專(zhuān)利名稱(chēng)：具有嵌入式基于FeRAM的RFID的集成電路的制作方法
具有嵌入式基于FeRAM的RFID的集成電路相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求2005年9月2日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No. 60/713,828的 權(quán)益，其全部?jī)?nèi)^it過(guò)引用包含于此用于所有目的。
背景技術(shù)：
生產(chǎn)更符合成本效益的集成電路(IC, integrated circuit)例如存儲(chǔ)器 IC及CPU等的持續(xù)市場(chǎng)壓力需要快速且符合成本效益的方式，以便系統(tǒng) 地管理制造過(guò)程的各個(gè)階段的IC測(cè)試和相應(yīng)的測(cè)試結(jié)果，例如在晶片階 段、質(zhì)量保證(QA， quality assurance)和封裝階段的測(cè)試，以及在各個(gè) 階段的維持庫(kù)存信息。例如，如果針對(duì)每一集成電路記錄了在晶片階段的 測(cè)試結(jié)果的信息并且可以迅速地進(jìn)行存取，則將提高后續(xù)階段的效率。類(lèi) 似地，下一階段的測(cè)試結(jié)果的記錄隨后加快了后續(xù)階段的效率。因此，通 過(guò)記錄每一中間階段的操作結(jié)果并持續(xù)更新每一階段的信息，可以顯著提 高總體工作效率。另外，取出記錄在每一IC中的測(cè)試結(jié)果與跟蹤信息(例如工廠位置、 制造技術(shù)、制造年份、晶片批次、晶片號(hào)、IC在晶片上的位置、封裝廠、 封裝類(lèi)型)的能力可以大大有利于協(xié)助產(chǎn)量提高的努力。此外，將半導(dǎo)體 芯片制造為價(jià)值增加的產(chǎn)品已成為近來(lái)的趨勢(shì)，這種趨勢(shì)在未來(lái)將更加顯 著。因此，在IC制造與生產(chǎn)以及其它的各個(gè)階段都需要高效率并且符合 成本效益的信息管理。發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例， 一種集成電路(IC)包括高電容固態(tài)電路區(qū)域， 其被配置為執(zhí)#^定搮作；RFID塊，其包括用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的FeRAM塊；以及接口單元，其被配置為向RFID塊傳送外部提供的用于以無(wú)線方式識(shí) 別IC的特有ID，所述特有ID存儲(chǔ)在FeRAM塊中。該IC還包括導(dǎo)電跡 線，其延伸通過(guò)IC的預(yù)定區(qū)域，所述導(dǎo)電跡線被配置作為RFID塊的天 線，其中RFID塊被配置為經(jīng)由所述天線接收并傳輸信息至外部源。在一個(gè)實(shí)施例中，高電容固態(tài)電路區(qū)域包括DRAM、閃存、FeRAM、 CPU、片上系統(tǒng)(SoC)和ASIC中的一個(gè)或多個(gè)。在另一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電跡線沿著IC的外周延伸。在另一個(gè)實(shí)施例中，RFID塊包括模擬塊，其具有解調(diào)器電路，所述 解調(diào)器電路凈皮配置為解調(diào)經(jīng)由天線接收到的RF信號(hào)，并且產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于接 收到的RF信號(hào)的命令信號(hào)。RFID塊還包括數(shù)字塊，其凈皮配置為從解調(diào) 器塊接收命令信號(hào)，并且作為響應(yīng)產(chǎn)生耦合到FeRAM塊的地址和控制信 號(hào)。在另一個(gè)實(shí)施例中，F(xiàn)eRAM塊被配置為從數(shù)字塊接收地址和命4Ht 號(hào)，并且作為響應(yīng)提供先前存儲(chǔ)在FeRAM中的數(shù)據(jù)，所提供的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng) 于經(jīng)由天線接收到的RF信號(hào)。模擬塊還包括調(diào)制器電路，所述調(diào)制器電 路被配置為調(diào)制FeRAM塊提供的數(shù)據(jù)并且產(chǎn)生要經(jīng)由天線傳輸?shù)酵獠?源的信號(hào)。在另一個(gè)實(shí)施例中，F(xiàn)eRAM塊被配置為從數(shù)字塊接收地址和命^Ht 號(hào)，并且作為響應(yīng)提供先前存儲(chǔ)在FeRAM中的數(shù)據(jù)，所提供的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng) 于經(jīng)由天線接收到的RF信號(hào)。模擬塊還包括調(diào)制器電路，所述調(diào)制器電 路被配置為調(diào)制FeRAM塊提供的數(shù)據(jù)并且產(chǎn)生要經(jīng)由天線傳輸?shù)酵獠?源的信號(hào)。在另一個(gè)實(shí)施例中，RFID塊包括模擬塊，其具有解調(diào)器電路，所述 解調(diào)器電路被配置為解調(diào)經(jīng)由天線接收到的RF信號(hào)，并且產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于接 收到的RF信號(hào)的命令信號(hào)。RFID塊還包括數(shù)字塊，其被配置為從解調(diào) 器塊接收命令信號(hào)，并且作為響應(yīng)產(chǎn)生耦合到FeRAM塊的地址、數(shù)據(jù)和 控制信號(hào)。在另一個(gè)實(shí)施例中，F(xiàn)eRAM塊被配置為從數(shù)字塊接收地址、數(shù)據(jù)和 命令信號(hào)，并且作為響應(yīng)將接收到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)于接收到的地址的存儲(chǔ)位置。