564B2 (en) | Semiconductor device | |
US8693277B2 (en) | Semiconductor device including plural chips stacked to each other | |
KR100541130B1 (en) | Memory module and memory system | |
JP4662740B2 (en) | Stacked semiconductor memory device | |
US8964483B2 (en) | Semiconductor device and memory system | |
US20150092505A1 (en) | Semiconductor device including plural chips stacked to each other | |
JP2013182635A (en) | Semiconductor device, information processing system including the same, and control method of semiconductor device | |
TWI691845B (en) | Semiconductor device | |
CN103365801A (en) | A memory system, a method for controlling the same, and an information processing device | |
US10651156B2 (en) | Memory package and memory device utilizing an intermediate chip | |
US20120106229A1 (en) | Semiconductor device | |
US11074947B2 (en) | Semiconductor memory apparatus and data processing system | |
CN104425420A (en) | Semiconductor chip, semiconductor chip packages including same, and semiconductor systems including same | |
KR20220164050A (en) | Apparatuses and Methods for Different IO Widths for Stacked Dies | |
US10114587B2 (en) | Memory device using extra read and write commands | |
US12094555B2 (en) | Stacked semiconductor device | |
US20240339438A1 (en) | Stacked semiconductor device | |
KR20240157385A (en) | Memory device and eletronic device including the same | |
KR20060084039A (en) | Semiconductor memory device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20200131 Year of fee payment: 5 |