CN101154661A - 半导体装置 - Google Patents

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Abstract

本发明可以缩小LCD驱动器的芯片尺寸。在LCD驱动器1的驱动器输出电路的输出侧具有第1保护元件21a以及第2保护元件21b，所述第1保护元件21a包含n型半导体区域22以及形成在所述n型半导体区域22内的p型半导体区域23，所述第2保护元件21b包含p型半导体区域24以及形成在所述p型半导体区域24内的n型半导体区域25。所述第1以及第2保护元件21a、21b分别是各2个相邻配置的。

Description

半导体装置
技术领域
本发明涉及一种半导体装置，特别涉及一种适用于液晶显示器(LCD，Liquid CrystalDisplay)中所使用的驱动器IC(Integrated Circuit，集成电路)的有效技术。
背景技术
液晶显示器是纵、横排列着多个像素(pixel)而构成的，其中所述像素是用于显示图像或文字的单位。如果所述像素数增加，则影像中的曲线看上去平滑，因此显示变得高精细。再者，当进行彩色显示时，结合红(R)、绿(G)、蓝(B)3原色来构成1个像素。
在作为像素的驱动方法的有源矩阵方式下，使用薄膜晶体管(TFT，Thin FilmTransistor)作为开关，使用所述薄膜晶体管的液晶显示器是由下述液晶层构成的，即，在玻璃基板上的纵列上设置着第1配线，在横行上设置着第2配线，在所述配线的交叉部设置着作为开关的TFT，在所述开关附近封入液晶材料而形成液晶层。在所述液晶显示器中，对第2配线给予每隔1列的地址信号，由此导通每隔1列的TFT，将从第1配线提供来的数据信号写入到液晶层(像素)中。另一方面，未被给予地址信号的列的TFT处于非导通状态，继续保持(存储)已写入的数据。
而且，驱动液晶显示器的液晶的驱动器IC(以下，称为“LCD驱动器”)是连同形成在半导体芯片(半导体基板)主面上的驱动器输出电路、逻辑电路等半导体电路一起构成的。例如，为了从驱动器输出电路向源极线以及栅极线输出信号，在构成所述LCD驱动器的半导体芯片的主面上，设置着凸块(BUMP)作为外部电极，而且，在此凸块下方设置着用来形成凸块的焊垫(PAD)。因此，为了确保接合强度，根据接合精度或者安装半导体芯片一侧的规格等，焊垫的尺寸与驱动器输出电路、逻辑电路等半导体电路或配线的尺寸缩小相比不能太小。
在日本专利特开2004-95577号公报(专利文献1)中揭示了下述技术，即，使配置在半导体芯片主面的半导体电路或配线等的区域上的多个焊垫的底层均匀地平坦化，以使多个焊垫的高度一致。
而且，在日本专利特开2002-246470号公报(专利文献2)中揭示了下述技术，即，在LCD驱动器中，在焊垫与半导体电路之连接间设置用来防止半导体电路(例如，驱动器输出电路)的静电击穿的保护元件。
[专利文献1]
日本专利特开2004-95577号公报
[专利文献2]
日本专利特开2002-246470号公报
发明内容
[发明所欲解决的问题]
图1是用来说明具备本发明人所研究的LCD驱动器101的移动式电话51的图。
如图1所示，移动式电话51具备本发明人所研究的LCD驱动器101、玻璃基板52、热封部53、以及印刷电路基板54。LCD驱动器101配置在构成液晶显示器55的玻璃基板52上，并利用热封部53来与搭载着微型计算机(未图示)的印刷电路基板54连接。对于液晶显示器55而言，由设置在移动式电话51上的框架51a覆盖液晶显示器55的周围。再者，所述液晶显示器55包含搭载LCD驱动器101的区域。
图2是用来说明本发明人所研究的液晶显示器55的电路系统的图。
如图2所示，沿着Y方向延伸的源极线56与沿着X方向延伸的栅极线57交叉，配置成矩阵状。在源极线56以及栅极线57的延长线上，分别设置着用于输入信号的端子58以及信号输入端子59。而且，在源极线56与栅极线57的交叉部设置着TFT60。所述TFT60的漏极与像素电极61连接，此像素电极61隔着液晶层62而与对向电极63相向。此处，像素也可以称为在像素电极61与对向电极63之间夹着液晶层62而形成的电容器。而且，在液晶显示器55的外周设置着使源极线56、栅极线57电性短路的短路环64。
从LCD驱动器101通过信号输入端子59以及栅极线57，将地址信号提供给TFT60的栅极，从LCD驱动器101通过信号输入端子58以及源极线56，将数据信号提供给TFT60的源极。因为构成像素的液晶层62配置在栅极线57与源极线56的交叉部，所以利用栅极线57来选择某1列的像素，利用源极线56来写入图像数据。由此，通过有序地选择栅极线57来显示一幅画面。在各栅极线57被选择的时间内，将数据信号依次提供给源极线56，经过TFT60将必要的数据写入(存储)到像素(电容器)中。保持已写入的数据直至下一数据信号被提供为止，通过提供下一地址信号来进行再写入。利用所述保持动作来保持与数据相对应的电压，显示于液晶显示器55中。
