多芯片封装、测试系统及其操作方法
多芯片封装、测试系统及其操作方法
【专利说明】多芯片封装、测试系统及其操作方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2014年10月1日提交的申请号为10_2014_0132552的韩国专利申请的优先权，其整体内容通过引用合并于此。
技术领域
[0003]本发明的示例性实施例涉及半导体设计技术，且更具体地，涉及一种包括多个半导体芯片的多芯片封装及其操作方法，以及一种测试系统及其操作方法。
【背景技术】
[0004]为了满足用户需求，正在以各种方法开发包括双数据速率同步动态随机存储器(DDR SDRAM)器件的半导体器件。在这些进展中有封装技术，且近来多芯片封装已经被引入。在多芯片封装中，多个半导体芯片被实施于单个芯片中。具有存储器功能的多个存储器芯片被用来增加存储能力，或者具有不同功能的多个半导体芯片被用于提升性能。多芯片封装可以分类为单层多芯片封装和多层多芯片封装。单层多芯片封装通过在平面上安置多个半导体芯片而形成，而多层多芯片封装通过层叠多个半导体芯片而形成。
[0005]当使用多个半导体芯片形成多层多芯片封装时，半导体芯片的输入/输出端子是相互引线键合的。然而，由于引线键合就高速度和噪声而言是不利的，因此使用穿通硅通孔(TSV)将多层多芯片封装中的半导体芯片相互耦合。然而，TSV形成为穿过两个或者更多个半导体芯片，因此在TSV连接中可能出现故障。因此，开发用于检测和修复TSV连接故障的技术是必要的。
【发明内容】
[0006]各种实施例针对一种多芯片封装以及其操作方法，所述多芯片封装能够检测多个穿通硅通孔(TSV)的连接状态，并当TSV中出现连接故障时对连接故障执行修复操作。
[0007]各种实施例针对一种测试系统及其操作方法，所述测试系统能够通过基于来自多芯片封装的TSV的连接状态来计算要修复的目标TSV的数目而控制用于测试操作的命令信号何时被使能的定时。
[0008]依据本发明的一个实施例，一种多芯片封装可以包括:通过正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔相互耦合的多个半导体芯片；适用于检测正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔的连接状态的状态检测器件；以及适用于将正常穿通硅通孔的连接状态与修复穿通硅通孔的连接状态相比较、并控制是否执行修复操作的修复控制器件。
[0009]在测试操作中，测试数据可以被施加于各个正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔。
[0010]状态检测器件可以包括第一正常/故障检测器以及第二正常/故障检测器，所述第一正常/故障检测器适用于接收经由正常穿通硅通孔传送的测试数据并生成第一检测信号，所述第二正常/故障检测器适用于接收经由修复穿通硅通孔传送的测试数据并生成第二检测信号。
[0011]修复控制器件可以包括正常/故障计数器、使能控制器和控制信号生成器，所述正常/故障计数器适用于接收状态检测器件的输出信号并对故障的正常穿通硅通孔的数目以及正常操作的修复穿通硅通孔的数目计数，所述使能控制器适用于将故障的正常穿通硅通孔的数目与正常操作的修复穿通硅通孔的数目相比较并生成使能控制信号，所述控制信号生成器响应于使能控制信号而被使能，适用于生成用于控制正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔的修复操作的修复控制信号。
[0012]依据本发明的另一个实施例，一种操作包括通过正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔相互耦合的多个半导体芯片的多芯片封装的方法，所述方法可以包括:检测正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔的连接状态；以及将正常穿通硅通孔的连接状态与修复穿通硅通孔的连接状态相比较，并控制是否执行修复操作。
[0013]所述操作多芯片封装的方法还可以包括:施加测试数据给各个正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔。
[0014]连接状态的检测可以包括:接收经由正常穿通硅通孔传送的测试数据并生成第一检测信号；以及接收经由修复穿通硅通孔传送的测试数据并生成第二检测信号。
[0015]连接状态的比较可以包括:接收对应于连接状态的检测信号并对故障的正常穿通硅通孔的数目和正常操作的修复穿通硅通孔的数目计数；将故障的正常穿通硅通孔的数目与正常操作的修复穿通硅通孔的数目相比较，并生成使能控制信号；以及响应于使能控制信号以生成用于控制正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔的修复操作的修复控制信号。
[0016]依据本发明的又一个实施例，一种操作包括通过正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔相互耦合的多个半导体芯片的多芯片封装的方法，所述方法可以包括:对各个正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔施加测试数据；基于测试数据来确定故障的正常穿通硅通孔的数目、正常操作的正常穿通硅通孔的数目、故障的修复穿通硅通孔的数目、以及正常操作的修复穿通硅通孔的数目；基于故障的正常穿通硅通孔的数目、正常操作的正常穿通硅通孔的数目、故障的修复穿通硅通孔的数目、和正常操作的修复穿通硅通孔的数目来决定是否执行修复操作以产生决定结果；以及基于决定结果来执行修复操作。
[0017]决定是否执行修复操作，可以将故障的正常穿通硅通孔的数目与正常操作的修复穿通硅通孔的数目相比较。
[0018]所述操作多芯片封装的方法还可以包括:基于故障的正常穿通硅通孔的数目、正常操作的正常穿通硅通孔的数目、故障的修复穿通硅通孔的数目、以及正常操作的修复穿通硅通孔的数目来检测执行修复操作所花费的时间。
[0019]依据本发明的再一个实施例，一种测试系统可以包括多芯片封装和测试器件，所述多芯片封装包括:通过正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔相互耦合的多个半导体器件，适用于检测正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔的连接状态的状态检测器件，以及适用于将正常穿通硅通孔的连接状态与修复穿通硅通孔的连接状态相比较、并控制是否执行修复操作的修复控制器件，所述测试器件适用于接收正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔的连接状态并控制何时对多芯片封装执行测试操作。
[0020]测试器件可以包括:适用于接收正常穿通硅通孔的连接状态和修复穿通硅通孔的连接状态、并对故障的正常穿通硅通孔的数目和正常操作的修复穿通硅通孔的数目计数的正常/故障计数器；适用于基于正常/故障计数器的输出信号来计算要修复的目标穿通硅通孔的数目的修复时间计算器；以及适用于基于要修复的目标穿通硅通孔的数目来生成用于控制多芯片封装的操作的命令信号的命令生成器。
[0021]命令信号可以对应于多芯片封装的至少一个操作，且可以基于要修复的目标穿通硅通孔的数目而控制命令信号何时被使能的定时。
[0022]依据本发明的再另一个实施例，提供了一种操作用于多芯片封装的测试系统的方法以及一种测试器件，所述多芯片封装包括通过正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔相互耦合的多个半导体芯片，所述方法可以包括:开始第一测试操作；通过对故障的正常穿通硅通孔的数目、正常操作的正常穿通硅通孔的数目、故障的修复穿通硅通孔的数目、和正常操作的修复穿通硅通孔的数目计数来决定是否执行修复操作；基于故障的正常穿通硅通孔的数目、正常操作的正常穿通硅通孔的数目、故障的修复穿通硅通孔的数目、和正常操作的修复穿通硅通孔的数目来计算执行编程操作所花费时间以产生操作时间计算结果；执行编程操作；以及基于操作时间计算结果而开始第二测试操作。
[0023]操作测试系统的方法还可以包括:基于操作时间计算结果而开始第三测试操作，其中第二测试操作的操作区段与第一测试操作的操作区段不同，而第三测试操作和第一测试操作共享同一操作区段。
[0024]操作测试系统的方法还可以包括:基于执行编程操作所花费的时间来生成对应于第二测试操作和第三测试操作的命令信号。
[0025]执行编程操作所花费时间对应于正常穿通硅通孔中的要修复的目标穿通硅通孔的数目。
[0026]决定是否执行修复操作，可以将故障的正常穿通硅通孔的数目与正常操作的修复穿通硅通孔的数目相比较。
[0027]在决定是否执行修复操作时，可以将故障的正常穿通硅通孔的数目与正常操作的修复穿通硅通孔的数目相比较。
【附图说明】
[0028]图1是图示依据本发明的一个实施例的多芯片封装的方框图。
[0029]图2是图示图1所示的状态检测器件的方框图。
[0030]图3是图示图1所示的修复控制器件的方框图。
[0031]图4示出了描述图3所示的使能控制信号和正常/故障计数器的输出信号之间的关系的表格。
[0032]图5是图示图1所示的多芯片封装的操作的时序图。
[0033]图6是图示依据本发明的一个实施例的测试系统的方框图。
[0034]图7是图示图6所示的测试器件的方框图。
[0035]图8示出了图7所示的测试器件的操作。
[0036]图9是描述图8的测试操作的流程图。
【具体实施方式】
[0037]下面将参考附图对本发明的示例性实施例进行更加详细地描述。然而，本发明可以采用各种形式实现，且不应解释为局限于本文中列出的实施例。确切地说，这些实施例的提供是为了使得本公开更加彻底、完整，并将本发明的范围完全传达给本领域技术人员。贯穿整个公开内容，相同的附图标记贯穿本发明的各图和实施例指代相同的部分。
[0038]图1是图示依据本发明的一个实施例的多芯片封装的方框图。
[0039]参见图1，多芯片封装包括多个半导体芯片110，状态检测器件120和修复控制器件130。在下文中，为了更简单地解释本发明的构思，将使用具有三个半导体芯片111、112和113的多芯片封装的例子。然而，这只是一个例子，本发明可以应用于具有两个或者更多个半导体芯片的多芯片封装。
[0040]第一到第三半导体芯片111、112和113通过多个穿通硅通孔(TSV) TSV_NR和TSV_RP相互耦合并相互共享信号，且通过穿通硅通孔TSV_NR和TSV_RP接收所需的信号。穿通硅通孔TSV_NR和TSV_RP包括正常穿通硅通孔TSV_NR和修复穿通硅通孔TSV_RP。提供正常穿通硅通孔以执行用于初始预期用途的正常操作。额外提供修复穿通硅通孔TSV_RP以替换正常穿通硅通孔TSV_NR中的具有不佳连接状态的穿通硅通孔。图1示出了 3个修复穿通硅通孔TSV_RP以及多于3个的正常穿通硅通孔TSV_NR。
[0041 ] 状态检测器件120检 测正常穿通硅通孔TSV_NR和修复穿通硅通孔TSV_RP的连接状态，并生成对应于正常穿通硅通孔TSV_NR的连接状态的第一检测信息INF_NR及对应于修复穿通硅通孔TSV_RP的连接状态的第二检测信息INF_RP。穿通硅通孔的连接状态告知穿通硅通孔是否正确地连接，也就是穿通硅通孔是处于正常连接状态还是故障连接状态。因此，第一检测信息INF_NR具有关于各个正常穿通硅通孔TSV_NR是处于正常连接状态还是故障连接状态的信息，在下文中这被称作正常/故障信息。第二检测信息INF_RP具有各个修复穿通硅通孔TSV_RP的正常/故障信息。
