JPH11214638A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH11214638A
JPH11214638A JP10016646A JP1664698A JPH11214638A JP H11214638 A JPH11214638 A JP H11214638A JP 10016646 A JP10016646 A JP 10016646A JP 1664698 A JP1664698 A JP 1664698A JP H11214638 A JPH11214638 A JP H11214638A
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JP
Japan
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chip
control circuit
memory block
memory
column
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Withdrawn
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JP10016646A
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English (en)
Inventor
Mitsuya Kinoshita
充矢 木下
Gen Morishita
玄 森下
Kazutami Arimoto
和民 有本
Takeshi Fujino
毅 藤野
Tetsushi Tanizaki
哲志 谷崎
Takahiro Tsuruta
孝弘 鶴田
Teruhiko Amano
照彦 天野
Masako Kobayashi
真子 小林
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Priority to US09/606,402 priority patent/US6272034B1/en
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D89/00Aspects of integrated devices not covered by groups H10D84/00 - H10D88/00
    • H10D89/10Integrated device layouts
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C5/00Details of stores covered by group G11C11/00
    • G11C5/02Disposition of storage elements, e.g. in the form of a matrix array
    • G11C5/025Geometric lay-out considerations of storage- and peripheral-blocks in a semiconductor storage device

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Dram (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 メモリセルの動作制御を行なう制御回路部を
中央部に集中させた半導体記憶装置において、放熱特性
や歩留りを向上させ、高性能化する。 【解決手段】 メモリセルの動作制御を行なう制御回路
部3を中央に集中させ、その上に接着剤4を介して放熱
板5を取付ける。また、制御回路部3上に、MPU等の
機能をもった半導体集積回路をバンプ電極を介して搭載
する。また、制御回路部とメモリブロックをそれぞれ別
個のチップに形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体記憶装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、半導体記憶装置の一例として
DRAM(Dynamic Random Access Memory)は広く知ら
れている。DRAMは、一般に記憶素子であるメモリセ
ルが形成されるメモリブロックと、メモリセルの動作制
御を行なう周辺回路が形成される周辺回路部とを備え
る。従来のDRAMでは、たとえば4つのメモリブロッ
クが設けられる場合には、周辺回路部は十字型の形状を
有していた。そのため、各メモリブロックと周辺回路部
との間の信号遅延が不均一となるという問題があった。
【0003】上記の問題を解消すべく、周辺回路部を複
数のメモリブロックの中央に集中させたレイアウトが提
案されている。その一例が図10に示されている。
【0004】図10を参照して、チップ(DRAM)1
は、半導体基板2の主表面上に形成された8つのメモリ
ブロック7a〜7hと、これらに囲まれるように中央部
に配置された制御回路部3とを備える。この制御回路部
3が、上記の周辺回路部に相当する。このように制御回
路部3の周囲にメモリブロック7a〜7hを設けること
により、信号配線の長さを均一に揃えることが容易とな
るので、制御回路部3とメモリブロック7a〜7h間の
