JP2003051545A - 半導体メモリチップとそれを用いた半導体メモリ装置 - Google Patents
半導体メモリチップとそれを用いた半導体メモリ装置Info
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Abstract
の両面に実装することができる半導体メモリ装置の構成
に適した半導体メモリチップを提供する。 【解決手段】 半導体基板に複数のメモリセルとメモリ
セルの読み書きを制御する制御回路とが形成されてな
り、制御回路に信号を入出力するための複数の電極パッ
ドが一方の主面に形成された半導体メモリチップにおい
て、電極パッドのうちの少なくとも1対の電極パッド
は、いずれか一方を選択して接続することにより制御回
路を動作させることができる選択接続電極パッドであ
り、その2つの選択接続電極パッドは一方の主面におい
て1つのチップ中心線を挟んで両側に配置されている。
Description
とそのメモリチップを用いた半導体メモリ装置に関す
る。
に代表される大容量のメモリ(半導体メモリ装置)は、
半導体基板に高密度に配列された複数のメモリセルと各
メモリセルの読み書きを制御する制御回路とが形成され
てなる半導体メモリチップがパッケージ内に封止されて
なり、基板上に実装されて使用される。従来の半導体メ
モリ装置は、その端子の配列パターンが各機種ごとに固
定されており、例えば、メモリ容量を大きくするために
複数の半導体メモリ装置を基板上に実装する場合には、
通常、基板の一方の面に並べて実装して使用していた。
ように半導体メモリ装置を基板上に並置して実装した場
合には、実装面積が大きくなったり、配線長が長くなる
等の問題があった。また、基板の両面に実装しようとす
ると、半導体メモリ装置の端子の配列が各機種ごとに1
つのパターンに固定されており、配線長を期待したほど
短くすることができず、実装基板における配線パターン
が複雑になる等の不都合があった。
ーンを有する実装基板の両面に実装することができ、安
価に製造することができる半導体メモリ装置とその半導
体メモリ装置の構成に適した半導体メモリチップを提供
することを目的とする。
リチップは、半導体基板に複数のメモリセルとメモリセ
ルの読み書きを制御する制御回路とが形成されてなり、
該制御回路に信号を入出力するための複数の電極パッド
が一方の主面に形成された半導体メモリチップにおい
て、上記電極パッドのうちの少なくとも1対の電極パッ
ドは、いずれか一方を選択して接続することにより上記
制御回路を動作させることができる選択接続電極パッド
であり、かつその2つの選択接続電極パッドは上記一方
の主面において縦又は横の1つのチップ中心線を挟んで
両側に配置されたことを特徴とする。このように構成さ
れた半導体メモリチップは、少なくとも1対の電極パッ
ドを、上記選択接続電極パッドとし、かつその2つの選
択接続電極パッドを上記一方の主面において縦又は横の
1つのチップ中心線を挟んで両側に配置しているので、
そのいずれを選択するかによって、パッケージ等と組み
合わせた時の端子配列の変更が可能となり、端子配列設
計の自由度を向上させることができる。
は、上記制御回路の制御動作のタイミングを制御する信
号を発生するクロックバッファ回路として2つの第1と
第2のクロックバッファ回路を形成して、上記1対の選
択接続電極パッドを上記第1のクロックバッファ回路に
接続された第1CLKパッド電極と上記第2のクロック
バッファ回路に接続された第2CLKパッド電極とによ
って構成するようにしてもよい。
ィクRAMであってもよいし、ダイナミックRAMであ
ってもよい。
おいて、上記1対の選択接続電極パッドは上記1つの中
心線に対して対称に配置されていることが好ましい。
導体メモリチップと、一方の面に上記半導体メモリチッ
プの電極パッドがそれぞれ接続される基板パッド電極を
有しかつ他方の面に該基板パッド電極とそれぞれ導通す
る複数の端子を有するパッケージ又は基板とを備えた半
導体メモリ装置であって、上記複数の端子は、同種の信
号が入力又は出力される端子が上記パッケージ又は基板
の他方の面において縦又は横の1つの中心線に対して対
称になるようにかつ上記1対の選択接続電極パッドに対
応して設けられた2つの選択接続端子が上記1つの中心
線に対して対称になるように配置されたことを特徴とす
る。これにより、同一の半導体メモリチップと上記パッ
ケージ又は基板とを用いて、例えば、半導体メモリチッ
プと上記パッケージ又は基板との間の接続を変更するだ
けで、上面実装用及び裏面実装用の半導体メモリ装置を
容易に構成できる。
いて、上記パッケージ又は基板は、ボールグリッドアレ
イパッケージ又はボールグリッドアレイ基板であること
が好ましい。
に係る実施の形態の半導体メモリ装置について説明す
る。本発明に係る半導体メモリ装置は、図2に示すよう
に、半導体メモリチップ(ICチップ)1と該ICチッ
プ1が一方の面に設けられたボールグリッドアレイ(B
GA)基板10とによって構成されたスタティク・ラン
ダム・アクセス・メモリ(SRAM)、より具体的に
