使用解码器/编码器的硅通孔冗余方案及结构制造技术

本发明专利技术涉及一种使用解码器/编码器的硅通孔冗余方案及结构，其提供一种方法用于使用2：4解码器及4：2编码器将与TSV阵列的不良TSV关连或对应的信号位元重新定向至TSV阵列中由冗余TSV组成的横行或直列，以及所得装置。数个具体实施例包括：形成TSV阵列于3D IC堆栈的底晶粒及顶晶粒之间，该TSV阵列有由冗余TSV组成的横行及直列；鉴定该TSV阵列中的不良TSV；判定是否要使与该不良TSV关连或对应的信号位元在第一及/或第二方向朝该冗余TSV横行或直列移位；以及使该信号位元在该第一及/或该第二方向移位直到该信号位元已重新定向至该冗余TSV横行或直列。

【技术实现步骤摘要】

本
技术实现思路
涉及具有硅通孔(TSV)阵列的半导体装置的制造。本
技术实现思路
特别可应用于三维(3D)整合。
技术介绍
TSV提供晶粒之间在垂直方向的通讯链而且在3D整合是重要的设计议题。与3D集成电路(IC)堆栈的其他元件类似，TSV的制造及接合(bonding)可能失败。失败的TSV随着晶粒堆栈数的增加而可能严重增加成本及降低良率。解决此问题的现有办法涉及在3D动态随机存取记忆体(DRAM)设计中使用切换盒(switching box)，其中每4个信号TSV有两个冗余TSV，也就是说，50％的TSV冗余。这个办法在所有TSV的延迟一样时有效；不过，这个办法占用更多晶粒空间而且对于特殊应用集成电路(ASIC)应用系统而言不是成本效益解决办法。第二种现有办法涉及3-D网路芯片(3-DNoC)的容错方案，其中每38个信号TSV(32个I/O信号加6个控制信号)有4个冗余TSV。这个办法假设例如100,000个TSV形成一链路，而每百万个机会有9.87个不良。即使良率由68％改善到98％，此假设对于其他设计也不成立，因此，无法普遍采用作为确实可行的解决办法。第三种现有办法涉及每个信号TSV使用冗余TSV(100％冗余)。这个方案没有约束，然而在有大阵列的TSV时不是成本效益解决办法，例如记忆功能位于逻辑功能上的应用(memory-on-logic applications)。第四种办法涉及右移TSV冗余结构，其中TSV阵列的每个横行(row)有一个冗余TSV。这个方案的TSV冗余低，但是如果在单一横行中有一个以上的失败TSV时失效。因此亟须一种致能有成本效益的TSV冗余结构的方法及所得装置，其面积成本(area overhead)低且可克服在TSV阵列的单一横行或直列(column)中有多个故障的问题。
技术实现思路
本
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的一方面为一种方法，使用2：4解码器及4：2编码器将与TSV阵列的不良TSV关连或对应的信号位元(signal bit)重新定向至TSV阵列中由冗余TSV组成的一横行或一直列。本
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的另一方面为一种包含TSV阵列的装置，该TSV阵列有由冗余TSV组成的一横行及一直列以及附接至各个TSV的2：4解码器及4：2编码器。本
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的其他方面及特征会在以下说明中提出以及部分在本技艺一般技术人员审查以下内容或学习本
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的实施后会明白。按照随附权利要求书所特别提出者，可实现及得到本
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的优点。根据本
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，有些技术效果部分可用一种方法达成，该方法包含下列步骤：形成TSV阵列于3D IC堆栈的底晶粒及顶晶粒之间，该TSV阵列有由冗余TSV组成的一横行及一直列；鉴定该TSV阵列中的不良TSV；判定是否要使与该不良TSV关连或对应的信号位元在第一及/或第二方向朝该冗余TSV的横行或直列移位；以及使该信号位元在该第一及/或该第二方向移位直到该信号位元已重新定向至该冗余TSV的横行或直列。本
