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JP2005025864A - Semiconductor memory - Google Patents

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JP2005025864A
JP2005025864A JP2003190211A JP2003190211A JP2005025864A JP 2005025864 A JP2005025864 A JP 2005025864A JP 2003190211 A JP2003190211 A JP 2003190211A JP 2003190211 A JP2003190211 A JP 2003190211A JP 2005025864 A JP2005025864 A JP 2005025864A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor memory
chip
selection signal
chips
package
Prior art date
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Pending
Application number
JP2003190211A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhisa Tatsuta
和久 立田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2003190211A priority Critical patent/JP2005025864A/en
Publication of JP2005025864A publication Critical patent/JP2005025864A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor memory that can reduce the number of chip selection signal lines without any additional semiconductor chips and whose yield hardly deteriorates even if the number of semiconductor memory chips is increased in the semiconductor memory comprising a plurality of semiconductor memory chips. <P>SOLUTION: A comparison circuit section 3 detects that a chip identification number coincides with a chip selection signal, and is provided on each semiconductor memory chip 1 for composing the semiconductor memory, thus the semiconductor memory chip is selected by the combination of each bit of the chip selection signal, and all signals other than the chip identification number is connected in a shared manner among semiconductor memory chips. Additionally, the semiconductor memory chips 1 to which different chip identification numbers are set respectively are assembled to packages that can be laminated, and signal connection is mutually made for forming modules. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数個の半導体メモリチップからなる半導体メモリ装置に関するものであり、特に複数個の半導体メモリチップから特定のチップを選択する際に必要な信号線の本数を削減可能とした半導体メモリ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の半導体メモリ装置、特に複数個の半導体メモリチップからなるメモリモジュールにおいては、複数個の半導体メモリとその半導体メモリのチップ選択を行うためのデコーダとを同一ICパッケージに搭載する構成にしている。(例えば、特許文献1参照)
【0003】
【特許文献1】
特開昭62−146482号公報(第3頁、第2図)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来の半導体メモリ装置は以上のように構成されているので、同一のパッケージ内に半導体メモリチップとは別に、半導体メモリチップの選択を行うためのデコーダを集積する専用の半導体チップが必要となりコストが嵩むという問題があった。また、複数の半導体メモリチップとデコーダチップを相互に接続して同一のパッケージに収める必要があり、パッケージ組み立て工程が複雑になるという問題もあった。さらに、複数の半導体メモリチップ及びデコーダチップを同一パッケージに組み立てるため、パッケージに組み立てた段階で1チップでも不良があれば、残りのチップが全て無駄となる。このため、チップ数が増えるほど歩留まりが低下するという問題があった。
