JP2002353325A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JP2002353325A
JP2002353325A JP2001156197A JP2001156197A JP2002353325A JP 2002353325 A JP2002353325 A JP 2002353325A JP 2001156197 A JP2001156197 A JP 2001156197A JP 2001156197 A JP2001156197 A JP 2001156197A JP 2002353325 A JP2002353325 A JP 2002353325A
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semiconductor chip
semiconductor
power supply
semiconductor device
supply voltage
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Yoshio Yukinari
良夫 行成
Sadahiro Seguchi
禎浩 瀬口
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16135Disposition the bump connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/16145Disposition the bump connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked

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  • Dram (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 開発,設計の手間を適切に低減できる半導体
装置を得る。 【解決手段】 電源供給回路のみを有している第1の半
導体チップ2と、任意の機能を有した第2の半導体チッ
プ3とを電気的に接続してパッケージ封止するようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体装置、特
に、半導体チップおよびマルチチップ型半導体素子に関
するものであり、半導体素子の構成に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図8は、従来のLSI回路の一例をブロ
ック図で示したものである。従来のLSI回路は、メモ
リセルアレイ部,ロウデコーダ,カラムデコーダ,プリ
デコーダ,制御回路,入力バッファ,アドレスバッフ
ァ,入出力回路,電源供給回路(基板電圧回路、降圧電
源回路、昇圧電源回路等の内部電源電圧回路)から構成
されている。
【0003】これらの回路は、ひとつの半導体基板上に
形成される。LSIは集積度をあげるため、製造プロセ
スの微細化を進める。このとき、微細化の必要のない電
源供給回路も再設計,再開発して、その製造プロセスに
最適化される。これによって生じる電源供給回路の設
計,開発,評価の手間は大きい。また、半導体素子に供
給される外部電源電圧はユーザーにより様々であるた
め、外部電源電圧が変わるたびに半導体素子の再設計が
必要となり、その際の開発の手間も大きい。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】LSI回路を搭載する
半導体素子においては、LSIの微細化が進むたびにそ
の製造プロセスにあわせて、内部電源発生回路の再設計
が必要である。また、半導体素子に供給される外部電源
電圧は様々であるため、外部電源電圧が変わるたびに半
導体素子の再設計が必要となる。
【0005】この発明は、開発,設計の手間を適切に低
減できる半導体装置を得ようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】第1の発明に係る半導体
装置では、所定の外部供給電圧に対応した電源供給回路
のみを有している第1の半導体チップと、任意の機能を
有した第2の半導体チップとを電気的に接続してパッケ
ージ封止し、前記所定の外部供給電圧で動作するように
したものである。
【0007】第2の発明に係る半導体装置では、第1の
発明において、前記第1の半導体チップは第2の半導体
チップが必要とする電源電圧を供給するようにしたもの
である。
【0008】第3の発明に係る半導体装置では、第1の
発明において、前記第1の半導体チップと第2の半導体
チップとは、第1の半導体チップの電極と第2の半導体
チップの電極を対向する位置に形成し、金属バンプ部材
を用いて電気的に接続したものである。
【0009】第4の発明に係る半導体装置では、第1の
発明において、外部供給電圧を所望の電圧に変換し前記
第2の半導体チップへ供給するための電圧変換回路を有
する第1の半導体チップと、任意の機能を有した第2の
半導体チップとを電気的に接続してパッケージ封止した
ものである。
【0010】第5の発明に係る半導体装置では、第4の
発明において、前記第1の半導体チップは第2の半導体
チップが必要とする電源電圧を供給するようにしたもの
である。
【0011】第6の発明に係る半導体装置では、第1な
いし第5の発明において、前記第1の半導体チップを少
なくとも二つ設け、前記第2の半導体チップと接続した
ものである。
【0012】
【発明の実施の形態】実施の形態1.この発明による実
施の形態1を図1ないし図4について説明する。図1は
実施の形態1における半導体チップ2の構成を示すブロ
ック図である。図2は実施の形態1における半導体チッ