信号遅延を均一とすることが可能となる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図10
に示されるDRAMにも次に説明するような問題があっ
た。
【0006】従来のDRAMでは、放熱部材を積極的に
設けることが必要なほどの高速動作が要求されていなか
った。そのため、パッケージやリードフレームからの放
熱で十分対応できていた。しかし、近年のMPUの動作
周波数向上に伴って100MHz以上の高周波で動作す
るDRAMが要求されるようになってきた。この場合
に、発熱の多い回路を含む制御回路部3がチップ1の中
央部に集中することにより、チップ1の中央部で単位面
積あたりの発熱が従来より大きくなり、その結果放熱が
追いつかず熱破壊を起こすという問題が生じ得る。
【0007】また、チップ1の形成後に、MPU,Ca
che,BIST(Built In SelfTest)回路,パリテ
ィ用DRAM等の機能を付加することができれば、単一
種類のチップ1に対してさまざまな機能を追加すること
ができる。しかしながら、図10に示される構造では、
上記のような機能をチップ1上に選択的に追加すること
は、チップ1がチップ間配線のためのパッドを持たない
ため不可能であった。
【0008】さらに、各メモリブロック7a〜7hには
冗長救済手段がそれぞれ設けられている。しかし、メモ
リブロック7a〜7hのうちのいずれか1つに冗長救済
手段によって救済し得ない不良が存在した場合、残りの
メモリブロックが良品であったとしてもチップ1全体が
不良品と判定されていた。もし、救済不可能なメモリブ
ロックを良品と置換えることができれば、チップ1を冗
長救済して歩留りを向上できるが、従来はチップ1全体
が単一の半導体チップに形成されていたため、それが不
可能であった。そのため、歩留りが低下するという問題
もあった。
【0009】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたものである。この発明の1つの目的は、
メモリブロックに囲まれるように制御回路部を配置した
場合に、制御回路部の放熱を効率的に行なうことが可能
となる半導体記憶装置を提供することにある。
【0010】この発明の他の目的は、MPU等の機能を
選択的に追加することが可能となる半導体記憶装置を提
供することにある。
【0011】この発明のさらに他の目的は、歩留りを向
上させることが可能となる半導体記憶装置を提供するこ
とにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体記
憶装置は、1つの局面では、複数のメモリブロックと、
制御回路部と、放熱部材とを備える。メモリブロック内
には複数のメモリセルが形成される。制御回路部は、複
数のメモリブロックに囲まれ、メモリセルの動作制御を
行なう制御回路が内部に形成される。放熱部材は、制御
回路部の表面上と裏面上の少なくとも一方に選択的に設
けられ、制御回路部で発生した熱を放散する機能を有す
る。なお、上記の制御回路部は、各メモリブロックとの
信号遅延が均一となるように配置されればよい。
【0013】上記のように、制御回路部の表面上と裏面
上の少なくとも一方に選択的に放熱部材を設けることに
より、発熱量が多い部分から外部に熱を放散することが
可能となる。それにより、効率的に放熱が行なえるばか
りでなく、チップの表面上全体に放熱部材を設ける場合
と比べてコスト削減も可能となる。
【0014】上記半導体記憶装置は、パッケージを備え
てもよい。この場合、放熱部材は、パッケージを貫通し
て外部に露出することが好ましい。なお、上記パッケー
ジとは、本願明細書では、チップを気密封止するための
絶縁部材のことを称する。
【0015】上記のように放熱部材がパッケージを貫通
することにより、制御回路部で発生した熱をパッケージ
の外部に直接放散することが可能となる。それにより、
効率的な放熱が行なえる。
【0016】この発明に係る半導体記憶装置は、他の局
面では、第1と第2のチップを備える。第1のチップ
は、複数のメモリブロックと、制御回路部とを含む。複
数のメモリブロックの各々には複数のメモリセルが形成
される。制御回路部は複数のメモリブロックに囲まれ、
その内部にメモリセルの動作制御を行なう制御回路が形
成される。バンプ電極は、制御回路の周囲に形成され
る。第2のチップは、バンプ電極を介して第1のチップ
と接続され、制御回路部上に配置される。
【0017】第1のチップと別チップである上記の第2
のチップにMPU,Cache,BIST回路,パリテ
ィ用DRAM等の機能を選択的に付与することは容易で
ある。この第2のチップをバンプ電極を介して第1のチ
ップと接続することにより、半導体記憶装置がたとえば
DRAMである場合にMPU等の上記の機能を選択的に
追加することが可能となる。
【0018】上記の第2のチップ表面にはボンディング
パッドが形成されてもよい。また、第2のチップの表面
上と制御回路部の裏面上との少なくとも一方に、制御回
路部あるいは第2のチップで発生した熱を放散するため
の放熱部材が設けられてもよい。
【0019】上記のように第2のチップを設けることに
より、その表面上にボンディングパッドを形成すること
が可能となる。それにより、ボンディングパッド形成領