[0042]修复控制器件130将从状态检测器件120输出的第一检测信息INF_NR与第二检测信息INF_RP相比较，并生成用于控制是否对正常穿通硅通孔TSV_NR和修复穿通硅通孔TSV_RP执行修复操作的修复控制信号CTR_RP。修复控制器件130接收第一检测信息INF_NR和第二检测信息INF_RP、对连接状态为正常的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目以及具有故障连接状态的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目计数、并对连接状态为正常的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目以及具有故障连接状态的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目计数。换句话说，通过计数操作，当故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目等于或者小于正常修复穿通硅通孔TSV_RP的数目时，修复控制信号CTR_RP被使能。第三半导体芯片113响应于使能的修复控制信号CTR_RP以执行修复操作。
[0043]此处，接收修复控制信号CTR_RP的第三半导体芯片113包括用于执行修复操作的修复电路。修复电路可以包括用于存储正常穿通硅通孔中的要修复的目标正常穿通硅通孔的地址的电路，以及用于在访问目标正常穿通硅通孔时控制修复穿通硅通孔被访问而不是目标正常穿通硅通孔被访问的电路。
[0044]依据本发明的实施例的多芯片封装可以将正常穿通硅通孔TSV_NR的连接状态与修复穿通硅通孔TSV_RP的连接状态相比较，并控制是否执行修复操作。
[0045]图2是图示图1所示的状态检测器件120的方框图。
[0046]参见图2，状态检测器件120包括用于生成第一检测信息INF_NR的第一正常/故障检测器210和用于生成第二检测信息INF_RP的第二正常/故障检测器220。
[0047]第一正常/故障检测器210包括分别与正常穿通硅通孔TSV_NR耦合的多个D触发器，第二正常/故障检测器220包括分别与修复穿通硅通孔TSV_RP耦合的多个D触发器。各个D触发器同步于内部时钟信号ICLK执行移位操作。第一检测信息INF_NR和第二检测信息INF_RP通过移位操作而生成。
[0048]正常穿通硅通孔TSV_NR和修复穿通硅通孔TSV_RP被控制为在测试操作期间接收预定的测试数据。也就是说，各个预定的测试数据被控制为经过正常穿通硅通孔TSV_NR和修复穿通硅通孔TSV_RP中的对应的一个，并被传送给第一正常/故障检测器210和第二正常/故障检测器220中的对应的一个。因此，如果在正常穿通硅通孔TSV_NR和修复穿通硅通孔TSV_RP中出现故障，则预定的测试数据不会被传送给第一正常/故障检测器210和第二正常/故障检测器220。因此，通过第一正常/故障检测器210和第二正常/故障检测器220的移位操作生成的第一检测信息INF_NR和第二检测信息INF_RP分别具有关于正常穿通硅通孔TSV_NR和修复穿通硅通孔TSV_RP的正常/故障信息。
[0049]图3是图示图1所示的修复控制器件130的方框图。
[0050]参见图3，修复控制器件130包括正常/故障计数器310、使能控制器320和控制信号生成器330。
[0051]正常/故障计数器310接收第一检测信息INF_NR并对正常操作的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目和故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目计数，以及接收第二检测信息INF_RP并对正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目和故障的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目计数。然后，正常/故障计数器310为使能控制器320提供计数值，具体地，是故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目NR_F_EA和正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目RP_P_EAo
[0052]使能控制器320将故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目NR_F_EA与正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目RP_P_EA相比较，并生成使能控制信号EN。使能控制信号EN被使能的条件可以取决于设计方案，为了描述的方便，此处假定当故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目NR_F_EA等于或者小于正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目RP_P_EA时使能控制信号EN被使能。
[0053]控制信号生成器330响应于使能控制信号EN而被使能，并基于第一检测信息INF_NR和第二检测信息INF_RP来生成用于控制对正常穿通硅通孔TSV_NR和修复穿通硅通孔TSV_RP的修复操作的修复控制信号CTR_RP。修复控制信号CTR_RP响应于使能控制信号EN而被使能。例如，如果使能控制信号EN被禁止，则修复控制信号CTR_RP不被使能。
[0054]依据本发明的实施例的多芯片封装可以基于故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目NR_F_EA和正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目RP_P_EA来控制是否执行修复操作。
[0055]图4示出了描述图3所示的使能控制信号EN与正常/故障计数器310的输出信号NR_F_RA和RP_P_EA之间的关系的表格。
[0056]参见图4，在情况①，故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目NR_F_EA是‘2’，正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目RP_P_EA是‘3’。在情况①，由于数目NR_F_EA小于数目RP_P_EA，因此使能控制信号EN被使能。响应于使能控制信号EN的使能，修复控制信号CTR_RP被使能且执行修复操作。
[0057]在情况②，故障的正常穿通硅通孔的数目NR_F_EA是‘3’，正常操作的修复穿通硅通孔的数目RP_P_EA是‘2’。在情况②，由于数目NR_F_EA大于数目RP_P_EA，因此使能控制信号EN被禁止。响应于使能控制信号EN的禁止，修复控制信号CTR_RP被禁止且不执行修复操作。
[0058]在情况③，由于故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目NR_F_EA与正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目RP_P_EA相同，因此使能控制信号EN被使能。在这种情况下，响应于使能控制信号EN的使能，修复控制信号CTR_RP被使能且执行修复操作。
[0059]如情况①、②和③中所示，当故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目NR_F_EA等于或者小于正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目RP_P_EA时，使能控制信号EN被使能，且响应于使能控制信号EN的使能而执行修复操作。
[0060]以此方式，依据本发明的实施例的多芯片封装能够基于故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目NR_F_EA和正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目RP_P_EA来决定是否执行修复操作。
[0061]图5是图示图1所示的多芯片封装的操作的时序图。
[0062]参见图1到图5，多芯片封装的操作包括施加测试数据的步骤S510、确定正常操作的穿通硅通孔的数目和故障的穿通硅通孔的数目的步骤S520、决定是否执行修复操作的步骤S530、和执行修复操作的步骤S540。
[0063]在步骤S510中，将测试数据施加于各个穿通硅通孔，其包括正常穿通硅通孔TSV_NR和修复穿通硅通孔TSV_RP。
[0064]在步骤S520中，确定正常操作的穿通硅通孔的数目和故障的穿通硅通孔的数目。通过检测经由正常穿通硅通孔TSV_NR传送的测试数据来确定故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目NR_E_EA，以及通过检测经由修复穿通硅通孔TSV_RP传送的测试数据来确定正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目RP_P_EA。
[0065]在步骤S530中，基于故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目NR_F_EA和正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目RP_P_EA来决定是否执行修复操作。当数目NR_F_EA等于或者小于数目RP_P_EA时，使能控制信号EN被使能以执行修复操作(“是”)。当数目NR_F_EA大于数目RP_P_EA时，使能控制信号EN被禁止以使得不执行修复操作(“否”)。
[0066]在步骤S540中，响应于使能控制信号EN的使能来执行修复操作。也就是，当使能控制信号EN被使能时执行修复操作。当使能控制信号EN被禁止时，不执行修复操作。
[0067]以这种方式，依据本发明的实施例的多芯片封装可以基于故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目NR_F_EA和正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目RP_P_EA来自动决定是否执行修复操作，并基于决定结果来执行修复操作。
[0068]图6是图示依据本发明的一个实施例的测试系统的方框图。
[0069]参见图6，测试系统包括多芯片封装610和测试器件620。
