特開 2024-80450 半導体装置冷却装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024080450

(43)【公開日】2024-06-13

(54)【発明の名称】半導体装置冷却装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 1/20 20060101AFI20240606BHJP

   H01L 23/34 20060101ALI20240606BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20240606BHJP

【ＦＩ】

G06F1/20 C

G06F1/20 B

G06F1/20 D

H01L23/34 Z

H05K7/20 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】19

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022193649

(22)【出願日】2022-12-02

(71)【出願人】

【識別番号】318010018

【氏名又は名称】キオクシア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000408

【氏名又は名称】弁理士法人高橋・林アンドパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】佐貫 朋也

(72)【発明者】

【氏名】吉水 康人

(72)【発明者】

【氏名】東 悠介

(72)【発明者】

【氏名】向田 秀子

【テーマコード（参考）】

5E322

5F136

【Ｆターム（参考）】

5E322AA11

5E322BC05

5E322EA02

5E322FA04

5F136AA01

5F136DA50

5F136FA02

5F136FA03

5F136FA82

5F136HA01

5F136JA10

(57)【要約】

【課題】メモリデバイス又はロジックデバイスなどの半導体装置の性能を向上させる半導体装置冷却装置を提供すること。
【解決手段】半導体装置冷却装置は、大気圧よりも低い圧力に保持可能なチャンバと、前記チャンバの内部に設けられ、半導体装置を保持して冷却する冷却部材と、前記チャンバの外部から前記冷却部材を冷却する冷凍機との熱交換を行う伝熱部と、を備える。前記チャンバは、真空ポンプに接続され、前記チャンバの内部の圧力は、前記真空ポンプによって、大気圧よりも低い圧力になってもよい。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

大気圧よりも低い圧力に保持可能な内部構造を有するチャンバと、
前記チャンバの内部構造内に設けられ、半導体装置を保持して冷却する冷却部材と、
前記冷却部材を冷却する冷凍機との熱交換を行う伝熱部と、を備える半導体装置冷却装置。

【請求項2】

前記チャンバの内部の圧力は、真空ポンプによって、大気圧よりも低い圧力に減圧可能である、請求項１に記載の半導体装置冷却装置。

【請求項3】

前記チャンバは円筒形であり、
前記伝熱部は前記チャンバの円筒軸方向に長手を有する、請求項１に記載の半導体装置冷却装置。

【請求項4】

前記冷却部材は、板状である、請求項３に記載の半導体装置冷却装置。

【請求項5】

前記冷却部材の板厚は１ｃｍ以上である、請求項４に記載の半導体装置冷却装置。

【請求項6】

前記冷却部材の熱伝導率は、１００［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上である、請求項４に記載の半導体装置冷却装置。

【請求項7】

前記冷却部材は、銅及びアルミニウムのいずれかを含む、請求項４に記載の半導体装置冷却装置。

【請求項8】

前記冷却部材は、
前記円筒軸方向に延びており、
前記伝熱部から前記チャンバの内壁に向かって延びている、請求項４に記載の半導体装置冷却装置。

【請求項9】

前記冷却部材は複数設けられ、
前記円筒軸方向に見た場合に、複数の前記冷却部材は、前記伝熱部を中心として放射状に延びている、請求項４に記載の半導体装置冷却装置。

【請求項10】

前記伝熱部は前記円筒軸方向に長手を有する柱状であり、
前記円筒軸方向に直交する方向における前記伝熱部の幅は２ｃｍ以上である、請求項５に記載の半導体装置冷却装置。

【請求項11】

前記冷却部材は、
前記伝熱部に接続された第１板状部材と、
前記半導体装置を保持する第２板状部材と、
前記第１板状部材と前記第２板状部材との間の蓄冷部材と、を備える、請求項１に記載の半導体装置冷却装置。

【請求項12】

前記冷却部材は、温度計及びヒータを備える、請求項１に記載の半導体装置冷却装置。

【請求項13】

前記温度計及び前記ヒータに接続された制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記温度計によって測定された温度が所定の温度以下である場合に、前記ヒータをオン状態にする、請求項１２に記載の半導体装置冷却装置。

【請求項14】

制御部をさらに備え、
前記冷却部材は、前記制御部に接続された温度計を備え、
前記制御部は、前記温度計によって測定された温度が所定の温度以下である場合に、前記半導体装置を駆動して前記冷却部材の温度を上げる、請求項１２に記載の半導体装置冷却装置。

【請求項15】

制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記半導体装置が所定の時間以上動作しない場合、前記半導体装置が動作している期間に比べて前記冷却部材を低温に制御する、請求項１に記載の半導体装置冷却装置。

【請求項16】

制御部をさらに備え、
前記冷却部材は、前記制御部に接続されたヒータを備え、
前記半導体装置の性能が所定の基準より低下した場合、前記ヒータをオン状態にして前記半導体装置を加熱する、請求項１に記載の半導体装置冷却装置。

【請求項17】

前記チャンバの内部の圧力は、真空ポンプによって、大気圧よりも低い圧力に減圧可能である、請求項１２乃至１６のいずれか一に記載の半導体装置冷却装置。

【請求項18】

制御部をさらに備え、
前記半導体装置の性能が所定の基準より低下した場合、性能低下を知らせる通知信号を生成する、請求項１に記載の半導体装置冷却装置。

【請求項19】

開閉可能な扉を介して前記チャンバと隣接するロードロックチャンバをさらに備え、
前記扉が開いた状態で、前記半導体装置が前記チャンバから前記ロードロックチャンバに移動し、
前記扉が閉じた状態で、前記半導体装置が前記ロードロックチャンバから外部に取り出される、請求項１に記載の半導体装置冷却装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の一実施形態は半導体装置を冷却する機構を備える半導体装置冷却装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、不揮発性メモリを備えるメモリシステム等の半導体装置が広く普及している。このような半導体装置として、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリを備えるソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）が知られている。

【0003】

上記のフラッシュメモリを低温で動作させることで、データリテンションの向上及びメモリセルトランジスタの特性ばらつき低減などによって、メモリの性能が向上することが知られている。その結果、低温動作によって、１つのメモリセルで複数のビットの情報を保持させることが可能である。フラッシュメモリの他にも、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、及びＭＲＡＭ（Magnetoresistive Random Access Memory）などのメモリデバイス、又は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及びＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのロジックデバイスを低温に冷却して動作させることで、デバイスの性能が向上することが判っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０２０／０１７０１４６号明細書