域の確保が容易となる。また、第2のチップの表面上と
制御回路部の裏面上との少なくとも一方に放熱部材を設
けることにより、効率的に放熱を行なうことが可能とな
る。
【0020】この発明のさらに他の局面では、半導体記
憶装置は、複数のメモリブロックチップと、制御回路チ
ップとを備える。各々のメモリブロックチップには、複
数のメモリセルが形成される。制御回路チップは、メモ
リブロックチップに囲まれ、メモリセルの動作制御を行
なう制御回路が内部に形成される。
【0021】上記のようにメモリブロックチップと制御
回路チップとをそれぞれ設けることにより、たとえば1
つのメモリブロックチップが不良であると判断された場
合に、不良のメモリブロックチップのみを良品のメモリ
ブロックチップと置換することが可能となる。それによ
り、不良品として破棄しなくてはならないチップを不良
のメモリブロックチップのみに留めることができ、結果
として従来より歩留りを向上させることが可能となる。
また、制御回路チップの機能に合わせて任意の数のメモ
リブロックチップを制御回路チップと接続でき、任意の
容量の半導体記憶装置を得ることもできる。なお、メモ
リブロックチップと制御回路チップとは、たとえばマル
チチップモジュール技術により一体化可能である。
【0022】上記の制御回路チップは、複数のメモリブ
ロックチップ内の不良ロウ/コラムを救済するための冗
長プログラム回路を含んでもよい。
【0023】上記のように冗長プログラム回路を制御回
路チップ内に設けることにより、たとえば1つのメモリ
ブロックチップ内における不良ロウ/コラムを他のメモ
リブロックチップ内の冗長ロウ/コラムと置換すること
が可能となる。また、制御回路チップ内に冗長ロウ/コ
ラムを設けた場合には、各メモリブロックチップ内の不
良ロウ/コラムと、制御回路チップ内の冗長ロウ/コラ
ムとを置換することが可能となる。それにより、不良発
生率の高いメモリブロックチップが存在していたとして
も、それを救済することが可能となる。このことも半導
体記憶装置の歩留り向上に寄与し得る。
【0024】また、上記冗長プログラム回路は、冗長ロ
ウ/コラムのアドレスを記憶するアドレスプログラム部
と、アドレスプログラム部の出力により冗長ロウ/コラ
ムアクセス指示を検出し、メモリブロックチップを不活
性化するメモリブロックチップ不活性化信号発生回路と
を含んでもよい。そして、アドレスプログラム部は、記
憶アドレスと与えられたアドレスの一致/不一致を示す
信号をメモリブロックチップ不活性化信号発生回路へ与
える。
【0025】上記のようにアドレスプログラム部とメモ
リブロックチップ不活性化信号発生回路とを設けること
により、1つのメモリブロックチップ内で救済し得ない
不良ロウ/コラムを、他のメモリブロックチップあるい
は制御回路チップ内の冗長ロウ/コラムと置換すること
が可能となる。それにより、従来救済し得なかった不良
を有するメモリブロックを救済することができ、半導体
記憶装置の歩留り向上に効果的に寄与し得る。
【0026】また、上述のように制御回路チップは、冗
長ロウ/コラムを含んでもよい。このように制御回路チ
ップ内に冗長ロウ/コラムを設けることにより、この冗
長ロウ/コラムと各メモリブロックチップ内における不
良ロウ/コラムとを置換することが可能となる。それに
より、たとえば各メモリブロックチップ内の冗長ロウ/
コラムを使い果たした場合においても、その制御回路チ
ップ内の冗長ロウ/コラムとメモリブロックチップ内の
不良ロウ/コラムとを置換えることが可能となる。それ
により、さらに半導体記憶装置の不良発生率を低下させ
ることができ、歩留り向上が図れる。
【0027】なお、不良ロウ/コラムのプログラムを、
電気的に書込可能なアンチヒューズ素子等を用いて行な
ってもよい。
【0028】それにより、冗長救済においてレーザトリ
ミングが不要となり、生産性を向上させることが可能と
なる。
【0029】また、制御回路チップの表面上と裏面上の
少なくとも一方に、制御回路チップで発生した熱を放散
するための放熱部材が設けられてもよい。
【0030】上記のように放熱部材を設けることによ
り、前述の各局面の場合と同様に、効率的に放熱を行な
うことが可能となる。
【0031】
【発明の実施の形態】以下、図1〜図9を用いて、この
発明の実施の形態について説明する。
【0032】(実施の形態1)まず図1と図2とを用い
て、この発明の実施の形態1について説明する。図1
は、この発明の実施の形態1におけるDRAMを模式的
に示す斜視図である。
【0033】図1を参照して、半導体基板2の主表面に
はメモリブロック7a〜7hと、制御回路部3とが形成
される。メモリブロック7a〜7h内には、それぞれ複
数のメモリセルが形成される。制御回路部3内には、メ
モリセルの動作制御を行なう制御回路が形成される。
【0034】制御回路部3は、図1に示される態様で
は、8個のメモリブロック7a〜7hに囲まれている。
そして、各メモリブロック7a〜7hと制御回路との信
号遅延が均一となるように制御回路部3は半導体基板2
の中央部に配置されている。しかしながら、制御回路部
3は、各メモリブロックとの信号遅延が均一であれば必
ずしも半導体基板2の中央部に設けられる必要はない。
【0035】本実施の形態1では、制御回路部3の表面
上に接着剤4を介して複数の放熱板5が立設されてい