[0070]多芯片封装610包括通过正常穿通硅通孔TSV_NR和修复穿通硅通孔TSV_RP相互耦合的多个半导体芯片。多芯片封装610可以大体具有图1所示的多芯片封装的结构。多芯片封装610生成具有关于正常穿通硅通孔TSV_NR的正常/故障信息的第一检测信息INF_NR，以及具有关于修复穿通硅通孔TSV_RP的正常/故障信息的第二检测信息INF_RP。[0071 ] 测试器件620接收关于正常穿通硅通孔TSV_NR和修复穿通硅通孔TSV_RP的连接状态的第一检测信息INF_NR和第二检测信息INF_RP，并生成命令信号CMD。命令信号CMD是用于控制多芯片封装610的信号，且这里假定命令信号CMD控制不同测试操作的初始操作。
[0072]依据本发明的实施例的测试系统可以基于正常穿通硅通孔TSV_NR和修复穿通硅通孔TSV_RP的连接状态来控制何时执行测试操作的定时。
[0073]图7是图示图6所示的测试器件620的方框图。
[0074]参见图7，测试器件620包括正常/故障计数器710，修复时间计算器720和命 令生成器730。
[0075]正常/故障计数器710接收第一检测信息INF_NR并对正常操作的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目和故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目计数，以及接收第二检测信息INF_RP并对正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目和故障的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目计数。然后，正常/故障计数器710为修复时间计算器720提供计数值，具体地，是故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目NR_F_EA和正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目RP_P_EAo
[0076]修复时间计算器720基于故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目NR_F_EA和正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目RP_P_EA来计算要修复的目标穿通硅通孔的数目(在下文中称作修复目标穿通硅通孔)。修复时间计算器720输出与修复目标穿通硅通孔的数目相对应的修复操作时间信息INF_PT。
[0077]在下文中，为了描述的方便，简要地描述修复操作时间信息INF_PT。
[0078]执行修复操作需要若干电路。其中的一种电路用于存储对应于修复目标穿通硅通孔的地址。一般，可以使用熔丝电路来作为用于存储对应于修复目标穿通硅通孔的地址的电路。在下文中，用于将地址存储于熔丝电路中的一系列操作被简单地称为“编程操作”。编程操作是基于对应于修复目标穿通硅通孔的地址而熔断熔丝的操作，且执行熔断操作需要花费预定的时间。修复操作时间信息INF_PT包括与执行编程操作所花费的时间有关的信息。换句话说，随着修复目标穿通硅通孔的数目增加，执行编程操作需要花费更多的时间，而随着修复目标穿通硅通孔的数目的减少，执行编程操作花费更少的时间。
[0079]命令生成器730响应于修复操作时间信息INF_PT以生成命令信号CMD。命令信号CMD是用于控制图6所示的多芯片封装610的不同测试操作的信号。换句话说，命令生成器730控制多芯片封装610的不同测试操作的初始定时。
[0080]依据本发明的实施例的测试系统可以基于正常穿通硅通孔TSV_NR和修复穿通硅通孔TSV_RP的连接状态来计算修复目标穿通硅通孔的数目，并输出对应于修复目标穿通硅通孔的数目的修复操作时间信息INF_PT。因此，测试器件620可以基于修复操作时间信息INF_PT来控制对应于各个不同测试操作的命令信号CMD何时被使能的定时。
[0081]在下文中，将参考图8和图9对命令信号CMD何时被使能的定时进行详细描述。
[0082]图8示出了图7所示的测试器件620的操作。为了描述的方便，将三种情况作为例子来描述。
[0083]参见图6到图8，情况①示出了 T1命令信号和T2命令信号。所述命令信号控制多芯片封装610的操作。例如，T1命令信号是用来发起操作DDD的命令信号，所述操作DDD用于检测正常穿通硅通孔TSV_NR和修复穿通硅通孔TSV_RP的连接状态，T2命令信号是用于多芯片封装610发起编程操作PPP之后的预定操作的命令信号。
[0084]多芯片封装610响应于由测试器件620提供的T1命令信号以执行用于检测正常穿通硅通孔TSV_NR和修复穿通硅通孔TSV_RP的连接状态的操作DDD。为了描述的方便，假定操作DDD的结果是，故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目NR_F_EA是‘ 1’，而正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目RP_P_EA是‘3’。故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目NR_F_EA为‘1’意味着修复目标穿通硅通孔的数目为‘1’。正如之前参照图4所描述的，由于数目NR_F_EA小于数目RP_P_EA，因此多芯片封装610执行用于修复操作的编程操作PPP。由于修复目标穿通硅通孔的数目为‘ 1’，编程操作PPP执行1次。
[0085]如上所述，修复操作时间信息INF_PT对应于执行编程操作所花费的时间。这表明修复操作时间信息INF_PT对应于编程操作PPP。换句话说，由于测试器件620具有修复操作时间信息INF_PT，因此可以知道在多芯片封装610中编程操作PPP何时结束，这是测试操作的目标。因此，当多芯片封装610完成编程操作PPP时，测试器件620立即生成T2命令信号。因此，多芯片封装610可以在编程操作PPP之后直接开始对应于T2命令信号的操作。
[0086]接下来，多芯片封装610可以响应于由测试器件620提供的T1命令信号以执行操作DDD，即检测连接状态的操作。因为在操作DDD中被检测到正常操作的正常穿通硅通孔TSV_NR可能随后出于某种原因而出现连接故障，因此可以反复执行操作DDD。
[0087]为了描述的方便，此处假定响应于第二 T2控制命令的操作DDD的结果是，故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目NR_F_EA为‘3’，这比之前的数目‘ 1’多2个正常穿通硅通孔(+2)，而正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目RP_P_EA为‘2’。此处，正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目RP_P_EA表示可修复的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目。换句话说，由于在之前使用了 1个修复穿通硅通孔TSV_RP，因此还有2个修复穿通硅通孔TSV_RP是可用的，这在上面的正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目RP_P_EA为‘2’的情况中进行了描述。
[0088]接下来，由于数目NR_F_EA等于数目RP_P_EA，因此多芯片封装610执行编程操作PPPo由于修复目标穿通硅通孔的数目为‘2’，因此执行2次编程操作PPP。接下来，测试器件620生成T2命令信号，且多芯片封装610开始对应于T2命令信号的操作。
[0089]在情况②，多芯片封装610响应于T1命令信号以执行用于检测正常穿通硅通孔TSV_NR和修复穿通硅通孔TSV_RP的连接状态的操作DDD。为了描述的方便，假定操作DDD的结果是，故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目NR_F_EA为‘2’，而正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目RP_P_EA为‘ 1’。正如之前参考图4所描述的，由于数目NR_F_EA大于数目RP_P_EA，多芯片封装610不执行编程操作PPP。
[0090]同时，由于测试器件620基于修复操作时间信息INF_PT知道多芯片封装610不执行编程操作PPP，因此测试器件620可以立即生成T2命令信号。通过T2命令信号的立即生成，多芯片封装610可以在操作DDD执行之后马上发起对应于T2命令信号的操作。
[0091]情况③示出了 T3命令信号。T3命令信号是用于控制多芯片封装610的操作的命令信号CMD，正如T1命令信号和T2命令信号。例如，T3命令信号可以是用于发起与多芯片封装610的编程操作PPP无关的预设操作的命令信号。
[0092]首先，此处假定操作DDD的结果是，故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目NR_F_EA为‘3’，而正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目RP_P_EA为‘3’。在这种情况下，多芯片封装610执行3次编程操作PPP，且可以在3次编程操作PPP之后开始对应于T2命令信号的预定操作。
[0093]同时，在情况③，当多芯片封装610执行3次编程操作PPP时，测试器件620可以生成与编程操作PPP不相关的T3命令信号。多芯片封装610可以开始对应于T3命令信号的预设操作。此处，对应于T3命令信号的操作可以包括可在执行编程操作PPP的区段中执行的所有操作。如图8所示，对应于T1命令信号的操作和对应于T3命令信号的操作相互共享操作区段。
[0094]依据本发明的实施例的测试器件620可以从多芯片封装610接收关于正常穿通硅通孔TSV_NR的连接状态的第一检测信息INF_NR和关于修复穿通硅通孔TSV_RP的连接状态的第二检测信息INF_RP，并生成用于多芯片封装610的命令信号CMD。
[0095]图9是描述图8的测试操作的流程图。
[0096]参见图9，测试器件620包括开始T1命令操作的步骤S910、决定是否执行修复操作的步骤S920、计算执行编程操作所花费的时间的步骤S930、执行编程操作的步骤S940、决定是否生成T3命令信号的步骤S950、执行T3命令操作的步骤S960、以及生成T2命令信号并执行T2命令操作的步骤S970。对应于T1命令信号的操作被称作‘T1命令操作’，对应于T2命令信号的操作被称作‘T2命令操作’，而对应于T3命令信号的操作被称作‘T3命令操作’。
[0097]在步骤S910中，T1命令操作开始。正如上面参考图8所描述的，响应于T1命令信号，在步骤S910中执行用于检测正常穿通硅通孔TSV_NR和修复穿通硅通孔TSV_RP的连接状态的操作。
[0098]在步骤S920中，通过对故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目NR_F_EA和正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目RP_P_EA计数来决定是否执行修复操作。当数目NR_F_EA等于或者小于数目RP_P_EA时(“是”)，逻辑流程进入步骤S930以执行修复操作。否贝1J，当数目NR_F_EA大于数目RP_P_EA时(“否”)，逻辑流程进入步骤S970，不执行修复操作。