は、18MシンクロナスSRAMである。
複数のメモリセルとメモリセルの読み書きを制御する制
御回路とが半導体基板に高密度に形成され、その半導体
基板の一方の面に信号を入出力するための複数の電極パ
ッドが形成されて構成される。尚、本明細書において、
制御回路とは、複数のメモリセルからなるメモリセルア
レイにおけるアドレス指定やデータ入出力に関する回
路、各メモリセルの読み書きを制御する回路を含む広い
意味に用いており、アドレス回路、クロック回路(CL
Kバッファ)、データ入出力回路を含むものである。
1は、図1に示すように、制御回路の動作タイミングを
制御する信号を発生するクロック回路として、第1のク
ロックバッファ回路(第1CLKバッファ)4と第2の
クロックバッファ回路(第2CLKバッファ)6を有し
ており、それらのうちのいずれか一方のみにチップ外部
から制御信号を入力して動作させることにより、メモリ
として動作が可能な回路構成としている。また、本実施
の形態のICチップ1において、第1CLKバッファ4
にチップ外部から制御信号を入力するための第1CLK
パッド3と、第2CLKバッファ6にチップ外部から制
御信号を入力するための第2CLKパッド5とがチップ
の縦の中心線の両側に対称に配置される。この第1CL
Kパッド3と第2CLKパッド5はいずれか一方が外部
との接続に用いられる選択接続電極パッドであり、選択
された電極パッドから制御信号が入力される。
ド2は、第1CLKパッド3と第2CLKパッド5以外
の、例えば、アドレス入力用、データ入出力用の電極パ
ッドを示している。尚、図示はしていないが、後述のア
ドレス端子A17に対応するアドレス入力用の電極パッ
トも1対の電極パッドにより構成され、その一方が選択
されて接続される選択接続電極パッドである。
10は、例えば、多層配線基板であり、一方の面にIC
チップ1の第1CLKパッド3、第2CLKパッド5及
びパッド2にそれぞれ対応する第1基板パッド電極1
3、第2基板パッド電極15及び基板パッド電極12が
形成され、他方の面に第1基板パッド電極13、第2基
板パッド電極15及び各基板パッド電極12にそれぞれ
接続された端子電極が形成されることにより構成され
る。
板パッド電極13に対応して他方の面に形成される端子
電極と、第2基板パッド電極15に対応して他方の面に
形成される端子電極とは、他方の面において、縦又は横
の一方の基板中心線に対して対称に配置される(図4に
おけるK3とK9)。また、BGA基板10において、
1つのアドレス端子に対応して形成された選択接続電極
パッドに対応して他方の面に形成される2つの端子電極
も、他方の面において、縦又は横の一方の基板中心線に
対して対称に配置される(図4におけるB5とB7)。
さらに、BGA基板10において、基板パッド電極12
にそれぞれ対応して形成される端子電極のうち、同種の
信号が入力又は出力されるための端子は、基板中心線に
対して対称になるように配置されている。
た半導体メモリチップ(ICチップ)1とBGA基板1
0とを用いて、次のように接続されることにより、上面
実装用端子配列半導体メモリ装置(第1タイプ半導体メ
モリ装置)と裏面実装用端子配列半導体メモリ装置(第
2タイプ半導体メモリ装置)の2つのタイプの半導体メ
モリ装置が構成される。
置)本実施の形態において、第1タイプ半導体メモリ装
置は、図2に示すように、半導体メモリチップがBGA
基板10の一方の面に実装(ダイボンディング)され以
下のように接続されることにより構成される。すなわ
ち、半導体メモリチップ1のパッド2は、それぞれ対応
する基板パッド電極12にワイヤーボンディングされ
る。そして、第1CLKバッファ4に接続された第1C
LKパッド3が、対応する第1基板パッド電極13にワ
イヤーボンディングされる。この上面実装用の第1タイ
プ半導体メモリ装置では、第2CLKバッファ6に接続
された第2CLKパッド5は、対応する第2基板パッド
電極15には接続されない。
第1タイプ半導体メモリ装置の、BGA基板10の他方
の面(実装面)の複数の端子は、例えば、図4に示すよ
うに配列される。図4における各記号は、それぞれ以下
の表1に示すように定義される端子である。 表1
う。)に位置する端子と、B行7列(以下、B7とい
う。)に位置する端子は、ICチップ1において1つの
アドレス端子用に形成された選択接続電極パッドに対応
して形成された2つの端子である。すなわち、B5に位
置する端子とB7に位置する端子は、そのうちのいずれ
か一方のみを接続用に使用する選択接続端子であり、本
実施の形態の上面実装用の第1タイプ半導体メモリ装置
においては、B7に位置する端子をアドレス入力端子と
して用いている。また、K行3列(以下、K3とい
う。)に位置する端子とK行9列(以下、K9とい
う。)に位置する端子は、ICチップ1の第1CLKパ
ッド3と第2CLKパッド5に対応して形成された、い
ずれか一方のみを接続用に使用する選択接続端子であ
り、第1タイプ半導体メモリ装置においては、K3に位
置する端子をクロック入力端子(CLK)として用いて
いる。本実施の形態において、2つの選択接続端子対が
