用于堆叠存储器架构的自修复逻辑制造技术

本文描述了用于堆叠存储器架构的自修复逻辑。存储装置的一个实施例包括存储器堆叠和与存储器堆叠耦合的系统元件，存储器堆叠具有包括第一存储器管芯元件的一个或多个存储器管芯元件。第一存储器管芯元件包括多个硅通孔（TSV）和自修复逻辑，TSV包括数据TSV和一个或多个备用TSV，自修复逻辑用于修复多个数据TSV的有缺陷TSV的操作，对有缺陷TSV的操作的修复包括利用一个或多个备用TSV。

Self repairing logic for stacked memory architectures

This paper describes the self repairing logic for a stacked memory architecture. An embodiment of the memory device includes a memory stack and a system element coupled to the memory stack, the memory stack having one or more memory core elements including a first memory core element. The first tube core memory element includes a plurality of through silicon vias (TSV) and self repairing logic, including data TSV TSV and one or more alternate TSV, self repair logic used to repair multiple data TSV defective TSV operation, repair the defective TSV operations include the use of one or more alternate TSV.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施例一般涉及电子装置领域，并且更具体而言涉及用于堆叠存储器架构的自修复逻辑。为了给计算操作提供更密集的存储器，已经发展了涉及具有多个紧密耦合的存储元件的存储装置（其可以被称为3D堆叠存储器或者堆叠存储器）的概念。3D堆叠存储器可以包括DRAM（动态随机存取存储器）存储元件的耦合层或封装，其可以被称为存储器堆叠。堆叠存储器可以被用来在单个装置或者封装中提供大量的计算机存储器，其中该装置或者封装可以还包括某些系统组件，例如存储器控制器和CPU（中央处理单元）。但是，与更简单存储元件的成本相比，在3D堆叠存储器的制造中可能存在显著成本。在堆叠存储装置的构造中，在制作时没有瑕疵的存储器管芯可以在3D堆叠存储器封装的制造中形成瑕疵。由于这个，有缺陷存储装置的成本可能对于装置制造商或者对于购买电子装置的顾客是显著的。附图说明本专利技术的实施例以示例方式而不是以限制方式在附图中示出，在附图中，相似参考标号是指类似要素。图1示出3D堆叠存储器的一个实施例；图2示出使用纠错代码的生成来提供有缺陷TSV操作的替换的自修复设备或者系统的一个实施例；图3是在设备或者系统的一个实施例中生成纠错代码的图示；图4示出提供有缺陷TSV操作的自修复的设备或者系统的纠错元件的一个实施例；图5是用备用TSV代替缺陷TSV来提供TSV操作的自修复的设备或者系统的图示；图6是提供用备用TSV的数据代替来自有缺陷TSV的数据的设备或者系统的一个实施例的图示；图7是在装置或者系统中标识有缺陷TSV的一个实施例的图示；图8是示出使用堆叠存储装置中的备用TSV来修复有缺陷TSV的操作的过程的一个实施例的流程图；图9是包括用于使用备用TSV修复有缺陷TSV的操作的元件的设备或者系统的一个实施例的图示；图10示出包括堆叠存储器的计算系统的一个实施例，堆叠存储器具有用于使用备用TSV修复有缺陷TSV的操作的元件。具体实施方式本专利技术的实施例一般指向用于堆叠存储器架构的自修复逻辑。如本文使用的：“3D堆叠存储器”（其中3D指示三维）或者“堆叠存储器”意指包括一个或多个耦合存储器管芯层、存储器封装或者其它存储元件的计算机存储器。该存储器可以是垂直堆叠或者水平（例如并排）堆叠的，或者以其它方式包含耦合在一起的存储元件。尤其是，堆叠存储器DRAM装置或者系统可以包括具有多个DRAM管芯层的存储装置。