[发明专利]具有内置自维护块的集成电路芯片的堆叠芯片模块

说明书

技术领域

所公开的实施例涉及堆叠（stacked）芯片模块，并且更具体地涉及具有集成电路（IC）芯片的堆叠芯片模块，所述集成电路芯片具有可集成和可重新配置的（reconfigurable）内置自维护块（即，内置自测试（BIST）块或内置自修复（BISR）块）。

背景技术

当各个集成电路（IC）芯片被并排安装在印刷电路板（PCB）上时，它们占据大量的表面积。此外，信号通常是通过大型高功率、高速链路在PCB上从IC芯片传递到IC芯片。最近开发的堆叠芯片模块（这里也被称为堆叠芯片封装、三维（3D）芯片堆叠（stack）或3D多芯片模块）允许减小外形尺寸、接口等待时间和功率消耗以及增加带宽。这些优点源于在堆叠芯片模块内使用简单的基于导线的互连（例如，基板通孔（TSV）和微控的塌陷芯片连接（C4连接））来在IC芯片间传递信号的事实。因此，减少了导线延迟，这得到在接口等待时间和功率消耗上的相应减少以及带宽的增加。不幸的是，堆叠芯片模块上的各个IC芯片的自维护（即，自服务，比如自测试和/或自修复）带来了一些特殊的挑战，并且这样的自维护对于确保产品可靠性可能是至关重要的。

发明内容

鉴于上述情况，本文公开了合并了具有可集成和可自动重新配置的内置自维护块（即，内置自测试（BIST）块或内置自修复（BISR）块）的集成电路（IC）芯片的堆叠的堆叠芯片模块的实施例。在堆叠中的IC芯片之间集成内置自维护块允许以堆叠芯片模块级别来服务（例如，自测试或自修复）功能块（例如，存储器阵列）。内置自维护块的自动重新配置还允许即使在与给定IC芯片上的给定内置自维护块相关联的一个或多个控制器已被确定为有缺陷时（例如，在先前的晶元级别服务期间）也以堆叠芯片模块级别来服务在堆叠中的任何IC芯片上的功能块。本文还公开了制造和服务这种堆叠芯片模块的方法的实施例。

更具体地，本文公开了堆叠芯片模块的实施例。在一个实施例中，堆叠芯片模块可以包括集成电路（IC）芯片的堆叠。堆叠中的每个IC芯片可以包括功能块（例如，存储器阵列）、自维护块（例如，内置自测试（BIST）块或内置自修复（BISR）块）、以及多个互连结构。自维护块可以包括用于在晶元级别服务和堆叠芯片模块级别服务期间对功能块服务（例如，所适用的自测试或自修复）的内置自维护电路、用于该内置自维护电路的控制器、以及与该控制器通信的重新配置电路。在每个IC芯片上，该互连结构可以电连接至所述重新配置电路，并可以进一步将所述重新配置电路电连接至堆叠中任何相邻的IC芯片的任何相邻的重新配置电路。

因此，在堆叠芯片模块级别服务期间，在任何给定IC芯片上的重新配置电路可以自动地和有选择地启用该给定IC芯片上的控制器或在堆叠中的另一IC芯片上的另一控制器以与内置自维护电路协作来操作。例如，该重新配置电路可以自动地和有选择地启用与该重新配置电路在相同的IC芯片上的控制器，如果该控制器被先前确定为起作用的（functional）。然而，如果与该重新配置电路在相同的IC芯片上的控制器先前被确定为有缺陷的，则该重新配置电路也可以自动地和有选择地启用堆叠中另一个IC芯片上的另一控制器，特别是堆叠中更低的IC芯片或堆叠芯片中更高的IC芯片上的另一控制器。

在另一个实施例中，堆叠芯片模块可以类似地包括集成电路芯片的堆叠。在这种情况下，堆叠中的每个集成电路芯片可以包括功能块（例如，存储器阵列）、自维护块（例如，内置自测试（BIST）块或内置自修复（BISR）块）、多个第一互连结构和多个第二互连结构。自维护块可以包括用于在晶元级别服务和模块级别服务期间对功能块服务（例如，所适用的自测试或自修复）的内置自维护电路、用于该内置自维护电路的第一控制器和第二控制器、与该第一控制器和内置自维护电路通信的第一重新配置电路、以及与该第一控制器和该第二控制器通信的第二重新配置电路。该第一互连结构可以电连接至第一重新配置电路，并可以进一步将第一重新配置电路电连接至堆叠中任何相邻的IC芯片的任何相邻的第一重新配置电路。类似地，该第二互连结构可以电连接至第二重新配置电路，并可以进一步将第二重新配置电路电连接至堆叠中任何相邻的集成电路芯片上的任何相邻的第二重新配置电路。