【特許文献2】米国特許出願公開第２０２１／０２１６１１７号明細書

【特許文献3】米国特許出願公開第２０２０／００２２２８９号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本開示は、メモリデバイス又はロジックデバイスなどの半導体装置の性能を向上させる半導体装置冷却装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一実施形態に係る半導体装置冷却装置は、大気圧よりも低い圧力に保持可能なチャンバと、前記チャンバの内部に設けられ、半導体装置を保持して冷却する冷却部材と、前記チャンバの外部から前記冷却部材を冷却する冷凍機との熱交換を行う伝熱部と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】一実施形態に係る半導体装置冷却装置の構成を示す斜視図である。

【図2】一実施形態に係る半導体装置冷却装置の構成を示す上面図である。

【図3】一実施形態に係る半導体装置冷却装置の構成を示す断面図である。

【図4】一実施形態に係る半導体装置冷却装置において、半導体装置の脱着方法を示す断面図である。

【図5】一実施形態に係る半導体装置冷却装置において、冷却部材の温度制御に係るフローチャートである。

【図6】一実施形態に係る半導体装置冷却装置における冷却部材の構造を示す図である。

【図7】一実施形態に係る半導体装置冷却装置の構成を示す断面図である。

【図8】一実施形態に係る半導体装置冷却装置において、チャンバの動作を示す断面図である。

【図9】一実施形態に係る半導体装置冷却装置において、チャンバの動作を示す断面図である。

【図10】一実施形態に係る半導体装置冷却装置の構成を示す断面図である。

【図11】一実施形態に係るメモリシステムの構成を説明するためのブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、実施形態に係る半導体装置冷却装置について、図面を参照して具体的に説明する。以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素に対して同一符号が付されており、重複する説明が省略される場合がある。以下に示す各実施形態は、この実施形態の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示する。実施形態の技術思想は、構成要素の材質、形状、構造、配置等を下記のものに限定しない。実施形態の技術的思想は、特許請求の範囲に対して、種々の変更を加えたものであってもよい。

【0009】

［１．第１実施形態］
［１－１．半導体装置冷却装置１００の構成］
図１～図４を用いて、第１実施形態に係る半導体装置冷却装置１００について説明する。図１は、一実施形態に係る半導体装置冷却装置の構成を示す斜視図である。図１に示すように、半導体装置冷却装置１００は、チャンバ１１０、冷却部材１２０、伝熱部１３０、冷凍機１４０、及び制御部１８０（Controller）を有する。

【0010】

チャンバ１１０は円筒形である。チャンバ１１０は、第１チャンバ１１１及び第２チャンバ１１２を含む。第１チャンバ１１１と第２チャンバ１１２とは、チャンバ１１０の円筒軸方向（Ｄ１）に隣接して配置されている。第１チャンバ１１１と第２チャンバ１１２との間に間仕切り部１１３が設けられている。間仕切り部１１３は、第１チャンバ１１１の内部空間と第２チャンバ１１２の内部空間とを分離する。つまり、第１チャンバ１１１の内部の圧力を第２チャンバ１１２の内部の圧力と異なる圧力に調整することができる。

【0011】

なお、第１実施形態における第１チャンバ１１１および第２チャンバ１１２の高さは２０ｃｍ以上１００ｃｍ以下である。また、第１実施形態における第１チャンバ１１１および第２チャンバ１１２の直径（対向する内壁間の距離）は２０ｃｍ以上１００ｃｍ以下である。

【0012】

チャンバ１１０は第１フランジ１１５及び第２フランジ１１６を含む。第１フランジ１１５は第１チャンバ１１１に設けられている。第２フランジ１１６は第２チャンバ１１２に設けられている。ただし、第１フランジ１１５は第２チャンバ１１２に設けられていてもよい。第２フランジ１１６は第１チャンバ１１１に設けられていてもよい。第１フランジ１１５はチャンバ１１０の外部に設けられた真空ポンプ（VAC）に接続される。第１フランジ１１５には真空バルブが設けられており、当該真空バルブによって第１チャンバ１１１の内部の圧力が制御される。真空ポンプによって、第１チャンバ１１１の内部の圧力を大気圧よりも低い圧力（減圧雰囲気）に保持することができる。第２フランジ１１６は、後述する引き出し配線１５１が通過するフランジである。第２フランジ１１６は、断熱機能を備えており、第２チャンバ１１２の内部と外部とを断熱する構成を備えている。

【0013】

第１チャンバ１１１の上部には、第１チャンバ１１１の内部を密閉する蓋部１１９（図３参照）が配置される。ただし、図１及び図２では、説明の便宜上、蓋部１１９が省略されている。

【0014】

本実施形態では、チャンバ１１０の形状が円筒形である構成を例示したが、この構成に限定されない。例えば、チャンバ１１０の形状は、多角柱、多角錐、又は球状であってもよい。本実施形態では、第１チャンバ１１１が真空ポンプに接続された構成を例示したが、この構成に限定されない。第１チャンバ１１１の内部を減圧雰囲気に制御することができれば、第１チャンバ１１１が真空ポンプに接続されていなくてもよい。例えば、減圧雰囲気下にチャンバ１１０を配置し、その状態で第１チャンバ１１１の内部に冷却部材１２０及び伝熱部１３０を配置し、第１チャンバ１１１を密閉することで、第１チャンバ１１１の内部を減圧雰囲気にしてもよい。

【0015】

第１チャンバ１１１の内部に、冷却部材１２０及び伝熱部１３０が設けられている。伝熱部１３０は、第１チャンバ１１１の底部に相当する間仕切り部１１３から上方に延びている。換言すると、伝熱部１３０は、第１チャンバ１１１の円筒軸方向（Ｄ１）に長手を有している。伝熱部１３０の材質は、熱伝導率が高い材料が高い材料であり、例えば、銅（Ｃｕ）又はアルミニウム（Ａｌ）である。伝熱部１３０の材料として、熱伝導率が１００［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上の材料を用いることができる。伝熱部１３０の形状は円柱状であり、当該円柱の円の直径は２ｃｍ以上である。換言すると、第１チャンバ１１１の円筒軸方向（Ｄ１）に直交する方向（Ｄ２）における伝熱部１３０の幅は２ｃｍ以上である。上記のように、伝熱部１３０として銅又はアルミニウムが用いられ、伝熱部１３０の直径又は幅が２ｃｍ以上であることによって、半導体装置１０１を十分に冷却することができる。例えば、上記のように、第１チャンバ１１１及び第２チャンバ１１２の各々の高さが２０ｃｍ以上１００ｃｍ以下であり、第１チャンバ１１１及び第２チャンバ１１２の各々の直径が２０ｃｍ以上１００ｃｍ以下である場合、上記のように、伝熱部１３０として銅又はアルミニウムが用いられ、伝熱部１３０の直径又は幅が２ｃｍ以上であることによって、半導体装置１０１の冷却効率を各段に向上させることができる。

