KR20110076692A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 집적회로에 관한 것으로, 특히 범프 패드를 구비한 반도체 집적회로의 테스트 관련 기술에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor integrated circuits, and more particularly, to a test related technology of a semiconductor integrated circuit having bump pads.
오늘날 전자제품의 급속한 발달을 가능케 한 4가지 핵심기술로 반도체 기술, 반도체 패키징 기술, 제조기술, 소프트웨어 기술을 들 수 있다. 반도체 기술은 마이크론 이하의 선폭, 백만개 이상의 셀, 고속, 많은 열 방출 등으로 발달하고 있으나 상대적으로 이를 패키지하는 패키징 기술은 낙후되어 있어, 반도체의 전기적 성능이 반도체 자체의 성능보다는 패키징과 이에 따른 전기 접속에 의해 결정되고 있다. 실제로 고속 전자제품의 전체 전기신호의 지연은 50% 이상이 칩과 칩 사이에서 발생하는 패키지 지연에 의해 발생하며 이는 향후 시스템의 크기가 큰 경우, 80% 이상으로 예상되고 있으므로 패키징 기술의 중요성이 더하고 있다.Four key technologies that enable the rapid development of electronics today are semiconductor technology, semiconductor packaging technology, manufacturing technology and software technology. Semiconductor technology is developing with sub-micron line widths, more than one million cells, high speeds, and much heat dissipation. It is decided by. Indeed, the overall electrical signal delay of high-speed electronics is caused by package delays between 50% and more, which is expected to be more than 80% for large systems in the future. have.
디지털 네트워크 정보시대의 도래에 따라 멀티미디어 제품, 디지털 가전, 개인용 디지털 기기 등의 제품이 급속히 성장하고 있다. 이와 같은 제품들은 매우 작 은 크기, 전기적 고성능, 고기능, 저가 등의 특성을 요구한다. 이러한 요구를 만족시키기 위해서 개발된 패키지 방식 중 하나가 칩온칩(chip on chip) 패키지 방식이다. 이 방식을 이용하면 대용량의 메모리를 로직 IC와 함께 같은 패키지에 담을 수 있다. 또한 메모리와 로직 간의 데이터 전송 속도도 매우 빠르다. 최근까지 메모리와 로직을 같은 패키지에 실장하려면 DRAM 기술을 사용하는 SoC(System on Chip)나 와이어 본딩으로 칩을 서로 연결하는 SiP(System in Package)방법을 사용해야 했다. 각각의 방법대로 나름의 장단점을 가지고 있지만 메모리 칩과 로직 IC 간 고속 데이터 전송과 대용량 메모리를 동시에 달성하기는 쉽지 않았다. 하지만 CoC 패키징 기술은 이 두가지 요건을 동시에 충족하며 '복합 DRAM(Merged DRAM)'보다 제조 비용을 크게 절감할 수 있다.With the advent of the digital network information age, products such as multimedia products, digital home appliances, and personal digital devices are growing rapidly. These products require very small size, high electrical performance, high performance and low cost. One of the package methods developed to satisfy these requirements is a chip on chip package method. This approach allows a large amount of memory to be packed together with a logic IC in the same package. The data transfer rate between memory and logic is also very fast. Until recently, mounting memory and logic in the same package required using a system on chip (SoC) using DRAM technology or a system in package (SiP) method of connecting the chips together using wire bonding. Each method has its advantages and disadvantages, but it was not easy to achieve high-speed data transfer and large memory at the same time between the memory chip and logic IC. CoC packaging technology, however, meets both requirements at the same time and can significantly lower manufacturing costs than 'Merged DRAM'.
CoC 패키징 기술로 고속 데이터 전송과 대용량 메모리를 동시에 달성할 수 있었던 이유는 메모리 칩이 마이크로 범프를 통해 연결된 로직 IC와 적층되어 있기 때문이다. 개별 메모리 칩을 사용함으로써 복합 DRAM의 메모리 용량 제한을 근본적으로 없앨 수 있다. 또한 비트폭을 더 크게 하고 마이크로 범프의 양을 늘리는 방법으로 데이터의 전송 속도를 더 빠르게 할 수 있다. 이는 마이크로 범프의 직경이 겨우 수십 마이크로미터(㎛)에 불과해서 저항, 인덕턴스, 기생 커패시턴스 및 기타 특성이 낮으므로 동작 주파수를 높이기가 더 수월하기 때문이다. 여기에서 범프란 반도체칩을 다른 반도체칩과 직접 접속하기 위한 전도성 돌기를 말한다.The CoC packaging technology enabled both high-speed data transfer and large memory at the same time because the memory chips were stacked with logic ICs connected via micro bumps. By using discrete memory chips, the memory capacities of complex DRAMs can be removed essentially. In addition, by increasing the bit width and increasing the amount of micro bumps, data can be transmitted faster. This is due to the fact that the micro bumps are only a few tens of micrometers (μm) in diameter, resulting in lower resistance, inductance, parasitic capacitance and other characteristics, making it easier to increase the operating frequency. Herein, bump refers to a conductive protrusion for directly connecting a semiconductor chip with another semiconductor chip.