图3是用来说明本发明人所研究的LCD驱动器101、以及形成在所述LCD驱动器101上的焊垫16的配置的图。再者，虽然未图示，但是在构成LCD驱动器101的半导体芯片11的主面(元件形成面)上形成着驱动器输出电路、逻辑电路、图形RAM(Random AccessMemory，随机存取存储器)等，而且，作为外部电极端子的凸块形成在焊垫16上。
如图3所示，构成LCD驱动器101的半导体芯片11的平面形状呈细长的矩形状。例如，当在X方向、Y方向上增大图1所示的移动式电话51的液晶显示器55的画面尺寸时，可以考虑缩小安装在构成画面的玻璃基板52上的LCD驱动器101。其中，使LCD驱动器101在Y方向上的长度变短，比在沿着液晶显示器55的画面的X方向上的长度变短有效(使边变短)。因此，构成LCD驱动器101的半导体芯片11的平面形状呈细长矩形状。
在所述半导体芯片11的外周，沿着X方向(长度方向)的边侧，配置着多个焊垫16、17。焊垫16用于输出驱动器输出电路的信号，且通过配线(未图示)与驱动器输出电路电连接。而且，焊垫17用于输入从图1所示的印刷电路基板54的微型计算机经过热封部53而输出的信号。
例如，对于图2的液晶显示器55而言，当其解析度为QQVGA(160×120像素)时，需要160条栅极线57和120×3(RGB)条源极线56共计520条，相应地也需要520个焊垫16。如上所述，使LCD驱动器101的边变短时，较好的是不在沿着Y方向的两边侧配置驱动器输出电路用的焊垫，因此，如图3所示，将焊垫16全部配置在半导体芯片11的X方向的一边侧。
而且，在保护元件形成区域19中形成着用来保护驱动器输出电路不受正负电涌(静电击穿)影响的保护元件。此保护元件电连接在焊垫16与驱动器输出电路之间，例如，此保护元件是pn接合二极管。
图4是模式性地表示本发明人所研究的LCD驱动器101的要部的平面图。图5是图4的Y-Y线的截面图。此处，在所述图4中，为了容易理解，仅表示形成在半导体芯片11主面上的多个保护元件21a、21b以及透视状态下的焊垫16。而且，表示在LCD驱动器101的X方向上相邻的焊垫16之间的间距(xa)、以及形成沿着Y方向直线状配置的保护元件21a以及保护元件21b的保护元件形成区域19的Y方向上的尺寸(ya)。而且，对保护元件21a的保护元件面积Sp、保护元件21b的保护元件面积Sn、以及分离部32附加阴影来表示。再者，如上所述，焊垫16与驱动器输出电路电连接，但此处省略其连接。
在图4以及图5中，为了保护形成在半导体芯片11主面上的驱动器输出电路不受正负电涌(静电击穿)的影响，与1个焊垫16相对应地形成一对二极管，即，针对一个输出而形成2个保护元件21a、21b，此处就所述保护元件21a、21b加以说明。
如图4以及图5所示，在1个n型半导体区域22(n型井)中形成着1个p型半导体区域23。即，保护元件21a是pn接合二极管，此pn接合二极管包括形成在由p型单晶硅基板构成的半导体芯片11主面上的n型半导体区域22、以及形成在所述n型半导体区域22内的p型半导体区域23，因此，在1个n型半导体区域22中形成着1个二极管。
而且，如图4以及图5所示，在1个p型半导体区域24(p型井)中形成着1个n型半导体区域25。即，保护元件21b是pn接合二极管，此pn接合二极管包括形成在半导体芯片11主面上的p型半导体区域24、以及形成在所述p型半导体区域24内的n型半导体区域25，因此，在1个p型半导体区域24中形成着1个二极管。
所述保护元件21a、21b形成在半导体芯片11的保护元件形成区域19内。再者，在图4中表示保护元件形成区域19在Y方向上的尺寸(ya)。
而且，为了确保静电耐压，保护元件21a的保护元件面积Sp、保护元件21b的保护元件面积Sn需要固定面积，随着静电耐压变高，保护元件面积Sp、Sn变大。
在所述保护元件21a、21b的上部形成着多层配线，此处表示形成在层间绝缘膜26内的4层配线层M1～M4的情况。保护元件21a的p型半导体区域23(构成保护元件21a的二极管的阳极)与保护元件21b的n型半导体区域25(构成保护元件21b的二极管的阴极)由第1配线层M1连接。配线层M1～M4隔着接触件27而相互连接。此处，配线层M4形成为焊垫16，在焊垫16上，隔着底层电极28而形成作为外部电极的凸块29。如此，保护元件21a、21b与焊垫16以及凸块29电连接。再者，在图4中表示相邻的焊垫16之间的间距(xa)。
而且，在n型半导体区域22内形成着n型半导体区域30，借由接触件(未图示)使所述n型半导体区域30伸出，以作为构成保护元件21a的二极管的阴极。而且，在p型半导体区域24内形成着p型半导体区域31，借由接触件(未图示)使所述p型半导体区域31伸出，以作为构成保护元件21b的pn接合二极管的阳极。而且，在半导体芯片11的主面上形成着分离部32。
