[发明专利]半导体装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年8月26日向韩国知识产权局提交的申请号为10-2011-0085678的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明所公开的实施例涉及一种半导体装置，更具体而言，涉及一种使用穿通通孔的3D(3维)半导体装置。

背景技术

为了提高半导体装置的集成度，已经开发了3D(3维)半导体装置，其中将多个芯片层叠并封装在3D(3维)半导体装置中以增加集成度。在3D半导体装置中，由于垂直层叠两个或更多个芯片，所以可以在相同的面积内实现最大的集成度。

可以应用不同的方法来实现3D半导体装置。在其中的一个方法中，层叠多个具有相同结构的芯片，然后使用诸如金属线的导线彼此连接所述多个具有相同结构的芯片以作为一个半导体装置来操作。

近来，已经公开了TSV(穿通硅通孔)型半导体装置，在这种装置中穿通硅通孔被形成为穿通多个层叠的芯片使得所有的层叠芯片彼此电连接。在TSV型半导体装置中，因为穿通硅通孔垂直穿通各个芯片以使各个芯片彼此电连接，所以与利用导线经由外围导线而将各个芯片彼此连接的半导体装置相比，可以有效地减小封装的面积。

因为每个TSV是通过在被定义为穿通电介质物质的通孔孔洞中填充导电材料而形成的，所以TSV本身具有电容。由于这一事实，即使当输入方波形信号时，经由TSV输出的信号显示出近似三角波的波形。尽管当经由TSV传输具有宽脉冲宽度的信号时TSV不显示任何明显的问题，但当传输具有窄脉冲宽度的信号时，可能发生预料不到的故障。

图1是示出根据现有技术经由穿通硅通孔来传输信号的配置图和经由所述配置传输的信号的波形图。传输单元11将分别具有第一脉冲宽度和第二脉冲宽度的输入信号pulse_in1和输入信号pulse_in2输出到穿通硅通孔12。根据所示的实施例，第一脉冲宽度与时钟信号的两个周期2tCK相对应，第二脉冲宽度与时钟信号的一个周期1tCK相对应。因为穿通硅通孔12具有电容，所以穿通硅通孔12不以输入信号pulse_in1和pulse_in2实际的样子来传输输入信号pulse_in1和pulse_in2，而是以三角波形传输输入信号pulse_in1和pulse_in2。接收单元13接收并锁存已传输经过穿通硅通孔12的信号pulse_TSV1和pulse_TSV2，并产生输出信号pulse_out1和pulse_out2。

如图1所示，即使输入信号pulse_in1和pulse_in2是方波形，经由穿通硅通孔12输出的信号pulse_TSV1和pulse_TSV2是三角波形。尽管具有第一脉冲宽度的输入信号pulse_in1在传输经过穿通硅通孔12时变成三角波形，但由于其既有充分宽的脉冲宽度，所以pulse_TSV1波形的峰值仍达到电压电平VDD并维持电压电平VDD和与接收单元13的逻辑阈值相对应的电压电平VSS的平均电平。因此，接收单元13仍能正确地接收并锁存输入信号pulse_in1。然而，在具有第二脉冲宽度的输入信号pulse_in2的情况下，由于输入信号pulse_in2具有窄脉冲宽度，所以其不可能超出接收单元13的逻辑阈值，并因此不可能被接收单元13正确地接收和锁存。此外，即使当输入信号pulse_in2超过接收单元13的逻辑阈值时，但输入信号pulse_in2因为具有窄脉冲宽度，所以锁存的脉冲宽度仍是小的，导致输入信号pulse_in2不能被接收单元13正确地接收。

发明内容

本文描述了一种允许在多个层叠的芯片之中准确实施信号传输的半导体装置。

根据一些实施例，提供了一种半导体装置。所述装置包括传输控制单元，所述传输控制单元被配置成响应于所接收的具有第一脉冲宽度的脉冲信号而产生具有比第一脉冲宽度大的第二脉冲宽度的传输控制信号和具有比第二脉冲宽度大的第三脉冲宽度的同步控制信号。所述装置还包括接收控制单元，所述接收控制单元被配置成响应于同步控制信号而产生接收控制信号。

根据一些实施例，也提供了一种半导体装置，所述半导体装置包括传输控制单元，所述传输控制单元被配置成响应于所接收的脉冲信号而产生第一传输信号和第二传输信号并基于第一传输信号和第二传输信号来产生第一同步信号和第二同步信号。提供的装置还包括接收控制单元，所述接收控制单元被配置成响应于第一同步信号和第二同步信号而产生第一接收信号和第二接收信号。