一种存储芯片的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体集成领域，尤其涉及一种存储芯片。
【背景技术】
[0002]传统的计算机架构如图1所示，电脑主板上靠近CPU起连接作用的芯片称为“北桥芯片组”(North Bridge Chipset)。北桥芯片(North Bridge)是主板芯片组中起主导作用的组成部分，被用来处理高速信号，通常处理CPU与内存(DRAM)，加速图像端口(AGP)或串行总线(PCI Express)和南桥芯片之间的通信。而另外一枚大规模芯片即为南桥芯片组(South Bridge Chipset)，南桥芯片负责I/O总线之间的通信，处理速度相对较慢，如PCI总线、USB、LAN、ATA、SATA、音频控制器、键盘控制器、实时时钟控制器、高级电源管理等。Intel作为处理器技术和市场的佼佼者，从X58芯片组开始就将内存控制器集成到了处理器之中，而到了 P55和H55/H57时期，Intel更是将北桥芯片的大部分功能集成到处理器之中，其余由南桥芯片分担一部分，北桥芯片彻底消失，南桥芯片也由此更名为平台控制集线器(PCH)，除了处理器芯片整个主板上就只剩下PCH—块芯片了，结构如图2所示。这样做的好处是主板上省出了不少空间来加入各种功能性芯片，比如USB3.0芯片、混交芯片以及NVIDIA的NF200芯片等。
[0003]基本输入输出系统B1S (Basic Input Output System)是一组固化到计算机内主板上一个芯片上的程序，它保存着计算机最重要的基本输入输出的程序、系统设置信息、开机后自检程序和系统自启动程序，其主要功能是为计算机提供最底层的、最直接的硬件设置和控制，使用B1S设置程序还可以排除系统故障或者诊断系统问题，传统的B1S芯片为ROM或者Flash制成。可信平台模块(Trusted Platform Module, TPM)安全芯片，是指符合TPM标准的安全芯片，它能有效地保护个人计算机并防止非法用户访问。1999年10月，多家IT巨头联合发起成立可信赖运算平台联盟(Trusted Computing Platform Alliance，TCPA)，初期加入者有康柏、HP、IBM、Intel、微软等，2003年3月，TCPA增加了诺基亚、索尼等厂家的加入，并改组为可信赖计算组织(Trusted Computing Group，TCG)，希望从跨平台和操作环境的硬件和软件两方面，制定可信赖电脑相关标准和规范，并提出了 TPM规范。与TPM相似，完全由国内自主研发的密码算法和引擎构成的安全芯片，称之为可信密码模块(Trusted Cryptography Module，TCM)，并且已经有相关产品供应商，例如联想，兆日科技等，其功能与国外TPM产品基本类似。现在，联想、华为等中国企业是TCG的成员，武汉大学、清华大学和北京工业大学都是TCG的会员。符合TPM的芯片首先必须具有产生加解密密钥的功能，此外还必须能够进行高速的资料加密和解密，以及充当保护B1S和操作系统不被修改的辅助处理器。如今TPM安全芯片用途十分广泛，配合专用软件可以实现以下用途:1、存储、管理B1S开机密码以及硬盘密码。相比于B1S管理密码，TPM安全芯片的安全性要大为提高。2、TPM安全芯片可以进行范围较广的加密。TPM安全芯片除了能进行传统的开机加密以及对硬盘进行加密外，还能对系统登录、应用软件登录进行加密。3、加密硬盘的任意分区。人们可以加密本本上的任意一个硬盘分区，您可以将一些敏感的文件放入该分区以策安全。
【发明内容】
[0004]鉴于上述问题，本发明提供一种存储芯片，其特征在于，包括:
[0005]硅衬底；
[0006]具有第一区域和第二区域的介质层，所述介质层设置于所述硅衬底上；
[0007]存储阵列，设置于所述介质层上；
[0008]外围逻辑电路，位于所述第一区域并嵌入设置在所述介质层中；