【0016】

伝熱部１３０は第１チャンバ１１１の底部に接触している。伝熱部１３０は、後述する冷凍機１４０との熱交換を行い、冷却部材１２０を冷却する。本実施形態では、伝熱部１３０は第１チャンバ１１１の底部に固定されている。ただし、この構成に限定されず、伝熱部１３０は第１チャンバ１１１に対して脱着可能であってもよい。

【0017】

冷却部材１２０は伝熱部１３０に接続されている。冷却部材１２０は複数設けられている。図１では、複数の冷却部材１２０のうち、一部の冷却部材１２０だけが図示されている（図２参照）。冷却部材１２０の材質は、熱伝導率が高い材料が高い材料であり、例えば、銅（Ｃｕ）又はアルミニウム（Ａｌ）である。冷却部材１２０の材質として、熱伝導率が１００［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上の材料を用いることができる。冷却部材１２０の形状は板状であり、当該板の板厚は１ｃｍ以上である。板状の冷却部材１２０の一辺が伝熱部１３０に接している。具体的には、冷却部材１２０の形状は、第１チャンバ１１１の円筒軸方向（Ｄ１）に長手を有する長方形であり、当該長方形の長辺が伝熱部１３０に接している。上記のように、冷却部材１２０として銅又はアルミニウムが用いられ、冷却部材１２０の板厚が１ｃｍ以上であることによって、半導体装置１０１を十分に冷却することができる。例えば、上記のように、第１チャンバ１１１及び第２チャンバ１１２の各々の高さが２０ｃｍ以上１００ｃｍ以下であり、第１チャンバ１１１及び第２チャンバ１１２の各々の直径が２０ｃｍ以上１００ｃｍ以下である場合、上記のように、冷却部材１２０として熱伝導率が１００［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上の材料が用いられ、冷却部材１２０の板厚が１ｃｍ以上であることによって、半導体装置１０１の冷却効率を各段に向上させることができる。

【0018】

冷却部材１２０は伝熱部１３０に対して脱着可能である。例えば、上記の円筒軸方向（Ｄ１）に沿って延びた溝又は凸部が伝熱部１３０に形成されており、その溝又は凸部に対して冷却部材１２０を当該円筒軸方向にスライドさせることで、冷却部材１２０を伝熱部１３０に取り付けることができる。ただし、冷却部材１２０の脱着構造は上記の構造に限定されない。

【0019】

冷却部材１２０は第１主面１２１及び第２主面１２２を含む。第２主面１２２は第１主面１２１の反対側の面である。第１主面１２１及び第２主面１２２に半導体装置１０１が配置されている。本実施形態では、半導体装置１０１はプリント基板１０２上に設けられているため、第１主面１２１上及び第２主面１２２上にプリント基板１０２が配置されており、プリント基板１０２上に複数の半導体装置１０１が設けられている。プリント基板１０２は、グリス、ピン、又はネジによって、冷却部材１２０の第１主面１２１及び第２主面１２２に取り付けられる。つまり、冷却部材１２０は半導体装置１０１を保持する。冷却部材１２０の第１主面１２１上に配置されるプリント基板１０２の数、及びプリント基板１０２上に配置される半導体装置１０１の数は図１の例に限定されない。

【0020】

冷却部材１２０には、コネクタ１５０、温度計１６０、及びヒータ１７０が設けられている。コネクタ１５０、温度計１６０、及びヒータ１７０は、半導体装置１０１よりも冷凍機１４０の近くに設けられている。コネクタ１５０は、プリント基板１０２上に設けられた複数の半導体装置１０１と電気的に接続されている。コネクタ１５０、温度計１６０、及びヒータ１７０は、配線１５１に接続されており、配線１５１を介して制御部１８０に接続されている。コネクタ１５０を介して、制御部１８０から電源及び駆動用信号が半導体装置１０１に入力される。温度計１６０は、冷却部材１２０の温度を測定し、コネクタ１５０及び配線１５１を介して測定した温度に関する情報を制御部１８０に送信する。ヒータ１７０は、制御部１８０からの信号に応じて、冷却部材１２０の温度を上昇させ、冷却部材１２０が過冷却されることを抑制する。ヒータ１７０は、コネクタ１５０及び配線１５１を介して制御部１８０に接続されている。

【0021】

温度計１６０は、半導体装置１０１よりも冷凍機１４０の遠くに設けられてもよく、伝熱部１３０に設けられてもよく、冷却部材１２０及び伝熱部１３０の両方に設けられてもよい。温度計１６０は、冷却部材１２０の複数の位置に設けられていてもよい。ヒータ１７０は、伝熱部１３０に設けられてもよく、冷却部材１２０及び伝熱部１３０の両方に設けられてもよい。

【0022】

配線１５１として有線ＬＡＮ又は光インターコネクトが用いられてもよい。光インターコネクトが用いられた場合、配線１５１の代わりに光を伝達することができる光ファイバーを介して第２チャンバ１１２の内外が接続される。

【0023】

冷凍機１４０又は冷凍機１４０の一部は、第２チャンバ１１２の内部に設けられている。冷凍機１４０の一部が第２チャンバ１１２の内部に設けられるとは、例えば、冷凍機１４０の冷却部材が第２チャンバ１１２の内部に設けられ、冷凍機１４０の電源部分が第２チャンバ１１２の外部に設けられる構成である。冷凍機１４０の上部には天板１４１が設けられている。天板１４１は、第２チャンバ１１２の天井部、つまり、間仕切り部１１３に接している。冷凍機１４０は、配線１５１を介して制御部１８０に接続されている。冷凍機１４０は、例えばヘリウム４（Ｈｅ－４）を循環することで冷却する冷凍機である。つまり、冷凍機１４０は、液体窒素などの冷媒を用いる必要なく、電力によって冷却することができる。冷凍機１４０の出力は約１００Ｗである。冷凍機１４０の電力効率は１／５０である。冷凍機１４０による冷却温度は、例えば３０Ｋ以上１００Ｋ以下の範囲で可変である。冷凍機１４０の高さは２０ｃｍ以上１００ｃｍ以下である。

【0024】

図２は、一実施形態に係る半導体装置冷却装置の構成を示す上面図である。図２は、図１と同様に蓋部１１９（図３参照）が取り外された状態を示している。図２に示すように、第１チャンバ１１１の円筒軸方向（Ｄ１）に見た場合に、複数の冷却部材１２０は、伝熱部１３０を中心に第１チャンバ１１１の内壁に向かって放射状に延びている。冷却部材１２０の数は図２の例に限定されない。冷却部材１２０の第１主面１２１及び第２主面１２２の両方にプリント基板１０２が配置されている。