堆叠存储装置可以还包括该装置中的系统元件，其可以在本文中被称为系统层或者元件，其中系统层可以包括例如CPU（中央处理单元）、存储器控制器以及其它有关系统元件的元件。系统层可以包括片上系统（SoC）。在一些实施例中，逻辑芯片可以是应用处理器或者图形处理单元（GPU）。随着堆叠DRAM标准（例如WideIO标准）的出现，DRAM晶片可以堆叠有系统元件，例如与存储器堆叠在同一封装中的片上系统（SoC）晶片。堆叠存储器可以利用硅通孔（TSV）制造技术，其中通孔穿过硅管芯生产以提供穿过存储器堆叠的信号路径。TSV制造技术被用来通过直接接触互连堆叠的硅芯片。但是，这个技术在TSV有缺陷时可能产生显著产量损失。堆叠存储器的装配过程和TSV制造可能潜在地给堆叠存储装置引入缺陷。这可能导致制造增加和测试成本增加，并且可能在制造中产生产量问题。有缺陷TSV是堆叠存储器制造中的关键要素，因为有缺陷TSV的存在将直接影响制造产量。如果具有有缺陷TSV的每个装置被丢弃，与常规单管芯存储器中的缺陷相比，产生的成本将显著更高，这是因为在堆叠存储器中堆叠DRAM封装和SoC将被丢掉。在常规存储器中，修复过程可以包括由额外的行或者列替换整个行或者列，但是这无助于连接TSV有缺陷的情形。在一些实施例中，设备、系统或者方法包括利用备用TSV来为有缺陷TSV动态执行修复过程的自修复逻辑。在一些实施例中，为了改进可靠性、降低成本并且增加制造产量，备用TSV被包含在堆叠存储装置中的TSV之间以允许修复有缺陷TSV。但是，堆叠存储器中的修复逻辑应该被最小化或者减少以避免堆叠存储装置的过量的硬件开销。在一些实施例中，自修复逻辑，例如纠错代码（ECC）和数据的重定向可以被采用来使用备用TSV修复有缺陷TSV操作。在一些实施例中，TSV修复技术通过替换有缺陷TSV的操作来实现有缺陷TSV的动态修复，因此通过允许具有TSV缺陷的堆叠存储装置的完全操作来增强装置的可靠性和制造产量。在一些实施例中，自修复技术不要求装置的重新路由或者转移操作到不同元件以替换有缺陷TSV。在一些实施例中，识别有缺陷TSV的测试和有缺陷TSV的操作的自修复可以在各个时间发生，并且可以在存储装置的寿命中多次发生。测试和自修复可以在初始测试中是静态的，或者在操作中是动态的。例如，TSV操作的测试和自修复可以在堆叠存储装置的制造中发生，并且可以在包括堆叠存储器的设备或系统的制造中发生。此外，测试和自修复可以在此类设备或者系统的操作中发生。在一个示例中，测试和自修复可以在设备或者系统的每个上电周期发生。在一些实施例中，设备、系统或者方法提供对存储装置的TSV传输的数据的纠错。在一些实施例中，堆叠存储装置包括利用纠错代码的自修复逻辑。在这个方法中，在传送侧，校验位（或者其它纠错代码）基于要由多个TSV传输的数据来生成。例如，每个数据字节可以在生成校验位中被利用。数据通过TSV传输，其中校验位通过备用TSV传输。在接收侧，对数据（原始数据和校验位）进行解码并且纠正被污染数据，使得由堆叠存储装置提供正确数据，而不管有缺陷TSV通道。因此，即使存在有缺陷TSV，纠错逻辑纠正来自通道的被污染数据，并且因此提供对TSV操作的替换。在某些实施方式中，某些错误可以被检测并且被纠正，或者某些操作如果未被纠正则可以被检测到，例如在存在过量有缺陷TSV的情形中。例如，逻辑可以提供单纠错和双检错（SEC-DED）、单纠错和双相邻纠错（SEC-DAEC）以及其它纠正和检测操作。在一个示例中，SEC-DAEC可以在TSV操作中尤其有用，因为装置中的缺陷可以导致相邻TSV的问题，并且因此在纠正双相邻错误中可能存在特定值。多个不同种类的自修复逻辑可以在设备、系统和方法的一个实施例中被利用，其中纠错代码和检错代码是公共示例。例如，对于单个位的纠错代码，校验位使用数据字来生成。如果数据字的大小为D，并且具有SEC-DEC能力的所要求校验位的数量为C，则C在D和C满足公式1的要求时确定：[1]。因此，如果数据字为32位、6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，包括：堆栈，所述堆栈包括多个存储器管芯，所述多个存储器管芯包括第一存储器管芯；其中，所述第一存储器管芯包括：多个互连，所述多个互连包括多个数据互连以及一个或多个冗余互连，以及修复逻辑，用于将所述多个数据互连的有缺陷互连的操作映射至所述一个或多个冗余互连，所述修复逻辑用于：检测所述有缺陷互连，将计划用于所述有缺陷互连的数据映射至第一冗余互连，以及把将在所述第一冗余互连上接收的数据映射至用于所述有缺陷互连的连接。