CoC 기술을 사용하여 메모리 칩과 로직 칩을 접속하기 위해서는 각각의 칩에 범프를 형성한 후 메모리 칩과 로직 칩을 서로 접속하여 하나의 칩으로 형성한다. 메모리의 경우 그 동작을 보장하기 위해 테스트를 실시하는데 CoC 기술을 사용할 경우 범프를 통해 데이터의 입출력이 이루어진다. 하지만 범프의 사이즈가 매우 작기 때문에 테스트를 하는데 문제점이 발생할 수 있다. 종래의 반도체 테스트 장비로는 범프의 사이즈가 너무 작아 테스트용 프로브를 범프에 프로빙 할 수 없기 때문이다.In order to connect a memory chip and a logic chip using CoC technology, bumps are formed on each chip, and then the memory chip and the logic chip are connected to each other to form a single chip. In the case of memory, the test is conducted to ensure its operation. When using CoC technology, data is inputted and outputted through bumps. However, the bumps are so small that you can run into problems with testing. This is because the bumps of the conventional semiconductor test equipment are too small to probe the test probe into the bumps.
본 발명은 입/출력 범프 패드를 구비한 반도체 집적 회로의 웨이퍼 레벨 테스트가 가능하게 하는 반도체 집적 회로를 제공하고자 한다.The present invention seeks to provide a semiconductor integrated circuit that enables wafer level testing of a semiconductor integrated circuit having input / output bump pads.
본 발명의 일 측면에 따르면, 데이터 입/출력을 위한 범프 패드, 입/출력 프로브 테스트를 위한 프로브 패드, 내부회로로부터 전달된 데이터를 상기 범프 패드 또는 상기 프로브 패드로 출력하기 위한 데이터 출력부, 범프 패드 또는 프로브 패드를 통해 입력된 데이터를 내부회로로 전달하기 위한 데이터 입력부 및 프로브 테스트 모드 신호에 응답하여 데이터 출력부 및 데이터 입력부와 프로브 패드를 연결하기 위한 스위칭부를 구비하며, 스위칭부는 트랜스미션 게이트인 것을 특징으로 하는 반도체 집적 회로가 제공된다.According to an aspect of the present invention, a bump pad for data input / output, a probe pad for input / output probe test, a data output unit for outputting data transmitted from an internal circuit to the bump pad or the probe pad, bump And a data input unit for transferring the data input through the pad or the probe pad to the internal circuit, and a switching unit for connecting the data output unit and the data input unit and the probe pad in response to the probe test mode signal, wherein the switching unit is a transmission gate. A semiconductor integrated circuit is provided.
본 발명은 테스트용 프로브 패드를 이용하여 웨이퍼 레벨에서의 테스트를 가능하게 함과 아울러 스위칭부를 트랜스미션 게이트로 구성하여 신호의 지연 없이 빠른 동작속도를 확보하는 효과가 있다. The present invention enables the test at the wafer level by using the test probe pad, and the switching unit is configured as a transmission gate to secure a fast operation speed without signal delay.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블럭도이다.1 is a block diagram according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예는 범프 패드(110), 프로브 패드(120), 데이터 출력부(130), 데이터 입력부(140), 스위칭부(150)를 구비하고 있다.Referring to FIG. 1, an embodiment of the present invention includes a
도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대한 동작을 설명한다. An operation of an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1.
먼저 범프란 반도체 칩을 다른 반도체 칩과 직접 접속하기 위한 전도성 돌기를 말한다. 범프의 사이즈는 매우 작으며, 일 예로 마이크로 범프의 경우 직경이 수십 마이크로미터(㎛)에 불과하다.Firstly, bumps are conductive protrusions for directly connecting semiconductor chips with other semiconductor chips. The bumps are very small in size, for example micro-bumps are only a few tens of micrometers in diameter.
범프 패드(110)는 반도체 칩(ex:메모리 칩)과 외부 시스템(ex:로직 IC)사이에 데이터가 입/출력되는 패드를 의미한다. 하나의 범프 패드를 통해 데이터의 입/출력이 이루어진다. 프로브 패드(120)는 반도체 테스트 장비의 탐침을 수용할 수 있을 정도의 크기를 가진 패드를 의미한다.The
먼저 외부 시스템과 반도체 칩 사이의 데이터 입/출력 동작을 설명한다.First, data input / output operations between an external system and a semiconductor chip will be described.