在另一個(gè)實(shí)施例中，RFID塊還包括倍壓電路，所述倍壓電路被配置在另一個(gè)實(shí)施例中，RFID塊還包括上電復(fù)位電路，所述上電復(fù)位電 路被配置為檢測(cè)供給電壓，并且當(dāng)供給電壓達(dá)到預(yù)定水平時(shí)，對(duì)RFID塊 上電。在另一個(gè)實(shí)施例中，F(xiàn)eRAM塊包括控制電路，其被配置為接收控 制信號(hào)并確定控制信號(hào)對(duì)應(yīng)于讀操作還是寫(xiě)操作；存儲(chǔ)器陣列，其包括沿 著行和列排列的多個(gè)FeRAM單元；解碼器，其耦合到存儲(chǔ)器陣列并被配 置為響應(yīng)于FeRAM塊接收到的地址信號(hào)選擇FeRAM單元；感測(cè)放大器， 其耦合到存儲(chǔ)器陣列并被配置為在讀操作中感測(cè)存儲(chǔ)在所選擇的FeRAM 單元中的數(shù)據(jù)；以及I/0緩沖器，其被配置為在寫(xiě)操作中將FeRAM單元 接收到的數(shù)據(jù)傳送到存儲(chǔ)器陣列，并在讀操作中輸出感測(cè)到的數(shù)據(jù)。在另一個(gè)實(shí)施例中，沿著每一列的FeRAM單元連接到位線，每一 FeRAM單元包括串聯(lián)連接在位線和板線PL之間的晶體管和FeRAM電 容器，沿著一行的FeRAM單元中的晶體管的柵^合到字線。在另一個(gè)實(shí)施例中，IC還包括內(nèi)置自測(cè)試(BIST)塊，其被配置為 當(dāng)被提示測(cè)試IC時(shí)，執(zhí)行IC的測(cè)試；以及BIST接口單元，其耦合在 RFID塊和BIST單元之間。所述BIST接口單元被配置為向BIST塊供給 RFID塊產(chǎn)生的命令，并將BIST操作的測(cè)試結(jié)果傳送到RFID塊。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供一種以無(wú)線方式與IC管芯交換信息 的方法，每一 IC管芯包括RFID塊和天線使得能夠與IC管芯進(jìn)行無(wú)線 通信。將特有識(shí)別碼存儲(chǔ)在IC管芯中的每一個(gè)中。測(cè)試每一IC管芯， 將測(cè)試結(jié)果的至少一部分存儲(chǔ)在相應(yīng)的IC管芯中。存儲(chǔ)在每一 IC管芯 中的特有識(shí)別碼與每一 IC管芯的RFID塊和天線一起，使得能夠以無(wú)線 方式取出存儲(chǔ)在每一IC管芯中的測(cè)試結(jié)果。在一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)在每一 IC管芯中的特有識(shí)別碼與每一 IC管 芯的RFID塊和天線一起，使得在每一 IC管芯被封裝后能夠以無(wú)線方式 取出來(lái)自每一 IC管芯的測(cè)試結(jié)果。在另一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)在每一 IC管芯中的特有識(shí)別碼與每一 IC 管芯的RFID塊和天線一起，使得在每一 IC管芯被封裝前能夠以無(wú)線方 式取出來(lái)自每一 IC管芯的測(cè)試結(jié)果。在另一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)IC管芯在半導(dǎo)體晶片上時(shí)執(zhí)行IC管芯的測(cè) 試，使得測(cè)試結(jié)果對(duì)應(yīng)于晶片測(cè)試。在另一個(gè)實(shí)施例中，在IC管芯被封裝后執(zhí)行IC管芯的測(cè)試，使得 測(cè)試結(jié)^t應(yīng)于封裝測(cè)試。在另一個(gè)實(shí)施例中，使用每一IC管芯的特有識(shí)別碼，以無(wú)線方式取 出存儲(chǔ)在每一IC管芯中的測(cè)試結(jié)果。在另一個(gè)實(shí)施例中，使用每一IC管芯的特有識(shí)別碼，以無(wú)線方式將 測(cè)試結(jié)果存儲(chǔ)在相應(yīng)的IC管芯中。在另 一個(gè)實(shí)施例中，每一 IC管芯包括耦合到RFID塊的接口單元， 其中經(jīng)由IC管芯各自的接口單元將測(cè)試結(jié)果存儲(chǔ)在相應(yīng)IC管芯的RFID 塊中。在另 一個(gè)實(shí)施例中，每一 IC管芯包括耦合到RFID塊的接口單元， 其中經(jīng)由接口單元將每一特有識(shí)別碼存儲(chǔ)在相應(yīng)IC管芯的RFID塊中。在另一個(gè)實(shí)施例中，測(cè)試結(jié)果對(duì)應(yīng)于晶片測(cè)試結(jié)果、質(zhì)量保證測(cè)試結(jié) 果和封裝測(cè)試結(jié)果中的 一個(gè)或多個(gè)。在另一個(gè)實(shí)施例中，將跟蹤信息存儲(chǔ)在每一IC管芯中，所述跟蹤信 息識(shí)別以下內(nèi)容中的一個(gè)或多個(gè)制造IC管芯的制造工廠、用于制造IC 管芯的工藝技術(shù)、IC管芯所屬的晶片批次、IC管芯在從中抽出該IC管 芯的晶片上的位置、容納IC管芯的封裝類(lèi)型、封裝IC管芯的封裝工廠。 存儲(chǔ)在每一 IC管芯中的特有識(shí)別碼與每一 IC管芯的RFID塊和天線一 起，使得能夠以無(wú)線方式取出存儲(chǔ)在每一IC管芯中的跟蹤信息。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供一種提高封裝的IC管芯的使用效率 的方法，每一 IC管芯包括RFID塊和天線，使得能夠與IC管芯進(jìn)行無(wú) 線通信。在封裝IC管芯之前，將特有識(shí)別碼存儲(chǔ)在每一IC管芯中，其 中，存儲(chǔ)在每一 IC管芯中的特有識(shí)別碼與每一 IC管芯的RFID塊和天 線一起，能夠以無(wú)線方式使封裝的IC管芯的有缺陷部分無(wú)效，從而可以使用封裝的IC管芯的其余功能部分。在另一個(gè)實(shí)施例中，4吏用每一IC管芯的特有識(shí)別碼，以無(wú)線方式僅 使封裝的IC管芯的有缺陷部分無(wú)效，從而可以使用封裝的IC管芯的其余功能部分。