プ3の構成を示すブロック図である。図3は実施の形態
1における全体構成を示す断面図である。図4は実施の
形態1における金属バンプ部分を示す拡大断面図であ
る。
【0013】図において、2は電源用半導体チップ、3
は機能用半導体チップ、4は接続用金属バンプ、5a,
5bは電極パッド(PAD)である。
【0014】図1における半導体チップ2は、一つの半
導体基板上に形成された電圧発生回路や電源電圧変換回
路等の電源電圧に関する回路を搭載しており、図8に示
す半導体素子1の内部電圧発生回路や電源電圧変換回路
等の半導体素子内部で使用される電源供給回路にあた
る。
【0015】図2における半導体チップ3は、半導体チ
ップ2とは別の半導体基板上に形成されており、メモリ
セルアレイ部,ロウデコーダ,カラムデコーダ,プリデ
コーダ,制御回路,入力バッファ,アドレスバッファ,
入出力回路など図8の半導体素子1の電源供給回路以外
の部分にあたる回路を内蔵した半導体チップであり、図
8の電源供給回路以外の部分にあたる。
【0016】図3では、前記半導体チップ2を前記半導
体チップ3上に重ね、金属バンプ4を用いて貼り合わせ
ることで電気的に接続し半導体素子を構成している。
【0017】図4はバンプ4を用いて接続したときの模
式図である。半導体チップ2の電極パッド5aと半導体
チップ3の電極パッド5bを互いに対応する位置に形成
し、バンプ4を用いて互いの電極5a,5bを電気的に
接続する。
【0018】上記のように半導体チップ2,3の2チッ
プで半導体素子を構成すると、LSIの集積化,微細化
を進めるときは、半導体チップ3部分のみ最新の微細加
工技術を用いた製造プロセスの設計,開発をすればよ
く、半導体チップ2は既存の製造プロセスを使用すれば
よく、新たに設計,開発をする必要はない。
【0019】この発明による実施の形態1によれば、所
定の外部供給電圧に対応した電源供給回路のみを有して
いる第1の半導体チップ2と、任意の機能を有した第2
の半導体チップ3とを電気的に接続してパッケージ封止
し、前記所定の外部供給電圧で動作するようにしたもの
であって、前記第1の半導体チップ2は第2の半導体チ
ップ3が必要とする電源電圧を供給するとともに、前記
第1の半導体チップ2と第2の半導体チップ3とは、第
1の半導体チップ2の電極パッド5aと第2の半導体チ
ップ3の電極パッド5bを対向する位置に形成し、金属
バンプ部材4を用いて電気的に接続したので、開発,設
計の手間を適切に低減できる半導体装置を得ることがで
きる。
【0020】実施の形態2.この発明による実施の形態
2を図5および図6について説明する。図5は実施の形
態2における半導体チップ2−aの構成を示すブロック
図である。図6は実施の形態2における半導体チップ2
−bの構成を示すブロック図である。この実施の形態2
において、ここで説明する特有の構成以外の構成につい
ては、先に説明した実施の形態1の構成と同一の構成を
有し、同一の作用を奏するものである。同一または相当
部分には、同一の符号を付けている。
【0021】図において、2−a,2−bは、それぞれ
電圧変換回路を有する電源用半導体チップである。
【0022】図5における半導体チップ2aは、3.3
V→1.8Vの電圧変換回路を有している半導体チップ
である。図6における半導体チップ2bは、2.5V→
1.8Vの電圧変換回路を有している半導体チップであ
る。
【0023】ユーザーが外部電源電圧3.3Vを要求し
ている場合、半導体チップ3と半導体チップ2aをバン
プを用いて貼り合わせることで電気的に接続し、ひとつ
のパッケージ内に封入することで、外部電源電圧3.3
V対応の半導体素子が実現できる。
【0024】同様に、ユーザーが外部電源電圧2.5V
を要求している場合、半導体チップ3と半導体チップ2
bをバンプを用いて貼り合わせることで電気的に接続
し、ひとつのパッケージ内に封入することで、外部電源
電圧2.5V対応の半導体素子が実現できる。
【0025】このように、電源電圧回路とLSI回路と
を別半導体チップとしてわけることで、LSI回路の再
設計をする必要なく外部電源電圧の違いに対応できる。
【0026】この発明による実施の形態2によれば、実
施の形態1における構成において、外部供給電圧を所望
の電圧に変換し前記第2の半導体チップ3へ供給するた
めの電圧変換回路を有する第1の半導体チップ2と、任
意の機能を有した第2の半導体チップ3とを電気的に接
続してパッケージ封止したものであって、前記第1の半
導体チップ2は第2の半導体チップ3が必要とする電源
電圧を供給するようにしたので、開発,設計の手間を適
切に低減できる半導体装置を得ることができる。
【0027】実施の形態3.この発明による実施の形態
3を図7について説明する。図7は実施の形態3におけ
る全体構成を示す断面図である。この実施の形態3にお
いて、ここで説明する特有の構成以外の構成について
は、先に説明した実施の形態1の構成と同一の構成を有
し、同一の作用を奏するものである。同一または相当部
分には、同一の符号を付けている。
【0028】図において、2は複数の半導体チップから
なる電源用半導体チップ、3は機能用半導体チップであ
る。
【0029】前記半導体チップ3の必要とする電源容量
が大きくなった場合、図7のように半導体チップ3に半
導体チップ2を半導体チップ3が必要とするだけ複数個
のせ、バンプを用いて電気的に接続し、ひとつのパッケ
ージ内に封入することで半導体素子を構成する。
【0030】このように、電源容量の不足が生じた場合
でも、電源供給回路を別チップとして構成することで容
易に電源容量の強化をすることができる。
【0031】この発明による実施の形態3によれば、実
施の形態1または実施の形態2における構成において、
前記第1の半導体チップ2を少なくとも二つ設け、前記