る。制御回路部3には発熱量の多い制御回路が集中して
いるため、制御回路部3の表面上に選択的に放熱板5を
設けることにより、効率的に熱を放散することが可能と
なる。また、放熱板5は、たとえば銅等の放熱性に優れ
た材質により構成されるが、図1に示されるように制御
回路部3上にのみ選択的に放熱板5を設けることによ
り、放熱板5をチップ1の表面上全面に設ける場合と比
べて放熱板5を縮小することが可能となる。それによ
り、放熱板5自体のコストを削減することも可能とな
る。
【0036】以上のことより、本実施の形態1における
チップ1によれば、制御回路とメモリブロック7a〜7
h間の信号遅延が均一であり、かつ信頼性の高い半導体
記憶装置が低コストで得られる。
【0037】なお、図1に示されるように、ボンディン
グパッド6は放熱板5を取囲むように制御回路部3の表
面上に形成される。しかし、このボンディングパッド6
は、メモリブロック7a〜7h内に配置されてもよい。
【0038】また、放熱板5は、制御回路部3の表面上
に設けられているが、チップ1の裏面でかつ制御回路部
3の裏側に選択的に設けられてもよい。この場合には、
制御回路部3の表面が放熱板5によって覆われないた
め、ボンディングパッド6の配置の自由度が向上する。
【0039】次に、図2を用いて、チップ1をパッケー
ジによって封止した場合について説明する。図2(a)
〜(c)は、上述のチップ1をパッケージによって気密
封止した状態を示す断面図である。なお、本明細書で
は、チップ1を気密封止する絶縁部材のことをパッケー
ジと称する。
【0040】図2(a)を参照して、パッケージ10a
内にチップ1が配置される。パッケージ10aは、積層
セラミック11と、キャップ13とを含む。積層セラミ
ック11の表面上にはメタライズ導体が形成され、これ
と半導体チップ1とがワイヤ12によって電気的に接続
される。パッケージ10aの両端にはリードが設けられ
る。かかる構成において、上記の放熱板5がキャップ1
3を貫通して外部に突出している。このように放熱板5
をパッケージの外部に露出させることにより、放熱板5
からパッケージ10aの周囲の外気中に直接熱を放散す
ることが可能となる。
【0041】次に、図2(b)を参照して、この図に示
されるパッケージ10bは、セラミック15により構成
される。この場合も、セラミック15を貫通して外部に
露出するように放熱板5が設けられる。それにより、上
述の場合と同様の効果が期待できる。
【0042】次に、図2(c)を参照して、この図に示
されるパッケージ16は、モールド樹脂により構成され
る。かかるパッケージ16を採用する場合には、モール
ド樹脂17を貫通してパッケージ16の外部に露出する
ように放熱板5が設けられる。そして、チップ1は、ダ
イパッド18上に配置され、チップ1とリード14とは
ワイヤ12を介して電気的に接続される。この場合に
も、上述の各場合と同様の効果が期待できる。
【0043】(実施の形態2)次に、図3を用いて、こ
の発明の実施の形態2について説明する。図3は、この
発明の実施の形態2におけるDRAMを示す斜視図であ
る。
【0044】図3を参照して、本実施の形態3では、制
御回路部3の周縁部上に複数のバンプ電極20aが設け
られている。一方、チップ1とは別に半導体集積回路1
9が準備される。この集積回路19には、たとえばMP
U,Cache,BIST回路,パリティ用DRAM等
の機能うち少なくとも1つの機能が付与されている。
【0045】半導体集積回路19の表面上にはバンプ電
極20bが形成され、このバンプ電極20bと上記のバ
ンプ電極20aとが融着される。それにより、メモリブ
ロック7a〜7hと制御回路部3とを含むチップ1上に
半導体集積回路19が搭載され、DRAMにMPU等の
機能を選択的に付与することが可能となる。
【0046】また、上述のように、チップ1と半導体集
積回路19とが別個のチップにより構成されるため、チ
ップ1は大量生産によるコストダウンが容易となり、半
導体集積回路19は低コストでしかもDRAMのウェハ
プロセスでは実現困難なバイポーラ素子や高周波素子等
を集積して製造することも可能となる。その結果、低コ
スト多品種小量生産が実現できる。
【0047】なお、本実施の形態2の場合も、上述の実
施の形態1の場合と同様に、放熱板5を半導体集積回路
19の表面上と制御回路部3の裏面上との少なくとも一
方に設けてもよい。それにより、効率的な放熱が行なえ
る。また、ボンディングパッド6は、放熱板5を取囲む
ように半導体集積回路19の表面上に形成されてもよ
い。
【0048】(実施の形態3)次に、図4と図5とを用
いて、この発明の実施の形態3について説明する。図4
は、この発明の実施の形態3におけるマルチチップモジ
ュール(DRAM)23を模式的に示す平面図である。
【0049】図4を参照して、本実施の形態3では、メ
モリセルが形成されるメモリブロックチップ21a〜2
1hと、制御回路が形成される制御回路チップ22とが
設けられている。制御回路チップ22の周縁部上には複
数のボンディングパッド6が設けられ、各メモリブロッ
クチップ21a〜21h上に形成されたボンディングパ
ッド6とワイヤ12を介して電気的に接続される。そし
て、制御回路チップ22とメモリブロックチップ21a
〜21hは、マルチチップモジュール技術によって一体