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的数个方面包括：形成该TSV阵列于该底晶粒与该顶晶粒之间是通过：使各个TSV连接至在该底晶粒中的2：4解码器和在该顶晶粒中的4：2优先权编码器。其他方面包括：使对应至非冗余TSV的各个2：4解码器连接至在该第一方向的第一毗邻TSV以及在该第二方向的第二毗邻TSV，该非冗余TSV和该第一及该第二毗邻TSV形成一“L形”图案。其他数个方面包括：鉴定该不良TSV是通过：使用一或多个电子熔丝(eFuse)单元来测试该TSV阵列的各个TSV。附加的方面包括：判定要使与该不良TSV关连或对应的该信号位元在该第一方向移位是通过：查明在该第一方向的毗邻TSV是否不良；当在该第一方向的该毗邻TSV合格时，使该信号位元在该第一方向移位；判定该信号位元是否已重新定向至该冗余TSV的横行或直列；以及重复该查明、该移位及该判定步骤直到该信号位元已移位到该冗余TSV的横行或直列。另一方面包括：使该信号位元在该第一方向移位是通过：致能2：4解码器以使该信号位元的选择线(select line)由(00)变成(01)。其他方面包括：判定要使与该不良TSV关连或对应的该信号位元在该第二方向移位是通过：判定在该第一方向的毗邻TSV不良；查明在该第二方向的毗邻TSV是否不良；当在该第二方向的该毗邻TSV合格时，使该信号位元在该第二方向移位；判定该信号位元是否已重新定向至该冗余TSV的横行或直列；以及重复该判定、该移位及该判定步骤直到该信号位元已移位到该冗余TSV的横行或直列。其他数个方面包括：使该信号位元在该第二方向移位是通过：致能2：4解码器以使该信号位元的选择线由(00)变成(10)。附加的方面包括：致能2：4解码器以使与合格TSV关连的信号位元的选择线由(00)变成(11)。本
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的另一方面为一种装置，其包含：3D IC堆栈的底晶粒；该3D IC堆栈的顶晶粒；形成于该底晶粒中的多个2：4解码器；形成于该顶晶粒中的多个4：2优先权编码器；以及透过所述多个2：4解码器及所述4：2优先权编码器连接的TSV阵列，该TSV阵列经形成有由冗余TSV组成的一横行及一直列。该装置的数个方面包含：由该冗余的TSV横行及直列共享的一冗余TSV。其他方面包括：该TSV阵列的各个TSV附接至在该底晶粒中的2：4解码器以及在该顶晶粒中的4：2优先权编码器。其他数个方面包括：各个非冗余TSV使用2：4解码器附接至在第一方向的第一毗邻TSV以及在第二方向的第二毗邻TSV，该非冗余TSV和该第一及该第二毗邻TSV连接成一“L形”图案。附加的方面包括：用2：4解码器将与不良TSV关连或对应的信号位元重新定向至在该第一或该第二方向的毗邻合格TSV及/或至该冗余TSV的横行或直列。本
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的又一方面为一种方法，其包含下列步骤：形成TSV阵列于3D IC堆栈的底晶粒及顶晶粒之间，该TSV阵列有由冗余TSV组成的一横行及一直列；使各个TSV连接至在该底晶粒中的2：4解码器以及在该顶晶粒中的4：2优先权编码器；使用一或多个eFuse单元来测试该TSV阵列的各个TSV；基于该测试来鉴定该TSV阵列中的不良TSV；判定是否要使与该不良TSV关连或对应的信号位元在第一及/或第二方向朝该冗余TSV的横行或直列移位；以及使该信号位元在该第一及/或该第二方向移位直到该信号位元已重新定向至该冗余TSV的横行或直列。本