【0005】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたものであり、複数個の半導体メモリチップからなる半導体メモリ装置において、半導体メモリチップのチップ選択を行うデコーダチップを別途必要とせず、チップ選択信号線の削減が可能であり、かつ半導体メモリチップ数が増えても歩留まりの確保を容易にする半導体メモリ装置を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る半導体メモリ装置は、あらかじめ自己に設定されたチップ識別番号と、複数ビットからなるチップ選択信号入力値の一致を検出して自己が選択されていることを判別する比較回路を有する半導体メモリチップを複数個接続し、単一のモジュールとしたものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係る半導体メモリ装置を構成する半導体メモリチップの構成を示したものである。図1において、半導体メモリチップ1上にメモリ回路部2と比較回路部3が形成されている。比較回路部3には半導体メモリチップの選択に使用される2ビットのチップ選択信号CE0、CE1の各ビットを入力する選択信号端子4、5が接続されている。また、比較回路部3には、半導体メモリチップ1に対して固有の番号(以下、チップ識別番号と呼ぶ)の入力端子6、7が接続され、この端子により、チップ識別番号を設定するためのチップ識別信号REF0、REF1が、チップ選択信号CE0、CE1の比較対象として入力される。メモリ回路部2には、比較回路部3の出力端子8からの出力信号CEが加えられる。メモリ回路部2には、アドレス信号群Aの入力端子9、データ信号群Dの入出力端子10、書き込み制御信号WEの入力端子11、及び出力制御信号OEの入力端子12がそれぞれ接続されている。
【0008】
次に、図1の半導体メモリチップ1の動作を説明する。選択信号端子4、5からのチップ選択信号CE0、CE1と、識別番号端子6、7からのチップ識別番号REF0、REF1との対応するビット同士、すなわち、本例の場合はチップ選択信号CE0とチップ識別番号REF0、チップ選択信号CE1とチップ識別番号REF1の入力信号値が比較回路部3にて比較され、すべてのビットが一致した場合、比較回路部3の出力端子8から出力信号CEがLレベルで出力される。
【0009】
比較回路部3の出力信号CEがLレベルとなることでメモリ回路部2に対するアクセスが可能となり、この半導体メモリチップ1が選択された状態となる。この状態のとき、入力端子11からの書き込み制御信号WEがHレベル、入力端子12からの出力制御信号OEがLレベルで入力されると、メモリ回路部2は読み出し状態となり、入力端子9からのアドレス信号群Aでアドレスを指定されたメモリ回路部2の情報が入出力端子10にデータ信号群Dとして出力される。また、入力端子11からの書き込み制御信号WEがLレベル、入力端子12からの出力制御信号OEがHレベルとなれば、メモリ回路部2が書き込み状態となり、入出力端子10からデータ信号群Dとして与えられた情報が入力端子9からのアドレス信号群Aで指定されたメモリ回路部2のアドレスに対して書き込まれる。なお、比較回路部3の出力信号CEがHレベル、すなわちチップ選択されていない場合、入力端子9からのアドレス信号群A、入力端子11からの書き込み制御信号WE、入力端子12からの出力制御信号OEの入力値に関わらずメモリ回路部2に対する書き込み、読み出しともに行われず、入出力端子10のデータ信号群DはHi−Z固定となる。
【0010】
従って、半導体メモリチップ1の識別番号端子6、7からのチップ識別番号REF0、REF1をそれぞれHまたはLレベルの任意の信号値に固定してやることにより、選択信号端子4、5からのチップ選択信号CE0、CE1によるチップ選択が可能となる。識別番号端子6、7からのチップ識別番号REF0、REF1の2ビットでLL、LH、HL、HHレベルの4つの値が実現可能であり、これらの値を個別の半導体メモリチップに割り当てることにより、選択信号端子4、5からのチップ選択信号CE0、CE1の2ビットで4チップまでの識別、指定が可能となる。
【0011】
図2に、図1の半導体メモリチップ1上に設けられた比較回路部3の回路構成例を示す。比較回路部3はEx−NOR回路13a、13b及びNAND回路14で構成される。Ex−NOR回路13a、13bはそれぞれの選択信号端子4と識別番号端子6、選択信号端子5と識別番号端子7の入力が一致した場合Hレベル、一致しない場合Lレベルを出力する回路であり、チップ選択信号入力とチップ識別番号入力の対応するビット同士の一致検出を行う。それらの出力をNAND回路14で受けることにより、チップ選択信号入力とチップ識別番号入力の全てのビットが一致した場合に比較回路部3の出力端子8に出力信号CEをLレベルで出力する構成となっている。
【0012】
本実施の形態では、2ビットのチップ選択信号入力とチップ識別番号入力の一致検出を行っているが、Ex−NOR回路を必要数用意し同様の構成を採ることで容易に多ビットに拡張可能であることは言うまでもない。
【0013】
図3は、パッケージに組み立てた図1の半導体メモリチップを複数個接続して一つのモジュールとした、半導体メモリ装置の回路構成を示す図である。なお、図中符号に付されたa、b、cは各パッケージを識別する便宜上のサフィックスである。ここで、1a、1b、1cは図1の半導体メモリチップ1を1個ずつパッケージに組み立てた半導体メモリパッケージであり、パッケージ組み立ての際に半導体メモリチップ1の識別番号端子6、7のチップ識別番号をパッケージ内部でそれぞれLLレベル(1aの場合)、LHレベル(1bの場合)、HLレベル(1cの場合)に固定するように電源(VCC)またはGNDに接続している。