化されている。なお、メモリブロックチップ21b,2
1fは、他のメモリブロックチップ21a,21c〜2
1e,21gおよび21hとは90°異なる方向に配置
されている。
【0050】上述のようにメモリブロックと制御回路と
を別個のチップに形成することにより、次のような効果
が得られる。
【0051】たとえばメモリブロックチップ21a内に
従来の冗長救済手段によって救済し得ない不良が存在
し、残りのメモリブロックチップ21b〜21hが良品
であった場合に、メモリブロックチップ21aのみを良
品のメモリブロックチップに置換することができる。従
来例では、1つのメモリブロック内に冗長救済手段によ
って救済し得ない不良が存在した場合、他の良品のメモ
リブロックも不良品として破棄しなければならなかっ
た。それに対し、上述のように冗長救済手段によって救
済し得ない不良が存在するメモリブロックチップ21a
のみを選択的に良品のメモリブロックチップと置換でき
るので、残りの良品のメモリブロックチップ21b〜2
1hを有効活用できる。その結果、不良品として破棄し
なければならないメモリブロックを不良のメモリブロッ
クチップ21a内のメモリブロックのみに留めることが
でき、結果として歩留りを向上させることが可能とな
る。
【0052】また、メモリブロックチップ21a〜21
hは、制御回路チップ22と別個のチップとしたため、
大量生産によるコストダウンが容易となる。さらに、制
御回路チップ22を変更するだけで任意の数のメモリブ
ロックチップを制御回路チップ22と接続できる。それ
により、同一のウェハプロセスによるメモリブロックチ
ップを用い、任意の容量のDRAMを得ることもでき
る。
【0053】ここで、図5を用いて、メモリブロックチ
ップ21と制御回路チップ22の構成の一例について説
明する。図5は、メモリブロックチップ21と制御回路
チップ22の構成の一例を示すブロック図である。
【0054】図5を参照して、メモリブロックチップ2
1は、メモリセルアレイ24と、ワード線の選択を行な
うロウデコーダ25と、センスアンプ26と、ビット線
の選択を行なうコラムデコーダ28と、I/Oデコーダ
27とを備える。
【0055】制御回路チップ22は、内部電位発生回路
29と、内部クロック発生回路30と、外部アドレスを
内部アドレスに変換するアドレスバッファ31と、DQ
トランジスタ32と、冗長プログラム回路33と、冗長
アレイ回路34とを含む。冗長アレイ回路34は、冗長
メモリセル(冗長ロウ/コラム)36と、冗長コラムデ
コーダ35と、冗長ロウデコーダ37と、冗長センスア
ンプ38とを含む。
【0056】上記のように、制御回路チップ22内に発
熱量の多い回路を集中させている。そのため、図4にお
いて示されていないが、制御回路チップ22の表面上と
裏面上の少なくとも一方に放熱板5を設けることによ
り、前述の各実施の形態の場合と同様に効率的に放熱を
行なうことが可能となる。
【0057】なお、冗長アレイ回路34は、制御回路チ
ップ22とメモリブロックチップ21の少なくとも一方
に設けられればよい。また、図5に示される回路の中で
発熱量の少ない回路をメモリブロックチップ21内に設
けてもよい。
【0058】(実施の形態4)次に、図6と図7とを用
いて、この発明の実施の形態4について説明する。図6
は、この発明の実施の形態4におけるマルチチップモジ
ュール23を模式的に示す平面図である。
【0059】図6を参照して、本実施の形態4では、冗
長プログラム回路33が制御回路チップ22内にのみ形
成されている。それに伴い、不良アドレスプログラミン
グのための複数のヒューズ40も、制御回路チップ22
内にのみ形成されている。
【0060】冗長プログラム回路33は、各メモリブロ
ックチップ21a〜21h内における不良ロウ/コラム
を冗長ロウ/コラムと置換する機能を有する。冗長ロウ
/コラムは、制御回路チップ22内と各メモリブロック
チップ21a〜21h内の少なくとも一方に設けられれ
ばよい。
【0061】上記のような機能を有する冗長プログラム
回路33を制御回路チップ22に設けることにより、た
とえばメモリブロックチップ21a内における不良ロウ
/コラムを、メモリブロックチップ21b内における冗
長ロウ/コラムと置換することが可能となる。また、冗
長ロウ/コラムが制御回路チップ22内に設けられる場
合には、各メモリブロックチップ21a〜21h内にお
ける不良ロウ/コラムを制御回路チップ22内の冗長ロ
ウ/コラムと置換することが可能となる。それにより、
従来救済し得なかったメモリブロックチップ21a〜2
1hを、制御回路チップ22内あるいは他のメモリブロ
ックチップ21a〜21h内の冗長ロウ/コラムを用い
て救済でき、歩留りを向上させることが可能となる。
【0062】ここで、図7を用いて、冗長プログラム回
路33の構成の一例について説明する。図7は、冗長プ
ログラム回路33の構成の一例を示すブロック図であ
る。
【0063】図7を参照して、冗長プログラム回路33
は、アドレスプログラム部43a,43bと、メモリブ
ロックチップ不活性化信号発生回路44とを含む。アド
レスプログラム部43a,43bは、冗長ロウ/コラム
42のアドレスを記憶し、記憶アドレスと与えられたア
ドレスの一致/不一致を示す信号をメモリブロックチッ
プ不活性化信号発生回路44へ与える。メモリブロック