在另一個(gè)實(shí)施例中，使用每一IC管芯的特有識(shí)別碼，以無(wú)線方式識(shí) 別封裝的IC管芯的有缺陷部分。在另一個(gè)實(shí)施例中，每一 IC管芯包括彼此耦合的接口單元和RFID 塊，其中每一特有識(shí)別碼經(jīng)由IC管芯的接口單元存儲(chǔ)在相應(yīng)IC管芯的 RFID塊中。參考說(shuō)明書(shū)的其余部分和附圖，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)這里公開(kāi)的本發(fā)明的本質(zhì) 和優(yōu)點(diǎn)的進(jìn)一步理解。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有嵌入式基于FeRAM的RFID塊的 固態(tài)半導(dǎo)體IC的俯視圖；圖2至7是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的嵌入有基于FeRAM的 RFID塊及其相關(guān)的天線的各種類(lèi)型的IC的俯視圖；圖8是描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的嵌入IC中的RFID塊與外部源之 間的信息傳送方法的流程圖；圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的嵌入IC中的RFID塊的實(shí)現(xiàn)框圖；圖IOA是描述圖9中的FeRAM塊的簡(jiǎn)化示例性結(jié)構(gòu)的框圖；圖10B是描ii^合到圖10A中的FeRAM的信號(hào)中的每一個(gè)的功能 的表；圖ll是示出圖IOA中的單元陣列的一部分的實(shí)現(xiàn)電路圖；圖12是用于描迷圖11中的FeRAM單元陣列的操作的時(shí)序圖；以及圖13是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的固態(tài)半導(dǎo)體IC的俯視圖，其中BIST 性能與^V式基于FeRAM的RFID塊有利地集成在一起。
具體實(shí)施方式
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，固態(tài)半導(dǎo)體IC包括高電容(capacitance)電 路部分，該高電容電路部分被配置為執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)功能，例如由傳統(tǒng)的 DRAM、閃存、SRAM、 ASIC、 FPGA、模擬IC、翁:據(jù)處理器(例如CPU 或圖形處理器)以及片上系統(tǒng)(SoC， system on chip)執(zhí)行的功能。固態(tài)IC 還包括RFID塊；接口單元，其被配置為向RFID塊提供有線存取；以 及嵌入式天線，其被配置為向RFID塊提供無(wú)線存取。RFID塊被配置為 使用鐵電體(ferroelectric )存儲(chǔ)技術(shù)(FeRAM)存儲(chǔ)信息。當(dāng)經(jīng)由IC引腳 直接將數(shù)據(jù)傳送到RFID塊或者從RFID塊傳送數(shù)據(jù)時(shí)，使用接口單元。 在一個(gè)實(shí)施例中，沿著IC的外周區(qū)域布置的金屬層作為用于無(wú)線通信的 嵌入式RF天線。在制造過(guò)程中，晶片上的每一IC管芯(die)中的RFID塊可以用于 記錄各種信息，例如在管芯本身上執(zhí)行的測(cè)試的結(jié)果、關(guān)于晶片的統(tǒng)計(jì)或 產(chǎn)量信息、以及特定管芯所屬的晶片批次。這有助于提高后續(xù)過(guò)程的效率。 類(lèi)似地，可以將在晶片階段測(cè)試之后(例如QA或封裝測(cè)試中)執(zhí)行的^Mt 的結(jié)果記錄在RFID塊中，從而進(jìn)一步提高后續(xù)過(guò)程的效率。以這種方式， 每一 IC對(duì)來(lái)自制造過(guò)程的各個(gè)階段的結(jié)果進(jìn)行記錄，其可以容易地進(jìn)行 存取，從而大大提高了工作效率。圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有嵌入式基于FeRAM的RFID塊 104的固態(tài)半導(dǎo)體IC 100的俯視圖。固態(tài)半導(dǎo)體IC 100可以包括在各種 電子應(yīng)用中使用的任何類(lèi)型的已知電路。IC還包括具有用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的 FeRAM存儲(chǔ)器的RFID塊104。與其它存儲(chǔ)技^M目比，F(xiàn)eRAM技術(shù)可以 在極少直至不增加處理開(kāi)銷(xiāo)的情況下與例如CMOS、雙極性等的處理^支 術(shù)整合。此外，F(xiàn)eRAM消耗最少量的硅面積、然而提供高的FeRAM電 容，消耗低功率，更適合于長(zhǎng)距離無(wú)線通信。另外，在圖2至7所示的多 個(gè)IC及其它類(lèi)型的IC中，需要高電容值電容器用于各種目的，例如用 于電荷泵電路、電力存儲(chǔ)電容器、模擬電路等等。與其它常用電容器例如 聚合物-絕緣體-聚合物(PIP， poly-insulator-poly)電容器及金屬-絕緣體-金 屬(MIM，metal-insulator-metal)電容器相比，對(duì)于相同的單位面積， FeRAM電容器可以提供最高的電容值，并且處理技術(shù)最少或者不增加復(fù) 雜性。在另一種技術(shù)中，優(yōu)選將在模擬CMOS電路中使用的FeRAM電 容器堆疊在模擬CMOS電路的頂部，因此不消^1^外的硅面積。因此，F(xiàn)eRAM是用于在許多類(lèi)型的IC中實(shí)現(xiàn)RTID塊的最符合成本效益且實(shí) 用的存儲(chǔ)器類(lèi)型。在圖1中，接口單元106作為RTID塊104與IC上的其它電路102 之間的通信信道。