[0099]在步骤S930中，计算用于执行编程操作所花费的时间。如上所述，用于执行编程操作所花费的时间对应于正常穿通硅通孔TSV_NR中的修复目标穿通硅通孔的数目。
[0100]在步骤S940中，执行编程操作。关于修复目标穿通硅通孔的信息被编程。
[0101]同时，在步骤S950中，决定是否生成T3命令信号。无论步骤S940的编程操作如何，都决定是否要执行可执行的操作。此处，是否生成T3命令信号是基于在步骤S930中计算的执行编程操作所花费的时间来决定的。当响应于T3命令信号来执行T3命令操作所花费的时间短于或等于执行编程操作所花费的时间(“是”)时，逻辑流程进入步骤S960以执行T3命令操作。当响应于T3命令信号来执行T3命令操作所花费的时间长于执行编程操作所花费的时间(“否”)时，逻辑流程进入步骤S970而不执行T3命令操作。
[0102]在步骤S960中，接着步骤S950，响应于T3命令信号来执行T3命令操作。此处，如图8的情况③所示，步骤S940的编程操作和步骤S960的T3命令操作相互共享同一操作时段。
[0103]最后，在步骤S970中，生成 T2命令信号且执行T2命令操作。正如以上参考图8所描述的，在步骤S970中，生成要在编程操作之后执行的特定操作的命令信号，且执行对应于生成的命令信号的操作。
[0104]依据本发明的实施例的测试器件620可以基于正常穿通硅通孔TSV_NR和修复穿通硅通孔TSV_RP的连接状态来控制用于各种命令操作的初始定时。具体地，由于测试器件620可以计算执行编程操作所花费的时间，因此测试器件620可以在T1命令操作之后立即执行T2命令操作。而且，当执行T1命令操作花费的时间长时，可以在执行T1命令操作的同时执行T3命令操作。这个方案节省了测试操作所花费的总时间。
[0105]如上所述，依据本发明的一个实施例的多芯片封装可以基于穿通硅通孔的连接状态来控制修复操作。而且，可以通过将关于穿通硅通孔的连接状态的信息传送给测试器件来有效地控制多芯片封装的操作。
[0106]依据本发明的一个实施例，使用多个穿通硅通孔(TSV)的多芯片封装可以实现高可靠性的电路操作。
[0107]虽然已经相对于特定的实施例描述了本发明，但是本领域技术人员清楚的是，可以在不脱离所附权利要求中限定的本发明的精神和范围的情况下作出各种改变和变型。
[0108]通过以上实施例可以看出，本申请提供了以下的技术方案。
[0109]技术方案1.一种多芯片封装，包括:
[0110]多个半导体芯片，通过正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔相互耦合；
[0111]状态检测器件，适用于检测所述正常穿通硅通孔和所述修复穿通硅通孔的连接状态；以及
[0112]修复控制器件，适用于将所述正常穿通硅通孔的连接状态与所述修复穿通硅通孔的连接状态相比较，并控制是否执行修复操作。
[0113]技术方案2.根据技术方案1所述的多芯片封装，其中，在测试操作期间，测试数据施加于所述正常穿通硅通孔和所述修复穿通硅通孔中的每个。
[0114]技术方案3.根据技术方案1所述的多芯片封装，其中，所述状态检测器件包括:
[0115]第一正常/故障检测器，适用于接收经由所述正常穿通硅通孔传送的测试数据，并生成第一检测信号；以及
[0116]第二正常/故障检测器，适用于接收经由所述修复穿通硅通孔传送的测试信号，并生成第二检测信号。
[0117]技术方案4.根据技术方案1所述的多芯片封装，其中，所述修复控制器件包括:
[0118]正常/故障计数器，适用于接收所述状态检测器件的输出信号，并对故障的正常穿通硅通孔的数目和正常操作的修复穿通硅通孔的数目计数；
[0119]使能控制器，适用于将所述故障的正常穿通硅通孔的数目与所述正常操作的修复穿通硅通孔的数目相比较，并生成使能控制信号；以及
[0120]控制信号生成器，响应于所述使能控制信号而被使能，适用于生成用于控制所述正常穿通硅通孔和所述修复穿通硅通孔的修复操作的修复控制信号。
[0121]技术方案5.—种操作多芯片封装的方法，所述多芯片封装包括通过正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔相互耦合的多个半导体芯片，
[0122]所述方法包括:
[0123]将测试数据施加到所述正常穿通硅通孔和所述修复穿通硅通孔中的每个；
[0124]基于所述测试数据来确定故障的正常穿通硅通孔的数目、正常操作的正常穿通硅通孔的数目、故障的修复穿通硅通孔的数目、和正常操作的修复穿通硅通孔的数目；
[0125]基于所述故障的正常穿通硅通孔的数目、所述正常操作的正常穿通硅通孔的数目、所述故障的修复穿通硅通孔的数目、和所述正常操作的修复穿通硅通孔的数目来决定是否执行修复操作以产生决定结果；以及
[0126]基于所述决定结果来执行所述修复操作。
[0127]技术方案6.根据技术方案5所述的方法，其中，在决定是否执行所述修复操作中，
[0128]将所述故障的正常穿通硅通孔的数目与所述正常操作的修复穿通硅通孔的数目相比较。
[0129]技术方案7.根据技术方案5所述的方法，还包括:
[0130]基于所述故障的正常穿通硅通孔的数目、所述正常操作的正常穿通硅通孔的数目、所述故障的修复穿通硅通孔的数目、和所述正常操作的修复穿通硅通孔的数目来检测用于执行所述修复操作所花费的时间。
[0131]技术方案8.—种测试系统，包括:
[0132]多芯片封装，所述多芯片封装包括:
[0133]多个半导体芯片，通过正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔相互耦合，
[0134]状态检测器件，适用于检测所述正常穿通硅通孔和所述修复穿通硅通孔的连接状态，以及
[0135]修复控制器件，适用于将所述正常穿通硅通孔的连接状态与所述修复穿通硅通孔的连接状态相比较，并控制是否执行修复操作；以及
[0136]测试器件，适用于接收所述正常穿通硅通孔和所述修复穿通硅通孔的连接状态，并控制何时对所述多芯片封装执行测试操作。
[0137]技术方案9.根据技术方案8所述的测试系统，其中，所述测试器件包括:
[0138]正常/故障计数器，适用于接收所述正常穿通硅通孔的连接状态和所述修复穿通硅通孔的连接状态，并对所述故障的正常穿通硅通孔的数目和所述正常操作的修复穿通硅通孔的数目计数；
[0139]修复时间计算器，适用于基于所述正常/故障计数器的输出信号而计算要修复的目标穿通硅通孔的数目；以及
[0140]命令生成器，适用于基于所述要修复的目标穿通硅通孔的数目来生成用于控制所述多芯片封装的操作的命令信号。
[0141]技术方案10.根据技术方案9所述的测试系统，其中，所述命令信号对应于所述多芯片封装的至少一个操作，以及
[0142]基于所述要修复的目标穿通硅通孔的数目来控制所述命令信号何时被使能的定时。
【主权项】
1.一种多芯片封装，包括: 多个半导体芯片，通过正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔相互耦合； 状态检测器件，适用于检测所述正常穿通硅通孔和所述修复穿通硅通孔的连接状态；以及 修复控制器件，适用于将所述正常穿通硅通孔的连接状态与所述修复穿通硅通孔的连接状态相比较，并控制是否执行修复操作。2.根据权利要求1所述的多芯片封装，其中，在测试操作期间，测试数据施加于所述正常穿通硅通孔和所述修复穿通硅通孔中的每个。3.根据权利要求1所述的多芯片封装，其中，所述状态检测器件包括: 第一正常/故障检测器，适用于接收经由所述正常穿通硅通孔传送的测试数据，并生成第一检测信号；以及 第二正常/故障检测器，适用于接收经由所述修复穿通硅通孔传送的测试信号，并生成第二检测信号。4.根据权利要求1所述的多芯片封装，其中，所述修复控制器件包括: 正常/故障计数器，适用于接收所述状态检测器件的输出信号，并对故障的正常穿通硅通孔的数目和正常操作的修复穿通硅通孔的数目计数； 使能控制器，适用于将所述故障的正常穿通硅通孔的数目与所述正常操作的修复穿通硅通孔的数目相比较，并生成使能控制信号；以及 控制信号生成器，响应于所述使能控制信号而被使能，适用于生成用于控制所述正常穿通硅通孔和所述修复穿通硅通孔的修复操作的修复控制信号。5.一种操作多芯片封装的方法，所述多芯片封装包括通过正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔相互耦合的多个半导体芯片， 所述方法包括: 将测试数据施加到所述正常穿通硅通孔和所述修复穿通硅通孔中的每个； 基于所述测试数据来确定故障的正常穿通硅通孔的数目、正常操作的正常穿通硅通孔的数目、故障的修复穿通硅通孔的数目、和正常操作的修复穿通硅通孔的数目； 基于所述故障的正常穿通硅通孔的数目、所述正常操作的正常穿通硅通孔的数目、所述故障的修复穿通硅通孔的数目、和所述正常操作的修复穿通硅通孔的数目来决定是否执行修复操作以产生决定结果；以及 基于所述决定结果来执行所述修复操作。6.根据权利要求5所述的方法，其中，在决定是否执行所述修复操作中， 将所述故障的正常穿通硅通孔的数目与所述正常操作的修复穿通硅通孔的数目相比较。7.根据权利要求5所述的方法，还包括: 基于所述故障的正常穿通硅通孔的数目、所述正常操作的正常穿通硅通孔的数目、所述故障的修复穿通硅通孔的数目、和所述正常操作的修复穿通硅通孔的数目来检测用于执行所述修复操作所花费的时间。8.一种测试系统，包括: 多芯片封装，所述多芯片封装包括: 多个半导体芯片，通过正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔相互耦合， 状态检测器件，适用于检测所述正常穿通硅通孔和所述修复穿通硅通孔的连接状态，以及 修复控制器件，适用于将所述正常穿通硅通孔的连接状态与所述修复穿通硅通孔的连接状态相比较，并控制是否执行修复操作；以及 测试器件，适用于接收所述正常穿通硅通孔和所述修复穿通硅通孔的连接状态，并控制何时对所述多芯片封装执行测试操作。9.根据权利要求8所述的测试系统，其中，所述测试器件包括: 正常/故障计数器，适用于接收所述正常穿通硅通孔的连接状态和所述修复穿通硅通孔的连接状态，并对所述故障的正常穿通硅通孔的数目和所述正常操作的修复穿通硅通孔的数目计数； 修复时间计算器，适用于基于所述正常/故障计数器的输出信号而计算要修复的目标穿通硅通孔的数目；以及 命令生成器，适用于基于所述要修复的目标穿通硅通孔的数目来生成用于控制所述多芯片封装的操作的命令信号。10.根据权利要求9所述的测试系统，其中，所述命令信号对应于所述多芯片封装的至少一个操作，以及 基于所述要修复的目标穿通硅通孔的数目来控制所述命令信号何时被使能的定时。
【专利摘要】一种多芯片封装包括：通过正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔相互耦合的多个半导体芯片；适用于检测正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔的连接状态的状态检测器件；以及适用于将正常穿通硅通孔的连接状态与修复穿通硅通孔的连接状态相比较、并控制是否执行修复操作的修复控制器件。
【IPC分类】G01R31/02, H01L23/48
【公开号】CN105486966
【申请号】CN201510329664
【发明人】姜龙求, 赵晧成
【申请人】爱思开海力士有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年6月15日