此处，例如，当为了从QQVGA转变成更高精细的QVGA而增加液晶显示器55的解析度时，驱动器输出电路12的输出变多，即，焊垫16的数量增加。此时，为了抑制芯片尺寸的增加，必须减小相邻的焊垫16之间的间距。
图6以及图7是模式性地表示本发明人根据多输出化而研究出的LCD驱动器102、103的要部的平面图。所述LCD驱动器102、103与多输出化相对应，其焊垫数多于LCD驱动器101之焊垫数。再者，图中，对保护元件21a的保护元件面积Sp、保护元件21b的保护元件面积Sn、以及分离部32附加阴影。
如图6所示，直线配置在X方向上的相邻焊垫16之间的间距(xb)比图4所示的间距(xa)短。而且，如图7所示，格子状地配置在X方向上的相邻焊垫16之间的间距(xc)比图4所示的间距(xa)短。以所述方式使间距变窄，由此可以与多输出化相对应。再者，如使用图4以及图5所作的说明，在图6以及图7中，在1个n型半导体区域22中形成着1个p型半导体区域23，而且，在1个p型半导体区域24中形成着1个n型半导体区域25。
而且，如图6以及图7所示，随着相邻的焊垫16之间的间距变窄，与图4相比，焊垫16的形状也变为在X方向上更短、在Y方向上更长的形状(细长矩形状)。为了确保接合强度，根据接合精度等，焊垫16的尺寸与驱动器输出电路12或配线的尺寸缩小相比不能太小。因此，焊垫16的面积大致相同，但焊垫16的形状与图4相比，在X方向上更短，在Y方向上更长。
如上所述，在焊垫16与驱动器输出电路12之间，为了保护驱动器输出电路12不受静电击穿的影响，必须针对1个焊垫16配置保护元件21a、21b。因此，当驱动器输出电路12变为多输出时，焊垫16的数量增加，随之，保护元件21a、21b的数量也增加，保护元件形成区域19以保护元件21a、21b的数量增加的程度扩大。即，对于所述保护元件21a、21b而言，为了确保静电耐压，保护元件面积Sp、Sn需要固定面积，因此，随着焊垫16数量的增加，保护元件面积Sp、Sn也增加，保护元件形成区域19以保护元件面积Sp、Sn的增加程度扩大。
例如，当配置保护元件21a、21b时，考虑将保护元件面积Sp、Sn设为细长矩形状。此时，于在半导体芯片11上形成保护元件21a、21b的区域的Y方向上，与图4的保护元件形成区域19的Y方向尺寸(ya)相比，图6的尺寸(yb)以及图7的尺寸(yc)变长。因此，半导体芯片11在Y方向上的形状变长，无法使边缩短。
如上所述，对于LCD驱动器101而言，为了扩大液晶显示器55的画面尺寸，较好的是使Y方向的芯片边变短。然而，如果与多输出、窄间距相对应，仅使保护元件面积Sp、Sn为细长矩形状，则例如，无法缩短LCD驱动器102、103的边，从而导致构成LCD驱动器101的半导体芯片11的芯片尺寸扩大。
本发明的目的在于提供一种可以缩小LCD驱动器的芯片尺寸的技术。
根据本说明书的记载以及附图，本发明的所述目的及其他目的与新颖特征变得明确。
[解决问题的技术手段]
如果简单地说明本申请案所揭示的发明中的代表性构件的概要，则如下所述。
本发明的半导体装置中，在LCD驱动器的驱动器输出电路的输出侧具有第1保护元件和第2保护元件，所述第1保护元件包括第1p型半导体区域以及形成在所述第1p型半导体区域内的第1n型半导体区域，所述第2保护元件包括第2n型半导体区域以及形成在所述第2n型半导体区域内的第2p型半导体区域，所述第1以及第2保护元件分别多个相邻地配置。
[发明的效果]
如果简单地说明由本申请案所揭示的发明中的利用代表性构件获得的效果，则如下所述。
根据本发明的半导体装置，可以缩小LCD驱动器的芯片尺寸。
附图说明
图1是用来说明具备本发明人所研究的LCD驱动器的移动式电话的图。
图2是用来说明使用本发明人所研究的LCD驱动器的液晶显示器的电路系统的图。
图3是用来说明本发明人所研究的LCD驱动器、以及形成在此LCD驱动器上的焊垫的配置的图。
图4是模式性地表示图3的LCD驱动器的要部的平面图。
图5是图4的Y-Y线的截面图。
图6是模式性地表示本发明人根据多输出化而研究的LCD驱动器的一例的要部的平面图。
图7是模式性地表示本发明人根据多输出化而研究的LCD驱动器的另一例的要部的平面图。
图8是用来说明本发明实施形态1的LCD驱动器、以及形成在此LCD驱动器上的焊垫等的配置的图。
图9是图8的LCD驱动器的电路区块图。
图10是用来说明图8的LCD驱动器的驱动器输出电路与保护元件的连接的图。
图11是模式性地表示图8的LCD驱动器的要部的平面图。
图12是图11的Y-Y线的截面图。
图13是模式性地表示图11的半导体基板的主面的平面图。