【技术特征摘要】
1.一种设备，包括：
堆栈，所述堆栈包括多个存储器管芯，所述多个存储器管芯包括第一存储器管芯；
其中，所述第一存储器管芯包括：
多个互连，所述多个互连包括多个数据互连以及一个或多个冗余互连，以及
修复逻辑，用于将所述多个数据互连的有缺陷互连的操作映
射至所述一个或多个冗余互连，所述修复逻辑用于：
检测所述有缺陷互连，
将计划用于所述有缺陷互连的数据映射至第一冗余互连，以及
把将在所述第一冗余互连上接收的数据映射至用于所述有缺陷互连的连接。
2.如权利要求1所述的设备，其中，所述修复逻辑包括用于将计划用于所述有缺陷互连
的数据路由至所述第一冗余互连的一个或多个元件。
3.如权利要求2所述的设备，其中，所述修复逻辑包括用于将所述第一冗余互连上接收
的数据路由至用于所述有缺陷互连的连接的一个或多个元件。
4.如权利要求1所述的设备，其中，所述修复逻辑将在所述设备的制造中提供对有缺陷
互连的操作的静态修复。
5.如权利要求1所述的设备，其中，所述修复逻辑将在所述设备的操作中提供对有缺陷
互连的操作的动态修复。
6.如权利要求5所述的设备，其中，动态修复包括响应于所述设备的初始化测试的修
复。
7.一种系统，包括：
处理器，用于处理所述系统的数据；
传送器、接收器或二者，与全向天线耦合以传送数据、接收数据或二者；以及
用于存储数据的存储器，所述存储器包括堆叠的存储器装置，所述堆叠的存储器装置
包括堆栈，所述堆栈包括多个存储器管芯，所述多个存储器管芯包括第一存储器管芯；
其中，所述第一存储器管芯包括：
多个互连，所述多个互连包括多个数据互连以及一个或多个冗余互连，以及
修复逻辑，用于将所述多个数据互连的有缺陷互连的操作映射至所述一个或多个冗余
互连，所述修复逻辑将：
检测所述有缺陷互连，
将计划用于所述有缺陷互连的数据映射至第一冗余互连，以及
把将在所述第一冗余互连上接收的数据映射至用于所述有缺陷互连的连接。
8.如权利要求7所述的系统，其中，所述修复逻辑包括用于将计划用于所述有缺陷互连
的数据路由至所述第一冗余互连的一个或多个元件。
9.如权利要求8所述的系统，其中，所述修复逻辑包括用于将所述第一冗余互连上接收
的数据路由至用于所述有缺陷互连的连接的一个或多个元件。
10.如权利要求7所述的系统，其中，所述修复逻辑将在所述存储器装置的制造中提供
对有缺陷互连的操作的静态修复。
11.如权利要求7所述的系统，其中，所述修复逻辑将在所述存储器装置的操作中提供
对有缺陷互连的操作的动态修复。
12.如权利要求11所述的系统，其中，动态修复包括响应于所述系统的初始化测试的修
复。
13.如权利要求7所述的系统，其中，所述系统包括移动装置。
14.如权利要求13所述的系统，其中，所述移动装置包括平板计算机。
15.一种方法，包括：
进行对堆叠的存储器装置的测...

【专利技术属性】
技术研发人员：JS杨，D科布拉，L居，D齐默曼，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US