【0014】
選択信号端子4aと選択信号端子5a、選択信号端子4bと選択信号端子5b、選択信号端子4cと選択信号端子5cはそれぞれ半導体メモリパッケージ1a、1b、1cのチップ選択信号端子であり、選択信号端子4a、4b、4cと選択信号端子5a、5b、5cはそれぞれ共通のチップ選択信号線4x、5xに接続されている。同じく半導体メモリパッケージ1a、1b、1cのアドレス信号群の入力端子9a、9b、9cはアドレス信号線9xに、データ信号群の入出力端子10a、10b、10cはデータ信号線10xに、書き込み制御信号の入力端子11a、11b、11cは書き込み制御信号線11xに、また、出力制御信号の入力端子12a、12b、12cは出力制御信号線12xにそれぞれ共通に接続されている。
【0015】
図3の構成において、チップ選択信号線4x、5xのそれぞれに対してLレベルを与えることにより、半導体メモリチップ1の識別番号端子6、7のチップ識別番号に共にLレベルが設定されている半導体メモリパッケージ1aが選択される。同様にチップ選択信号線4xにLレベル、チップ選択信号線5xにHレベルを与えることにより半導体メモリパッケージ1bが、チップ選択信号線4xにHレベル、チップ選択信号線5xにLレベルを与えることにより半導体メモリパッケージ1cが選択される。選択された半導体メモリパッケージの読み出し、書き込み動作は、図1を参照して説明した前述の半導体メモリチップ1の読み出し、書き込み動作と同じである。
【0016】
なお、各半導体メモリパッケージ1a、1b、1cは共通の信号線に接続されているが、チップ選択されていない半導体メモリは、前述の通り、アドレス信号線9x、書き込み制御信号線11x、出力制御信号線12xの信号値によらずメモリ部のデータの書き換えは発生せず、データ信号端子はHi−Z固定となるため、チップ選択された半導体メモリのデータ書き込み、読み出し動作に影響を受けることも、影響を与えることもない。また、各半導体メモリパッケージ1a、1b、1cのいずれも選択されない状態を実現するため、チップ選択信号線4x、5xの双方に対してHレベルを与える場合をこの状態に割り当てており、この組み合わせに対応するチップ識別番号端子6、7の設定(6、7ともにHレベル固定)を持つ半導体メモリは接続されない。
【0017】
図1の半導体メモリチップでは、チップ選択信号入力及びチップ識別番号入力が2ビットであり、2ビットで表現可能な4チップまでの識別が可能であるが、実際の使用においては上述の通り、どの半導体メモリチップも選択されない状態を設ける必要があるため、接続可能な半導体メモリの数は3個までとなる。
【0018】
図4は、半導体メモリパッケージの構造の代表例を示す半導体メモリパッケージ1aの側断面図である。図6、図7、図8はそれぞれ半導体メモリパッケージ1a、1b、1cの平面図(上面)である。ただし、簡略化のため、半導体メモリチップ1は図示を省略し、その配置枠を破線26で示している。一例として、CSP(Chip Scale Package)タイプのパッケージにおいて、半導体メモリチップ1の選択信号端子4、5、アドレス信号群入力端子9、データ信号群入力端子10、書き込み制御信号入力端子11、出力制御信号入力端子12、電源端子、およびGND端子上に突起状の接続端子であるバンプ20aが形成されている。これらのバンプ20aを介してCSP基板21aにフリップチップ実装された半導体メモリチップ1の上記各端子がCPS基板21a上に形成された信号配線22aを介して接続端子24aに接続されている。接続端子24aはCSP基板21aの上下の導体層を電気的に接続するためのビア25aを介してCSP基板21aの下側のはんだボール23aに接続されている。上記ビア25aはCSP基板21aに開けられた穴とこの穴を通して上下の導体層を電気的に接続するメッキ層または穴に充填された導体ペーストからなるものである。すなわち、CSP基板21a下面の半田ボール23aとパッケージ上面の接続端子24aはCSP基板21aを挟んで同じ座標上に位置し、ビア25aを介して相互に信号接続されている。
【0019】
また、半導体メモリチップ1のチップ識別番号端子6、7については同じくバンプを介してCSP基板21aに接続されるが、他の信号線端子と異なり信号伝達用のパッケージ端子ではなく電源(VCC)またはGNDに接続され、半導体メモリチップ1に対して任意のチップ識別番号が設定される。半導体メモリパッケージ1aでは、図6に示すようにREF0、REF1ともGNDに接続され、半導体メモリパッケージ1bでは、図7に示すように、REF0はGNDにREF1は電源(VCC)に接続され、半導体メモリパッケージ1cでは、図8に示すように、REF0は電源(VCC)に、REF1はGNDに接続されている。
【0020】
図5は図4、図6に示す半導体メモリパッケージ1aとこれらと同様な半導体メモリパッケージ1b、1cを積層したモジュールを示す側断面図、図9はこのモジュールの平面図(下面)である。図5に示すように、それぞれ異なるチップ識別番号が設定された図6〜図8の構造の半導体メモリパッケージ1a、1b、1cを、はんだボール23a、23b、23cを介して単純に上下に積層して実装する。はんだボール23a上に半導体メモリパッケージ1aが配置され、半導体メモリパッケージ1aのCSP基板21a上面の接続端子24aと半導体メモリパッケージ1bの半田ボール23b、半導体メモリパッケージ1bのCSP基板21b上面の接続端子24bと半導体メモリパッケージ1cの半田ボール23cがそれぞれ接続され、バンプ20a、20b、20cで各CSP基板と接続される、半導体メモリパッケージ1a、1b、1cの各半導体メモリチップ1上のそれぞれの信号端子について同一信号線上への接続が実現される。半導体メモリパッケージ1a、1b、1cの信号端子配列は全て共通であるため、各パッケージの対応する信号端子同士は全て同一の信号線上に接続されることとなり、図3の回路構成を実現したモジュールとなる。
