專利名稱：具有預(yù)留空間的掩膜編程存儲(chǔ)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路領(lǐng)域，更確切地說(shuō)，涉及掩膜編程存儲(chǔ)器。
背景技術(shù)：
掩膜編程存儲(chǔ)器(mask-programmable memory,簡(jiǎn)稱為MPM，又被稱為 mask ROM )在工藝加工時(shí)通過(guò)信息掩膜版對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行編程。這里，信息掩 膜版上的掩膜圖形代表MPM所存的信息。由于MPM存儲(chǔ)容量大、成本低， 它是多媒體資料庫(kù)-如視頻資料(如電影、電視節(jié)目、連續(xù)劇、電子游戲、電 子地困等)、音頻資料(如歌曲、廣播、訪談等)、文字資料(如書、字典、 雜志等)等-的理想栽體。首次發(fā)行的MPM版本被稱為首版MPM，其所載資料庫(kù)被稱為首版資料。 隨著新電影/歌曲的發(fā)行、電子地圖的更新等情形的發(fā)生，多媒體資料庫(kù)也會(huì)隨 之變化。為反映這些變化，每過(guò)一定時(shí)期需要發(fā)行新的MPM版本，即其后續(xù) 版本。在后續(xù)版本中，MPM不僅要存儲(chǔ)首版資料，還要存儲(chǔ)后續(xù)資料，如新發(fā) 行的多媒體文件、升級(jí)資料等。如圖1A和圖1B所示，在首版發(fā)行時(shí)，存儲(chǔ)模 塊10需要2個(gè)MPM芯片12a， 12b來(lái)存儲(chǔ)首版資料(包括文件8a， 8b， 8c和文 件8d，8e)。在第二版發(fā)行時(shí)，為了存儲(chǔ)后續(xù)資料(包括文件8x，8y)，它需增 加一個(gè)新的MPM芯片12x，這將增加模塊面積和生產(chǎn)成本。為了避免這些和別 的缺陷，本發(fā)明提出一種具有預(yù)留空間的掩膜編程存儲(chǔ)器。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的是提供一種利于后續(xù)版本發(fā)行的掩膜編程存儲(chǔ)器. 本發(fā)明的另 一 目的是提供一種利于存儲(chǔ)新發(fā)行多媒體文件的掩膜編程存儲(chǔ)器。本發(fā)明的另一 目的是提供一種利于對(duì)所存資料升級(jí)的掩膜編程存儲(chǔ)器。根據(jù)這些以及別的目的，本發(fā)明提出了一種具有預(yù)留空間的掩膜編程存儲(chǔ)器 (mask-programmable memory with reserved space,簡(jiǎn)稱為RS-MPM)。在首 版發(fā)行時(shí)，其存儲(chǔ)空間含有一首版空間和一預(yù)留空間，該首版空間存儲(chǔ)首版資料，而該預(yù)留空間不存儲(chǔ)任何有效信息。與該預(yù)留空間對(duì)應(yīng)的信息掩膜版區(qū)域?yàn)檠谀ぐ骖A(yù)留區(qū)，它為全暗(dark)或全亮(clear)。當(dāng)后續(xù)版本發(fā)行時(shí)，在 掩膜版預(yù)留區(qū)內(nèi)形成后續(xù)資料的掩膜圖形，故后續(xù)資料存儲(chǔ)在預(yù)留空間。這樣， RS-MPM的后續(xù)版本不僅存儲(chǔ)首版資料，還存儲(chǔ)后續(xù)資料。本發(fā)明提出了一種具有預(yù)留空間的掩膜編程存儲(chǔ)器(RS-MPM)，其特征 在于含有至少一首版空間，該首版空間存儲(chǔ)首版資料；和至少一預(yù)留空間， 該預(yù)留空間在首版發(fā)行時(shí)不存儲(chǔ)任何有效信息，在后續(xù)版本發(fā)行時(shí)可存儲(chǔ)后續(xù) 資料.