【公告号】US20160099230
【专利说明】多芯片封装、测试系统及其操作方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2014年10月1日提交的申请号为10_2014_0132552的韩国专利申请的优先权，其整体内容通过引用合并于此。
技术领域
[0003]本发明的示例性实施例涉及半导体设计技术，且更具体地，涉及一种包括多个半导体芯片的多芯片封装及其操作方法，以及一种测试系统及其操作方法。
【背景技术】
[0004]为了满足用户需求，正在以各种方法开发包括双数据速率同步动态随机存储器(DDR SDRAM)器件的半导体器件。在这些进展中有封装技术，且近来多芯片封装已经被引入。在多芯片封装中，多个半导体芯片被实施于单个芯片中。具有存储器功能的多个存储器芯片被用来增加存储能力，或者具有不同功能的多个半导体芯片被用于提升性能。多芯片封装可以分类为单层多芯片封装和多层多芯片封装。单层多芯片封装通过在平面上安置多个半导体芯片而形成，而多层多芯片封装通过层叠多个半导体芯片而形成。
[0005]当使用多个半导体芯片形成多层多芯片封装时，半导体芯片的输入/输出端子是相互引线键合的。然而，由于引线键合就高速度和噪声而言是不利的，因此使用穿通硅通孔(TSV)将多层多芯片封装中的半导体芯片相互耦合。然而，TSV形成为穿过两个或者更多个半导体芯片，因此在TSV连接中可能出现故障。因此，开发用于检测和修复TSV连接故障的技术是必要的。
【发明内容】
[0006]各种实施例针对一种多芯片封装以及其操作方法，所述多芯片封装能够检测多个穿通硅通孔(TSV)的连接状态，并当TSV中出现连接故障时对连接故障执行修复操作。
[0007]各种实施例针对一种测试系统及其操作方法，所述测试系统能够通过基于来自多芯片封装的TSV的连接状态来计算要修复的目标TSV的数目而控制用于测试操作的命令信号何时被使能的定时。
[0008]依据本发明的一个实施例，一种多芯片封装可以包括:通过正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔相互耦合的多个半导体芯片；适用于检测正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔的连接状态的状态检测器件；以及适用于将正常穿通硅通孔的连接状态与修复穿通硅通孔的连接状态相比较、并控制是否执行修复操作的修复控制器件。
[0009]在测试操作中，测试数据可以被施加于各个正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔。
[0010]状态检测器件可以包括第一正常/故障检测器以及第二正常/故障检测器，所述第一正常/故障检测器适用于接收经由正常穿通硅通孔传送的测试数据并生成第一检测信号，所述第二正常/故障检测器适用于接收经由修复穿通硅通孔传送的测试数据并生成第二检测信号。
[0011]修复控制器件可以包括正常/故障计数器、使能控制器和控制信号生成器，所述正常/故障计数器适用于接收状态检测器件的输出信号并对故障的正常穿通硅通孔的数目以及正常操作的修复穿通硅通孔的数目计数，所述使能控制器适用于将故障的正常穿通硅通孔的数目与正常操作的修复穿通硅通孔的数目相比较并生成使能控制信号，所述控制信号生成器响应于使能控制信号而被使能，适用于生成用于控制正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔的修复操作的修复控制信号。
[0012]依据本发明的另一个实施例，一种操作包括通过正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔相互耦合的多个半导体芯片的多芯片封装的方法，所述方法可以包括:检测正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔的连接状态；以及将正常穿通硅通孔的连接状态与修复穿通硅通孔的连接状态相比较，并控制是否执行修复操作。
[0013]所述操作多芯片封装的方法还可以包括:施加测试数据给各个正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔。
[0014]连接状态的检测可以包括:接收经由正常穿通硅通孔传送的测试数据并生成第一检测信号；以及接收经由修复穿通硅通孔传送的测试数据并生成第二检测信号。
[0015]连接状态的比较可以包括:接收对应于连接状态的检测信号并对故障的正常穿通硅通孔的数目和正常操作的修复穿通硅通孔的数目计数；将故障的正常穿通硅通孔的数目与正常操作的修复穿通硅通孔的数目相比较，并生成使能控制信号；以及响应于使能控制信号以生成用于控制正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔的修复操作的修复控制信号。
[0016]依据本发明的又一个实施例，一种操作包括通过正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔相互耦合的多个半导体芯片的多芯片封装的方法，所述方法可以包括:对各个正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔施加测试数据；基于测试数据来确定故障的正常穿通硅通孔的数目、正常操作的正常穿通硅通孔的数目、故障的修复穿通硅通孔的数目、以及正常操作的修复穿通硅通孔的数目；基于故障的正常穿通硅通孔的数目、正常操作的正常穿通硅通孔的数目、故障的修复穿通硅通孔的数目、和正常操作的修复穿通硅通孔的数目来决定是否执行修复操作以产生决定结果；以及基于决定结果来执行修复操作。
[0017]决定是否执行修复操作，可以将故障的正常穿通硅通孔的数目与正常操作的修复穿通硅通孔的数目相比较。
[0018]所述操作多芯片封装的方法还可以包括:基于故障的正常穿通硅通孔的数目、正常操作的正常穿通硅通孔的数目、故障的修复穿通硅通孔的数目、以及正常操作的修复穿通硅通孔的数目来检测执行修复操作所花费的时间。
[0019]依据本发明的再一个实施例，一种测试系统可以包括多芯片封装和测试器件，所述多芯片封装包括:通过正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔相互耦合的多个半导体器件，适用于检测正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔的连接状态的状态检测器件，以及适用于将正常穿通硅通孔的连接状态与修复穿通硅通孔的连接状态相比较、并控制是否执行修复操作的修复控制器件，所述测试器件适用于接收正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔的连接状态并控制何时对多芯片封装执行测试操作。
[0020]测试器件可以包括:适用于接收正常穿通硅通孔的连接状态和修复穿通硅通孔的连接状态、并对故障的正常穿通硅通孔的数目和正常操作的修复穿通硅通孔的数目计数的正常/故障计数器；适用于基于正常/故障计数器的输出信号来计算要修复的目标穿通硅通孔的数目的修复时间计算器；以及适用于基于要修复的目标穿通硅通孔的数目来生成用于控制多芯片封装的操作的命令信号的命令生成器。
[0021]命令信号可以对应于多芯片封装的至少一个操作，且可以基于要修复的目标穿通硅通孔的数目而控制命令信号何时被使能的定时。
[0022]依据本发明的再另一个实施例，提供了一种操作用于多芯片封装的测试系统的方法以及一种测试器件，所述多芯片封装包括通过正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔相互耦合的多个半导体芯片，所述方法可以包括:开始第一测试操作；通过对故障的正常穿通硅通孔的数目、正常操作的正常穿通硅通孔的数目、故障的修复穿通硅通孔的数目、和正常操作的修复穿通硅通孔的数目计数来决定是否执行修复操作；基于故障的正常穿通硅通孔的数目、正常操作的正常穿通硅通孔的数目、故障的修复穿通硅通孔的数目、和正常操作的修复穿通硅通孔的数目来计算执行编程操作所花费时间以产生操作时间计算结果；执行编程操作；以及基于操作时间计算结果而开始第二测试操作。
[0023]操作测试系统的方法还可以包括:基于操作时间计算结果而开始第三测试操作，其中第二测试操作的操作区段与第一测试操作的操作区段不同，而第三测试操作和第一测试操作共享同一操作区段。
[0024]操作测试系统的方法还可以包括:基于执行编程操作所花费的时间来生成对应于第二测试操作和第三测试操作的命令信号。
[0025]执行编程操作所花费时间对应于正常穿通硅通孔中的要修复的目标穿通硅通孔的数目。
[0026]决定是否执行修复操作，可以将故障的正常穿通硅通孔的数目与正常操作的修复穿通硅通孔的数目相比较。
[0027]在决定是否执行修复操作时，可以将故障的正常穿通硅通孔的数目与正常操作的修复穿通硅通孔的数目相比较。
【附图说明】
[0028]图1是图示依据本发明的一个实施例的多芯片封装的方框图。
[0029]图2是图示图1所示的状态检测器件的方框图。
[0030]图3是图示图1所示的修复控制器件的方框图。
[0031]图4示出了描述图3所示的使能控制信号和正常/故障计数器的输出信号之间的关系的表格。
[0032]图5是图示图1所示的多芯片封装的操作的时序图。
[0033]图6是图示依据本发明的一个实施例的测试系统的方框图。
[0034]图7是图示图6所示的测试器件的方框图。
[0035]图8示出了图7所示的测试器件的操作。
[0036]图9是描述图8的测试操作的流程图。
【具体实施方式】
[0037]下面将参考附图对本发明的示例性实施例进行更加详细地描述。然而，本发明可以采用各种形式实现，且不应解释为局限于本文中列出的实施例。确切地说，这些实施例的提供是为了使得本公开更加彻底、完整，并将本发明的范围完全传达给本领域技术人员。贯穿整个公开内容，相同的附图标记贯穿本发明的各图和实施例指代相同的部分。
[0038]图1是图示依据本发明的一个实施例的多芯片封装的方框图。
[0039]参见图1，多芯片封装包括多个半导体芯片110，状态检测器件120和修复控制器件130。在下文中，为了更简单地解释本发明的构思，将使用具有三个半导体芯片111、112和113的多芯片封装的例子。然而，这只是一个例子，本发明可以应用于具有两个或者更多个半导体芯片的多芯片封装。
[0040]第一到第三半导体芯片111、112和113通过多个穿通硅通孔(TSV) TSV_NR和TSV_RP相互耦合并相互共享信号，且通过穿通硅通孔TSV_NR和TSV_RP接收所需的信号。穿通硅通孔TSV_NR和TSV_RP包括正常穿通硅通孔TSV_NR和修复穿通硅通孔TSV_RP。提供正常穿通硅通孔以执行用于初始预期用途的正常操作。额外提供修复穿通硅通孔TSV_RP以替换正常穿通硅通孔TSV_NR中的具有不佳连接状态的穿通硅通孔。图1示出了 3个修复穿通硅通孔TSV_RP以及多于3个的正常穿通硅通孔TSV_NR。
