半导体装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种半导体装置，包括：多个泵控制单元，所述多个泵控制单元分别位于多个芯片中并通过第一ＴＳＶ串联连接，并被配置为将周期信号顺序地延迟、传送延迟周期信号、并基于所述周期信号或所述延迟周期信号来产生泵控制信号；以及多个电压泵单元，所述多个电压泵单元分别位于所述多个芯片中，并被配置为响应于从所述多个泵控制单元产生的所述泵控制信号来产生泵浦电压。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体装置，更具体地涉及半导体装置中的泵浦电压(pumping voltage)的产生。
技术介绍
通常，半导体装置对用作电源的外部电压进行升压，产生高电压，并在内部电路 中使用所产生的高电压。为此目的，半导体装置具有电压泵浦电路(voltage pumping circuit)，用于由外部电压来产生高电压。由泵浦电路产生的高电压被称为泵浦电压。图1是现有的泵浦电路的结构的示意图。参见图1，现有的泵浦电路包括电压检测 单元10、振荡器20、分割单元30(split unit)、和电压泵(vol tag印ump) 40。电压检测单元 10将泵浦电压VPP的电平与基准电压Vref的电平进行比较，并产生使能信号0SCEN。当使 能信号OSCEN被使能时，振荡器20产生周期信号0SCPRE。分割单元30将周期信号OSCPRE 分割为多个泵控制信号(pump control signal) OSCXl :n>。电压泵40包括多个泵，并响应 于分割单元30所产生的多个泵控制信号0SCX1 :n>执行泵浦操作(pumping operation)。 在上述结构的泵浦电路中，当泵浦电压VPP的电平低于基准电压Vref的电平时，通过泵浦 操作来提高泵浦电压VPP的电平，直至泵浦电压VPP达到目标电压电平为止。图2示意性地示出了应用于多芯片半导体装置的图1所示的泵浦电路。参见图2， 多芯片半导体装置包括第一至第八芯片cl至c8，所述第一至第八芯片cl至c8被堆叠为构 成单个半导体存储装置。如图2所示，第一至第八芯片cl至c8中的每个都具有它自己的 如图1所示的泵浦电路。如果泵浦电压VPP的电平变得低于目标电压电平，则第一至第八 芯片cl至c8中的每一个都利用包含在它自身芯片中的泵浦电路来提高它的泵浦电压VPP 的电平。各个芯片通过导线或贯穿硅通孔(TSV)来共享泵浦电压VPP。图3是图2所示的半导体装置的操作的时序图。如图3所示，如果泵浦电压VPP 的电平变得低于基准电压Vref的电平，并且使能信号OSCEN被使能，则第一至第八芯片cl 至c8的泵响应于多个泵控制信号0SCX1 :n>_cl至0SCX1 :n>_c8而同时工作。在图3中，当使能信号OSCEN被使能时，在分别构成第一至第八芯片cl至c8的电压泵14J4.....84的那些泵之中的一个泵可以响应于泵控制信号0SC<l>_cl至0SC<l>_c8而同时工作，而在分别构成第一至第八芯片cl至c8的电压泵14J4.....84的那些泵中的两个泵可以响应于泵控制信号0SC<l>_cl至0SC<l>_c8以及0SC<2>_cl至0SC<2>_c8而同时工作。就这点而 言，如果第一至第八芯片cl至c8中的泵同时工作，则产生的泵浦电压VPP的电平可能显著 超过目标电压电平。此外，即使通过导线来共享泵浦电压，所有的芯片也都应当配备有检测 泵浦电压VPP的电平的电路
技术实现思路
在本专利技术的一个实施例中，提供一种半导体装置，包括多个泵控制单元，所述多 个泵控制单元分别位于多个芯片中并通过第一 TSV串联连接，并被配置为将周期信号顺序 地延迟、传送延迟周期信号、并基于所述周期信号或所述延迟周期信号来产生泵控制信号； 以及多个电压泵单元，所述多个电压泵单元分别位于所述多个芯片中，并被配置为响应于 从所述多个泵控制单元产生的所述泵控制信号，产生泵浦电压。在本专利技术的另一个实施例中，提供一种用于控制半导体装置的方法，包括以下步 骤通过TSV将延迟周期信号传送到多个芯片，所述延迟周期信号是通过将周期信号顺序 地延迟预定的时间而获得的；在所述多个芯片中，根据通过TSV传送的所述延迟周期信号， 来产生泵控制信号；响应于所述泵控制信号，产生泵浦电压。