【0025】

図３は、一実施形態に係る半導体装置冷却装置の構成を示す断面図である。図３は、図２のＡ－Ａ’線に沿った断面図である。図３に示すように、第１チャンバ１１１の上部に蓋部１１９が設けられている。蓋部１１９によって第１チャンバ１１１が密閉されることで、第１チャンバ１１１の内部が減圧雰囲気に制御される。冷却部材１２０及び伝熱部１３０は、第１チャンバ１１１の底部である間仕切り部１１３と接している。冷凍機１４０の天板１４１は、第２チャンバ１１２の天井部である間仕切り部１１３と接している。この構成によって、効率良く冷却部材１２０及び伝熱部１３０を冷却することができる。図３では、第２チャンバ１１２の底部が第２チャンバ１１２の側部と一体化した構成を例示したが、この構成に限定されない。例えば、当該底部が当該側部から脱着可能であってもよい。

【0026】

図４は、一実施形態に係る半導体装置冷却装置において、半導体装置の脱着方法を示す断面図である。図４に示すように、蓋部１１９が取り外された状態で冷却部材１２０が上方に移動することによって、冷却部材１２０が伝熱部１３０から脱離する。同様に、蓋部１１９が取り外された状態で、上記のように伝熱部１３０に形成された溝又は凸部に沿って冷却部材１２０が下方に移動することによって、冷却部材１２０が伝熱部１３０に装着される。

【0027】

［１－２．半導体装置冷却装置１００の温度制御方法］
図５を用いて、第１実施形態に係る半導体装置冷却装置１００の温度制御方法について説明する。図５は、一実施形態に係る半導体装置冷却装置において、冷却部材１２０の温度制御に係るフローチャートである。以下のフローチャートに示す温度制御は、制御部１８０によって実行される。

【0028】

図５を参照して、冷却部材の温度制御について説明を行う。まず、当該真空ポンプによって第１チャンバ１１１の内部の圧力が大気圧よりも低い圧力（減圧雰囲気）に減圧される。減圧後、第１チャンバ１１１内の圧は大気圧よりも低い圧力（減圧雰囲気）に保持される。第１チャンバ１１１内の圧は大気圧よりも低い圧力（減圧雰囲気）に保持された状態で、制御部１８０は、半導体装置１０１の動作状況を判断する（ステップＳ５０１；Operating）。半導体装置１０１が所定の時間以上動作しない休止期間である場合（Ｓ５０１の「Ｎｏ」）、制御部１８０は継続して冷凍機１４０を稼働させ、半導体装置１０１を休止温度に冷却する（ステップＳ５０２；Cooling）。一方、半導体装置１０１が動作している又は動作期間である場合（Ｓ５０１の「Ｙｅｓ」）、制御部１８０は、現在の冷却部材１２０の温度が駆動温度として適正か否かの判断を行う（ステップＳ５０３；Temp.）。休止温度は駆動温度よりも低い温度である。上記の動作期間は、現在は半導体装置１０１が動作していないが、動作する予定があること又は動作する可能性があることを意味する。Ｓ５０２の動作を換言すると、制御部１８０は、Ｓ５０２において半導体装置１０１が動作している期間に比べて冷却部材１２０を低温に制御する。

【0029】

例えば、半導体装置１０１がメモリシステムである場合、Ｓ５０１において、制御部１８０は、ホストから送信されたコマンド又はメモリシステムの動作履歴に基づいて、メモリシステムが休止期間であるか動作期間であるかを判断する。半導体装置１０１の駆動温度とは、半導体装置１０１が動作期間である場合における冷却部材１２０の温度を意味する。半導体装置１０１の休止温度とは、半導体装置１０１が休止期間である場合における冷却部材１２０の温度を意味する。例えば、上記のように半導体装置１０１がメモリシステムである場合、駆動温度は７０Ｋ～９０Ｋであり、休止温度は約３０Ｋである。メモリシステムが動作期間である場合、メモリセルトランジスタが所定の性能で安定した動作をするために、上記の駆動温度が適用される。一方、メモリシステムが休止期間である場合、メモリセルトランジスタの保持特性を向上させるために、上記の休止温度が適用される。

【0030】

Ｓ５０３において、現在の冷却部材１２０の温度が適正な駆動温度の範囲内ではない場合（Ｓ５０３の「Ｎｏ」）、制御部１８０は温度調整を行う（ステップＳ５０４；Adjustment(heating/cooling)）。具体的には、温度計１６０によって測定された冷却部材１２０の温度が適正な駆動温度の範囲における下限未満である場合、制御部１８０は、冷却部材１２０の温度が上昇するように、半導体装置１０１、冷凍機１４０、及びヒータ１７０の少なくともいずれかの動作を制御する。

【0031】

冷却部材１２０の温度を上昇させるために、制御部１８０は、ヒータ１７０をオン状態にしてもよい。又は、制御部１８０は、冷凍機１４０の動作における冷却能力を下げるか、動作を停止してもよい。又は、制御部１８０は、半導体装置１０１を駆動して冷却部材１２０の温度を上げてもよい。この場合における半導体装置１０１の駆動は、例えば、半導体装置１０１がホストから受信したコマンドに基づいて動作する場合、当該コマンドによって指定されたアドレスとは無関係の回路に対して行われる。

【0032】

温度計１６０によって測定された冷却部材１２０の温度が適正な駆動温度の範囲における上限を超える場合、制御部１８０は、冷却部材１２０の温度が低下するように、半導体装置１０１、冷凍機１４０、及びヒータ１７０の少なくともいずれかの動作を制御する。

【0033】

冷却部材１２０の温度を低下させるために、ヒータ１７０がオン状態であれば、制御部１８０はヒータ１７０をオフ状態にしてもよい。又は、冷凍機１４０の出力が最大でなければ、制御部１８０は冷凍機１４０の出力を上げてもよい。又は、制御部１８０は、半導体装置１０１の動作を抑制してもよい。

【0034】

一方、現在の冷却部材１２０の温度が適正な駆動温度の範囲内である場合（Ｓ５０３の「Ｙｅｓ」）、制御部１８０は、現在の半導体装置１０１の性能が所定の基準以上であるか否かの判断を行う（ステップＳ５０５；Performance）。Ｓ５０５における性能の評価は、例えば、書き込み動作若しくは読み出し動作におけるビットのエラー率、又は、メモリセルあたりの書き込み動作が行われた累積回数の確認などによって行われる。