【0021】
以上のように、複数の半導体メモリチップにより構成される半導体メモリ装置において、個々の半導体メモリチップに割り当てられたチップ識別番号に基づき、複数ビットからなるチップ選択信号の各ビット信号値の組み合わせにより特定の半導体メモリチップを指定するようにし、各メモリチップ上にチップ識別番号とチップ選択信号入力値の一致検出を行う比較回路を集積したため、複数のビットで構成されるチップ選択信号に対するデコーダ回路を集積した半導体チップを別途必要とせず、半導体メモリ装置のチップ選択信号線の削減が可能である。各半導体メモリチップに対して専用のチップ選択信号線を1本割り当てる一般的な方法では、N本のチップ選択信号線でN個のチップ選択しかできないが、本発明によるチップ選択の方法によれば、N本のチップ選択信号線で可能な組み合わせ数からどのチップも選択されない一状態を除いた(2−1)個のチップ選択が可能であり、チップ数が増える程チップ選択信号線の削減効果が大きくなる。なお、本実施の形態では、半導体メモリ装置を構成する半導体メモリチップを3つとしているが、半導体メモリチップの数はこれに限定されるものではないことは明らかである。また、パッケージ形態をCSPとして説明しているが、積層可能な端子形状を有していれば、QFP(Quad Flat Package)でもTSOP(Thin Small Outline Package)でもよい。
【0022】
また、半導体メモリ装置を構成する各メモリチップに対して従来は専用のチップ選択信号線各1本割り当てていたが、本発明では半導体メモリチップ数に応じた複数のビットからなるチップ選択信号線を各半導体メモリチップで共有するようにしたので、本発明特有のチップ識別番号入力を除いて、各メモリチップの全ての信号端子がメモリチップ間で共有接続可能である。従って、個々の半導体メモリチップに対してチップ識別番号を割り当てた状態でパッケージに組み立て、各パッケージの対応する信号端子同士を接続して一つのモジュールとして構成することが可能となる。個々にテストの完了した半導体メモリパッケージをモジュールに組み立てることにより、半導体メモリチップの数が増えても歩留まりの悪くならない、複数の半導体メモリチップからなる半導体メモリ装置を得ることができる。また、パッケージを積層して実装することにより、複数のパッケージからなるモジュールでも単体のパッケージと同様の実装面積で実現可能である。
【0023】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、複数個の半導体メモリチップからなる半導体メモリ装置において、半導体メモリチップのチップ選択を行うデコーダチップを別途必要とせず、チップ選択信号線の削減が可能であり、かつ半導体メモリチップ数が増えても歩留まりの確保を容易にする半導体メモリ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る半導体メモリ装置に使用される半導体メモリチップの構成図である。
【図2】本発明の実施の形態1における半導体メモリチップ上に集積された比較回路部の回路例を示す模式図である。
【図3】本発明の実施の形態1に係る半導体メモリ装置を示す構成図である。
【図4】本発明の実施の形態1におけるパッケージに組み立てられた半導体メモリを示す断面図である。
【図5】本発明の実施の形態1に係る半導体メモリ装置を示す側断面図である。
【図6】本発明の実施の形態1に係る半導体メモリのCSP基板平面図(上面)である。
【図7】本発明の実施の形態1に係る半導体メモリのCSP基板平面図(上面)である。
【図8】本発明の実施の形態1に係る半導体メモリのCSP基板平面図(上面)である。
【図9】本発明の実施の形態1に係る半導体メモリのCSP基板平面図(下面)である。
【符号の説明】
1 半導体メモリチップ、
1a,1b,1c 半導体メモリパッケージ、
2 メモリ回路部、
3 比較回路部、
4,5 チップ選択信号端子、
4a,4b,4c,5a,5b,5c チップ選択信号端子、
4x,5x チップ選択信号線、
6,7 チップ識別番号端子、
8 比較回路部出力信号端子、
9 アドレス信号群入力端子、
9a,9b,9c アドレス信号群入力端子、
9x アドレス信号線群、
10 データ信号群入出力端子、
10a,10b,10c データ信号群入出力端子、
10x データ信号線群、
11 書き込み制御信号入力端子、
11a,11b,11c 書き込み制御信号入力端子、
11x 書き込み制御信号線、
12 出力制御信号入力端子、
12a,12b,12c 出力制御信号入力端子、
12x 出力制御信号線、
13a,13b Ex−NOR回路、
14 NAND回路、
20a,20b,20c バンプ、
21a,21b,21c CSP基板、
22a,22b,22c 信号配線、
23a,23b,23c はんだボール、
24a,24b,24c 接続端子、
25a,25b,25c ビア、
26 半導体メモリチップの配置枠。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor memory device composed of a plurality of semiconductor memory chips, and more particularly to a semiconductor memory device capable of reducing the number of signal lines required when a specific chip is selected from a plurality of semiconductor memory chips. It is about.