接口單元106可以用于對(duì)RFID塊104提供直接外部存 取。接口單元可以耦合到容納IC IOO的封裝的外部引腳。該外部引腳可 以專(zhuān)用于RFID功能，或者可選地用于存取IC電路102的引腳也可以被 配置為作為存取RFID塊的裝置。沿著IC的外周延伸的金屬跡線108作 為與RFID塊104進(jìn)行無(wú)線通信的RF天線。適合用于RF天線的材料可 以用來(lái)代*屬或者結(jié)合金屬來(lái)使用。注意，如圖l所示的各種塊與線的 位置僅僅是示例性的，并不是按照比例的。此外，RFID塊104的位置不 限于圖1所示的IC的特定角落，而可以按照例如布局和管芯尺寸效率等 因素的需要形成在IC的任意一部分中。RFID塊和接口塊一般占據(jù)小百 分比的總管芯尺寸。圖2至7是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的嵌入有基于FeRAM的RTID塊及 其相關(guān)的天線的各種類(lèi)型的IC的俯視圖。這些圖僅僅是示例性的。本領(lǐng) 域技術(shù)人員根據(jù)本公開(kāi)可以預(yù)想可以嵌入有RFID塊及其天線的許多其 它類(lèi)型的IC。圖2示出嵌入有基于FeRAM的RTID塊204及其相關(guān)的 天線208的DRAM IC 200。圖3示出1^X有基于FeRAM的RFID塊304 及其相關(guān)的天線308的閃存IC300。圖4示出^b^有基于FeRAM的RFID 塊404及其相關(guān)的天線408的FeRAM存儲(chǔ)器IC 400 。圖5示出嵌入有基 于FeRAM的RFID塊504及其相關(guān)的天線508的CPU IC 500。圖6示 出^V有基于FeRAM的RFID塊604及其相關(guān)的天線608的片上系統(tǒng) (SoC) IC 600。圖7示出嵌入有基于FeRAM的RFID塊704及其相關(guān)的 天線708的專(zhuān)用IC(ASIC, application specific IC) 700。圖8是描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的嵌入IC中的RFID塊與外部源之 間的信息傳送方法的流程圖。在制成晶片之后，在晶片測(cè)試期間，經(jīng)由測(cè) 試設(shè)備和每一 RFID塊的接口單元在晶片上的每一管芯的RFID塊中存儲(chǔ) 特有芯片識(shí)別碼。例如受測(cè)晶片所屬的晶片批次、晶片上的每一管芯的位 置等其它信息也可以經(jīng)由接口單元存儲(chǔ)在RFID塊中。步驟804描述了該 步驟。注意，在每一管芯中存儲(chǔ)了特有ID碼之后，與RFID塊的所有隨 后的通信都可以以無(wú)線方式進(jìn)行。雖然如此，實(shí)際上在某些情況下(例如 在晶片測(cè)試期間)使用有線資源(例如經(jīng)由圖1中的主電路102和接口單元 106)與RFID塊交換信息可能更合適。在步驟806中，與每一管芯經(jīng)受的任意后續(xù)測(cè)試有關(guān)的信息，例如測(cè) 量的速度與功率、來(lái)自溫度測(cè)試的結(jié)果等，可以通過(guò)RFID塊的RF性能 經(jīng)由無(wú)線通信或者通過(guò)測(cè)試器和接口單元經(jīng)由有線通信存儲(chǔ)在RFID塊 的FeRAM中?？梢栽谌魏螘r(shí)候4吏用已知技術(shù)以無(wú)線方式取出存儲(chǔ)在 RFID塊中的數(shù)據(jù)。即使在封裝的IC離開(kāi)制造位置之后，如果可以得到 進(jìn)行無(wú)線通信的合適設(shè)備，也可以與每一IC交換信息。圖9是示出才艮據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的嵌入例如圖1至7的IC的IC中 的RFID塊卯2的實(shí)現(xiàn)框圖。圖9中的RFID塊卯2包括耦合在模擬塊卯6 與FeRAM塊910之間的數(shù)字塊卯8。模擬塊卯6包括耦合到天線904的 天線電路，例如嵌在IC中的金屬跡線，用于將數(shù)據(jù)發(fā)送到外部讀取器/ 寫(xiě)入器或者從外部讀取器/寫(xiě)入器接收數(shù)據(jù)。倍壓器912被配置為產(chǎn)生用 于使用傳輸頻率的RFID塊的電源VDD。限壓器916被配置為限制傳輸 頻率信號(hào)的傳輸電壓的幅值。上電復(fù)位電路918被配置為通過(guò)檢測(cè)RFID 電源電壓VDD來(lái)產(chǎn)生RESET (復(fù)位)信號(hào)。時(shí)鐘產(chǎn)生器920被配置為 產(chǎn)生耦合到數(shù)字塊卯8的時(shí)鐘信號(hào)CLK。電壓倍增器被配置為增加供給 至FeRAM存儲(chǔ)器的電壓。解調(diào)器924被配置為檢測(cè)來(lái)自傳輸頻率信號(hào)的 操作命令信號(hào)，調(diào)制電路922被配置為將請(qǐng)求的信息傳輸?shù)教炀€。數(shù)字塊卯8包括邏輯電路，并且經(jīng)由VDD、上電復(fù)位(POR, power on reset)、時(shí)鐘信號(hào)CLK、 Response (響應(yīng))和Commond (命令)信號(hào)與 模擬塊卯6通信。數(shù)字塊卯8隨后經(jīng)由地址信號(hào)ADD(x5)、 1/0(x8)總線、 控制信號(hào)CTR(x3)和時(shí)鐘信號(hào)CLK與FeRAM 910通信。模擬塊906、數(shù) 字塊卯8和FeRAM 910工作，使得當(dāng)RFID塊卯2檢測(cè)到從外部產(chǎn)生的 有效命*號(hào)時(shí)，根據(jù)該命令從FeRAM910取出信息、然后將其傳輸?shù)?外部源，或者將外部源傳輸?shù)男畔⒋鎯?chǔ)在FeRAM910中。圖10A是描述圖9中的FeRAM塊910的簡(jiǎn)化示例性結(jié)構(gòu)的框圖。 從數(shù)字塊卯8接收到的地址信號(hào)ADD[7:0]耦合到用于選擇單元陣列1016 中的一行單元的字線(WL)解碼器1014?？