困1A表示一種以往技術(shù)采用的、首版發(fā)行時(shí)的存儲(chǔ)模塊；圖IB表示第二 版發(fā)行時(shí)的該存儲(chǔ)模塊。困2A表示以往技術(shù)中MPM存儲(chǔ)容量和用戶存儲(chǔ)需求的相對(duì)大小；困2B 表示MPM存儲(chǔ)容量和用戶存儲(chǔ)容量需求隨時(shí)間變化的趨勢(shì)；圖2C表示三維掩 膜編程存儲(chǔ)器(3D-MPM)的存儲(chǔ)容量和用戶存儲(chǔ)需求的相對(duì)大小。圖3A是一種具有預(yù)留空間的3D-MPM (RS-3D-MPM)在首版發(fā)行時(shí)的截 面圖；困3B是此時(shí)其存儲(chǔ)層ML 400所用信息掩膜版的版困。困4A是該RS-3D-MPM在第二版發(fā)行時(shí)的截面圖；圖4B是此時(shí)其存儲(chǔ)層 ML 400所用信息掩膜版的版圖。圖5表示一種對(duì)RS-MPM所存資料進(jìn)行升級(jí)的方法。 困6A表示一種基于以往技術(shù)、首版發(fā)行時(shí)的混合型存儲(chǔ)模塊；圖6B表示 第二版發(fā)行時(shí)的該混合型存儲(chǔ)模塊。困7表示一種基于RS-MPM的混合型存儲(chǔ)模塊。圖8表示一種基于RS-MPM的混合型三維存儲(chǔ)模塊(3D-MM)。
具體實(shí)施方式
在以往技術(shù)中，單芯MPM的存儲(chǔ)容量有限。為了滿足用戶對(duì)存儲(chǔ)容量的需 求8，需要使用多個(gè)芯片。在圖2A的例子中，需要兩個(gè)芯片12a，12b:芯片12a 存儲(chǔ)文件8a， 8b， 8c，芯片12b存儲(chǔ)文件8e， 8d.隨著集成電^4i術(shù)的進(jìn)步，MPM的存儲(chǔ)容量急劇增加。另一方面，由于信 息壓縮等技術(shù)的進(jìn)步，用戶存儲(chǔ)需求8則以較慢的速度增加。如困2B所示，在 達(dá)到或超過(guò)臨界點(diǎn)A時(shí)，只需一個(gè)(或少量)MPM芯片就能滿足用戶存儲(chǔ)需 求8。一種極有可能達(dá)到臨界點(diǎn)A的存儲(chǔ)器是三維存儲(chǔ)器(three-dimensional memory,即3D-M，參見(jiàn)中國(guó)專利ZL98119572.5)，尤其是三維掩膜編程存儲(chǔ)器(three-dimensional mask-programmable memory,即3D-MPM ):在50nm 節(jié)點(diǎn)，單芯3D-MPM20的存儲(chǔ)容量可以達(dá)到 16GB;在17nm節(jié)點(diǎn)，其容量可 以達(dá)到 128GB。結(jié)合三維存儲(chǔ)模塊技術(shù)(參見(jiàn)中國(guó)專利申請(qǐng)200610128742.8 ), 一個(gè)3D-MPM模塊的存儲(chǔ)容量可以達(dá)到 1TB.這樣，即使在充分滿足用戶存 儲(chǔ)需求8后，3D-MPM還可剩有很大的空余空間。這些空余空間完全可以用來(lái) 存儲(chǔ)后續(xù)版本發(fā)行時(shí)的后續(xù)資料(圖2C)。為了利于后續(xù)版本的發(fā)行，本發(fā)明提出了 一種具有預(yù)留空間的掩膜編程存儲(chǔ) 器(mask-programmable memory with reserved space,簡(jiǎn)稱為RS-MPM),在 首版發(fā)行時(shí)，其存儲(chǔ)空間含有一首版空間和一預(yù)留空間，該首版空間存儲(chǔ)首版 資料，而該預(yù)留空間不存儲(chǔ)任何有效信息。與該預(yù)留空間對(duì)應(yīng)的信息掩膜版區(qū) 域?yàn)檠谀ぐ骖A(yù)留區(qū)，它為全暗(dark)或全亮(clear)。