【0035】

Ｓ５０５において、半導体装置１０１の性能が所定の基準より低下した場合（Ｓ５０５の「Ｎｏ」）、制御部１８０は、半導体装置１０１の回復処理を行う（ステップＳ５０６；Recovery）。具体的には、第１チャンバ１１１の内部の圧力を常圧に戻して第１チャンバ１１１の冷却を停止し、第１チャンバ１１１を開けて半導体装置１０１を外に出し、はんだの融点より低い温度で半導体装置１０１を加熱することによって、半導体装置１０１の回復処理を行うことができる。半導体装置１０１の性能の低下は、半導体装置１０１に含まれるゲート絶縁層の劣化に起因することが知られており、このゲート絶縁層の劣化は上記の加熱処理によって修復することが知られている。具体的には、上記の熱処理は、１２５℃で１日以上、若しくは２５０℃で３時間以上などの条件で行われる。

【0036】

上記の回復処理は、第１チャンバ１１１の外に出さずに、例えば、制御部１８０がヒータ１７０をオン状態にすることで実現することもできる。この場合、制御部１８０は、冷凍機１４０の動作を停止する。又は、上記の回復処理として、制御部１８０は、半導体装置１０１のゲート絶縁層の劣化などに関する性能低下の通知信号を生成し、当該通知信号を外部機器に送信してもよい。

【0037】

Ｓ５０６における回復処理が終了することで、図５に示すプロセスフローが終了する。又は、Ｓ５０５において、半導体装置１０１の性能が所定の基準以上である場合（Ｓ５０５の「Ｙｅｓ」）、図５に示すプロセスフローが終了する。

【0038】

図５の例では、Ｓ５０１～Ｓ５０６のステップが一連の動作である構成が記載されているが、この構成に限定されない。例えば、Ｓ５０１及びＳ５０２のステップのみで構成され、Ｓ５０３～Ｓ５０６のステップが省略されていてもよい。又は、Ｓ５０３及びＳ５０４のステップのみで構成され、Ｓ５０１、Ｓ５０２、Ｓ５０５、及びＳ５０６のステップが省略されていてもよい。又は、Ｓ５０５及びＳ５０６のステップのみで構成され、Ｓ５０１～Ｓ５０４のステップが省略されていてもよい。又は、図５の構成から、Ｓ５０１及びＳ５０２のステップのみが省略されてもよく、Ｓ５０３及びＳ５０４のステップのみが省略されてもよく、Ｓ５０５及びＳ５０６のステップのみが省略されてもよい。

【0039】

以上のように、本実施形態に係る半導体装置冷却装置によると、冷却された状態で半導体装置１０１を駆動することができるため半導体装置１０１の性能を向上させることができる。例えば、半導体装置１０１がフラッシュメモリであった場合、冷却部材１２０の温度を極低温の７７Ｋに維持した状態で当該フラッシュメモリを動作させることで、メモリセルトランジスタの電気特性のばらつきを低減することができる。そのため、１つのメモリセルトランジスタに複数ビットの情報、例えば７ビット分の情報などを保持させることができる。

【0040】

［２．第２実施形態］
第２実施形態に係る半導体装置冷却装置について説明する。第２実施形態に係る半導体装置冷却装置１００は、冷却部材１２０の構成において、第１実施形態に係る半導体装置冷却装置１００と相違する。それ以外の構成は、第１実施形態の構成と同様なので、説明を省略する。

【0041】

［２－１．冷却部材１２０の構成］
図６は、一実施形態に係る半導体装置冷却装置における冷却部材の構造を示す図である。図６は、図２と同様に半導体装置冷却装置１００を上方から（Ｄ１の逆方向に）見た場合における冷却部材１２０の構成を示す図である。図６に示すように、冷却部材１２０は、第１板状部材１２３、第２板状部材１２４、及び蓄冷部材１２５を含む。第１板状部材１２３は、例えば、第１板状部材１２３のＤ２方向の端部で伝熱部１３０に接続される。第２板状部材１２４は、プリント基板１０２を介して半導体装置１０１を保持する。蓄冷部材１２５は、第１板状部材１２３と第２板状部材１２４との間に設けられている。図６に示すように、蓄冷部材１２５及び第２板状部材１２４は、第１板状部材１２３の第１面１２７及び第２面１２８の両方に設けられている。

【0042】

第１板状部材１２３及び第２板状部材１２４の材料として、銅（Ｃｕ）又はアルミニウム（Ａｌ）が用いられる。第１板状部材１２３及び第２板状部材１２４の板厚は１ｃｍ以上である。第１板状部材１２３の材料は、第２板状部材１２４の材料と同じであってもよく、異なってもよい。第１板状部材１２３の板厚は、第２板状部材１２４の板厚と同じであってもよく、異なってもよい。

【0043】

蓄冷部材１２５として、例えば、駆動温度又は休止温度のような低温で潜熱を持ち、外から与えられた熱を蓄熱することができる部材、若しくは板状部材１２３及び板状部材１２４より熱容量が大きい部材が用いられる。半導体装置１０１と第１板状部材１２３との間に蓄冷部材１２５が設けられていることによって、冷凍機１４０、伝熱部１３０、及び第１板状部材１２３による冷却能力を超える早さで半導体装置１０１が急速に発熱した場合であっても、蓄冷部材１２５によって第１板状部材１２３の温度が上昇する速度が緩和されるため、半導体装置１０１の温度上昇を抑制することができる。

【0044】

以上のように、本実施形態に係る半導体装置冷却装置によると、半導体装置１０１が急速に発熱した場合であっても、冷却部材１２０全体の温度上昇を抑制することができるため、半導体装置１０１の温度上昇を抑制することができる。

【0045】

［３．第３実施形態］
第３実施形態に係る半導体装置冷却装置について説明する。第３実施形態に係る半導体装置冷却装置１００は、チャンバ１１０の構成において、第１実施形態に係る半導体装置冷却装置１００と相違する。それ以外の構成は、第１実施形態の構成と同様なので、説明を省略する。

【0046】

［３－１．半導体装置冷却装置１００の構成］
図７は、一実施形態に係る半導体装置冷却装置の構成を示す断面図である。図７に示すように、第１チャンバ１１１の上方に隣接するロードロックチャンバ２００が設けられている。第１チャンバ１１１とロードロックチャンバ２００との間にロードロックドア２１０が設けられている。ロードロックドア２１０は開閉可能な扉である。ロードロックドア２１０の開閉によって、第１チャンバ１１１とロードロックチャンバ２００との間の開通又は遮蔽が制御される。つまり、ロードロックドア２１０が閉じた状態で第１チャンバ１１１の内部の圧力とロードロックチャンバ２００の内部の圧力とを異なる圧力に設定することができる。図示を省略するが、第１チャンバ１１１と同様に、ロードロックチャンバ２００に第１フランジ１１５（図１参照）と同様のフランジが設けられており、当該フランジは真空ポンプに接続されている。