[0041 ] 状态检测器件120检 测正常穿通硅通孔TSV_NR和修复穿通硅通孔TSV_RP的连接状态，并生成对应于正常穿通硅通孔TSV_NR的连接状态的第一检测信息INF_NR及对应于修复穿通硅通孔TSV_RP的连接状态的第二检测信息INF_RP。穿通硅通孔的连接状态告知穿通硅通孔是否正确地连接，也就是穿通硅通孔是处于正常连接状态还是故障连接状态。因此，第一检测信息INF_NR具有关于各个正常穿通硅通孔TSV_NR是处于正常连接状态还是故障连接状态的信息，在下文中这被称作正常/故障信息。第二检测信息INF_RP具有各个修复穿通硅通孔TSV_RP的正常/故障信息。
[0042]修复控制器件130将从状态检测器件120输出的第一检测信息INF_NR与第二检测信息INF_RP相比较，并生成用于控制是否对正常穿通硅通孔TSV_NR和修复穿通硅通孔TSV_RP执行修复操作的修复控制信号CTR_RP。修复控制器件130接收第一检测信息INF_NR和第二检测信息INF_RP、对连接状态为正常的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目以及具有故障连接状态的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目计数、并对连接状态为正常的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目以及具有故障连接状态的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目计数。换句话说，通过计数操作，当故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目等于或者小于正常修复穿通硅通孔TSV_RP的数目时，修复控制信号CTR_RP被使能。第三半导体芯片113响应于使能的修复控制信号CTR_RP以执行修复操作。
[0043]此处，接收修复控制信号CTR_RP的第三半导体芯片113包括用于执行修复操作的修复电路。修复电路可以包括用于存储正常穿通硅通孔中的要修复的目标正常穿通硅通孔的地址的电路，以及用于在访问目标正常穿通硅通孔时控制修复穿通硅通孔被访问而不是目标正常穿通硅通孔被访问的电路。
[0044]依据本发明的实施例的多芯片封装可以将正常穿通硅通孔TSV_NR的连接状态与修复穿通硅通孔TSV_RP的连接状态相比较，并控制是否执行修复操作。
[0045]图2是图示图1所示的状态检测器件120的方框图。
[0046]参见图2，状态检测器件120包括用于生成第一检测信息INF_NR的第一正常/故障检测器210和用于生成第二检测信息INF_RP的第二正常/故障检测器220。
[0047]第一正常/故障检测器210包括分别与正常穿通硅通孔TSV_NR耦合的多个D触发器，第二正常/故障检测器220包括分别与修复穿通硅通孔TSV_RP耦合的多个D触发器。各个D触发器同步于内部时钟信号ICLK执行移位操作。第一检测信息INF_NR和第二检测信息INF_RP通过移位操作而生成。
[0048]正常穿通硅通孔TSV_NR和修复穿通硅通孔TSV_RP被控制为在测试操作期间接收预定的测试数据。也就是说，各个预定的测试数据被控制为经过正常穿通硅通孔TSV_NR和修复穿通硅通孔TSV_RP中的对应的一个，并被传送给第一正常/故障检测器210和第二正常/故障检测器220中的对应的一个。因此，如果在正常穿通硅通孔TSV_NR和修复穿通硅通孔TSV_RP中出现故障，则预定的测试数据不会被传送给第一正常/故障检测器210和第二正常/故障检测器220。因此，通过第一正常/故障检测器210和第二正常/故障检测器220的移位操作生成的第一检测信息INF_NR和第二检测信息INF_RP分别具有关于正常穿通硅通孔TSV_NR和修复穿通硅通孔TSV_RP的正常/故障信息。
[0049]图3是图示图1所示的修复控制器件130的方框图。
[0050]参见图3，修复控制器件130包括正常/故障计数器310、使能控制器320和控制信号生成器330。
[0051]正常/故障计数器310接收第一检测信息INF_NR并对正常操作的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目和故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目计数，以及接收第二检测信息INF_RP并对正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目和故障的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目计数。然后，正常/故障计数器310为使能控制器320提供计数值，具体地，是故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目NR_F_EA和正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目RP_P_EAo
[0052]使能控制器320将故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目NR_F_EA与正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目RP_P_EA相比较，并生成使能控制信号EN。使能控制信号EN被使能的条件可以取决于设计方案，为了描述的方便，此处假定当故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目NR_F_EA等于或者小于正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目RP_P_EA时使能控制信号EN被使能。
[0053]控制信号生成器330响应于使能控制信号EN而被使能，并基于第一检测信息INF_NR和第二检测信息INF_RP来生成用于控制对正常穿通硅通孔TSV_NR和修复穿通硅通孔TSV_RP的修复操作的修复控制信号CTR_RP。修复控制信号CTR_RP响应于使能控制信号EN而被使能。例如，如果使能控制信号EN被禁止，则修复控制信号CTR_RP不被使能。
[0054]依据本发明的实施例的多芯片封装可以基于故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目NR_F_EA和正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目RP_P_EA来控制是否执行修复操作。
[0055]图4示出了描述图3所示的使能控制信号EN与正常/故障计数器310的输出信号NR_F_RA和RP_P_EA之间的关系的表格。
[0056]参见图4，在情况①，故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目NR_F_EA是‘2’，正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目RP_P_EA是‘3’。在情况①，由于数目NR_F_EA小于数目RP_P_EA，因此使能控制信号EN被使能。响应于使能控制信号EN的使能，修复控制信号CTR_RP被使能且执行修复操作。
[0057]在情况②，故障的正常穿通硅通孔的数目NR_F_EA是‘3’，正常操作的修复穿通硅通孔的数目RP_P_EA是‘2’。在情况②，由于数目NR_F_EA大于数目RP_P_EA，因此使能控制信号EN被禁止。响应于使能控制信号EN的禁止，修复控制信号CTR_RP被禁止且不执行修复操作。
[0058]在情况③，由于故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目NR_F_EA与正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目RP_P_EA相同，因此使能控制信号EN被使能。在这种情况下，响应于使能控制信号EN的使能，修复控制信号CTR_RP被使能且执行修复操作。
[0059]如情况①、②和③中所示，当故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目NR_F_EA等于或者小于正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目RP_P_EA时，使能控制信号EN被使能，且响应于使能控制信号EN的使能而执行修复操作。
[0060]以此方式，依据本发明的实施例的多芯片封装能够基于故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目NR_F_EA和正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目RP_P_EA来决定是否执行修复操作。
[0061]图5是图示图1所示的多芯片封装的操作的时序图。
[0062]参见图1到图5，多芯片封装的操作包括施加测试数据的步骤S510、确定正常操作的穿通硅通孔的数目和故障的穿通硅通孔的数目的步骤S520、决定是否执行修复操作的步骤S530、和执行修复操作的步骤S540。
[0063]在步骤S510中，将测试数据施加于各个穿通硅通孔，其包括正常穿通硅通孔TSV_NR和修复穿通硅通孔TSV_RP。
[0064]在步骤S520中，确定正常操作的穿通硅通孔的数目和故障的穿通硅通孔的数目。通过检测经由正常穿通硅通孔TSV_NR传送的测试数据来确定故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目NR_E_EA，以及通过检测经由修复穿通硅通孔TSV_RP传送的测试数据来确定正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目RP_P_EA。
[0065]在步骤S530中，基于故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目NR_F_EA和正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目RP_P_EA来决定是否执行修复操作。当数目NR_F_EA等于或者小于数目RP_P_EA时，使能控制信号EN被使能以执行修复操作(“是”)。当数目NR_F_EA大于数目RP_P_EA时，使能控制信号EN被禁止以使得不执行修复操作(“否”)。
[0066]在步骤S540中，响应于使能控制信号EN的使能来执行修复操作。也就是，当使能控制信号EN被使能时执行修复操作。当使能控制信号EN被禁止时，不执行修复操作。
[0067]以这种方式，依据本发明的实施例的多芯片封装可以基于故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目NR_F_EA和正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目RP_P_EA来自动决定是否执行修复操作，并基于决定结果来执行修复操作。
[0068]图6是图示依据本发明的一个实施例的测试系统的方框图。
[0069]参见图6，测试系统包括多芯片封装610和测试器件620。