チップ不活性化信号発生回路44は、アドレスプログラ
ム部43a,43bの出力による冗長ロウ/コラム42
のアクセス指示を検出し、メモリブロックチップ21
a,21bを不活性化する。
【0064】上記のように冗長プログラム回路33がア
ドレスプログラム部43a,43bとメモリブロックチ
ップ不活性化信号発生回路44とを備えることにより、
冗長プログラム回路33によってすべてのメモリブロッ
クチップ21a〜21h内の不良ロウ/コラムと、制御
回路チップ22内の冗長ロウ/コラム42とを置換する
ことが可能となる。それにより、すべてのメモリブロッ
クチップ21a〜21h内の冗長ロウ/コラムでは救済
し得ない不良ロウ/コラムを、制御回路チップ22内の
冗長ロウ/コラム42を用いて救済することが可能とな
る。
【0065】なお、図示していないが、冗長ロウ/コラ
ム42は、各メモリブロックチップ21a〜21h内に
も設けられる。それにより、たとえば図7におけるメモ
リブロックチップ21a内で救済しきれない不良ロウ/
コラムが存在した場合に、メモリブロックチップ21b
内の冗長ロウ/コラムを用いてメモリブロックチップ2
1aを救済することが可能となる。このように、メモリ
ブロックチップ間で不良ロウ/コラムと冗長ロウ/コラ
ムとの置換が行なえる。
【0066】また、冗長ロウ/コラム42は、制御回路
チップ22内あるいはメモリブロックチップ21a〜2
1h内にのみ設けられてもよい。この場合にも、冗長ロ
ウ/コラム42を用いてすべてのメモリブロックチップ
21a〜21h内の不良ロウ/コラムの救済を行なえ
る。
【0067】さらに、上述の冗長プログラム回路33自
体をいずれかのメモリブロックチップ21a〜21h内
に設けることも可能である。この場合にも、上述の場合
と同様の効果が期待できる。さらに、冗長ロウ/コラム
のみを含む冗長メモリブロックチップをマルチチップモ
ジュール23内に設けることも考えられる。この場合に
は、制御回路チップ22内やメモリブロックチップ21
a〜21h内において冗長ロウ/コラム42を設ける領
域を確保する必要がなくなり、各チップの高集積化に寄
与し得る。そればかりでなく、多くの冗長ロウ/コラム
42を準備できるので、不良発生率の高い量産初期であ
っても良品のデバイスを得ることが可能となる。
【0068】(実施の形態5)次に、図8と図9とを用
いて、この発明の実施の形態5について説明する。図8
は、この発明の実施の形態5におけるマルチチップモジ
ュール23の構成を模式的に示す平面図である。
【0069】図8を参照して、本実施の形態5では、上
述の実施の形態4におけるヒューズ40の代わりにアン
チヒューズ素子45が採用されている。それ以外の構成
に関しては上述の実施の形態4と同様である。
【0070】制御回路チップ22は、メモリブロックチ
ップ21a〜21hと別チップであるため、アンチヒュ
ーズ素子を制御回路チップ22内に形成することは容易
である。このアンチヒューズ素子を用いて不良アドレス
のプログラミングを行なうことにより、不良ロウ/コラ
ム救済においてヒューズブローが不要となり、生産性が
向上する。なお、電気的にプログラムできる素子であれ
ば、上記のアンチヒューズ素子以外のものを使用するこ
とができる。
【0071】ここで、図9を用いて、アンチヒューズ素
子等の電気的にプログラム可能な素子を用いたプログラ
ミング方法について説明する。図9は、たとえばUSP
5,631,862に開示のアンチヒューズ回路50を
示す回路図である。このアンチヒューズ回路50におけ
るアンチヒューズ60の代わりに電気的にプログラム可
能な素子を用いることができる。ここで、アンチヒュー
ズとは、キャパシタ状の素子に高電位を印加することに
より、絶縁膜が絶縁破壊してヒューズとして機能するも
のである。
【0072】図9を参照して、アンチヒューズ回路50
は、3つの主要な信号を受ける。トリガ信号T(RA
S)とデバイスイネーブル信号DVC2E、そしてリセ
ット信号RSTである。トリガ信号T(RAS)はロウ
アドレス選択信号RASを遅延させたもので、多くのメ
モリ素子で使われているチップ内信号である。T(RA
S)はアドレス検知中はアクティブ(low)であり、
他の場合はインアクティブ(high)である。デバイ
スイネーブル信号DVC2Eは従来からあるチップ内信
号であり、供給電位Vccのほぼ半分の振幅の信号であ
る。
【0073】T(RAS)、DVC2E、RSTに加え
て、アンチヒューズ回路50は、スイッチャブル信号C
GNDをスイッチャブルノード62で受ける。通常動作
時は、スイッチャブル信号CGNDはアンチヒューズ6
0にリファレンス電位を供給するために接地されてい
る。アンチヒューズ60をブローするときは、スイッチ
ャブル信号CGNDは通常10V以上の高電位となる。
【0074】アンチヒューズ回路50は、2つの主要な
部分からなる。出力ラッチ51とラッチ制御部52であ
る。ラッチ制御部52は、リファレンス経路65,リセ
ット経路67,アンチヒューズセンス経路68を含む。
トランジスタ53のゲートは接地されているので、トラ
ンジスタ53は常時ON状態である。トランジスタ53
は、ノード54とインバータ55の入力との間に挿入さ
れた高抵抗負荷となる。
【0075】通常動作時は、制御トランジスタ56はデ
バイスイネーブル信号DVC2EによってONにされ、