在本专利技术的另一个实施例中，提供一种具有第一芯片和第二芯片的半导体装置， 包括第一泵控制单元，所述第一泵控制单元位于所述第一芯片中，并被配置为接收周期信 号、通过将所述周期信号延迟预定的时间来产生延迟周期信号、并基于所述周期信号产生 第一芯片泵控制信号；第一电压泵单元，所述第一电压泵单元被配置为响应于所述第一芯 片泵控制信号来产生泵浦电压；第二泵控制单元，所述第二泵控制单元位于所述第二芯片 中，并被配置为基于所述延迟周期信号来产生第二芯片泵控制信号；以及第二电压泵单元， 所述第二电压泵单元被配置为响应于所述第二芯片泵控制信号来产生泵浦电压。附图说明下面结合附图描述本专利技术的特征、方面、和实施例，在附图中图1是现有的泵浦电路的结构的电路示意图；图2示意性示出了应用于多芯片半导体装置的图1所示的泵浦电路；图3是图2所示的半导体装置的操作的时序图；图4是根据本专利技术的一个实施例的半导体装置的结构的电路示意图；图5是图4所示的第一泵控制单元的结构的示意性框图；以及图6是根据本专利技术的实施例的半导体装置的操作的时序图。具体实施例方式在下文，将参考附图并结合优选的实施例来描述根据本专利技术的半导体装置及其控 制方法。图4是根据本专利技术的一个实施例的半导体装置的结构的电路示意图。参见图4， 多个芯片被堆叠为构成单个半导体装置1。多个芯片可以通过贯穿硅通孔(TSV)彼此电连接。尽管图4所示的是第一至第三芯片Cl至c3被堆叠为构成半导体装置1，但是堆 叠的芯片的数量不受限制。第一至第三芯片cl至c3可以分别具有泵控制单元110、210和 310以及电压泵单元120、220和320。在图4中，第一芯片cl包括第一泵控制单元110和 第一电压泵单元120，第二芯片c2包括第二泵控制单元210和第二电压泵单元220，以及第 三芯片c3包括第三泵控制单元310和第三电压泵单元320。第一至第三泵控制单元110、210和310通过第一 TSV TSVl彼此串联连接。第一 至第三泵控制单元110、210和310将周期信号0SCPRE0顺序地延迟预定的时间。因此，第 一泵控制单元Iio将周期信号0SCPRE0延迟，产生第一延迟周期信号0SCPRE1，并将第一 延迟周期信号0SCPRE1传送到第一 TSV TSVl0第二泵控制单元210将第一延迟周期信号 OSCPRE1延迟，产生第二延迟周期信号0SCPRE2，并将第二延迟周期信号0SCPRE2传送到第 一 TSV TSVl0第三泵控制单元310从第一 TSV TSVl接收第二延迟周期信号0SCPRE2。第一泵控制单元110基于周期信号0SCPRE0产生第一芯片泵控制信号OSCXl :n>_ cl。第一电压泵单元120响应于第一芯片泵控制信号OSCXl :n>_cl执行泵浦操作，并产生泵 浦电压VPP。第二泵控制单元210基于第一延迟周期信号0SCPRE1产生第二芯片泵控制信 号OSCXl :n>_c2。第二电压泵单元220响应于第二芯片泵控制信号OSCXl :n>_c2执行泵浦 操作，并产生泵浦电压VPP。类似地，第三泵控制单元310基于第二延迟周期信号0SCPRE2 产生第三芯片泵控制信号OSCXl :n>_c3。第三电压泵单元320响应于第三芯片泵控制信号 0SC<l:n>_c3执行本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种半导体装置，包括：多个泵控制单元，所述多个泵控制单元分别位于多个芯片中并通过第一贯穿硅通孔、即第一ＴＳＶ串联连接，并被配置为将周期信号顺序地延迟、传送延迟周期信号、并基于所述周期信号或所述延迟周期信号来产生泵控制信号；以及多个电压泵单元，所述多个电压泵单元分别位于所述多个芯片中，并被配置为响应于从所述多个泵控制单元产生的所述泵控制信号来产生泵浦电压。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈伸显，
申请(专利权)人：海力士半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]