【0047】

ロードロックチャンバ２００の高さは、第１チャンバ１１１の高さと同様に、２０ｃｍ以上１００ｃｍ以下である。ロードロックチャンバ２００の直径は、第１チャンバ１１１の直径と同様に、２０ｃｍ以上１００ｃｍ以下である。ロードロックチャンバ２００の上部には、ロードロックチャンバ２００の内部を密閉する蓋部１１９が配置される。

【0048】

［３－２．チャンバ１１０の動作］
図８及び図９は、一実施形態に係る半導体装置冷却装置において、チャンバの動作を示す断面図である。図８及び図９を用いて、第１チャンバ１１１に設けられた冷却部材１２０を取り外す場合におけるチャンバ１１０の動作について説明する。まず、ロードロックチャンバ２００の真空引きが行われ、ロードロックチャンバ２００の内部の圧力が第１チャンバ１１１の内部の圧力と同程度に調整される。

【0049】

ロードロックチャンバ２００の真空引きの後に、図８に示すように、ロードロックドア２１０が開き、第１チャンバ１１１とロードロックチャンバ２００とが開通する。ロードロックドア２１０が開いた状態で、半導体装置１０１が取り付けられた冷却部材１２０が第１チャンバ１１１からロードロックチャンバ２００に移動する。冷却部材１２０の移動は、第１チャンバ１１１又はロードロックチャンバ２００の内部に設けられた移動機構によって行われる。

【0050】

冷却部材１２０がロードロックチャンバ２００に移動した後に、ロードロックドア２１０が閉じ、第１チャンバ１１１とロードロックチャンバ２００とが遮蔽される。ロードロックドア２１０が閉じた状態で、ロードロックチャンバ２００の内部の圧力が大気圧に調整される。当該圧力が大気圧になった後に、図９に示すように、蓋部１１９が外されて、半導体装置１０１が取り付けられた冷却部材１２０がロードロックチャンバ２００から外部に取り出される。

【0051】

以上のように、本実施形態に係る半導体装置冷却装置によると、ロードロックチャンバ２００を介して半導体装置１０１が配置された冷却部材１２０の脱着が行われるため、第１チャンバ１１１が直接外部雰囲気に曝されることがなくなるため、第１チャンバ１１１の内部が外部雰囲気によって汚染されることを抑制できる。また、冷却装置を稼働させたままで半導体装置の交換をすることができる。

【0052】

［４．第４実施形態］
第４実施形態に係る半導体装置冷却装置について説明する。第４実施形態に係る半導体装置冷却装置１００は、冷却部材１２０及び伝熱部１３０の構成において、第１実施形態に係る半導体装置冷却装置１００と相違する。それ以外の構成は、第１実施形態の構成と同様なので、説明を省略する。

【0053】

［４－１．冷却部材１２０及び伝熱部１３０の構成］
図１０は、一実施形態に係る半導体装置冷却装置の構成を示す断面図である。図１０には、図３と同様の断面図に加えて、冷却部材１２０を第１主面１２１と第２主面１２２との間の側面１２６の形状が示されている。図１０に示すように、冷却部材１２０の側面１２６は、チャンバ１１０の円筒軸方向（Ｄ１）における位置によって幅（第１主面１２１と第２主面１２２との間の距離）が異なる。具体的には、側面１２６の幅は、冷凍機１４０に近いほど大きく、冷凍機１４０から離れるほど小さい。つまり、冷却部材１２０の上端における側面１２６の幅Ｔ１は、冷却部材１２０の下端における側面１２６の幅Ｔ２より小さい。冷却部材１２０の側面１２６の幅と同様に、伝熱部１３０の直径も、冷凍機１４０に近いほど大きく、冷凍機１４０から離れるほど小さい。つまり、伝熱部１３０の上端における幅Ｔ３は、伝熱部１３０の下端における幅Ｔ４より小さい。

【0054】

冷却部材１２０及び伝熱部１３０は、いずれも半導体装置１０１によって発生した熱を冷凍機１４０に伝達する。この構成によって半導体装置１０１の温度上昇が抑制される。図１に示すように、半導体装置１０１がＤ１方向に複数配置されているため、冷却部材１２０及び伝熱部１３０は、冷凍機１４０に近い部分ほど、半導体装置１０１によって発生した熱が多く伝達される。したがって、冷却部材１２０及び伝熱部１３０において、冷凍機１４０から遠い部分に比べて冷凍機１４０に近い部分の幅及び直径を大きくすることで、冷凍機１４０付近で熱が停滞することを抑制することができ、冷凍機１４０による冷却効率を向上させることができる。

【0055】

以上のように、本実施形態に係る半導体装置冷却装置によると、効率良く半導体装置１０１を冷却することができる。

【0056】

［５．第５実施形態］
第５実施形態は、上記の第１実施形態～第４実施形態に係る半導体装置１０１の一例を示すメモリシステム１である。第５実施形態に係るメモリシステムは、例えば、半導体記憶装置としてのＮＡＮＤ型フラッシュメモリと、当該ＮＡＮＤ型フラッシュメモリを制御するメモリコントローラと、を含む。

【0057】

［５－１．メモリシステム１の全体構成］
図１１は、一実施形態に係るメモリシステムの構成を説明するためのブロック図である。図１１に示すように、メモリシステム１は、メモリコントローラ１０と、複数のメモリセルを含む不揮発性メモリ２０とを備える。メモリシステム１は、ホスト３０（Host）と接続可能である。図１１では、メモリシステム１とホスト３０とが接続された状態が示されている。ホスト３０は、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯端末などの電子機器である。

【0058】

不揮発性メモリ２０は、複数のメモリチップ２１を含む。メモリコントローラ１０は複数のメモリチップ２１の各々を制御する。具体的には、メモリコントローラ１０は、メモリチップ２１の各々に対してデータの書き込み動作、読み出し動作、及び消去動作を実行する。複数のメモリチップ２１の各々は、ＮＡＮＤバスを介してメモリコントローラ１０に接続されている。

【0059】

各々のメモリチップ２１は、複数のダイ２２を含む。ダイ２２は、メモリセルが形成されたウェハ単位を意味する。複数のダイ２２が積層されることでメモリチップ２１が構成されている。