[0002]
[Prior art]
In a conventional semiconductor memory device, particularly a memory module including a plurality of semiconductor memory chips, a plurality of semiconductor memories and a decoder for performing chip selection of the semiconductor memories are mounted on the same IC package. (For example, see Patent Document 1)
[0003]
[Patent Document 1]
JP 62-146482 A (page 3, FIG. 2)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional semiconductor memory device is configured as described above, a dedicated semiconductor chip in which a decoder for selecting a semiconductor memory chip is integrated in the same package is required separately from the semiconductor memory chip. There was a problem of being bulky. In addition, a plurality of semiconductor memory chips and decoder chips need to be connected to each other and accommodated in the same package, which causes a problem that the package assembly process becomes complicated. Further, since a plurality of semiconductor memory chips and decoder chips are assembled in the same package, if even one chip is defective at the stage of assembly into the package, all remaining chips are wasted. For this reason, there is a problem that the yield decreases as the number of chips increases.
[0005]
The present invention has been made to solve the above-described problems. In a semiconductor memory device composed of a plurality of semiconductor memory chips, it is not necessary to separately provide a decoder chip for selecting a semiconductor memory chip. It is an object of the present invention to provide a semiconductor memory device that can reduce the number of selection signal lines and facilitate the securing of yield even when the number of semiconductor memory chips increases.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A semiconductor memory device according to the present invention includes a comparison circuit that detects a match between a chip identification number set in advance and a chip selection signal input value composed of a plurality of bits and determines that the self is selected. A plurality of memory chips are connected to form a single module.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 shows a configuration of a semiconductor memory chip constituting a semiconductor memory device according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, a memory circuit portion 2 and a comparison circuit portion 3 are formed on a semiconductor memory chip 1. Selection signal terminals 4 and 5 for inputting respective bits of 2-bit chip selection signals CE0 and CE1 used for selection of a semiconductor memory chip are connected to the comparison circuit unit 3. The comparison circuit unit 3 is connected to input terminals 6 and 7 having a unique number (hereinafter referred to as a chip identification number) with respect to the semiconductor memory chip 1, and this terminal is used to set a chip identification number. Chip identification signals REF0 and REF1 are input as comparison targets for the chip selection signals CE0 and CE1. An output signal CE from the output terminal 8 of the comparison circuit unit 3 is applied to the memory circuit unit 2. An input terminal 9 for the address signal group A, an input / output terminal 10 for the data signal group D, an input terminal 11 for the write control signal WE, and an input terminal 12 for the output control signal OE are connected to the memory circuit unit 2. .
[0008]
Next, the operation of the semiconductor memory chip 1 of FIG. 1 will be described. Corresponding bits of the chip selection signals CE0 and CE1 from the selection signal terminals 4 and 5 and the chip identification numbers REF0 and REF1 from the identification number terminals 6 and 7, that is, in this example, the chip selection signal CE0 and the chip. When the input signal values of the identification number REF0, the chip selection signal CE1 and the chip identification number REF1 are compared by the comparison circuit unit 3 and all bits match, the output signal CE is output from the output terminal 8 of the comparison circuit unit 3 to the L level. Is output.
[0009]
When the output signal CE of the comparison circuit unit 3 becomes L level, the memory circuit unit 2 can be accessed, and the semiconductor memory chip 1 is selected. In this state, when the write control signal WE from the input terminal 11 is input at the H level and the output control signal OE from the input terminal 12 is input at the L level, the memory circuit unit 2 enters the read state and the input terminal 9 Information of the memory circuit unit 2 whose address is designated by the address signal group A is output to the input / output terminal 10 as a data signal group D. When the write control signal WE from the input terminal 11 is at L level and the output control signal OE from the input terminal 12 is at H level, the memory circuit unit 2 is in a write state, and the data signal group D is input from the input / output terminal 10. The given information is written to the address of the memory circuit unit 2 designated by the address signal group A from the input terminal 9. When the output signal CE of the comparison circuit unit 3 is at the H level, that is, when the chip is not selected, the address signal group A from the input terminal 9, the write control signal WE from the input terminal 11, and the output control signal from the input terminal 12 Regardless of the input value of OE, neither writing nor reading is performed on the memory circuit unit 2, and the data signal group D of the input / output terminal 10 is fixed to Hi-Z.