图14是模式性地表示图11的第1配线层的上表面的平面图。
图15是模式性地表示图11的第2配线层的上表面的平面图。
图16是模式性地表示图11的第3配线层的上表面的平面图。
图17是模式性地表示图11的第4配线层的上表面的平面图。
图18是模式性地表示本发明实施形态2的LCD驱动器的要部的平面图。
图19是模式性地表示本发明实施形态3的LCD驱动器的要部的平面图。
[符号的说明]
1、2、3       LCD驱动器
11            半导体芯片
12            驱动器输出电路
12a           栅极驱动器
12b           源极驱动器
13            逻辑电路
14            图形RAM
15            输入端子
16、17        焊垫
19            保护元件形成区域
21a、21b      保护元件
22            n型半导体区域
23、24        p型半导体区域
25            n型半导体区域
26            层间绝缘膜
27            接触件
28            底层电极
29            凸块
30            n型半导体区域
31            p型半导体区域
32            分离部
41            正极输出电路
42            负极输出电路
43            输出交流化开关
44            正极电平选择解码器电路
45                正极电平输出放大器
46                负极电平选择解码器电路
47                负极电平输出放大器
51                移动式电话
51a               框架
52                玻璃基板
53                热封部
54                印刷电路基板
55                液晶显示器
56                源极线
57                栅极线
58、59            信号输入端子
60                TFT
61                像素电极
62                液晶层
63                对向电极
64                短路环
101、102、103     LCD驱动器
M1、M2、M3、M4    配线层
Sp、Sn            保护元件面积
具体实施方式
以下，根据图式，详细说明本发明的实施形态。再者，在用来说明实施形态的所有图中，原则上对相同构件标记相同符号，并省略其重复说明。而且，有时也对平面图附加阴影。
(实施形态1)本实施形态1的LCD驱动器1适用于具备参照图1、图2所说明的液晶显示器55的移动式电话51。该LCD驱动器1是驱动液晶显示器55的液晶的驱动器IC，且连同形成在其半导体芯片(半导体基板)主面上的驱动器输出电路、逻辑电路等半导体电路一起构成。
移动式电话的液晶显示器55的解析度有像素数从QQVGA(160×120像素)向QVGA(320×240像素)增加，进一步向VGA(680×480像素)增加的高精细的倾向。随之，在彩色显示(RGB)时，对于LCD驱动器1向液晶显示器55的输出数而言，QQVG为520输出，QVGA为1040输出，而且VGA为2120输出。即，当在1个芯片上构成LCD驱动器1时，每1个芯片的输出数因高精细化而变为多输出。因此，本实施形态1的LCD驱动器1中，每当将焊垫16配置在固定范围(芯片尺寸)内时，使相邻的焊垫16之间产生间距，以与多输出相对应。
图8是用来说明本实施形态1的LCD驱动器1、以及形成在此LCD驱动器1上的半导体电路等的配置的图。
在构成LCD驱动器1的半导体芯片11的主面上形成着驱动器输出电路12、逻辑电路13、图形RAM14、以及输入端子15，在保护元件形成区域19内形成着保护元件，所述驱动器输出电路12、逻辑电路13、图形RAM14、输入端子15、以及保护元件以如图8所示的方式配置。而且，在平面形状呈细长矩形状的半导体芯片11的外周，沿着X方向(长度方向)的边侧，配置着焊垫16、17。
如此，半导体芯片11的平面形状呈细长矩形状。例如，当在X方向、Y方向上进一步增大图1所示的移动式电话51的液晶显示器55的画面尺寸时，可以考虑缩小安装在构成画面的玻璃基板52上的LCD驱动器1。其中，使LCD驱动器1在Y方向上的长度变短比在沿着液晶显示器55的画面的X方向上的长度变短有效(使边变短)。因此，构成LCD驱动器1的半导体芯片11的平面形状呈细长矩形状。