當(dāng)后續(xù)版本發(fā)行時(shí)， 在掩膜版預(yù)留區(qū)內(nèi)形成后續(xù)資料的掩膜圖形，故后續(xù)資料存儲(chǔ)在預(yù)留空間。這 樣，RS-MPM的后續(xù)版本不僅存儲(chǔ)首版資料，還存儲(chǔ)后續(xù)資料，圖3A-圖4B以3D-MPM為例，具體描述RS-MPM,該實(shí)施例是一個(gè)具有 預(yù)留空間的三維掩膜編程存儲(chǔ)器(three-dimensional mask-programmable memory with reserved space,簡(jiǎn)稱為RS-3D-MPM )。圖3A和圖3B是首;KJL和困4B是第二版發(fā)行時(shí)該RS-3D-MPM的截面圖和存U層ML 400所用信息掩 膜版的版圖。該RS-3D-MPM 30具有4個(gè)存儲(chǔ)層ML 100 — 400，它們疊置在襯 底電路0上。每個(gè)存儲(chǔ)層(如ML 400 )具有字線(如410a - 410d )、位線(如 330a - 330n )和信《4介質(zhì)(如420，包括420a - 420c， 420x)。信息介質(zhì)中的開(kāi) 口圖形來(lái)自信息掩膜版460 (圖3B、圖4B),它決定每個(gè)存儲(chǔ)元所存信息如 一個(gè)存儲(chǔ)元中字線和位線之間的信息介質(zhì)無(wú)開(kāi)口，則它存儲(chǔ)"0";否則存儲(chǔ)"l"。該RS-3D-MPM30采用了多種提高存儲(chǔ)密度和降低成本的方法，包括1) nF開(kāi)口 (n>l)，即信息介質(zhì)中開(kāi)口的大小大于地址選擇線的寬度F (詳見(jiàn)中 國(guó)專利申請(qǐng)200610153561.0 ) ; 2 ) iV進(jìn)制存儲(chǔ)元(7V>2 )，即每個(gè)存儲(chǔ)元有TV 種狀態(tài)，并存儲(chǔ)超過(guò)1位的信息(參見(jiàn)中國(guó)專利申請(qǐng)200610100860.8 ) ; 3 )混 合層三維存儲(chǔ)器，即有部分存儲(chǔ)層共享地址選擇線(如存儲(chǔ)層ML 200， 100共 享地址線130a )，而部分存儲(chǔ)層則不(如存儲(chǔ)層ML 300， ML200由層間介質(zhì) 250隔離)(參見(jiàn)中國(guó)專利申請(qǐng)200610162698.2 )。在該實(shí)施例中，由存儲(chǔ)層ML 100 — 300和存儲(chǔ)層ML 400區(qū)域460A構(gòu)成的 存儲(chǔ)空間為首版空間，它存儲(chǔ)首版資料，即首版發(fā)行時(shí)的多媒體資料庫(kù)。存儲(chǔ) 層ML 400還含有一個(gè)預(yù)留空間460B,它在首版發(fā)行時(shí)不存儲(chǔ)任何有效信息。 與之對(duì)應(yīng)的信息掩膜版區(qū)域?yàn)檠谀ぐ骖A(yù)留區(qū)420x，它在首;JOL行時(shí)為全暗 (dark)或全亮(clear)(圖3B)。當(dāng)后續(xù)版本發(fā)行時(shí)，首版空間不變。同時(shí)，在掩膜版預(yù)留區(qū)460B內(nèi)形成后 續(xù)資料的掩膜圖形420d，420e (圖4B)，故后續(xù)資料存儲(chǔ)在預(yù)留空間。這樣， RS-3D-MPM的后續(xù)版本不僅存儲(chǔ)首版資料，還存儲(chǔ)后續(xù)資料(困4A)。由于改變掩膜版預(yù)留區(qū)的掩膜圖形會(huì)增加成本，最好能將掩膜版預(yù)留區(qū)集中到 一個(gè)或盡量少的信息掩膜版上。對(duì)于RS-3D-MPM來(lái)說(shuō)，預(yù)留空間最好位于一個(gè)存 儲(chǔ)層內(nèi)。