刂菩盘?hào)塊1012接收芯片使能信 號(hào)CE、讀取使能信號(hào)RE和寫(xiě)入使能信號(hào)WE。當(dāng)對(duì)FeRAM1010進(jìn)行 存取時(shí)，這些信號(hào)表示存儲(chǔ)器存取是讀M取還是寫(xiě)入存取。存儲(chǔ)單元陣 列1016具有按32行x8列排列的256個(gè)單元。在塊1018中，該八列耦合 到八個(gè)感測(cè)放大器(SA， sense amplifier),感測(cè)放大器感測(cè)并放大與所選擇的單元相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。該八列和感測(cè)放大器耦合到八個(gè)i/o緩沖器，通過(guò)I/O緩沖器將數(shù)據(jù)傳送到陣列中或者傳送出陣列。經(jīng)由數(shù)據(jù)信號(hào)M—DATA[7:01傳送從FeRAM 1010讀取的數(shù)據(jù)或者要存儲(chǔ)在FeRAM 1010中的數(shù)據(jù)。圖IOB是表示耦合到圖10A中的FeRAM 1010的每一信 號(hào)的功能的表。注意，本發(fā)明不限于圖10A所示的特定存儲(chǔ)器密度或結(jié) 構(gòu)。可以才艮據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)和應(yīng)用改變陣列和其外圍電路以實(shí)現(xiàn)大于或者小于 256位的存儲(chǔ)器尺寸。例如，可以使用具有比圖IOA中更多列的單元的較 大存儲(chǔ)器。在這種較大存儲(chǔ)器中，傳統(tǒng)的列解碼可以用于選擇列的子集。 也可以按照需要來(lái)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)存儲(chǔ)器的許多其它特性。圖11是示出圖10A中的單元陣列1016的一部分的實(shí)現(xiàn)電路圖。圖 11中的單元陣列1102使用沿著行和列排列的FeRAM存儲(chǔ)單元1106。感 測(cè)放大器1104耦合在每一對(duì)BL 1112和豆1U4之間，用于感測(cè)并放大所 選擇的數(shù)據(jù)位的信號(hào)。柵極耦合到BLEQ的晶體管1116、 1118、 1120用 于使位線相等(equalize).如圖所示，每一單元1106包括串聯(lián)耦合在垂 直延伸的位線與水平延伸的板線PL之間的通過(guò)晶體管(pass transistor) 和FeRAM電容器。單元1106將用于描述寫(xiě)操作和讀操作。在寫(xiě)操作中，字線WL0升 高，并且如果位線BL被偏置為高電壓JL^L線PL0被偏置為低電壓(例如 地電位)，則單元電容器被偏置為邏輯l狀態(tài)。隨著字線WLO的升高，如 果位線BL被偏置為低電壓(例如地電位)且板線PL0被偏置為高電壓，則 單元電容器被偏置為邏輯O狀態(tài)。在讀操作中，字線WL0升高，如果單 元1106被偏置為邏輯1狀態(tài)，則在位線BL上iUL較高電位，如果單元 1106被偏置為邏輯0狀態(tài)，則在位線BL上發(fā)^^較低電位。在位線上M 了足夠的信號(hào)時(shí)，感測(cè)放大器1104將所^的信號(hào)放大到電源軌(supply rail)。注意，雖然存儲(chǔ)器陣列1102顯示每位兩個(gè)單元的配置，但是也可 以使用例如參考電壓的已知技術(shù)來(lái)^每位一個(gè)單元的配置。由于讀取1 ^Mt的破壞本質(zhì)，執(zhí)4于類(lèi)似于如上所述的寫(xiě)操作的恢復(fù)操作。圖12是用于更詳細(xì)地描述圖11中的FeRAM單元陣列1102的操作 的時(shí)序圖。在t0和t4期間，經(jīng)由通過(guò)BLEQ信號(hào)導(dǎo)通的晶體管1116、 1118 、 1120對(duì)位線BL、 ^Z預(yù)充電。在tl、 t2和t3期間，字線WL激活，并且 在tl和t2期間，板線激活。在t2和t3期間，感測(cè)放大器使能信號(hào)SEN 激活，在t0和t4期間，BLEQ激活。在tO結(jié)束、位線的相等化完成時(shí)， 對(duì)應(yīng)于所選擇的單元的信號(hào)開(kāi)始在位線BL、^上M。在時(shí)間段tl結(jié)束、 在位線BL、豆上t艮了足夠的信號(hào)差時(shí)，信號(hào)SEN使能感測(cè)放大器， 以放大BL、豆上的信號(hào)。在BL、豆上的數(shù)據(jù)^U故大并且傳送到1/0緩沖器之后，在時(shí)間段t2期間恢復(fù)數(shù)據(jù)0，在時(shí)間段t3期間恢復(fù)數(shù)據(jù)l。 特定陣列配置和相應(yīng)的時(shí)序圖僅僅是示例性的，而不是限制性的?？梢栽?IC的RFID塊中實(shí)現(xiàn)其它FeRAM單元和陣列配置，例如在共同轉(zhuǎn)讓的 2006年5月11日提交的發(fā)明名稱(chēng)為"Dual-Gate Non國(guó)Volatile Ferroelectric Memory"的專(zhuān)利申請(qǐng)第11/433,753號(hào)中公開(kāi)的雙柵極FeRAM單元和相 應(yīng)的陣列配置，該專(zhuān)利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用包含于此。圖13是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的固態(tài)半導(dǎo)體IC的俯視圖，其中內(nèi)置 自測(cè)試(BIST, built-in self-test)性能與嵌入式基于FeRAM的RFID塊結(jié) 成。BIST使能固態(tài)半導(dǎo)體區(qū)域1302中的主電路的自測(cè)試，有助于降低測(cè) 試成本和復(fù)雜性。與嵌入式RFID組合的BIST功能的具體優(yōu)點(diǎn)在于，可 以在任何時(shí)間，甚至在封裝IC之后，都可以以無(wú)線的方式啟動(dòng)BIST操 作。