制御ノード57をインバータ55の入力に接続する。制
御トランジスタ56は、トランジスタ53より駆動能力
が高くなるよう設定されている。したがって、インバー
タ55の入力は、制御ノード57の制御電位Vconで
制御される。
【0076】リセットトランジスタ58は高い電流駆動
能力を持ち、チャネル幅がチャネル長に対して十分に大
きい。そのため、直列に連結されたリセットトランジス
タ58と制御トランジスタ56は、リセット信号RST
がhighになるとトランジスタ53に打ち勝ってイン
バータ55の入力を接地電位にできる。
【0077】ドロップトランジスタ59のゲートはVc
cに接続されているので、ドロップトランジスタ59は
常時ON状態である。したがって、ドロップトランジス
タ59は制御ノード57とアンチヒューズ60の間に配
置された抵抗として働く。また、ドロップトランジスタ
59は制御ノード57にかかる最大電位を、供給電位V
ccからドロップトランジスタ59のしきい値電位Vt
を引いた値まで制限する。さらに、ドロップトランジス
タ59は、リセットトランジスタ58とトランジスタ6
1のドレイン・ゲート間電位と、制御トランジスタ56
のソース・ゲート間電位を、ゲート酸化膜が破壊する電
位以下に制限する。
【0078】アンチヒューズ60をブローする前は、ト
リガ信号T(RAS)がhighになり、トランジスタ
61がONになり、トランジスタ63がOFFになる。
次に、リセット信号RSTが短期間highになる。リ
セット信号RSTがhighなので、リセットトランジ
スタ58がONになり、制御電位Vconはlowにさ
れる。したがってインバータ55の入力はlowにされ
る。これにより、出力信号FRはhighになり、切断
トランジスタ64はONになる。リファレンス経路65
は制御ノード57と接地電位を接続する。
【0079】出力ラッチ51がセットされるのに十分な
期間の後、リセット信号RSTがlowに戻り、リセッ
トトランジスタ58をOFFにする。制御ノード57は
トランジスタ61と切断トランジスタ64を介して接地
され続ける。リセット信号RSTがlowに戻ると、ス
イッチャブル信号CGNDは12Vをスイッチャブルノ
ード62に印加してアンチヒューズ60をブローする。
アンチヒューズ60がブローされると抵抗値が低下し、
スイッチャブル信号CGNDは制御ノード57とリファ
レンス経路65を通して接地電位に接続される。
【0080】上述のようにしてアンチヒューズ60がブ
ローされ、ヒューズとしての機能が得られる。このアン
チヒューズ60を電気的に書込可能な素子に置換するこ
とにより、前述のようにヒューズブローを行なうことな
く不良ロウ/コラムを救済できる。
【0081】なお、上述の各実施の形態では、メモリブ
ロックが8個の場合について説明したが、メモリブロッ
クの数は任意に選択可能である。この場合には、各メモ
リブロックと制御回路部間の信号遅延が均一となるよう
に制御回路部を配置する必要がある。また、上述の各実
施の形態では、半導体記憶装置の一例としてDRAMに
本発明を適用する場合について説明を行なったが、SR
AM(Static RandomAccess Memory )等のDRAM以
外の半導体記憶装置にも本発明は適用可能である。さら
に、上述の各実施の形態の特徴を相互に組合せることも
可能である。
【0082】
【発明の効果】この発明に係る半導体記憶装置によれ
ば、1つの局面では、制御回路部上に選択的に放熱部材
が設けられている。それにより、効率的に半導体記憶装
置の放熱が行なわれ、信頼性の高い半導体記憶装置が得
られる。
【0083】この発明に係る半導体記憶装置は、他の局
面では、制御回路部上に第2のチップを有している。こ
のように第2のチップを有することにより、このチップ
にMPU等の機能を選択的に付与することが可能とな
る。それにより、高性能かつ多様な半導体記憶装置が得
られる。
【0084】本発明に係る半導体記憶装置によれば、さ
らに他の局面では、メモリブロックチップと制御回路チ
ップとが設けられる。このようにメモリブロックと制御
回路部とを別個のチップ上に形成することにより、たと
えば1つのメモリブロックチップのみ冗長救済手段によ
って救済し得ない場合にそのメモリブロックチップのみ
を良品のメモリブロックチップと交換するたげで他のメ
モリブロックチップを破棄する必要がなくなる。それに
より、結果として歩留りを向上させることが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1におけるDRAMを
模式的に示す斜視図である。
【図2】 (a)〜(c)は、図1に示されるDRAM
をパッケージにより気密封止した状態を示す断面図であ
る。
【図3】 この発明の実施の形態2におけるDRAMを
模式的に示す斜視図である。
【図4】 この発明の実施の形態3におけるDRAMを
示す平面図である。
【図5】 図4に示されるメモリブロックチップと制御
回路チップの構成の一例を示すブロック図である。
【図6】 この発明の実施の形態4におけるDRAMを
示す平面図である。
【図7】 図6に示される冗長プログラム回路の構成の
一例を示すブロック図である。
【図8】 この発明の実施の形態5におけるDRAMを
示す平面図である。
【図9】 アンチヒューズ回路の回路図である。