[0070]多芯片封装610包括通过正常穿通硅通孔TSV_NR和修复穿通硅通孔TSV_RP相互耦合的多个半导体芯片。多芯片封装610可以大体具有图1所示的多芯片封装的结构。多芯片封装610生成具有关于正常穿通硅通孔TSV_NR的正常/故障信息的第一检测信息INF_NR，以及具有关于修复穿通硅通孔TSV_RP的正常/故障信息的第二检测信息INF_RP。[0071 ] 测试器件620接收关于正常穿通硅通孔TSV_NR和修复穿通硅通孔TSV_RP的连接状态的第一检测信息INF_NR和第二检测信息INF_RP，并生成命令信号CMD。命令信号CMD是用于控制多芯片封装610的信号，且这里假定命令信号CMD控制不同测试操作的初始操作。
[0072]依据本发明的实施例的测试系统可以基于正常穿通硅通孔TSV_NR和修复穿通硅通孔TSV_RP的连接状态来控制何时执行测试操作的定时。
[0073]图7是图示图6所示的测试器件620的方框图。
[0074]参见图7，测试器件620包括正常/故障计数器710，修复时间计算器720和命 令生成器730。
[0075]正常/故障计数器710接收第一检测信息INF_NR并对正常操作的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目和故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目计数，以及接收第二检测信息INF_RP并对正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目和故障的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目计数。然后，正常/故障计数器710为修复时间计算器720提供计数值，具体地，是故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目NR_F_EA和正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目RP_P_EAo
[0076]修复时间计算器720基于故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目NR_F_EA和正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目RP_P_EA来计算要修复的目标穿通硅通孔的数目(在下文中称作修复目标穿通硅通孔)。修复时间计算器720输出与修复目标穿通硅通孔的数目相对应的修复操作时间信息INF_PT。
[0077]在下文中，为了描述的方便，简要地描述修复操作时间信息INF_PT。
[0078]执行修复操作需要若干电路。其中的一种电路用于存储对应于修复目标穿通硅通孔的地址。一般，可以使用熔丝电路来作为用于存储对应于修复目标穿通硅通孔的地址的电路。在下文中，用于将地址存储于熔丝电路中的一系列操作被简单地称为“编程操作”。编程操作是基于对应于修复目标穿通硅通孔的地址而熔断熔丝的操作，且执行熔断操作需要花费预定的时间。修复操作时间信息INF_PT包括与执行编程操作所花费的时间有关的信息。换句话说，随着修复目标穿通硅通孔的数目增加，执行编程操作需要花费更多的时间，而随着修复目标穿通硅通孔的数目的减少，执行编程操作花费更少的时间。
[0079]命令生成器730响应于修复操作时间信息INF_PT以生成命令信号CMD。命令信号CMD是用于控制图6所示的多芯片封装610的不同测试操作的信号。换句话说，命令生成器730控制多芯片封装610的不同测试操作的初始定时。
[0080]依据本发明的实施例的测试系统可以基于正常穿通硅通孔TSV_NR和修复穿通硅通孔TSV_RP的连接状态来计算修复目标穿通硅通孔的数目，并输出对应于修复目标穿通硅通孔的数目的修复操作时间信息INF_PT。因此，测试器件620可以基于修复操作时间信息INF_PT来控制对应于各个不同测试操作的命令信号CMD何时被使能的定时。
[0081]在下文中，将参考图8和图9对命令信号CMD何时被使能的定时进行详细描述。
[0082]图8示出了图7所示的测试器件620的操作。为了描述的方便，将三种情况作为例子来描述。
[0083]参见图6到图8，情况①示出了 T1命令信号和T2命令信号。所述命令信号控制多芯片封装610的操作。例如，T1命令信号是用来发起操作DDD的命令信号，所述操作DDD用于检测正常穿通硅通孔TSV_NR和修复穿通硅通孔TSV_RP的连接状态，T2命令信号是用于多芯片封装610发起编程操作PPP之后的预定操作的命令信号。
[0084]多芯片封装610响应于由测试器件620提供的T1命令信号以执行用于检测正常穿通硅通孔TSV_NR和修复穿通硅通孔TSV_RP的连接状态的操作DDD。为了描述的方便，假定操作DDD的结果是，故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目NR_F_EA是‘ 1’，而正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目RP_P_EA是‘3’。故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目NR_F_EA为‘1’意味着修复目标穿通硅通孔的数目为‘1’。正如之前参照图4所描述的，由于数目NR_F_EA小于数目RP_P_EA，因此多芯片封装610执行用于修复操作的编程操作PPP。由于修复目标穿通硅通孔的数目为‘ 1’，编程操作PPP执行1次。
[0085]如上所述，修复操作时间信息INF_PT对应于执行编程操作所花费的时间。这表明修复操作时间信息INF_PT对应于编程操作PPP。换句话说，由于测试器件620具有修复操作时间信息INF_PT，因此可以知道在多芯片封装610中编程操作PPP何时结束，这是测试操作的目标。因此，当多芯片封装610完成编程操作PPP时，测试器件620立即生成T2命令信号。因此，多芯片封装610可以在编程操作PPP之后直接开始对应于T2命令信号的操作。
[0086]接下来，多芯片封装610可以响应于由测试器件620提供的T1命令信号以执行操作DDD，即检测连接状态的操作。因为在操作DDD中被检测到正常操作的正常穿通硅通孔TSV_NR可能随后出于某种原因而出现连接故障，因此可以反复执行操作DDD。
[0087]为了描述的方便，此处假定响应于第二 T2控制命令的操作DDD的结果是，故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目NR_F_EA为‘3’，这比之前的数目‘ 1’多2个正常穿通硅通孔(+2)，而正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目RP_P_EA为‘2’。此处，正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目RP_P_EA表示可修复的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目。换句话说，由于在之前使用了 1个修复穿通硅通孔TSV_RP，因此还有2个修复穿通硅通孔TSV_RP是可用的，这在上面的正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目RP_P_EA为‘2’的情况中进行了描述。
[0088]接下来，由于数目NR_F_EA等于数目RP_P_EA，因此多芯片封装610执行编程操作PPPo由于修复目标穿通硅通孔的数目为‘2’，因此执行2次编程操作PPP。接下来，测试器件620生成T2命令信号，且多芯片封装610开始对应于T2命令信号的操作。
[0089]在情况②，多芯片封装610响应于T1命令信号以执行用于检测正常穿通硅通孔TSV_NR和修复穿通硅通孔TSV_RP的连接状态的操作DDD。为了描述的方便，假定操作DDD的结果是，故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目NR_F_EA为‘2’，而正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目RP_P_EA为‘ 1’。正如之前参考图4所描述的，由于数目NR_F_EA大于数目RP_P_EA，多芯片封装610不执行编程操作PPP。
[0090]同时，由于测试器件620基于修复操作时间信息INF_PT知道多芯片封装610不执行编程操作PPP，因此测试器件620可以立即生成T2命令信号。通过T2命令信号的立即生成，多芯片封装610可以在操作DDD执行之后马上发起对应于T2命令信号的操作。
[0091]情况③示出了 T3命令信号。T3命令信号是用于控制多芯片封装610的操作的命令信号CMD，正如T1命令信号和T2命令信号。例如，T3命令信号可以是用于发起与多芯片封装610的编程操作PPP无关的预设操作的命令信号。
[0092]首先，此处假定操作DDD的结果是，故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目NR_F_EA为‘3’，而正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目RP_P_EA为‘3’。在这种情况下，多芯片封装610执行3次编程操作PPP，且可以在3次编程操作PPP之后开始对应于T2命令信号的预定操作。
[0093]同时，在情况③，当多芯片封装610执行3次编程操作PPP时，测试器件620可以生成与编程操作PPP不相关的T3命令信号。多芯片封装610可以开始对应于T3命令信号的预设操作。此处，对应于T3命令信号的操作可以包括可在执行编程操作PPP的区段中执行的所有操作。如图8所示，对应于T1命令信号的操作和对应于T3命令信号的操作相互共享操作区段。
[0094]依据本发明的实施例的测试器件620可以从多芯片封装610接收关于正常穿通硅通孔TSV_NR的连接状态的第一检测信息INF_NR和关于修复穿通硅通孔TSV_RP的连接状态的第二检测信息INF_RP，并生成用于多芯片封装610的命令信号CMD。
[0095]图9是描述图8的测试操作的流程图。
[0096]参见图9，测试器件620包括开始T1命令操作的步骤S910、决定是否执行修复操作的步骤S920、计算执行编程操作所花费的时间的步骤S930、执行编程操作的步骤S940、决定是否生成T3命令信号的步骤S950、执行T3命令操作的步骤S960、以及生成T2命令信号并执行T2命令操作的步骤S970。对应于T1命令信号的操作被称作‘T1命令操作’，对应于T2命令信号的操作被称作‘T2命令操作’，而对应于T3命令信号的操作被称作‘T3命令操作’。
[0097]在步骤S910中，T1命令操作开始。正如上面参考图8所描述的，响应于T1命令信号，在步骤S910中执行用于检测正常穿通硅通孔TSV_NR和修复穿通硅通孔TSV_RP的连接状态的操作。
[0098]在步骤S920中，通过对故障的正常穿通硅通孔TSV_NR的数目NR_F_EA和正常操作的修复穿通硅通孔TSV_RP的数目RP_P_EA计数来决定是否执行修复操作。当数目NR_F_EA等于或者小于数目RP_P_EA时(“是”)，逻辑流程进入步骤S930以执行修复操作。否贝1J，当数目NR_F_EA大于数目RP_P_EA时(“否”)，逻辑流程进入步骤S970，不执行修复操作。
[0099]在步骤S930中，计算用于执行编程操作所花费的时间。如上所述，用于执行编程操作所花费的时间对应于正常穿通硅通孔TSV_NR中的修复目标穿通硅通孔的数目。