在^Mt中，可以經(jīng)由RF信號(hào)或者通過(guò)固態(tài)半導(dǎo)體區(qū)域1302和接口 單元1306對(duì)RFID 1304提供用于啟動(dòng)BIST操作的命令信號(hào)。RFID塊 1304隨后產(chǎn)生用于啟動(dòng)BIST操作的控制信號(hào)，并經(jīng)由接口單元1310將 這些控制信號(hào)提供給BIST塊1312。在完成BIST操作時(shí)，制造商或者端 使用者可以經(jīng)由RFID塊1304以無(wú)線的方式取出部分或所有測(cè)試結(jié)果。 此外，可以將所有或部分測(cè)試結(jié)果(例如鍵測(cè)試結(jié)果)存儲(chǔ)在RFID 1304的 FeRAM中。注意，BIST塊1312的實(shí)現(xiàn)取決于IC 1300執(zhí)行的功能，因 此需要將BIST塊1312定制為IC 1300所執(zhí)行的特定功能。例如，如果 IC 1300是閃存或DRAM或CPU,則多個(gè)已知BIST技術(shù)中合適的一個(gè) 可以在塊1312中實(shí)現(xiàn)，并與區(qū)域1302中的主電路適當(dāng)?shù)亟涌?。因此，根?jù)本發(fā)明，將基于FeRAM的RFID與其RF天線嵌入在例 如計(jì)算機(jī)、手持裝置、車(chē)輛、器械等電子設(shè)備中使用的各種類(lèi)型的IC中。 嵌入IC中的RFID可以用于包括在如上所述的制造過(guò)程中的各種目的。 在一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)在每一 IC的RFID中的特有識(shí)別碼用于跟蹤每一 IC，以便例如進(jìn)行庫(kù)存評(píng)估或在配送中心進(jìn)行IC配送。通過(guò)在配送中心 放置讀取器，可以跟蹤IC的流動(dòng)。另外，例如PC主板或計(jì)算機(jī)制造商 的電子制造商可以在每一 PC主板上或電子設(shè)備的外殼內(nèi)放置讀取器，使 得與每一 IC的RFID進(jìn)行通信。在另一個(gè)實(shí)施例中，RFID特征被配置為顯著提高每一 IC的使用效 率。例如，在例如DRAM芯片的存儲(chǔ)器IC中，當(dāng)芯片發(fā)生故障時(shí)，制 造者或甚至端〗吏用者可以^吏用IC上的RFID特征，以例如通過(guò)使用BIST特征來(lái)標(biāo)識(shí)故障位，并使陣列中故障位所在的部分無(wú)效，從而允許DRAM 的剩余部分用來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)。在另一個(gè)實(shí)施例中，RFID特征被配置為存儲(chǔ) 關(guān)于部件可靠性的信息，從而允許對(duì)質(zhì)量控制的實(shí)質(zhì)性改善。具有較不魯 棒特性的IC可以在各自的RFID塊中進(jìn)行標(biāo)記，使用者可以取出該信息 并且隨后作為不期待為耐用的產(chǎn)品(例如一次性照相機(jī))來(lái)使用該IC。根據(jù)又一實(shí)施例，嵌入IC中的RFID被配置為提供現(xiàn)場(chǎng)中的可存取 性。例如，當(dāng)用戶現(xiàn)場(chǎng)的IC發(fā)生故障時(shí)，RFID特征可以用于標(biāo)識(shí)故障 IC和傳送給制造商的信息。然后，制造商可以推進(jìn)特定IC上的信息，并 且使用該信息來(lái)提高產(chǎn)量等。在又一實(shí)施例中，嵌入每一IC中的RFID 被配置為以與標(biāo)簽用來(lái)防止服飾從服飾店被竊相同的方式來(lái)防止IC被 竊。在其它實(shí)施例中，優(yōu)選將mST功能與IC中的RFID特征集成，以 使甚至在封裝的IC離開(kāi)制造現(xiàn)場(chǎng)之后仍能對(duì)IC進(jìn)行測(cè)試。雖然以上提供了對(duì)本發(fā)明的各種實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明，但可以進(jìn)fr〖午多 替代、變形及等同。因此，由于這些與其它理由，不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為上述說(shuō)明是 對(duì)權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍的限制。
權(quán)利要求
1.一種集成電路(IC)，包括高電容固態(tài)電路區(qū)域，其被配置為執(zhí)行預(yù)定操作；RFID塊，其包括用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的FeRAM塊；接口單元，其被配置為向RFID塊傳送外部提供的用于以無(wú)線方式識(shí)別IC的特有ID，所述特有ID存儲(chǔ)在FeRAM塊中；以及導(dǎo)電跡線，其延伸通過(guò)IC的預(yù)定區(qū)域，所述導(dǎo)電跡線被配置作為RFID塊的天線，其中RFID塊被配置為經(jīng)由所述天線接收并傳輸信息至外部源。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的IC，其中高電容固態(tài)電路區(qū)域包括DRAM、 閃存、FeRAM、 CPU、片上系統(tǒng)(SoC)和ASIC中的一個(gè)或多個(gè)。
3. 才艮據(jù)權(quán)利要求1所述的IC，其中導(dǎo)電跡線沿著IC的外周延伸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的IC，其中RFID塊包括模擬塊，其具有解調(diào)器電路，所述解調(diào)器電膝故配置為解調(diào)經(jīng)由天線 接收到的RT信號(hào)，并且產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于接收到的RF信號(hào)的命令信號(hào)；以及數(shù)字塊，其被配置為從解調(diào)器塊接收命令信號(hào)，并且作為響應(yīng)產(chǎn)生耦 合到FeRAM塊的地址和控制信號(hào)。
