具有提供偏移互连的接口的堆叠式存储器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施例一般涉及电子装置的领域，并且更具体的，涉及具有提供偏移互连的接口的堆叠式存储器。
【背景技术】
[0002]为了提供具有附加密度的存储器用于各种计算操作，开发了具有多个紧密耦合的存储器元件(其可被称为3D堆叠式存储器，或堆叠式存储器)的存储器装置。
【发明内容】
[0003]3D堆叠式存储器可包括DRAM (动态随机存取存储器)存储器元件的耦合层或封装，其可被称为存储器堆栈。堆叠式存储器可用于在单个装置或封装中提供大量计算机存储器，其中所述装置或封装还可包括系统组件，例如存储器控制器和CPU (中央处理单元)或其它系统元件。
[0004]然而，虽然存储器元件的附加层可以添加到堆叠式存储器装置，但是这样的存储器的操作由存储器结构限制。特别地，存储器裸晶层的添加增加了存储器的量，但是不改变存储器装置的带宽。由于这个原因，堆叠式存储器装置可在带宽中受限，或可能要求以下设计:即使许多实现不要求这个存储器的量，仍提供最大数量的存储器层的足够带宽。
【附图说明】
[0005]在附图中通过示例的方式而不是通过限制的方式来图示本发明的实施例，附图中类似的附图标记指类似元素。
[0006]图1图示3D堆叠式存储器的实施例；
图2图示堆叠式存储器装置的实施例的数据路径的路由；
图3是堆叠式存储器装置中的存储器裸晶的实施例的接口的图示；
图4图示包括用添加存储器裸晶层来扩展带宽的路由的堆叠式存储器装置的实施例； 图5图示具有附加存储器裸晶层的存储器装置的实施例的数据路径的路由；以及图6是图示包括堆叠式存储器装置的设备或系统的实施例的框图。
【具体实施方式】
[0007]本发明的实施例一般指向具有提供偏移互连的接口的堆叠式存储器。
[0008]如本文使用的:
“3D堆叠式存储器”(其中3D指示3维)或“堆叠式存储器”指包括一个或多个耦合的存储器裸晶层、存储器封装或其它存储器元件的计算机存储器。存储器可垂直堆叠或水平(例如并排)堆叠，或以别的方式包括耦合在一起的存储器元件。特别地，堆叠式存储器DRAM装置或系统可包括具有多个DRAM裸晶层的存储器装置。堆叠式存储器装置还可包括装置中的系统元件，其可在本文中称为系统层或元件，其中系统层可包括例如CPU (中央处理单元)、存储器控制器和其它有关系统元件的元件。系统层可包括芯片上系统(SoC)。
[0009]在一些实施例中，设备、系统和方法提供用于具有提供偏移互连的接口的堆叠式存储器。在一些实施例中，设备、系统和方法提供用于堆叠式存储器中的带宽的缩放。在一些实施例中，具有系统层和一个或多个存储器裸晶层(每个包括接口)的堆叠式存储器装置可提供用于层之间的偏移或交错接口连接以便相对于堆叠式存储器的下一层的信号路径来偏移每个层的信号路径。在一些实施例中，堆叠式存储器包括多个信道，其中每个裸晶层可驱动堆叠式存储器的信道中的一个或多个。在一个实现中，具有4个裸晶层的堆叠式存储器装置包括16个信道，其中每个裸晶层驱动16个信道中的4个。
[0010]在一些实施例中，带宽的缩放可以用于提供公共的封装中存储器装置以用于在存储器和处理需求中极大不同的设备和系统。例如，可用于低带宽、成本敏感的应用(例如蜂窝电话)中的存储器装置还可扩大规模以便在对于高端计算(例如在网络服务器应用中)足够的等级提供带宽和存储器的量。跨整个产品范围的公共存储器装置可用于利用规模经济来提供更低成本的存储器解决方案给所有这样的装置。
[0011]常规的存储器装置可将所有存储器装置层的数据接口引脚连接在一起，这需要在每个存储器装置层上的附加的驱动器，并且需要在每个数据接口引脚上显著的电负载，从而消耗过多功率并限制存储器装置的最大数据速率。