【0060】

各々のダイ２２には、複数のメモリブロック２３が設けられている。メモリブロック２３は一括消去が可能な単位である。メモリブロック２３に設けられた全てのメモリセルトランジスタは同じソース線に接続されている。メモリブロック２３の１つの単位を「物理ブロック」という場合がある。

【0061】

メモリブロック２３は複数のページで構成されている。書き込み動作及び読み出し動作はページ単位で実行される。メモリ素子の最小単位であるメモリセルトランジスタを単に「メモリセル」という場合がある。物理ブロック中におけるメモリセルの位置を「物理アドレス」という場合がある。

【0062】

不揮発性メモリ２０は、データを不揮発に記憶する不揮発性メモリであり、例えば、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ（以下、単にＮＡＮＤメモリという）である。以下の説明では、不揮発性メモリ２０としてＮＡＮＤメモリが用いられた場合を例示するが、不揮発性メモリ２０として３次元構造フラッシュメモリ、ＲｅＲＡＭ（Resistance Random Access Memory）、ＦｅＲＡＭ（Ferroelectric Random Access Memory）等のＮＡＮＤメモリ以外の半導体記憶装置を用いることができる。不揮発性メモリ２０が半導体記憶装置であることは必須ではない。半導体記憶装置以外の種々の記憶媒体に対して本実施形態を適用することができる。

【0063】

メモリシステム１は、メモリコントローラ１０と不揮発性メモリ２０とが１つのパッケージとして構成されるメモリカード等であってもよく、ＳＳＤ（Solid State Drive）等であってもよい。

【0064】

メモリコントローラ１０は、例えばＳｏＣ（System On a Chip）として構成される半導体集積回路である。以下で説明するメモリコントローラ１０の各構成要素の動作の一部又は全部はハードウェアによって実現されるが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）がファームウェアを実行することによって実現されてもよい。

【0065】

メモリコントローラ１０は、ホスト３０からの書き込み要求（ライトコマンド）に従って不揮発性メモリ２０への書き込み動作を制御し、ホスト３０からの読み出し要求（リードコマンド）に従って不揮発性メモリ２０からの読み出し動作を制御し、ホスト３０からの消去要求（イレースコマンド）に従って不揮発性メモリ２０への消去動作を制御する。メモリコントローラ１０は、プロセッサ１１（Processor）、ＲＡＭ１２（Random Access Memory）、ＲＯＭ１３（Read Only Memory）、ランダマイザ１４（Randomizer）、ＥＣＣ回路１５（ECC）、圧縮・伸張回路１６（Compression/Decompression）、ホストインタフェース１７（Host I/F）、及びメモリインタフェース１８（Memory I/F）を備える。これらの機能ブロックは内部バス１９で相互に接続されている。

【0066】

プロセッサ１１は、メモリシステム１の各機能ブロックを統括的に制御する制御部である。プロセッサ１１は、ホスト３０からの要求（コマンド）をホストインタフェース１７経由で受け付けた場合に、そのコマンドに応じた制御を行う。例えば、プロセッサ１１は、ホスト３０からのライトコマンドに応じて、不揮発性メモリ２０へのデータの書き込み動作をメモリインタフェース１８へ指示する。プロセッサ１１は、ホスト３０からのリードコマンドに応じて、不揮発性メモリ２０からのデータの読み出し動作をメモリインタフェース１８へ指示する。プロセッサ１１は、ホスト３０からのイレースコマンドに応じて、不揮発性メモリ２０へのデータの消去動作をメモリインタフェース１８へ指示する。

【0067】

プロセッサ１１は、ホスト３０からライトコマンドを受信した場合、ＲＡＭ１２に一時的に保持されている書き込み対象のデータに対して、不揮発性メモリ２０上の記憶領域（メモリ領域）を決定する。すなわち、プロセッサ１１は、データの書き込み先を管理する。ホスト３０から受信したデータの論理アドレスと、当該データが格納された不揮発性メモリ２０上のメモリ領域を示す物理アドレスと、の対応はアドレス変換テーブルに格納される。プロセッサ１１は、ライトコマンドに応じた書き込み動作を実行する際に、書き込み動作が行われた時刻又はある基準時からの時間をＲＡＭ１２に保持することができる。

【0068】

プロセッサ１１は、ホスト３０からリードコマンドを受信した場合、リードコマンドによって指定された論理アドレスを、上述のアドレス変換テーブルを用いて物理アドレスに変換し、当該物理アドレスからの読み出し動作をメモリインタフェース１８へ指示する。プロセッサ１１は、リードコマンドに応じた読み出し動作を実行する際に、読み出し動作が行われた時刻又はある基準時からの時間をＲＡＭ１２に保持することができる。

【0069】

プロセッサ１１は、ホスト３０からイレースコマンドを受信した場合、イレースコマンドによって指定された論理アドレスを、上述のアドレス変換テーブルを用いて物理アドレスに変換し、当該物理アドレスに対する消去動作をメモリインタフェース１８へ指示する。プロセッサ１１は、イレースコマンドに応じた消去動作を実行する際に、消去動作が行われた時刻又はある基準時からの時間をＲＡＭ１２に保持することができる。

【0070】

ＮＡＮＤメモリでは、一般に、「ページ」と呼ばれるデータ単位で書き込み動作及び読み出し動作が実行され、上記の物理ブロックのデータ単位で消去が実行される。以下の説明において、「ページ」は書き込み動作における最小単位を意味する。同一のワード線に接続される複数のメモリセルを「メモリセルグループ」という。メモリセルがＳＬＣ（Single Level Cell）である場合は、１つのメモリセルグループによって１ページが構成される。１つのメモリセルグループによって２ページが構成されるＭＬＣ（Multi Level Cell）、１つのメモリセルグループによって３ページが構成されるＴＬＣ（Triple Level Cell）、又は１つのメモリセルグループによって４ページが構成されるＱＬＣ（Quad Level Cell）などの多ビットセルである場合、１つのメモリセルグループが複数ページに対応する。各メモリセルはワード線及びビット線の両方に接続される。したがって、ワード線を識別するアドレスとビット線を識別するアドレスとを用いて各メモリセルを識別することが可能である。

【0071】

ＲＡＭ１２は、例えばデータバッファとして使用され、メモリコントローラ１０がホスト３０から受信したデータを不揮発性メモリ２０へ格納させるまでに一時的に保持する。ＲＡＭ１２は、不揮発性メモリ２０から読み出したデータをホスト３０へ送信するまでの間に一時的に保持する。ＲＡＭ１２として、例えば、ＳＲＡＭ又はＤＲＡＭなどの汎用メモリを用いることができる。