向液晶显示器55的栅极线57输出信号的驱动器输出电路12被称为栅极驱动器(或者行驱动器)。而且，向源极线56输出信号的驱动器输出电路12被称为源极驱动器(或者列驱动器)12b。再者，从栅极驱动器12a输出地址信号，从源极驱动器12b输出数据信号。
栅极驱动器12a以及源极驱动器12b是用于在液晶显示器55的TFT60的栅极以及源极各自以分时驱动方式显示图像的驱动器输出电路12。而且，逻辑电路13是由各种寄存器或者控制电路等构成的电路。而且，图形RAM14是用来以静态驱动方式在液晶显示器55中显示图标等的电路。而且，输入端子15是由输入输出信号的输入输出缓冲电路等构成的电路。而且，在保护元件形成区域19内形成着保护驱动器输出电路12不受正负电涌(静电击穿)影响的保护元件。再者，如下所述，使用pn接合二极管作为保护元件。
焊垫16用于从驱动器输出电路12的栅极驱动器12a输出地址信号，且通过配线(未图示)与栅极驱动器12a电连接。而且，焊垫16用于从驱动器输出电路12的源极驱动器12b输出数据信号，且通过配线(未图示)与源极驱动器12b电连接。而且，焊垫17用于输入如下信号，此信号是从图1所示的印刷电路基板54的微型计算机经过热封部53而输出的。
例如，对于图2的液晶显示器55而言，当其解析度为QQVGA(160×120像素)时，需要160条栅极线57和120×3(RGB)条源极线56共计520条，相应地需要160个焊垫16、360个焊垫16b。如上所述，当使LCD驱动器1的边变短时，较理想的是不在沿着Y方向的两边侧配置驱动器输出电路12用的焊垫，因此，如图8所示，将焊垫16全部配置在半导体芯片11的X方向的一边侧。
图9是图8的LCD驱动器1的电路区块图。LCD驱动器1中，由栅极驱动器12a、源极驱动器12b、逻辑电路13、图形RAM14、以及输入端子15等构成电路。
图10是用来说明保护元件21a、21b和驱动器输出电路12的关系的图。
为了防止构成像素的液晶因正负电荷偏向电极表面而变得固定等，所述驱动器输出电路12将极性会正负变化的交流信号用作输出信号。因此，驱动器输出电路12具有正极输出电路41、负极输出电路42、以及输出交流化开关43。
正极输出电路41具有正极电平选择解码器电路44和正极电平输出放大器45，两者均与电源电位(VCC)及基准电位(GND)连接。从输入了选择信号(S1)以及正极基准电平(S2)的正极电平选择解码器电路44，由正极电平输出放大器45对固定的选择电平(S3)进行放大后，将其输出至输出交流化开关43。而且，负极输出电路42具有负极电平选择解码器电路46以及负极电平输出放大器47，两者均与电源电位(VCC)及基准电位(GND)连接。从输入了选择信号(S4)以及负极基准电平(S5)的负极电平选择解码器电路46，由负极电平输出放大器47对固定的选择电平(S6)进行放大后，将其输出至输出交流化开关43。
在焊垫16和驱动器输出电路12之间，连接配置着作为保护元件21a的二极管的阳极与作为保护元件21b的二极管的阴极，作为保护元件21a的二极管的阴极与电源电位(VCC)连接着，作为保护元件21b的二极管的阳极与基准电位(GND)连接。因此，保护元件21a、21b防止驱动器输出电路12因焊垫16的正或者负电涌而受到静电击穿。再者，无论驱动器输出电路12是栅极驱动器12a还是源极驱动器12b，保护元件21a、21b均防止因焊垫16的正负电涌而产生静电击穿。
如此，为了保护驱动器输出电路12不受静电击穿的影响，必须在焊垫16与驱动器输出电路12之间设置保护元件21a、21b。如图8所示，焊垫16配置在半导体芯片11平面的外周侧，在所述焊垫16下部的保护元件形成区域19内形成未图示的保护元件21a、21b。
图11是模式性地表示本实施形态1的LCD驱动器1的要部的平面图。图12是图11的Y-Y线的截面图。而且，图13是模式性地表示图11的半导体芯片11的主面的平面图，图14～图17分别是模式性地表示第1～第4配线层M1～M4的上表面的平面图。
再者，为了容易理解，在图11中表示着形成在半导体芯片11主面上的多个保护元件21a、21b以及透视状态下的多个焊垫16，而且，已对保护元件21a的保护元件面积Sp、保护元件21b的保护元件面积Sn、以及分离部32附加了阴影。而且，虽然未图示，但如上所述，在焊垫16与驱动器输出电路12(栅极驱动器12a、源极驱动器12b)之间连接着保护元件21(保护元件21a、21b)。
在本实施形态1中，为了保护驱动器输出电路12不受由正负电涌引起的静电击穿的影响，在半导体芯片11主面上形成着与一个焊垫16相对应的一对二极管，即与一个输出相对应地形成2个保护元件21a、21b。而且，所述保护元件21a以及保护元件21b分别每2个地沿着Y方向配置为同一直线状，而且，在X方向上相邻地配置。而且，多个焊垫16格子状地配置在保护元件21a或者保护元件21b上。在图11中表示着在LCD驱动器1的X方向上相邻的焊垫16之间的间距(x1)。而且，在图11中表示着保护元件形成区域19在Y方向上的尺寸(y1)。