[0010]
Therefore, by fixing the chip identification numbers REF0 and REF1 from the identification number terminals 6 and 7 of the semiconductor memory chip 1 to arbitrary signal values of H or L level, respectively, the chip selection signal CE0 from the selection signal terminals 4 and 5 is obtained. , CE1 enables chip selection. Four values of LL, LH, HL, and HH levels can be realized with 2 bits of chip identification numbers REF0 and REF1 from the identification number terminals 6 and 7, and by assigning these values to individual semiconductor memory chips, Up to 4 chips can be identified and designated by 2 bits of the chip selection signals CE0 and CE1 from the selection signal terminals 4 and 5.
[0011]
FIG. 2 shows a circuit configuration example of the comparison circuit unit 3 provided on the semiconductor memory chip 1 of FIG. The comparison circuit unit 3 includes Ex-NOR circuits 13 a and 13 b and a NAND circuit 14. The Ex-NOR circuits 13a and 13b are circuits that output the H level when the inputs of the selection signal terminal 4 and the identification number terminal 6, the selection signal terminal 5 and the identification number terminal 7 match, and the L level when they do not match. The coincidence detection of the corresponding bits of the chip selection signal input and the chip identification number input is performed. By receiving these outputs by the NAND circuit 14, when all bits of the chip selection signal input and the chip identification number input match, the output signal CE is output at the L level to the output terminal 8 of the comparison circuit unit 3. It has become.
[0012]
In this embodiment, the coincidence detection of the 2-bit chip selection signal input and the chip identification number input is performed. However, the required number of Ex-NOR circuits can be prepared and the same configuration can be used to easily expand to multiple bits. Needless to say.
[0013]
FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration of a semiconductor memory device in which a plurality of the semiconductor memory chips of FIG. 1 assembled in a package are connected to form one module. In addition, a, b, and c attached to the reference numerals in the drawing are suffixes for convenience for identifying each package. Here, 1a, 1b, 1c are semiconductor memory packages in which the semiconductor memory chips 1 of FIG. 1 are assembled one by one into a package, and the chip identification numbers of the identification number terminals 6 and 7 of the semiconductor memory chip 1 when the package is assembled. Are connected to the power supply (VCC) or GND so as to be fixed to the LL level (in the case of 1a), the LH level (in the case of 1b), and the HL level (in the case of 1c), respectively, inside the package.
[0014]
The selection signal terminal 4a and the selection signal terminal 5a, the selection signal terminal 4b and the selection signal terminal 5b, the selection signal terminal 4c and the selection signal terminal 5c are the chip selection signal terminals of the semiconductor memory packages 1a, 1b and 1c, respectively. 4a, 4b, 4c and selection signal terminals 5a, 5b, 5c are connected to common chip selection signal lines 4x, 5x, respectively. Similarly, the input terminals 9a, 9b, and 9c of the address signal group of the semiconductor memory packages 1a, 1b, and 1c are written to the address signal line 9x, and the input / output terminals 10a, 10b, and 10c of the data signal group are written to the data signal line 10x. The input terminals 11a, 11b, and 11c are commonly connected to the write control signal line 11x, and the input terminals 12a, 12b, and 12c for the output control signal are commonly connected to the output control signal line 12x.
[0015]
In the configuration of FIG. 3, a semiconductor in which the L level is set to the chip identification numbers of the identification number terminals 6 and 7 of the semiconductor memory chip 1 by giving an L level to each of the chip selection signal lines 4 x and 5 x. The memory package 1a is selected. Similarly, by applying an L level to the chip selection signal line 4x and an H level to the chip selection signal line 5x, the semiconductor memory package 1b applies an H level to the chip selection signal line 4x and an L level to the chip selection signal line 5x. The semiconductor memory package 1c is selected. The read / write operation of the selected semiconductor memory package is the same as the read / write operation of the semiconductor memory chip 1 described above with reference to FIG.
[0016]
The semiconductor memory packages 1a, 1b, and 1c are connected to a common signal line. However, as described above, the semiconductor memory that is not selected for the chip includes the address signal line 9x, the write control signal line 11x, and the output control signal. Regardless of the signal value of the line 12x, rewriting of data in the memory portion does not occur, and the data signal terminal is fixed to Hi-Z, so that it is affected by the data write / read operation of the semiconductor memory selected on the chip. There is no impact. Further, in order to realize a state in which none of the semiconductor memory packages 1a, 1b, and 1c is selected, the case where the H level is given to both of the chip selection signal lines 4x and 5x is assigned to this state. A semiconductor memory having a setting of the corresponding chip identification number terminals 6 and 7 (both 6 and 7 are fixed at H level) is not connected.