【図10】 従来のDRAMの一例を示す平面図であ
る。
【符号の説明】
1 チップ、2 半導体基板、3 制御回路部、4 接
着剤、5 放熱板、6ボンディングパッド、7a〜7h
メモリブロック、10a,10b,16パッケージ、
19 半導体集積回路、20a,20b バンプ電極、
21,21a〜21h メモリブロックチップ、22
制御回路チップ、23 マルチチップモジュール、24
メモリセルアレイ、25 ロウデコーダ、26 セン
スアンプ、27 I/Oデコーダ、28 コラムデコー
ダ、29 内部電位発生回路、30 内部クロック発生
回路、31 アドレスバッファ、32 DQトランジス
タ、33 冗長プログラム回路、34 冗長アレイ回
路、35 冗長コラムデコーダ、36 冗長メモリセル
(冗長ロウ/コラム)、37 冗長ロウデコーダ、38
冗長センスアンプ、40 ヒューズ、42 冗長ロウ
/コラム、43a,43b アドレスプログラム部、4
4 メモリブロックチップ不活性化信号発生回路、45
アンチヒューズ素子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤野 毅 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 谷崎 哲志 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 鶴田 孝弘 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 天野 照彦 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 小林 真子 兵庫県伊丹市荻野1丁目132番地 大王電 機株式会社内

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のメモリセルがそれぞれ形成される
    複数のメモリブロックと、 前記複数のメモリブロックに囲まれ、前記メモリセルの
    動作制御を行なう制御回路が形成される制御回路部と、 前記制御回路部の表面上と裏面上の少なくとも一方に選
    択的に設けられ、前記制御回路部で発生した熱を放散す
    るための放熱部材と、 を備えた、半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 前記半導体記憶装置は、パッケージを備
    え、 前記放熱部材は、前記パッケージを貫通して外部に露出
    する、請求項1に記載の半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】 複数のメモリセルがそれぞれ形成される
    複数のメモリブロックと、該複数のメモリブロックに囲
    まれ前記メモリセルの動作制御を行なう制御回路が形成
    される制御回路部とを含む第1のチップと、 前記制御回路の周囲に形成されたバンプ電極と、 前記バンプ電極を介して前記第1のチップと接続され、
    前記制御回路部上に配置される第2のチップと、 を備えた、半導体記憶装置。
  4. 【請求項4】 前記第2のチップ表面にボンディングパ
    ッドが形成され、 前記第2のチップの表面上と前記制御回路部の裏面上と
    の少なくとも一方に、前記制御回路部あるいは前記第2
    のチップで発生した熱を放散するための放熱部材が設け
    られる、請求項3に記載の半導体記憶装置。
  5. 【請求項5】 複数のメモリセルがそれぞれ形成される
    複数のメモリブロックチップと、 前記メモリブロックチップに囲まれ、前記メモリセルの
    動作制御を行なう制御回路が形成される制御回路チップ
    とを備えた、半導体記憶装置。
  6. 【請求項6】 前記制御回路チップは、前記複数のメモ
    リブロックチップ内の不良ロウ/コラムを救済するため
    の冗長プログラム回路を含む、請求項5に記載の半導体
    記憶装置。
  7. 【請求項7】 前記冗長プログラム回路は、冗長ロウ/
    コラムのアドレスを記憶するアドレスプログラム部と、 前記アドレスプログラム部の出力により前記冗長ロウ/
    コラムアクセス指示を検出し、前記メモリブロックチッ
    プを不活性化するメモリブロックチップ不活性化信号発
    生回路とを含み、 前記アドレスプログラム部は、記憶アドレスと与えられ
    たアドレスの一致/不一致を示す信号を前記メモリブロ
    ックチップ不活性化信号発生回路に与える、請求項6に
    記載の半導体記憶装置。
  8. 【請求項8】 前記制御回路チップは、前記冗長ロウ/
    コラムを含む、請求項6または7に記載の半導体記憶装
    置。
  9. 【請求項9】 前記不良ロウ/コラムのプログラムを電
    気的に書込可能な素子を用いて行ない、前記素子は前記
    制御回路チップに形成される、請求項6または7に記載
    の半導体記憶装置。
  10. 【請求項10】 前記制御回路チップの表面上と裏面上
    の少なくとも一方に、前記制御回路チップで発生した熱
    を放散するための放熱部材が設けられる、請求項5から
    9のいずれかに記載の半導体記憶装置。
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