如图11以及图12所示，在1个n型半导体区域22(n型井)中形成着2个p型半导体区域23。即，保护元件21a是pn接合二极管，此pn接合二极管包括形成在由p型单晶硅基板构成的半导体芯片11主面上的n型半导体区域22、以及形成在所述n型半导体区域22内的p型半导体区域23，因此，在1个n型半导体区域22中形成着2个二极管。
而且，如图11以及图12所示，在1个p型半导体区域24(p型井)中形成着2个n型半导体区域25。即，保护元件21b是pn接合二极管，此pn接合二极管包括形成在半导体芯片11主面上的p型半导体区域24、以及形成在所述p型半导体区域24内的n型半导体区域25，因此，在1个p型半导体区域24中形成着2个二极管。
因此，本发明人所研究出的LCD驱动器101(参照图4以及图5)的不同之处在于，在1个n型半导体区域22(或者p型半导体区域24)中形成着多个(2个)p型半导体区域23(或者n型半导体区域25)。
如图12以及图13所示，例如，保护元件21a包括形成在由p型单晶硅基板构成的半导体芯片11主面上的n型半导体区域22、以及形成在所述n型半导体区域22内的p型半导体区域23。而且，保护元件21b包括形成在半导体芯片11主面上的p型半导体区域24、以及形成在所述p型半导体区域24内的n型半导体区域25。所述保护元件21a、21b是用来保护驱动器输出电路不受因正负电涌引起的静电击穿的影响的保护元件。
在所述保护元件21a、21b的上部形成着多层配线，此处表示形成在层间绝缘膜26内的4层配线层M1～M4。如图12以及图14所示，保护元件21a的p型半导体区域23(作为保护元件21a的二极管的阳极)与保护元件21b的n型半导体区域25(作为保护元件21b的二极管的阴极)隔着接触件27而连接到第1配线层M1。即，作为保护元件21的保护元件21a的p型半导体区域23与作为保护元件21的保护元件21b的n型半导体区域25电连接。如图11所示，在所述作为保护元件21的保护元件21a或者保护元件21b上，配置着多个焊垫16。
而且，如图12以及图15所示，第1配线层M1隔着接触件27与第2配线层M2连接。所述第2配线层M2是电源电位(VCC)及基准电位(GND)用的供给配线。而且，如图12以及图16所示，第2配线层M2隔着接触件27与第3配线层M3连接。
而且，如图12以及图17所示，第3配线层M3隔着接触件27与第4配线层连接。所述第4配线层M4构成焊垫16。在焊垫16上隔着底层电极28而形成着作为外部电极的凸块29。
在LCD驱动器1中，借由所述结构，使保护元件21a的p型半导体区域23、以及保护元件21b的n型半导体区域25与焊垫16电连接。即，作为保护元件21a的二极管的阳极、以及作为保护元件21b的二极管的阴极与焊垫16电连接。而且，p型半导体区域23以及n型半导体区域25与驱动器输出电路12的输出电连接。因此，在焊垫16与驱动器输出电路12(栅极驱动器12a、源极驱动器12b)之间连接着保护元件21a、21b。
而且，在n型半导体区域22内形成着n型半导体区域30，借由接触件(未图示)来使所述n型半导体区域30伸出，以作为成为保护元件21a的二极管的阴极。而且，在p型半导体区域24内形成着p型半导体区域31，借由接触件(未图示)来使所述p型半导体区域31伸出，以作为成为保护元件21b的二极管的阳极。
而且，在半导体芯片11主面上形成着分离部32。分离部32是例如形成了LOCOS(Local oxidation of silicon，硅的局部氧化)的区域。而且，也可以使用被称为SGI(ShallowGroove Isolation，浅凹槽隔离)或者STI(Shallow Trench Isolation，浅槽隔离)的槽型分离区域来形成分离部32。例如，使氧化膜或氮化膜等绝缘膜堆积到形成在半导体基板内的槽内，由此形成STI。
此处，例如，为了从QQVGA转变为更高精细的QVGA而增加液晶显示器55的解析度时，驱动器输出电路12变为多输出，即，焊垫16的数量增加。此时，为了抑制芯片尺寸的增加，必须使相邻焊垫16之间的间距变窄。
而且，如上所述，为了保护驱动器输出电路12不受静电击穿的影响，在焊垫16与驱动器输出电路12之间，必须针对1个焊垫16配置一对保护元件21a、21b。因此，当驱动器输出电路12变为多输出时，焊垫16的数量增加，随之保护元件21a、21b的数量也增加，保护元件形成区域19以保护元件21a、21b的增加程度扩大。即，对于保护元件21a、21b而言，为了确保静电耐压，保护元件面积Sp、Sn必须为固定面积，因此，随着焊垫16的数量增加，保护元件面积Sp、Sn也增加，保护元件形成区域19以保护元件面积Sp、Sn的增加程度扩大。