[0009]其中，位于所述第二区域的所述介质层中还嵌入设置有若干功能模块。
[0010]上述的存储芯片，其中，所述第一区域内的所述外围逻辑电路包括有升压电路、译码电路、感应电路、控制电路和1电路。
[0011]上述的存储芯片，其中，所述功能模块包括有南桥及其1设备功能模块和/或可信平台模块和/或可信密码模块。
[0012]上述的存储芯片，其中，所述存储芯片具有基本输入输出系统芯片功能。
[0013]上述的存储芯片，其中，所述存储芯片为混合内存的非易失性部分或混合高速缓存器的非易失性部分。
[0014]上述的存储芯片，其中，所述存储芯片封装在一个封装体内，所述封装体内还包括有中央处理器和/或片外最后一级易失性高速缓存芯片。
[0015]上述的存储芯片，其中，采用多芯片封装技术将所述芯片、所述中央处理器和/或所述片外最后一级易失性高速缓存芯片封装在所述封装体内。
[0016]上述的存储芯片，其中，所述封装体外接一散热风扇，用以减少所述封装体产生的热量。
[0017]综上所述，本发明提出了一种3D新型非易失性存储器芯片，充分利用了 3D存储阵列下面的硅片未利用空间，将南桥及其相关1设备功能模块和/或可信平台模块/可信密码模块(TPM/TCM)芯片功能集成在内，同时也可将3D新型非易失性存储器芯片的一部分作为基本输入输出系统(B1S)功能，而3D新型非易失性存储芯片还可作为混合内存或混合缓存器的非易失性部分。通过多芯片封装技术将本发明3D新型非易失性存储芯片与处理器、片外最后一级易失性高速缓芯片存封装在一个封装体内，从而大大减少了母板面积和走线，有益于节省功耗和成本，同时由于本发明3D新型非易失性存储器与处理器封装在同一个封装体内，因而读取速度大大提高，计算机的整体性能也能够得到提升。
【附图说明】
[0018]参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。
[0019]图1是传统计算机架构结构示意图；
[0020]图2是高度集成的计算机架构示意图；
[0021]图3是3D新型非易失性存储芯片的结构不意图；
[0022]图4是本发明3D新型非易失性存储芯片的多芯片封装结构示意图；
[0023]图5是本发明3D新型非易失性存储芯片侧面结构示意图；
[0024]图6是本发明3D新型非易失性存储芯片俯视结构示意图；
[0025]图7是传统计算机系统母板结构示意图；
[0026]图8是本发明3D新型非易失性存储芯片的多芯片封装体的计算机母板结构。
【具体实施方式】
[0027]为了使本发明的技术方案及优点更加易于理解，下面结合附图作进一步详细说明。应当说明，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0028]3D非易失性存储器技术是一种将存储单元从平面改为3D垂直堆积的技术，例如现在技术逐渐成熟的3D相变存储器技术(PCM)，因此每一个芯片的存储密度可以做的很大，比如Intel正在研发的3D相变存储器，每个芯片的存储容量可以达到128Gb或者256Gb，在不远的将来甚至更高，比如达到Tb量级。3D非易失性存储器的随机读写速度很快，甚至可以作为处理器的最后一级片外高速缓存。由于3D非易失性存储器的存储阵列是在硅片之上，因而硅片之下会留有很多空间来制造晶体管逻辑电路。随着对存储容量的需求越来越大，硅片之上的存储阵列也就越来越大，而相应的硅片之下的逻辑电路却增加不多，因此会空出很多区域空间，如何能够有效利用这些硅片空间以达到成本最优化是目前厂商需要考虑的问题。
[0029]如图3所示，本发明提出了一种3D新型非易失性存储器芯片，该芯片从下往上依次为硅衬底1、介质层2和存储阵列3，该3D新型非易失性存储器芯片通过多芯片封装技术(MCP)至少与中央处理器和/或片外最后一级易失性高速缓存芯片封装在一个封装体内，结构如图4所示。所述片外最后一级易失性高速缓存芯片作为处理器的片外高速缓存，可以是嵌入式动态随机存取存储芯片(eDRAM)。所述