5. 才艮據(jù)權(quán)利要求4所述的IC，其中FeRAM塊被配置為從數(shù)字塊接收地址和命令信號(hào)，并且作為響應(yīng)提 供先前存儲(chǔ)在FeRAM中的數(shù)據(jù)，所提供的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于經(jīng)由天線接收到的 RF信號(hào)；以及模擬塊還包括調(diào)制器電路，所述調(diào)制器電路被配置為調(diào)制FeRAM塊 提供的數(shù)據(jù)并且產(chǎn)生要經(jīng)由天線傳輸?shù)酵獠吭吹男盘?hào)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的IC，其中FeRAM塊被配置為從數(shù)字塊接收地址和命令信號(hào)，并且作為響應(yīng)提 供先前存儲(chǔ)在FeRAM中的數(shù)據(jù)，所提供的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于經(jīng)由天線接收到的 RF信號(hào)；以及模擬塊還包括調(diào)制器電路，所述調(diào)制器電路被配置為調(diào)制FeRAM塊 提供的數(shù)據(jù)并且產(chǎn)生要經(jīng)由天線傳輸?shù)酵獠吭吹男盘?hào)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的IC,其中RFID塊包括模擬塊，其具有解調(diào)器電路，所述解調(diào)器電路4皮配置為解調(diào)經(jīng)由天線 接收到的RF信號(hào)，并且產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于接收到的RF信號(hào)的命^Hf號(hào)；以及數(shù)字塊，其被配置為從解調(diào)器塊接收命^Ht號(hào)，并且作為響應(yīng)產(chǎn)生耦 合到FeRAM塊的地址、數(shù)據(jù)和控制信號(hào)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的IC，其中FeRAM塊被配置為從數(shù)字塊接 收地址、數(shù)據(jù)和命令信號(hào)，并且作為響應(yīng)將接收到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)于接 收到的地址的存儲(chǔ)位置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的IC，其中RFID塊還包括倍壓電路，所述 倍壓電膝故配置為將經(jīng)由天線接收到的RF信號(hào)轉(zhuǎn)換為用于對(duì)RFID塊供 電的供給電壓。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的IC，其中RFID塊還包括上電復(fù)位電路， 所述上電復(fù)位電路被配置為檢測(cè)供給電壓，并且當(dāng)供給電壓達(dá)到預(yù)定水平 時(shí)對(duì)RTID塊上電。
11. 才艮據(jù)權(quán)利要求1所述的IC，其中FeRAM塊包括控制電路，其被配置為接收控制信號(hào)并確定控制信號(hào)對(duì)應(yīng)于讀^Mt還 是寫(xiě)操作；存儲(chǔ)器陣列，其包括沿著行和列排列的多個(gè)FeRAM單元；解碼器，其耦合到存儲(chǔ)器陣列并被配置為響應(yīng)于FeRAM塊接收到的 地址信號(hào)選擇FeRAM單元；感測(cè)放大器，其耦合到存儲(chǔ)器陣列并被配置為在讀操作中感測(cè)存儲(chǔ)在 所選擇的FeRAM單元中的數(shù)據(jù)；以及I/O緩沖器，其被配置為在寫(xiě)操作中將FeRAM單元接收到的數(shù)據(jù)傳 送到存儲(chǔ)器陣列，并在讀操作中輸出感測(cè)到的數(shù)據(jù)。
12. 才艮據(jù)權(quán)利要求11所述的IC，其中沿著每一列的FeRAM單元連 接到位線，每一 FeRAM單元包括串聯(lián)連接在位線和板線PL之間的晶體管和FeRAM電容器，沿著一行的FeRAM單元中的晶體管的柵極耦合到 字線。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的IC，還包括內(nèi)置自測(cè)試(BIST)塊，其被配置為當(dāng)被提示測(cè)試IC時(shí)，執(zhí)行IC的 測(cè)試；以及BIST接口單元，其耦合在RFID塊和BIST單元之間，所述BIST接 口單元被配置為向BIST塊供給RFID塊產(chǎn)生的命令，并將BIST操作的 測(cè)試結(jié)果傳送到RTID塊。
14. 一種以無(wú)線方式與IC管芯交換信息的方法，每一 IC管芯包括 RFID塊和天線使得能夠與IC管芯進(jìn)行無(wú)線通信，所述方法包括將特有識(shí)別碼存儲(chǔ)在IC管芯中的每一個(gè)中；測(cè)試每一IC管芯；以及將測(cè)試步驟的測(cè)試結(jié)果的至少一部分存儲(chǔ)在相應(yīng)的IC管芯中，其中存儲(chǔ)在每一 IC管芯中的特有識(shí)別碼與每一 IC管芯的RFID塊 和天線一起，使得能夠以無(wú)線方式取出存儲(chǔ)在每一 IC管芯中的測(cè)試結(jié)果。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中存儲(chǔ)在每一IC管芯中的特有 識(shí)別碼與每一 IC管芯的RFID塊和天線一起，使得在每一 IC管芯被封 裝后能夠以無(wú)線方式取出來(lái)自每一 IC管芯的測(cè)試結(jié)果。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中存儲(chǔ)在每一IC管芯中的特有 識(shí)別碼與每一 IC管芯的RFID塊和天線一起，使得在每一 IC管芯被封 裝前能夠以無(wú)線方式取出來(lái)自每一 IC管芯的測(cè)試結(jié)果。