再者，当在栅极线57方向以及源极线56方向上进一步增大图1以及图2所示的移动式电话51的液晶显示器55的画面尺寸时，必须缩小安装在构成画面的玻璃基板52上的LCD驱动器1。尤其有效的是，进一步使沿着液晶显示器55的画面的LCD驱动器1在长度方向上的尺寸比宽度方向上的尺寸短。
因此，针对驱动器输出电路12的多输出，为了抑制芯片尺寸的扩大并进一步缩短LCD驱动器1的宽度，必须使焊垫16之间的间距变窄，并缩小保护元件形成区域19的Y方向上的尺寸。
因此，在本实施形态1的LCD驱动器1中，使用二极管作为保护元件21a以及保护元件21b，电连接构成保护元件21a的二极管的阳极与构成保护元件21b的二极管的阴极，且使所述连接与配置在保护元件21a或者保护元件21b上的焊垫16以及驱动器输出电路12的输出电连接。即，针对一个输出(1个焊垫16)配置2个保护元件21a、21b。
另外，如图11所示，将保护元件21a以及保护元件21b沿着保护元件形成区域19的Y方向，分别每2个地配置为同一直线状，另外，在X方向上相邻地配置沿着Y方向分别每2个地配置的保护元件21a以及保护元件21b。而且，将多个焊垫16格子状地配置在保护元件21a或者保护元件21b上。
因此，例如，不仅可以如图7中所说明的保护元件形成区域19的Y方向尺寸(yc)般，将保护元件21a、21b随着多输出化而增加的程度分配在单轴方向上，而且可以分配在双轴方向(X方向)上。因此，图11中的保护元件形成区域19的Y方向上的尺寸(y1)小于图7中的所述尺寸(yc)，可以根据欲使宽度方向(Y方向)比长度方向(X方向)变的更短的LCD驱动器1的要求，尽可能地缩小所述LCD驱动器1的芯片尺寸。
如此，在本实施形态1中，可以尽可能地缩小LCD驱动器1的芯片尺寸。由此，可以提高芯片获取数。
而且，可以进一步缩短LCD驱动器1的宽度。由此，可以扩大源极线方向上的液晶显示器55的画面尺寸。而且，因为可以进一步缩短LCD驱动器1的宽度，所以也可以缩小覆盖液晶显示器55的周围(LCD驱动器1的搭载区域)的框架51a。
(实施形态2)本发明的实施形态2与所述实施形态1的不同点在于形成在半导体芯片上的焊垫的配置。以下，以与所述实施形态1不同的方面为中心进行说明。
图18是模式性地表示本实施形态2的LCD驱动器2的要部的平面图。再者，为了容易理解，表示形成在半导体芯片11主面上的多个保护元件21a、21b以及透视状态下的多个焊垫16，而且，对保护元件21a的保护元件面积S p、保护元件21b的保护元件面积Sn、以及分离部32附加阴影。而且，表示在LCD驱动器2的X方向上相邻的焊垫16之间的间距(x2)。而且，表示保护元件形成区域19在Y方向上的尺寸(y2)。而且，在1个n型半导体区域22(或者p型半导体区域24)中，形成着多个(2个)p型半导体区域23(或者n型半导体区域25)。
如所述实施形态1中所说明，保护元件21a、21b在焊垫16与驱动器输出电路之间电连接。所述多个焊垫16在保护元件21a或者保护元件21b上，沿着X方向配置为同一直线状。
对于所述焊垫16，为了保护驱动器输出电路不受由正负电涌引起的静电击穿的影响，在半导体芯片11主面上形成与1个焊垫16相对应的一对二极管，即，与一个输出相对应地形成2个保护元件21a、21b。所述保护元件21a以及保护元件21b分别沿着Y方向每2个地配置为同一直线状，共计配置4个，此外，在X方向上相邻地配置。
如所述实施形态1中所说明，针对驱动器输出电路12的多输出，为了抑制芯片尺寸的扩大，并进一步缩小LCD驱动器2的宽度，必须使焊垫16之间的间距变窄，并减小保护元件形成区域19在Y方向上的尺寸。
因此，在本实施形态2中，沿着保护元件形成区域19的Y方向，分别将保护元件21a以及保护元件21b每2个地配置为同一直线状，在所述2个保护元件21a以及2个保护元件21b的区域内配置着2个焊垫。即，例如，不仅如图6中所说明的保护元件形成区域19的Y方向尺寸(yb)般，将保护元件21a、21b随着多输出化而增加的程度分配在单轴方向上，而且分配在双轴方向(X方向)上。因此，图18中的保护元件形成区域19的Y方向上的尺寸(y2)小于图6中的所述尺寸(yb)，可以根据欲使宽度方向(Y方向)比长度方向(X方向)变的更短的LCD驱动器2的要求，尽可能地缩小所述LCD驱动器2的芯片尺寸。
如此，可以尽可能缩小LCD驱动器2的芯片尺寸。由此，可以提高芯片获取数。
而且，可以进一步缩小LCD驱动器2的宽度。由此，可以扩大源极线方向上的液晶显示器55的画面尺寸。而且，可以进一步缩小LCD驱动器2的宽度，由此也可以缩小覆盖液晶显示器55的周围(LCD驱动器2的搭载区域)的框架51a。