為了方便流程管理，它最好位于最上面的存儲(chǔ)層(如ML400)中。圖5表示一種對(duì)RS-MPM所存資料進(jìn)行升級(jí)的方法。在首版發(fā)行時(shí)，首版 資料包括存儲(chǔ)在存儲(chǔ)層ML 100 — 300中的資料510A和存儲(chǔ)在存儲(chǔ)層ML 400 區(qū)城460A中的資料510B。在第二版發(fā)行時(shí)，需要對(duì)首版資料進(jìn)行升級(jí)(如軟 件升級(jí)、地圖升級(jí)等)。具體說(shuō)來(lái)，需要將一部分首版資料中的過(guò)時(shí)資料510B 用升級(jí)資料510C替換。為實(shí)現(xiàn)升級(jí)，可在掩膜版預(yù)留區(qū)460B中形成升級(jí)資料 510C的掩膜圖形。同時(shí)，RS-MPM還需要含有一文件指針。在升級(jí)時(shí)，文件 指針從512B變?yōu)?12C，即從指向過(guò)時(shí)資料510B變到指向升級(jí)資料510C。如圖6A和圖6B所示，以往技術(shù)還采用了 一種混合型存儲(chǔ)模塊600來(lái)存儲(chǔ) 后續(xù)資料。它含有一 MPM芯片600a和一可讀可寫存儲(chǔ)器芯片(RWM) 600b。 RWM600b最好是非易失性存儲(chǔ)器(NVM)，如快閃存儲(chǔ)器。困6A為其首版 發(fā)行時(shí)的存儲(chǔ)模式。這時(shí)，文件8a， 8b， 8c存儲(chǔ)在MPM芯片600a中，RWM芯 片600b為空白。圖6B表示其第二版發(fā)行時(shí)的存儲(chǔ)模式。這時(shí)，后續(xù)資料8x，8y 存儲(chǔ)在RWM芯片600b中。困7表示一種基于RS-MPM的混合型存儲(chǔ)模塊610。它含有一 RS-MPM芯 片610a和一 RWM芯片610b。該RS-MPM芯片610a含有預(yù)留空間。當(dāng)?shù)诙?版發(fā)行時(shí)，后續(xù)資料8x， 8y可通過(guò)改變預(yù)留空間的掩膜圖形存儲(chǔ)在RS-MPM芯 片610a中，不需要占用RWM芯片610b的存儲(chǔ)空間，故RWM芯片610b可 以用來(lái)存儲(chǔ)其它信息。由于RWM芯片成本遠(yuǎn)高于MPM芯片，這樣可以降低 混合型存儲(chǔ)模塊的成本。一種典型的混合型存儲(chǔ)模塊是混合型三維存儲(chǔ)模塊(three-dimensional memory module,簡(jiǎn)稱為3D-MM,參見(jiàn)中國(guó)專利申請(qǐng)200610128742.8)。如圖 8所示，3D-MM模塊700含有至少兩個(gè)相互疊置的存儲(chǔ)器芯片，其中一存儲(chǔ)器 芯片為RS-MPM 710a,另一存儲(chǔ)器芯片為RWM 710b。它們通過(guò)黏合劑720 粘合在襯底740上，引線730a， 730b為芯片710a， 710b和襯底740提供電連接。 同樣地，當(dāng)?shù)诙?KJL行時(shí)，后續(xù)資料可存儲(chǔ)在RS-MPM芯片的預(yù)留空間中，不 需要占用RWM芯片的容量，這樣可以降低混合型3D-MM模塊的成本。雖然以上說(shuō)明書具體描述了本發(fā)明的一些實(shí)例，熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該 了解，在不遠(yuǎn)離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以對(duì)本發(fā)明的形式和細(xì)節(jié)進(jìn) 行改動(dòng)。這并不妨礙它們應(yīng)用本發(fā)明的精神。因此，除了根據(jù)附加的權(quán)利要求 書的精神，本發(fā)明不應(yīng)受到任何限制.