[0012]在一些实施例中，装置、系统或方法以这样的结构和方式提供用于互连堆栈中的存储器装置层:使得存储器堆栈中可用的带宽量能够在更多存储器装置被添加到堆叠式存储器中时增长。在一些实施例中，堆叠式存储器装置架构使得能够生成不同大小的装置，所述装置在结构中是相同的但是具有从单独的存储器装置层驱动的数据接口引脚。在一个实现中，特定的存储器装置可被堆叠到更大的堆栈大小以便提供附加容量，其中带宽随着堆栈层的添加而增大。在一些实施例中，存储器装置的结构将每个数据接口引脚上的电负载减小到更低的功率并且增大存储器装置的数据速率。
[0013]在一些实施例中，用于缩放堆叠式存储器装置中的带宽的设备、系统或方法使用存储器堆栈中的每个存储器裸晶层中的迹线或其它互连来将数据接口信号从堆栈中更高的存储器裸晶层重新路由到备选的数据接口引脚上。在一些实施例中，存储器装置层中的一个或多个，以及潜在地存储器堆栈的所有层，包括将信号路径从第一存储器裸晶层的每个数据接口引脚重新路由到第二存储器裸晶的对应数据接口引脚的交错的互连，其中第二存储器裸晶层的每个数据接口引脚从第一存储器裸晶层的对应数据接口引脚偏移。堆叠式存储器装置的结构可用于提供从存储器装置数据接口引脚到存储器控制器的点到点连接。堆叠式存储器装置的实施例中的互连的交错用堆叠式存储器装置的每个附加存储器裸晶层来提供带宽的扩展。
[0014]在一些情况下，堆叠式存储器装置的存储器裸晶层的数量可大于装置的备选的数据接口引脚的数量。在一些实施例中，回绕的路由互连使得堆叠式存储器的高度能够大于备选的数据接口引脚集合的数量以便提供点到两点(或更多)拓扑。在一些实施例中，第一存储器裸晶层的路由连接被缠绕以便与第二存储器裸晶层连接，所述第二存储器裸晶层从第一层离开某个数量的层。
[0015]在一个示例中，堆叠式存储器装置可包括X个数据路由(其中X是2或更多，但在此示例中可为4)，并且存储器装置包括多于X个存储器裸晶层(X+1或更多，但在此示例中可以为8个存储器裸晶层。例如，耦合到系统层的第一存储器裸晶层可具有经由回绕的互连路由的到第五存储器裸晶层的路由。此外，第二存储器裸晶层可具有到第六存储器裸晶层的路由，并且继续通过装置的其它存储器裸晶层。
[0016]图1图示3D堆叠式存储器的实施例。在此图示中，3D堆叠式存储器装置100包括与一个或多个DRAM存储器裸晶层120耦合的系统元件110，本文中还称为存储器堆栈。在一些实施例中，系统元件可以是芯片上系统(SoC)或其它类似元件。虽然图1图示了系统元件110耦合在一个或多个存储器裸晶层120的存储器堆栈下面的实现，但是实施例不限于此布置。例如，在一些实施例中，系统元件110可位于存储器堆栈120附近，并且因此可以按并排布置与存储器堆栈120耦合。
[0017]在这个图示中，DRAM存储器裸晶层包括4个存储器裸晶层，这些层是第一存储器裸晶层130、第二存储器裸晶层140、第三存储器裸晶层150和第四存储器裸晶层160。然而，在存储器堆栈120中实施例不限于任何特定数量的存储器裸晶层，并且可包括更大或更小数量的存储器裸晶层。除了其它元件之外，系统元件110可包括存储器堆栈120的存储器控制器112。在一些实施例中，每个存储器裸晶层(可能除了顶部或最外部存储器裸晶层(例如此图示中的第四存储器裸晶层160)以外)包括多个硅通孔(TSV)以便提供通过存储器裸晶层的硅衬底的路径。
[0018]在一些实施例中，每个存储器裸晶层包括用于与另一裸晶层或系统元件110的连接的接口。在此图示中，第一存储器裸晶层130包括用于第一存储器裸晶层130和系统元件110之间的耦合的第一接口 125 ;第二存储器裸晶层140包括用于第二存储器裸晶层140和第一存储器裸晶层130之间的耦合的第二接口 135 ;第三存储器裸晶层150包括用于第三存储器裸晶层150和第二存储器裸晶层140之间的耦合的第三接口 145 ;以及第四存储器裸晶层160包括用于第四存储器裸晶层160和第三存储器裸晶层150之间