【0072】

ＲＯＭ１３は、メモリコントローラ１０を動作させるための種々のプログラムやパラメータ等を格納する。ＲＯＭ１３に格納されているプログラムやパラメータ等は、必要に応じてプロセッサ１１に読み出されて実行される。

【0073】

ランダマイザ１４は、例えば線形帰還シフトレジスタ等を含み、入力されたシード値に対して一義的に求められる擬似乱数を生成する。ランダマイザ１４によって生成された擬似乱数は、例えばプロセッサ１１において書き込みデータとの排他的論理和が計算された値である。これにより、不揮発性メモリ２０に書き込まれる書き込みデータがランダマイズされる。ランダマイザ１４は不揮発性メモリ２０から読み出されたデータに対するランダマイズの解除を実行する。ランダマイズの解除とは、ランダマイズされたデータからランダマイズ前の元のデータを得ることである。

【0074】

ＥＣＣ回路１５は、プロセッサ１１からの指示に基づいて、書き込み動作時のＥＣＣ符号化（誤り訂正符号化）及び読み出し動作時のＥＣＣ復号（誤り訂正復号）を実行する。ＥＣＣ回路１５の符号化方式として、例えば、ＬＤＰＣ（Low-Density Parity-Check）符号、ＢＣＨ（Bose-Chaudhuri-Hocquenghem）符号、又はＲＳ（Reed-Solomon）符号を用いた符号化方式を採用することができる。

【0075】

圧縮・伸張回路１６は、不揮発性メモリ２０へ書き込むデータを圧縮する符号化部として動作する。圧縮・伸張回路１６は、不揮発性メモリ２０から読み出されたデータを伸張する復号部としても動作する。

【0076】

ホストインタフェース１７は、ホスト３０とホストインタフェース１７との間のインタフェース規格に従った処理を実行する。ホストインタフェース１７は、ホスト３０から受信したコマンド及び書き込み対象のデータなどを内部バス１９に出力する。ホストインタフェース１７は、不揮発性メモリ２０から読み出され、圧縮・伸張回路１６によって伸張されたデータをホスト３０へ送信する。ホストインタフェース１７は、プロセッサ１１からの応答などをホスト３０へ送信する。

【0077】

メモリインタフェース１８は、プロセッサ１１の指示に基づいて、不揮発性メモリ２０への書き込み動作及び消去動作を実行する。メモリインタフェース１８は、プロセッサ１１の指示に基づいて、不揮発性メモリ２０からの読み出し動作を実行する。

【0078】

［５－２．メモリシステム１の動作］
以上のような構成を備えるメモリシステム１では、プロセッサ１１は、不揮発性メモリ２０への書き込み動作実行時に、圧縮・伸張回路１６に対してデータの圧縮を指示する。その際、プロセッサ１１は、不揮発性メモリ２０における書き込みデータの記憶場所（記憶アドレス）を決定し、決定した記憶アドレスをメモリインタフェース１８へ指示する。圧縮・伸張回路１６は、プロセッサ１１からの指示に基づいて、ＲＡＭ１２上のデータを圧縮する。ランダマイザ１４は、プロセッサ１１からの指示に基づいて、ＲＡＭ１２上の圧縮されたデータをランダマイズする。ＥＣＣ回路１５は、プロセッサ１１からの指示に基づいて、ランダマイズされたデータをさらにＥＣＣ符号化する。これにより生成された書き込みデータは、メモリインタフェース１８を介して不揮発性メモリ２０の指定された記憶アドレスに書き込まれる。

【0079】

一方、プロセッサ１１は、不揮発性メモリ２０に対する読み出し動作時に、不揮発性メモリ２０上のアドレスを指定し、指定されたアドレスに応じてメモリセルの読み出し動作の条件を決定してメモリインタフェース１８へ読み出し動作の実行を指示する。プロセッサ１１は、ＥＣＣ回路１５へＥＣＣ復号の開始を指示するとともに、ランダマイザ１４へランダマイズの解除の開始を指示し、圧縮・伸張回路１６へ伸張の開始を指示する。メモリインタフェース１８は、プロセッサ１１の指示に従って、不揮発性メモリ２０の指定されたアドレスに対する読み出し動作を実行し、この読み出し動作によって得られた読み出しデータをＥＣＣ回路１５に入力する。ＥＣＣ回路１５は入力された読み出しデータをＥＣＣ復号する。ランダマイザ１４はＥＣＣ復号されたデータに対してランダマイズの解除を実行する。圧縮・伸張回路１６はランダマイズの解除が実行されたデータを伸張する。この伸張に成功した場合、プロセッサ１１は、伸張されたオリジナルのデータをＲＡＭ１２に格納する。一方、ＥＣＣ復号またはランダマイズの解除または伸張に失敗した場合、プロセッサ１１は、例えば、ホスト３０へリードエラーを通知する。

【0080】

以上、本発明について図面を参照しながら説明したが、本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、本実施形態の半導体装置冷却装置を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。さらに、上述した各実施形態は、相互に矛盾がない限り適宜組み合わせが可能であり、各実施形態に共通する技術事項については、明示の記載がなくても各実施形態に含まれる。

【0081】

上述した各実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。

【符号の説明】

【0082】

１：メモリシステム、 １０：メモリコントローラ、 １１：プロセッサ、 １２：ＲＡＭ、 １３：ＲＯＭ、 １４：ランダマイザ、 １５：ＥＣＣ回路、 １６：圧縮・伸張回路、 １７：ホストインタフェース、 １８：メモリインタフェース、 １９：内部バス、 ２０：不揮発性メモリ、 ２１：メモリチップ、 ２２：ダイ、 ２３：メモリブロック、 ３０：ホスト、 １００：半導体装置冷却装置、 １０１：半導体装置、 １０２：プリント基板、 １１０：チャンバ、 １１１：第１チャンバ、 １１２：第２チャンバ、 １１３：間仕切り部、 １１５：第１フランジ、 １１６：第２フランジ、 １１９：蓋部、 １２０：冷却部材、 １２１：第１主面、 １２２：第２主面、 １２３：第１板状部材、 １２４：第２板状部材、 １２５：蓄冷部材、 １２６：側面、 １２７：第１面、 １２８：第２面、 １３０：伝熱部、 １４０：冷凍機、 １４１：天板、 １５０：コネクタ、 １５１：配線、 １６０：温度計、 １７０：ヒータ、 １８０：制御部、 ２００：ロードロックチャンバ、 ２１０：ロードロックドア

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】