(实施形态3)所述实施形态2就下述情况加以了说明，即，在与配置着焊垫的方向(X方向)交叉的方向(Y方向)上，相对于2个输出而配置4个保护元件，但在本实施形态3中，就相对于3个输出而配置6个保护元件的情况，以与所述实施形态1不同之处为中心进行说明。
图19是模式性地表示本实施形态3的LCD驱动器3的要部的平面图。再者，为了容易理解，表示形成在半导体芯片11主面上的多个保护元件21a、21b以及透视状态下的多个焊垫16，而且，对保护元件21a的保护元件面积Sp、保护元件21b的保护元件面积Sn、以及分离部32附加阴影。而且，表示在LCD驱动器3的X方向上相邻的焊垫16之间的间距(x3)。而且，表示保护元件形成区域19在Y方向上的尺寸(y3)。而且，在1个n型半导体区域22(或者p型半导体区域24)中形成着多个(3个)p型半导体区域23(或者n型半导体区域25)。
对于焊垫16，为了保护驱动器输出电路不受由正负电涌引起的静电击穿的影响，在半导体芯片11主面上形成与1个焊垫16相对应的一对二极管，即，与一个输出相对应地形成2个保护元件21a、21b。所述保护元件21a以及保护元件21b分别沿着Y方向每3个地配置为同一直线状，共计配置6个，此外，在X方向上相邻地配置。
如所述实施形态2中所说明，针对驱动器输出电路12的多输出，为了抑制芯片尺寸的扩大，并进一步缩小LCD驱动器2的宽度，必须使焊垫16之间的间距变窄，并减小保护元件形成区域19的Y方向上的尺寸。
因此，在本实施形态3中，沿着保护元件形成区域19的Y方向，分别将保护元件21a以及保护元件21b每3个地配置为同一直线状，在所述3个保护元件21a以及3个保护元件21b的区域内配置3个焊垫。即，例如，不仅如图6中所说明的保护元件形成区域19的Y方向尺寸(yb)般，将保护元件21a、21b随着多输出化而增加的程度分配在单轴方向上，而且分配在双轴方向(X方向)上。因此，图19中的保护元件形成区域19的Y方向上的尺寸(y3)小于图6中的所述尺寸(yb)，可以根据欲使宽度方向(Y方向)比长度方向(X方向)变的更短的LCD驱动器3的要求，尽可能地缩小所述LCD驱动器3的芯片尺寸。
如此，可以尽可能地缩小LCD驱动器3的芯片尺寸。由此，可以提高芯片获取数。
而且，可以进一步缩小LCD驱动器3的宽度。由此，可以扩大源极线方向上的液晶显示器55的画面尺寸。而且，可以进一步缩小LCD驱动器3的宽度，由此也可以缩小覆盖液晶显示器55的周围(LCD驱动器2的搭载区域)的框架51a。
以上，已根据实施形态，具体地说明了由本发明人所研制出的发明，但本发明并不限定于所述实施形态，在不脱离本发明的宗旨的范围内可以进行各种变更。
例如，在所述实施形态中，就将本发明用于LCD驱动器的情况进行了说明，但并不限定于此，可以将本发明用于如下的半导体装置，此半导体装置为了保护半导体电路而在焊垫、凸块等外部电极与所述半导体电路之间配置保护元件。
[产业上的可利用性]
本发明可以广泛地用于制造半导体装置的制造业。

Claims (7)

1.一种半导体装置，其是包括在驱动器输出电路中具有多个保护元件的LCD驱动器的半导体装置，所述半导体装置的特征在于，所述多个保护元件具有多个第1保护元件以及多个第2保护元件，所述第1保护元件包括第1p型半导体区域以及形成在所述第1p型半导体区域内的第1n型半导体区域，所述第2保护元件包括第2n型半导体区域以及形成在所述第2n型半导体区域内的第2p型半导体区域，所述第1保护元件以及所述第2保护元件分别各多个相邻地配置，所述第1保护元件的第1n型半导体区域与所述第2保护元件的所述第2p型半导体区域电连接。
2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述第1保护元件和所述第2保护元件配置为同一直线状。
3.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，多个焊垫配置在所述第1保护元件或者所述第2保护元件上。
4.根据权利要求3所述的半导体装置，其特征在于，所述第1保护元件的所述第1n型半导体区域和所述第2保护元件的所述第2p型半导体区域与所述焊垫电连接。
5.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述第1保护元件的所述第1n型半导体区域和所述第2保护元件的所述第2p型半导体区域与所述驱动器输出电路的输出电连接。
6.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述驱动器输出电路是源极驱动器。
7.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述驱动器输出电路是栅极驱动器。
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