17. 才艮據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中當(dāng)IC管芯在半導(dǎo)體晶片上時(shí) 執(zhí)行測(cè)試步驟，使得測(cè)試結(jié)果對(duì)應(yīng)于晶片測(cè)試。
18. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中在IC管芯被封裝后執(zhí)行測(cè)試 步驟，^f吏得測(cè)試結(jié)果對(duì)應(yīng)于封裝測(cè)試。
19. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括使用每一 IC管芯的特有識(shí)別碼，以無(wú)線方式取出存儲(chǔ)在每一 IC管芯中的測(cè)試結(jié)果。
20. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中存儲(chǔ)測(cè)試結(jié)果的步驟包括使用每一IC管芯的特有識(shí)別碼，以無(wú)線方式將測(cè)試結(jié)果存儲(chǔ)在相應(yīng) 的IC管芯中。
21. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中每一IC管芯包括耦合到RFID 塊的接口單元，其中經(jīng)由IC管芯各自的接口單元將測(cè)試結(jié)果存儲(chǔ)在相應(yīng) IC管芯的RFID塊中。
22. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中每一 IC管芯包括耦合到RFID 塊的接口單元，其中經(jīng)由接口單元將每一特有識(shí)別碼存儲(chǔ)在相應(yīng)IC管芯的RFID塊中。
23. 才艮據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中測(cè)試結(jié)果對(duì)應(yīng)于晶片測(cè)試結(jié) 果、質(zhì)量保證測(cè)試結(jié)果和封裝測(cè)試結(jié)果中的一個(gè)或多個(gè)。
24. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括將跟蹤信息存儲(chǔ)在每一 IC管芯中，所述跟蹤信息識(shí)別以下內(nèi)容中的 一個(gè)或多個(gè)制造IC管芯的制造工廠、用于制造IC管芯的工藝技術(shù)、IC 管芯所屬的晶片批次、IC管芯在從中抽出該IC管芯的晶片上的位置、容 納IC管芯的封裝類(lèi)型、封裝IC管芯的封裝工廠，其中存儲(chǔ)在每一 IC管芯中的特有識(shí)別碼與每一 IC管芯的RFID塊 和天線一起，使得能夠以無(wú)線方式取出存儲(chǔ)在每一 IC管芯中的跟蹤信息。
25. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中每一IC管芯包括DRAM、 閃存、FeRAM、 CPU、片上系統(tǒng)(SoC)和ASIC中的一個(gè)或多個(gè)。
26. —種提高封裝的IC管芯的使用效率的方法，每一 IC管芯包括 RFID塊和天線，4吏得能夠與IC管芯進(jìn)行無(wú)線通信，所述方法包括在封裝IC管芯之前，將特有識(shí)別碼存儲(chǔ)在每一 IC管芯中，其中， 存儲(chǔ)在每一 IC管芯中的特有識(shí)別碼與每一 IC管芯的RFID塊和天線一 起，能夠以無(wú)線方式使封裝的IC管芯的有缺陷部分無(wú)效，從而可以使用 封裝的IC管芯的其余功能部分。
27. 根據(jù)據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，還包括使用每一 IC管芯的特有識(shí)別碼，以無(wú)線方式僅使封裝的IC管芯的 有缺陷部分無(wú)效，從而可以使用封裝的IC管芯的其余功能部分。
28. 才艮據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，還包括使用每一 IC管芯的特有識(shí)別碼，以無(wú)線方式識(shí)別封裝的IC管芯的 有缺陷部分。
29. 才艮據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中每一IC管芯包括彼此耦合的 接口單元和RFID塊，其中每一特有識(shí)別碼經(jīng)由IC管芯的接口單元存儲(chǔ) 在相應(yīng)IC管芯的RFID塊中。
30. 才艮據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中每一 IC管芯包括DRAM、 閃存、FeRAM、 CPU、片上系統(tǒng)(SoC)和ASIC中的一個(gè)或多個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種集成電路(IC)(100)，包括高電容固態(tài)電路區(qū)域，其被配置為執(zhí)行預(yù)定操作；RFID塊(104)，其包括用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的FeRAM塊(910)；以及接口單元，其被配置為向RFID塊傳送外部提供的用于以無(wú)線方式識(shí)別IC的特有ID，所述特有ID存儲(chǔ)在FeRAM塊中。IC還包括導(dǎo)電跡線，其延伸通過(guò)IC的預(yù)定區(qū)域，所述導(dǎo)電跡線被配置作為RFID塊的天線，其中RFID塊被配置為經(jīng)由所述天線接收并傳輸信息至外部源。
文檔編號(hào)G06K19/06GK101253516SQ200680031772
公開(kāi)日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2006年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月2日
發(fā)明者姜熙福, 安進(jìn)弘 申請(qǐng)人:海力士半導(dǎo)體有限公司