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的数个方面包括：使对应至非冗余TSV的各个2：4解码器连接至在该第一方向的第一毗邻TSV以及在该第二方向的第二毗邻TSV，该非冗余TSV和该第一及该第二毗邻TSV形成一“L形”图案。其他方面包括：判定要使与该不良TSV关连或对应的该信号位元在该第一方向移位是通过：查明在该第一方向的毗邻TSV是否(a)不良；(b)已与一已移位信号位元关连；或(c)可防止与另一不良TSV关连或对应的信号位元移位到该冗余TSV的横行或直列；若在该第一方向的该毗邻TSV(a)合格；(b)尚未与一已移位信号位元关连；以及(c)不可防止与另一不良TSV关连或对应的信号位元移位至该冗余TSV的横行或直列，以使该信号位元在该第一方向移位；判定该信号位元是否已重新定向至该冗余TSV的横行或直列；以及重复该查明、该移位及该判定步骤直到该信号位元已移位到该冗余TSV的横行或直列。其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包含下列步骤：形成硅通孔(TSV)阵列于三维(3D)集成电路(IC)堆栈的底晶粒与顶晶粒之间，该硅通孔阵列有由冗余TSV组成的横行及直列；鉴定该硅通孔阵列中的不良TSV；判定是否要使与该不良TSV关连或对应的信号位元在第一及/或第二方向向该冗余TSV的横行或直列移位；以及使该信号位元在该第一及/或该第二方向移位直到该信号位元已重新定向至该冗余TSV的横行或直列。

【技术特征摘要】
2015.06.11 US 14/736,7691.一种方法，包含下列步骤：形成硅通孔(TSV)阵列于三维(3D)集成电路(IC)堆栈的底晶粒与顶晶粒之间，该硅通孔阵列有由冗余TSV组成的横行及直列；鉴定该硅通孔阵列中的不良TSV；判定是否要使与该不良TSV关连或对应的信号位元在第一及/或第二方向向该冗余TSV的横行或直列移位；以及使该信号位元在该第一及/或该第二方向移位直到该信号位元已重新定向至该冗余TSV的横行或直列。2.如权利要求1所述的方法，形成该硅通孔阵列于该底晶粒与该顶晶粒之间是通过：使各个TSV连接至在该底晶粒中的2：4解码器和在该顶晶粒中的4：2优先权编码器。3.如权利要求2所述的方法，其包括：使对应至非冗余TSV的各个2：4解码器连接至在该第一方向的第一毗邻TSV以及在该第二方向的第二毗邻TSV，该非冗余TSV和该第一及该第二毗邻TSV形成L形图案。4.如权利要求1所述的方法，其包括：鉴定该不良TSV是通过：使用一或多个电子熔丝(eFuse)单元来测试该硅通孔阵列的各个TSV。5.如权利要求1所述的方法，判定要使与该不良TSV关连或对应的该信号位元在该第一方向移位是通过：查明在该第一方向的毗邻TSV是否不良；当在该第一方向的该毗邻TSV合格时，使该信号位元在该第一方向移位；判定该信号位元是否已重新定向至该冗余TSV的横行或直列；以及重复该查明、该移位及该判定步骤直到该信号位元已移位到该冗余TSV的横行或直列。6.如权利要求1所述的方法，其包括：使该信号位元在该第一方向移位是通过：致能2：4解码器以使该信号位元的选择线由(00)变成(01)。7.如权利要求1所述的方法，判定要使与该不良TSV关连或对应的该信号位元在该第二方向移位是通过：判定在该第一方向的毗邻TSV不良；查明在该第二方向的毗邻TSV是否不良；当在该第二方向的该毗邻TSV合格时，使该信号位元在该第二方向移位；判定该信号位元是否已重新定向至该冗余TSV的横行或直列；以及重复该查明、该移位及该判定步骤直到该信号位元已移位到该冗余TSV的横行或直列。8.如权利要求1所述的方法，其包括：使该信号位元在该第二方向移位是通过：致能2：4解码器以使该信号位元的选择线由(00)变成(10)。9.如权利要求1所述的方法，更包括：致能2：4解码器以使与合格TSV关连的信号位元的选择线由(00)变成(11)。10.一种装置，包含：三维(3D)集成电路(IC)堆栈的底晶粒；该三维集成电路堆栈的顶晶粒；多个2：4解码器，形成于该底晶粒中；多个4：2优先权编码器，形成于该顶晶粒中；以及TSV阵列，透过所述多个2：4解码器及所述4：2优先权编码器连接，该TSV阵列经形成有由冗余TSV组成的横行及直列。11.如权利要求10所述的装置，其中，冗余TSV由该冗余TSV的横行及直列共享。12.如权利要求10所述的装置，其中，该TSV阵列的各个TSV附接至在该底晶粒中的2：4解码器以及在该顶晶粒中的4：2优先权编码器。13.如权利要求10所述的装置，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·卡纳安，K·卡纳安，
申请(专利权)人：格罗方德半导体公司，
类型：发明
国别省市：开曼群岛;KY