基于硅通孔的三維集成電路具備低互連延時、高密度、低功耗等優(yōu)勢.然而,由于不成熟的工藝技術(shù),TSV制造堆疊及芯片綁定過程容易引入微孔、泄漏等缺陷,造成TSV故障.并且,這些TSV故障易呈現(xiàn)聚簇分布,嚴(yán)重降低三維集成電路的良率.針對TSV聚簇故障,本文提出了一種新的基于菱形分組器的TSV聚簇故障容錯結(jié)構(gòu).以菱形分組器將TSV蜂窩陣列劃分為若干TSV組,為每組配置相應(yīng)的修復(fù)資源,達(dá)到分散TSV聚簇故障后逐個修復(fù)的目的,并以數(shù)據(jù)選擇器鏈共享修復(fù)資源.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文結(jié)構(gòu)針對聚簇或均勻分布的TSV故障修復(fù)率均達(dá)到了99%,遠(yuǎn)高于同類方法,良好適用于修復(fù)TSV聚簇及均勻故障. 

【文章來源】：微電子學(xué)與計(jì)算機(jī). 2020,37(11)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

一維TSV故障容錯結(jié)構(gòu)

基于蜂窩的TSV容錯結(jié)構(gòu)[13]將TSV按照蜂窩拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)排列,可提高面積利用率,降低TSV之間的峰值噪聲和串?dāng)_.如圖2所示為N層蜂窩單元構(gòu)成的TSV蜂窩陣列,圖中白色圓圈表示STSV,灰色圓圈表示RTSV,箭頭表示存在TSV故障時信號可能的轉(zhuǎn)移方向,即修復(fù)路徑.相鄰TSV之間的間距為p,蜂窩陣列最外層蜂窩單元的中心位置放置RTSV.蜂窩容錯結(jié)構(gòu)的修復(fù)路徑具體可分為三部分.(一)將TSV蜂窩陣列從上至下分為若干行蜂窩單元,第一行蜂窩單元頂點(diǎn)上的信號采用順時針方向轉(zhuǎn)移到相鄰TSV 上,第二行蜂窩單元頂點(diǎn)上的信號則采用逆時針方向轉(zhuǎn)移到相鄰TSV 上,依次類推,相鄰行的信號轉(zhuǎn)移方向順逆時針交替,如圖2中弧形箭頭所示.(二),最外層蜂窩單元頂點(diǎn)上的六個信號都可以向中心RTSV轉(zhuǎn)移,而針對其余蜂窩單元,如圖2左下角所示,位于TSV A、C、E 上的信號可轉(zhuǎn)移到位于中心點(diǎn)G上的STSV,位于點(diǎn)G 上的信號可轉(zhuǎn)移到位于點(diǎn)B、D、F 上的STSV.(三),蜂窩陣列最外圍來自相鄰蜂窩單元頂點(diǎn)上的信號可以互相轉(zhuǎn)移,如圖2雙向箭頭所示,該路徑的長度為 3 ? p .三部分修復(fù)路徑相互配合,同一個信號有多個可選的轉(zhuǎn)移方向,但每個TSV在同一時間只能傳輸一個信號,當(dāng)存在TSV故障時,信號選取最合適的路徑轉(zhuǎn)移.

圖3所示為由37個TSV組成的蜂窩陣列,圖中灰色虛線表示邊長為2、內(nèi)角為60°的菱形分組器.白色圓圈為STSV,灰色圓圈為RTSV,TSV間距為p.將菱形分組器頂點(diǎn)所落的TSV列為一組,如圖中灰色圓圈的 A1-A9及RA列為A組TSV,選取其中的中心位置放置RTSV.注意,由于蜂窩陣列的對稱性,圖中所示的RA與A4均為中心位置,本文選取RA放置RTSV.將菱形分組器以p為步長沿邊平移,依次落到未分組TSV上,即可得到其他組TSV.分組結(jié)果如圖4所示,37個TSV被間隔分為A、B、C、D四組,其中RA、RB、RC、RD分別為A、B、C、D組的RTSV.


本文編號：3253586