[0017]
In the semiconductor memory chip of FIG. 1, the chip selection signal input and the chip identification number input are 2 bits, and it is possible to identify up to 4 chips that can be expressed by 2 bits. Since it is necessary to provide a state in which no semiconductor memory chip is selected, the number of connectable semiconductor memories is up to three.
[0018]
FIG. 4 is a side sectional view of the semiconductor memory package 1a showing a typical example of the structure of the semiconductor memory package. 6, 7 and 8 are plan views (upper surfaces) of the semiconductor memory packages 1a, 1b and 1c, respectively. However, for the sake of simplicity, the semiconductor memory chip 1 is not shown, and its arrangement frame is indicated by a broken line 26. As an example, in a CSP (Chip Scale Package) type package, the selection signal terminals 4 and 5, the address signal group input terminal 9, the data signal group input terminal 10, the write control signal input terminal 11, and the output control signal of the semiconductor memory chip 1. A bump 20a, which is a protruding connection terminal, is formed on the input terminal 12, the power supply terminal, and the GND terminal. The respective terminals of the semiconductor memory chip 1 flip-chip mounted on the CSP substrate 21a through these bumps 20a are connected to the connection terminals 24a through signal wirings 22a formed on the CPS substrate 21a. The connection terminal 24a is connected to a solder ball 23a on the lower side of the CSP substrate 21a through a via 25a for electrically connecting the upper and lower conductor layers of the CSP substrate 21a. The via 25a is made of a hole formed in the CSP substrate 21a and a plating layer that electrically connects the upper and lower conductor layers through the hole or a conductor paste filled in the hole. That is, the solder balls 23a on the lower surface of the CSP substrate 21a and the connection terminals 24a on the upper surface of the package are located on the same coordinates with the CSP substrate 21a interposed therebetween, and are connected to each other via the vias 25a.
[0019]
Similarly, the chip identification number terminals 6 and 7 of the semiconductor memory chip 1 are connected to the CSP substrate 21a via bumps, but unlike other signal line terminals, they are not a package terminal for signal transmission but a power supply (VCC) or An arbitrary chip identification number is set for the semiconductor memory chip 1 connected to the GND. In the semiconductor memory package 1a, both REF0 and REF1 are connected to GND as shown in FIG. 6, and in the semiconductor memory package 1b, as shown in FIG. 7, REF0 is connected to GND and REF1 is connected to the power supply (VCC). In the package 1c, as shown in FIG. 8, REF0 is connected to the power supply (VCC), and REF1 is connected to GND.
[0020]
5 is a side sectional view showing a module in which the semiconductor memory package 1a shown in FIGS. 4 and 6 and semiconductor memory packages 1b and 1c similar to these are stacked, and FIG. 9 is a plan view (lower surface) of this module. As shown in FIG. 5, the semiconductor memory packages 1a, 1b and 1c having the structures shown in FIGS. 6 to 8 having different chip identification numbers are simply stacked one above the other via solder balls 23a, 23b and 23c. And implement. The semiconductor memory package 1a is disposed on the solder balls 23a, the connection terminals 24a on the upper surface of the CSP substrate 21a of the semiconductor memory package 1a, the solder balls 23b of the semiconductor memory package 1b, and the connection terminals 24b on the upper surface of the CSP substrate 21b of the semiconductor memory package 1b. Each of the signal terminals on each of the semiconductor memory chips 1 of the semiconductor memory packages 1a, 1b, and 1c that are connected to the CSP substrate by the bumps 20a, 20b, and 20c are connected to the solder balls 23c of the semiconductor memory package 1c. Connection to the signal line is realized. Since the signal terminal arrays of the semiconductor memory packages 1a, 1b, and 1c are all common, the corresponding signal terminals of each package are all connected on the same signal line, and the module that realizes the circuit configuration of FIG. Become.
[0021]
As described above, in a semiconductor memory device composed of a plurality of semiconductor memory chips, it is specified by a combination of each bit signal value of a chip selection signal consisting of a plurality of bits based on a chip identification number assigned to each semiconductor memory chip. A semiconductor memory chip is designated, and a comparator circuit for detecting coincidence between the chip identification number and the chip selection signal input value is integrated on each memory chip, so that a decoder circuit for a chip selection signal composed of a plurality of bits is integrated. This eliminates the need for a separate semiconductor chip, and can reduce the number of chip selection signal lines in the semiconductor memory device. In a general method of assigning one dedicated chip selection signal line to each semiconductor memory chip, only N chips can be selected by N chip selection signal lines. However, according to the chip selection method of the present invention, (2 N −1) chips can be selected by removing one state where no chip is selected from the number of possible combinations of N chip selection signal lines, and the number of chip selection signal lines decreases as the number of chips increases. The effect is increased. In this embodiment, three semiconductor memory chips are included in the semiconductor memory device. However, it is obvious that the number of semiconductor memory chips is not limited to this. Further, although the package form is described as CSP, it may be QFP (Quad Flat Package) or TSOP (Thin Small Outline Package) as long as it has a stackable terminal shape.