第2の半導体チップ3と接続するようにしたので、開
発,設計の手間を適切に低減でき、しかも、電源容量を
十分に確保できる半導体装置を得ることができる。
【0032】この発明による実施の形態においては、L
SIの世代(微細化)が進んでも、電源供給回路の再設計
の必要がない。外部から供給される電源電圧が変わって
も、LSI回路を再設計する必要がない。そして、電源
容量が足りない場合、半導体チップ2を複数個のせるこ
とで対応できる。
【0033】
【発明の効果】第1の発明によれば、所定の外部供給電
圧に対応した電源供給回路のみを有している第1の半導
体チップと、任意の機能を有した第2の半導体チップと
を電気的に接続してパッケージ封止し、前記所定の外部
供給電圧で動作するようにしたので、開発,設計の手間
を適切に低減できる半導体装置を得ることができる。
【0034】第2の発明によれば、第1の発明におい
て、前記第1の半導体チップは第2の半導体チップが必
要とする電源電圧を供給するようにしたので、開発,設
計の手間を適切に低減できる半導体装置を得ることがで
きる。
【0035】第3の発明によれば、第1の発明におい
て、前記第1の半導体チップと第2の半導体チップと
は、第1の半導体チップの電極と第2の半導体チップの
電極を対向する位置に形成し、金属バンプ部材を用いて
電気的に接続したので、開発,設計の手間を適切に低減
できる半導体装置を得ることができる。
【0036】第4の発明によれば、第1の発明におい
て、外部供給電圧を所望の電圧に変換し前記第2の半導
体チップへ供給するための電圧変換回路を有する第1の
半導体チップと、任意の機能を有した第2の半導体チッ
プとを電気的に接続してパッケージ封止するようにした
ので、開発,設計の手間を適切に低減できる半導体装置
を得ることができる。
【0037】第5の発明によれば、第4の発明におい
て、前記第1の半導体チップは第2の半導体チップが必
要とする電源電圧を供給するようにしたので、開発,設
計の手間を適切に低減できる半導体装置を得ることがで
きる。
【0038】第6の発明によれば、第1ないし第5の発
明において、前記第1の半導体チップを少なくとも二つ
設け、前記第2の半導体チップと接続するようにしたの
で、開発,設計の手間を適切に低減でき、しかも、電源
容量を十分に確保できる半導体装置を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明による実施の形態1における半導体
素子を2チップ構成にしたときの半導体チップ2のブロ
ック図。
【図2】 この発明による実施の形態1における半導体
素子を2チップ構成にしたときの半導体チップ3のブロ
ック図。
【図3】 この発明による実施の形態1における半導体
素子を2チップ構成にしたときの半導体チップ2と半導
体チップ3の全体構成を示す断面図。
【図4】 この発明による実施の形態1における半導体
素子を2チップ構成にしたときの半導体チップ2と半導
体チップ3の金属バンプ部分の構成を示す詳細断面図。
【図5】 この発明による実施の形態2における半導体
素子を2チップ構成にしたときの半導体チップ(3.3
V→1.8V)のブロック図。
【図6】 この発明による実施の形態2における半導体
素子を2チップ構成にしたときの半導体チップ(2.5
V→1.8V)のブロック図。
【図7】 この発明による実施の形態3における複数の
半導体チップ2と半導体チップ3を接続し一つのパッケ
ージ内に封入した半導体素子の断面図。
【図8】 従来例としての半導体素子のブロック図。
【符号の説明】
2 電源用半導体チップ、3 機能用半導体チップ、4
接続用金属バンプ、5a,5b パッド(PAD)。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の外部供給電圧に対応した電源供給
    回路のみを有している第1の半導体チップと、任意の機
    能を有した第2の半導体チップとを電気的に接続してパ
    ッケージ封止し、前記所定の外部供給電圧で動作するよ
    うにしたことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記第1の半導体チップは第2の半導体
    チップが必要とする電源電圧を供給することを特徴とす
    る請求項1に記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記第1の半導体チップと第2の半導体
    チップとは、第1の半導体チップの電極と第2の半導体
    チップの電極を対向する位置に形成し、金属バンプ部材
    を用いて電気的に接続したことを特徴とする請求項1に
    記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】 外部供給電圧を所望の電圧に変換し前記
    第2の半導体チップへ供給するための電圧変換回路を有
    する第1の半導体チップと、任意の機能を有した第2の
    半導体チップとを電気的に接続してパッケージ封止した
    ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
  5. 【請求項5】 前記第1の半導体チップは第2の半導体
    チップが必要とする電源電圧を供給することを特徴とす
    る請求項4に記載の半導体装置。
  6. 【請求項6】 前記第1の半導体チップを少なくとも二
    つ設け、前記第2の半導体チップと接続したことを特徴
    とする請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の半導
    体装置。
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