[0100]在步骤S940中，执行编程操作。关于修复目标穿通硅通孔的信息被编程。
[0101]同时，在步骤S950中，决定是否生成T3命令信号。无论步骤S940的编程操作如何，都决定是否要执行可执行的操作。此处，是否生成T3命令信号是基于在步骤S930中计算的执行编程操作所花费的时间来决定的。当响应于T3命令信号来执行T3命令操作所花费的时间短于或等于执行编程操作所花费的时间(“是”)时，逻辑流程进入步骤S960以执行T3命令操作。当响应于T3命令信号来执行T3命令操作所花费的时间长于执行编程操作所花费的时间(“否”)时，逻辑流程进入步骤S970而不执行T3命令操作。
[0102]在步骤S960中，接着步骤S950，响应于T3命令信号来执行T3命令操作。此处，如图8的情况③所示，步骤S940的编程操作和步骤S960的T3命令操作相互共享同一操作时段。
[0103]最后，在步骤S970中，生成 T2命令信号且执行T2命令操作。正如以上参考图8所描述的，在步骤S970中，生成要在编程操作之后执行的特定操作的命令信号，且执行对应于生成的命令信号的操作。
[0104]依据本发明的实施例的测试器件620可以基于正常穿通硅通孔TSV_NR和修复穿通硅通孔TSV_RP的连接状态来控制用于各种命令操作的初始定时。具体地，由于测试器件620可以计算执行编程操作所花费的时间，因此测试器件620可以在T1命令操作之后立即执行T2命令操作。而且，当执行T1命令操作花费的时间长时，可以在执行T1命令操作的同时执行T3命令操作。这个方案节省了测试操作所花费的总时间。
[0105]如上所述，依据本发明的一个实施例的多芯片封装可以基于穿通硅通孔的连接状态来控制修复操作。而且，可以通过将关于穿通硅通孔的连接状态的信息传送给测试器件来有效地控制多芯片封装的操作。
[0106]依据本发明的一个实施例，使用多个穿通硅通孔(TSV)的多芯片封装可以实现高可靠性的电路操作。
[0107]虽然已经相对于特定的实施例描述了本发明，但是本领域技术人员清楚的是，可以在不脱离所附权利要求中限定的本发明的精神和范围的情况下作出各种改变和变型。
[0108]通过以上实施例可以看出，本申请提供了以下的技术方案。
[0109]技术方案1.一种多芯片封装，包括:
[0110]多个半导体芯片，通过正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔相互耦合；
[0111]状态检测器件，适用于检测所述正常穿通硅通孔和所述修复穿通硅通孔的连接状态；以及
[0112]修复控制器件，适用于将所述正常穿通硅通孔的连接状态与所述修复穿通硅通孔的连接状态相比较，并控制是否执行修复操作。
[0113]技术方案2.根据技术方案1所述的多芯片封装，其中，在测试操作期间，测试数据施加于所述正常穿通硅通孔和所述修复穿通硅通孔中的每个。
[0114]技术方案3.根据技术方案1所述的多芯片封装，其中，所述状态检测器件包括:
[0115]第一正常/故障检测器，适用于接收经由所述正常穿通硅通孔传送的测试数据，并生成第一检测信号；以及
[0116]第二正常/故障检测器，适用于接收经由所述修复穿通硅通孔传送的测试信号，并生成第二检测信号。
[0117]技术方案4.根据技术方案1所述的多芯片封装，其中，所述修复控制器件包括:
[0118]正常/故障计数器，适用于接收所述状态检测器件的输出信号，并对故障的正常穿通硅通孔的数目和正常操作的修复穿通硅通孔的数目计数；
[0119]使能控制器，适用于将所述故障的正常穿通硅通孔的数目与所述正常操作的修复穿通硅通孔的数目相比较，并生成使能控制信号；以及
[0120]控制信号生成器，响应于所述使能控制信号而被使能，适用于生成用于控制所述正常穿通硅通孔和所述修复穿通硅通孔的修复操作的修复控制信号。
[0121]技术方案5.—种操作多芯片封装的方法，所述多芯片封装包括通过正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔相互耦合的多个半导体芯片，
[0122]所述方法包括:
[0123]将测试数据施加到所述正常穿通硅通孔和所述修复穿通硅通孔中的每个；
[0124]基于所述测试数据来确定故障的正常穿通硅通孔的数目、正常操作的正常穿通硅通孔的数目、故障的修复穿通硅通孔的数目、和正常操作的修复穿通硅通孔的数目；
[0125]基于所述故障的正常穿通硅通孔的数目、所述正常操作的正常穿通硅通孔的数目、所述故障的修复穿通硅通孔的数目、和所述正常操作的修复穿通硅通孔的数目来决定是否执行修复操作以产生决定结果；以及
[0126]基于所述决定结果来执行所述修复操作。
[0127]技术方案6.根据技术方案5所述的方法，其中，在决定是否执行所述修复操作中，
[0128]将所述故障的正常穿通硅通孔的数目与所述正常操作的修复穿通硅通孔的数目相比较。
[0129]技术方案7.根据技术方案5所述的方法，还包括:
[0130]基于所述故障的正常穿通硅通孔的数目、所述正常操作的正常穿通硅通孔的数目、所述故障的修复穿通硅通孔的数目、和所述正常操作的修复穿通硅通孔的数目来检测用于执行所述修复操作所花费的时间。
[0131]技术方案8.—种测试系统，包括:
[0132]多芯片封装，所述多芯片封装包括:
[0133]多个半导体芯片，通过正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔相互耦合，
[0134]状态检测器件，适用于检测所述正常穿通硅通孔和所述修复穿通硅通孔的连接状态，以及
[0135]修复控制器件，适用于将所述正常穿通硅通孔的连接状态与所述修复穿通硅通孔的连接状态相比较，并控制是否执行修复操作；以及
[0136]测试器件，适用于接收所述正常穿通硅通孔和所述修复穿通硅通孔的连接状态，并控制何时对所述多芯片封装执行测试操作。
[0137]技术方案9.根据技术方案8所述的测试系统，其中，所述测试器件包括:
[0138]正常/故障计数器，适用于接收所述正常穿通硅通孔的连接状态和所述修复穿通硅通孔的连接状态，并对所述故障的正常穿通硅通孔的数目和所述正常操作的修复穿通硅通孔的数目计数；
[0139]修复时间计算器，适用于基于所述正常/故障计数器的输出信号而计算要修复的目标穿通硅通孔的数目；以及
[0140]命令生成器，适用于基于所述要修复的目标穿通硅通孔的数目来生成用于控制所述多芯片封装的操作的命令信号。
[0141]技术方案10.根据技术方案9所述的测试系统，其中，所述命令信号对应于所述多芯片封装的至少一个操作，以及
[0142]基于所述要修复的目标穿通硅通孔的数目来控制所述命令信号何时被使能的定时。
【主权项】
1.一种多芯片封装，包括: 多个半导体芯片，通过正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔相互耦合； 状态检测器件，适用于检测所述正常穿通硅通孔和所述修复穿通硅通孔的连接状态；以及 修复控制器件，适用于将所述正常穿通硅通孔的连接状态与所述修复穿通硅通孔的连接状态相比较，并控制是否执行修复操作。2.根据权利要求1所述的多芯片封装，其中，在测试操作期间，测试数据施加于所述正常穿通硅通孔和所述修复穿通硅通孔中的每个。3.根据权利要求1所述的多芯片封装，其中，所述状态检测器件包括: 第一正常/故障检测器，适用于接收经由所述正常穿通硅通孔传送的测试数据，并生成第一检测信号；以及 第二正常/故障检测器，适用于接收经由所述修复穿通硅通孔传送的测试信号，并生成第二检测信号。4.根据权利要求1所述的多芯片封装，其中，所述修复控制器件包括: 正常/故障计数器，适用于接收所述状态检测器件的输出信号，并对故障的正常穿通硅通孔的数目和正常操作的修复穿通硅通孔的数目计数； 使能控制器，适用于将所述故障的正常穿通硅通孔的数目与所述正常操作的修复穿通硅通孔的数目相比较，并生成使能控制信号；以及 控制信号生成器，响应于所述使能控制信号而被使能，适用于生成用于控制所述正常穿通硅通孔和所述修复穿通硅通孔的修复操作的修复控制信号。5.一种操作多芯片封装的方法，所述多芯片封装包括通过正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔相互耦合的多个半导体芯片， 所述方法包括: 将测试数据施加到所述正常穿通硅通孔和所述修复穿通硅通孔中的每个； 基于所述测试数据来确定故障的正常穿通硅通孔的数目、正常操作的正常穿通硅通孔的数目、故障的修复穿通硅通孔的数目、和正常操作的修复穿通硅通孔的数目； 基于所述故障的正常穿通硅通孔的数目、所述正常操作的正常穿通硅通孔的数目、所述故障的修复穿通硅通孔的数目、和所述正常操作的修复穿通硅通孔的数目来决定是否执行修复操作以产生决定结果；以及 基于所述决定结果来执行所述修复操作。6.根据权利要求5所述的方法，其中，在决定是否执行所述修复操作中， 将所述故障的正常穿通硅通孔的数目与所述正常操作的修复穿通硅通孔的数目相比较。7.根据权利要求5所述的方法，还包括: 基于所述故障的正常穿通硅通孔的数目、所述正常操作的正常穿通硅通孔的数目、所述故障的修复穿通硅通孔的数目、和所述正常操作的修复穿通硅通孔的数目来检测用于执行所述修复操作所花费的时间。8.一种测试系统，包括: 多芯片封装，所述多芯片封装包括: 多个半导体芯片，通过正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔相互耦合， 状态检测器件，适用于检测所述正常穿通硅通孔和所述修复穿通硅通孔的连接状态，以及 修复控制器件，适用于将所述正常穿通硅通孔的连接状态与所述修复穿通硅通孔的连接状态相比较，并控制是否执行修复操作；以及 测试器件，适用于接收所述正常穿通硅通孔和所述修复穿通硅通孔的连接状态，并控制何时对所述多芯片封装执行测试操作。9.根据权利要求8所述的测试系统，其中，所述测试器件包括: 正常/故障计数器，适用于接收所述正常穿通硅通孔的连接状态和所述修复穿通硅通孔的连接状态，并对所述故障的正常穿通硅通孔的数目和所述正常操作的修复穿通硅通孔的数目计数； 修复时间计算器，适用于基于所述正常/故障计数器的输出信号而计算要修复的目标穿通硅通孔的数目；以及 命令生成器，适用于基于所述要修复的目标穿通硅通孔的数目来生成用于控制所述多芯片封装的操作的命令信号。10.根据权利要求9所述的测试系统，其中，所述命令信号对应于所述多芯片封装的至少一个操作，以及 基于所述要修复的目标穿通硅通孔的数目来控制所述命令信号何时被使能的定时。
【专利摘要】一种多芯片封装包括：通过正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔相互耦合的多个半导体芯片；适用于检测正常穿通硅通孔和修复穿通硅通孔的连接状态的状态检测器件；以及适用于将正常穿通硅通孔的连接状态与修复穿通硅通孔的连接状态相比较、并控制是否执行修复操作的修复控制器件。
【IPC分类】G01R31/02, H01L23/48
【公开号】CN105486966
【申请号】CN201510329664
【发明人】姜龙求, 赵晧成
【申请人】爱思开海力士有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年6月15日
【公告号】US20160099230
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