[0022]
Conventionally, one dedicated chip selection signal line is assigned to each memory chip constituting the semiconductor memory device. However, in the present invention, a chip selection signal line composed of a plurality of bits corresponding to the number of semiconductor memory chips is provided. Since each semiconductor memory chip is shared, all signal terminals of each memory chip can be shared and connected between the memory chips except for the chip identification number input unique to the present invention. Therefore, it is possible to assemble a package with chip identification numbers assigned to individual semiconductor memory chips and connect corresponding signal terminals of each package to form a single module. By assembling individually tested semiconductor memory packages into modules, it is possible to obtain a semiconductor memory device composed of a plurality of semiconductor memory chips that does not deteriorate the yield even when the number of semiconductor memory chips increases. Further, by stacking and mounting packages, a module including a plurality of packages can be realized with a mounting area similar to that of a single package.
[0023]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a semiconductor memory device composed of a plurality of semiconductor memory chips does not require a separate decoder chip for performing chip selection of the semiconductor memory chip, and can reduce chip selection signal lines. In addition, it is possible to provide a semiconductor memory device that can easily secure the yield even when the number of semiconductor memory chips increases.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a semiconductor memory chip used in a semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a circuit example of a comparison circuit unit integrated on the semiconductor memory chip in the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram showing a semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a semiconductor memory assembled in a package according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a side sectional view showing the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a plan view (upper surface) of the CSP substrate of the semiconductor memory according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a CSP substrate plan view (upper surface) of the semiconductor memory according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 8 is a plan view (upper surface) of the CSP substrate of the semiconductor memory according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 9 is a plan view (bottom surface) of the CSP substrate of the semiconductor memory according to the first embodiment of the present invention;
[Explanation of symbols]
1 semiconductor memory chip,
1a, 1b, 1c semiconductor memory package,
2 memory circuit section,
3 comparison circuit section,
4,5 chip selection signal terminal,
4a, 4b, 4c, 5a, 5b, 5c Chip selection signal terminals,
4x, 5x chip selection signal line,
6,7 Chip identification number terminal,
8 Comparison circuit part output signal terminal,
9 Address signal group input terminal,
9a, 9b, 9c address signal group input terminals,
9x address signal lines,
10 Data signal group input / output terminals,
10a, 10b, 10c Data signal group input / output terminals,
10x data signal line group,
11 Write control signal input terminal,
11a, 11b, 11c Write control signal input terminals,
11x write control signal line,
12 Output control signal input terminal,
12a, 12b, 12c output control signal input terminals,
12x output control signal line,
13a, 13b Ex-NOR circuit,
14 NAND circuit,
20a, 20b, 20c Bump,
21a, 21b, 21c CSP substrate,
22a, 22b, 22c signal wiring,
23a, 23b, 23c solder balls,
24a, 24b, 24c connection terminals,
25a, 25b, 25c vias,
26 An arrangement frame for a semiconductor memory chip.

Claims (3)

あらかじめ自己に設定されたチップ識別番号と複数ビットからなるチップ選択信号入力値との一致を検出して自己が選択されていることを判別する比較回路を有する半導体メモリチップを複数個接続し、単一のモジュールとしたことを特徴とする半導体メモリ装置。A plurality of semiconductor memory chips having a comparison circuit for detecting that the chip identification number set in advance and a chip selection signal input value composed of a plurality of bits are matched to determine that the self is selected are connected to each other. A semiconductor memory device characterized by being a module. 請求項1に記載の半導体メモリ装置において、上記半導体メモリチップは、チップ識別番号設定用の複数の信号端子を備え、これらの信号端子を電源またはGNDに接続することによりチップ識別番号を設定するようにしたことを特徴とする半導体メモリ装置。2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the semiconductor memory chip includes a plurality of signal terminals for setting a chip identification number, and the chip identification number is set by connecting these signal terminals to a power supply or GND. A semiconductor memory device characterized by that. 請求項1または2に記載の半導体メモリ装置において、積層した際に上下のパッケージ間の信号接続がなされる形態を有する半導体メモリパッケージに半導体メモリチップを収め、上記半導体メモリパッケージを複数個積層することにより単一のモジュールとしたことを特徴とする半導体メモリ装置。3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein a semiconductor memory chip is housed in a semiconductor memory package having a configuration in which signal connection is made between upper and lower packages when stacked, and a plurality of the semiconductor memory packages are stacked. A semiconductor memory device comprising a single module.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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