權(quán)利要求
1. 一種具有預(yù)留空間的掩膜編程存儲(chǔ)器，其特征在于含有至少一首版空間，該首版空間存儲(chǔ)首版資料；和至少一預(yù)留空間，該預(yù)留空間在首版發(fā)行時(shí)不存儲(chǔ)任何有效信息，在后續(xù)版本發(fā)行時(shí)可存儲(chǔ)后續(xù)資料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的具有預(yù)留空間的掩膜編程存儲(chǔ)器，其特征還在于 其信息掩膜版含有一與該預(yù)留空間對(duì)應(yīng)的掩膜版預(yù)留區(qū)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有預(yù)留空間的掩膜編程存儲(chǔ)器，其特征還在于 在首版發(fā)行時(shí)，該掩膜版預(yù)留區(qū)為全暗(dark)或全亮(clear)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有預(yù)留空間的掩膜編程存儲(chǔ)器，其特征還在于 當(dāng)后續(xù)版本發(fā)行時(shí)，該掩膜版預(yù)留區(qū)內(nèi)含有后續(xù)資料的掩膜困形。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的具有預(yù)留空間的掩膜編程存儲(chǔ)器，其特征還在于 該掩膜編程存儲(chǔ)器是一三維掩膜編程存儲(chǔ)器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有預(yù)留空間的掩膜編程存儲(chǔ)器，其特征還在于 該預(yù)留空間位于該三維掩膜編程存儲(chǔ)器的一個(gè)存儲(chǔ)層內(nèi)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的具有預(yù)留空間的掩膜編程存儲(chǔ)器，其特征還在于 含有一文件指針，該指針可以選擇性地指向該首版空間的一部分?jǐn)?shù)據(jù)或該 預(yù)留空間的一部分?jǐn)?shù)據(jù)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的具有預(yù)留空間的掩膜編程存儲(chǔ)器，其特征還在于該掩膜編程存儲(chǔ)器是一混合型存儲(chǔ)模塊的一部分； 該混合型存儲(chǔ)模塊還含有一可讀可寫存儲(chǔ)器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有預(yù)留空間的掩膜編程存儲(chǔ)器，其特征還在于 該掩膜編程存儲(chǔ)器與在可讀可寫存儲(chǔ)器相互疊置。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有預(yù)留空間的掩膜編程存儲(chǔ)器，其特征還在于 該可讀可寫存儲(chǔ)器是一非易失性存儲(chǔ)器。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種具有預(yù)留空間的掩膜編程存儲(chǔ)器(RS-MPM)。在首版發(fā)行時(shí)，其存儲(chǔ)空間含有一首版空間和一預(yù)留空間，該首版空間存儲(chǔ)首版資料，而該預(yù)留空間不存儲(chǔ)任何有效信息。與該預(yù)留空間對(duì)應(yīng)的信息掩膜版區(qū)域?yàn)檠谀ぐ骖A(yù)留區(qū)，它為全暗(dark)或全亮(clear)。當(dāng)后續(xù)版本發(fā)行時(shí)，在掩膜版預(yù)留區(qū)內(nèi)形成后續(xù)資料的掩膜圖形，故后續(xù)資料存儲(chǔ)在預(yù)留空間。
文檔編號(hào)G11C17/08GK101221816SQ20071004824
公開(kāi)日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2007年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月12日
發(fā)明者張國(guó)飆 申請(qǐng)人:張國(guó)飆