데이터 출력 동작은 먼저 글로벌 입출력 라인(GIO<0:n>)에 실려온 데이터를 데이터 출력부(130)에서 입력받아 제어하여 출력 타이밍에 맞춰 범프 패드(110)로 출력한다. In the data output operation, first, data loaded on the global input / output lines GIO <0: n> is received from the
데이터 입력 동작은 외부 시스템으로부터 범프 패드(110)를 통해 데이터가 인가 되어 데이터 입력부(140)로 입력된다. 데이터 입력부(140)에서는 입력받은 데이터를 제어하여 글로벌 입출력 라인(GIO<0:n>)으로 출력한다.In the data input operation, data is applied to the
위와 같이 외부 시스템과 반도체 칩 사이의 데이터 입/출력 동작시에는 스위칭부(150)는 턴 오프(turn off)되어 프로브 패드(120)의 존재는 데이터 전달 경로에 영향을 주지 않는다.In the data input / output operation between the external system and the semiconductor chip as described above, the
다음으로 테스트시 동작을 설명한다.Next, the operation during the test will be described.
먼저 프로브 테스트 모드 신호(TM)에 응답하여 스위칭부(150)는 턴 온(turn on)된다. 따라서 프로브 패드(120)과 데이터 출력부(130) 및 데이터 입력부(140) 사이에 데이터 전달 경로가 형성된다. 그 후 프로브 패드(120)를 테스트 장비의 프로브를 탐침하여 테스트 장비와 반도체 칩 사이에서 데이터의 입/출력이 이루어져 반도체 칩의 테스트가 이루어지게 된다.First, the
스위칭부(150)는 프로브 패드(110)와 데이터 입력부(130) 및 데이터 출력부(140) 사이에 데이터 전달경로를 형성하기 위한 트랜스미션 게이트(TG)와 프로브 테스트 모드 신호(TM)에 의해 트랜스미션 게이트(TG)를 제어하기 위한 인버터(INV)로 구성되어 있다.The
스위칭부(170)를 하나의 트랜스미션 게이트와 하나의 인버터만을 이용해서 구현함으로써, 프로브 테스트 모드 신호(TM)의 지연을 최소화할 수 있으며, 보다 작은 면적으로 구현이 가능함으로 인한 면적 상 이득이 발생한다.By implementing the switching unit 170 using only one transmission gate and one inverter, the delay of the probe test mode signal TM can be minimized, and the gain in area is generated due to the smaller area. .
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 블럭도이다.3 is a block diagram according to another embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예는 범프 패드(110)와 연결된 정전방 전보호회로(160), 프로브 패드(120)와 스위칭부(150) 사이에 연결된 정전방전 보호회로(160)를 더 포함하는 것을 제외하고는 도 1의 구성과 동일하다.Referring to FIG. 3, another embodiment of the present invention is an electrostatic
정전방전(electro static discharge:ESD)이란 정전기에 의한 방전현상을 의미하며, ESD가 반도체 칩에서 발생되는 경우 소자의 파괴를 유발할 수 있다. 입력 또는 출력회로와 연결되어 있는 외부 패드에 순간적으로 발생된 고전압의 정전기는 반도체 소자, 특히 모스(MOS)소자의 경우 게이트 절연막 파괴를 유발할 수 있으며, 정전기에 의한 과도전류는 입력 또는 출력 회로의 일부분의 파괴를 유발할 수 있다. 따라서 이러한 ESD에 의한 손상으로부터 반도체를 보호하기 위한 정전방전 보호회로를 데이터의 입력 및 출력단에 구비한다.Electrostatic discharge (ESD) refers to a discharge phenomenon caused by static electricity, and may cause device destruction when ESD is generated in a semiconductor chip. High voltage static electricity generated momentarily on an external pad connected to an input or output circuit may cause a gate insulating layer breakdown in a semiconductor device, particularly a MOS device, and a transient current caused by static electricity may be a part of an input or output circuit. May cause destruction. Therefore, an electrostatic discharge protection circuit is provided at the input and output ends of the data to protect the semiconductor from such damage caused by ESD.
본 발명의 기술 사상은 상기 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나 상기 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상 범위 내의 다양한 실시가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical spirit of the present invention has been described in detail according to the above embodiments, it should be noted that the above embodiments are for the purpose of description and not for the limitation. In addition, it will be understood by those skilled in the art that various implementations within the technical scope of the present invention are possible.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블럭도.1 is a block diagram according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 블럭도.2 is a block diagram according to another embodiment of the present invention.
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KR1020090133449A KR20110076692A (en) | 2009-12-29 | 2009-12-29 | Semiconductor integrated circuit |
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Cited By (3)
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US9279855B2 (en) | 2013-08-30 | 2016-03-08 | SK Hynix Inc. | Semiconductor integtrated circuit including test pads |
US9841460B2 (en) | 2014-08-28 | 2017-12-12 | SK Hynix Inc. | Integrated circuit |
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2009
- 2009-12-29 KR KR1020090133449A patent/KR20110076692A/en not_active Application Discontinuation
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