それぞれ、基板の実装面において基板中心線に対して線
対称に配置され、そのうちのいずれか一方を外部との接
続用に使用している。
た複数の端子のうち上記選択接続端子(B5,B7,K
3,K9)を除く端子は、同種の信号が入力又は出力さ
れる端子が実装面の縦の中心線(6列)に対して対称に
なるように配置される。例えば、アドレス端子であるA
6,A7端子の対称の位置に、同じくアドレス端子であ
るA9,A8端子が設けられ、A3端子の対称の位置に
A11端子が設けられ、A5,A4,A16端子の対称
の位置にA10,A12,A13端子が設けられる。ま
た、データ入出力端子であるDQg,DQc,DQh,
DQd端子の対称の位置にそれぞれ、同じくデータ入出
力端子であるDQb,DQf,DQa,DQe端子が設
けられる。
択接続端子は、実装面において線対称の位置に設けられ
ているが、実際に接続に利用されるのはその一方である
ことから接続の有無という点からみれば非対称であり、
その他の端子は実装面において線対称の位置に設けられ
かつそれぞれ実際に接続されることから接続の有無につ
いても対称配置となっている。
置)本実施の形態において、第2タイプ半導体メモリ装
置102は、図3に示すように、半導体メモリチップ1
がBGA基板10の一方の面に実装(ダイボンディン
グ)され以下のように接続されることにより構成され
る。すなわち、半導体メモリチップ1のパッド2は、第
1タイプ半導体メモリ装置101と同様、それぞれ対応
する基板パッド電極12にワイヤーボンディングされ
る。そして、第2CLKバッファ6に接続された第2C
LKパッド5が、対応する第2基板パッド電極15にワ
イヤーボンディングされる。この裏面実装用の第2タイ
プ半導体メモリ装置では、第1CLKバッファ4に接続
された第1CLKパッド5は、対応する第1基板パッド
電極13には接続されていない。
第2タイプ半導体メモリ装置において、BGA基板10
の他方の面(実装面)の複数の端子は、その実装面を第
1タイプ半導体メモリ装置の実装面と対向させたとき
に、互いに同一の端子が対向するように配列される。こ
こで、同一の端子が対向するとは、同種の端子という場
合とは異なり、アドレス端子A0に対してアドレス端子
A0、アドレス端子A1に対してアドレス端子A1、デ
ータ入出力端子DQaに対してデータ入出力端子DQa
というように、番号等も含めて一致する端子が対向する
ことをいう。従って、選択接続端子について言えば、図
5に示すように、B5の位置にアドレス端子A17が配
置され、B7の位置が非接続端子NCとされる。また、
K9の位置にクロック端子(CLK)が配置され、K3
の位置が非接続端子NCとされる。
置においては、B5に位置する端子とB7に位置する端
子とからなる一対の選択接続端子のうちのB5に位置す
る端子をアドレス入力端子として用い、K3に位置する
端子とK9に位置する端子とからなる一対の選択接続端
子のうちのK9に位置する端子をクロック入力端子(C
LK)として用いている。
実施の形態の第2タイプ半導体メモリ装置においても、
一対の端子からなる選択接続端子は、基板の実装面にお
いて基板中心線に対して線対称に配置され、そのうちの
いずれか一方を外部との接続用に使用し、BGA基板1
0の実装面に形成された複数の端子のうち上記選択接続
端子(B5,B7,K3,K9)を除く端子は、同種の
信号が入力又は出力される端子が実装面の縦の中心線
(6列)に対して対称になるように配置される。
装置の応用例)次に、本実施の形態の上面実装用の第1
タイプ半導体メモリ装置と裏面実装用の第2タイプ半導
体メモリ装置の応用例について説明する。本実施の形態
の第1タイプ及び第2タイプ半導体メモリ装置は、図6
(a)(b)に示すように、実装基板200の一方の面
に第1タイプの半導体メモリ装置101を実装し、その
第1タイプの半導体メモリ装置101に対向するように
実装基板200の他方の面に第2タイプの半導体メモリ
装置102を実装する。この際、裏面実装用の第2タイ
プ半導体メモリ装置は、その各端子が第1タイプ半導体
メモリ装置の対応する同一の端子と互いに対向するよう
に設けられ、対向する端子間は一部の端子間を除いて実
装基板200に設けられたスルーホールに形成された電
極201により直接接続される。スルーホールに形成さ
れた電極201により直接接続されない端子は、チップ
イネーブル端子E1♯,E2,E3及びチップイネーブ
ルプログラム端子EP2,EP3であり、これらの端子
はそれぞれ別個に外部回路と接続されて第1タイプ半導
体メモリ装置又は第2タイプ半導体メモリ装置の選択、
非選択の制御に用いられる。
基板200の両面に第1タイプ及び第2タイプの半導体
メモリ装置を実装できるので、実装面積を一方の面に複
数の半導体メモリ装置を並置して実装した場合に比較し
て半分にできる。また、本応用例では、実装基板200
の上面と裏面に実装した第1タイプと第2タイプの半導
体メモリ装置をスルーホールに形成した電極により直接
接続できるので、配線長を短くでき、システム性能の向
上が図れる。
徴をまとめると以下のようになる。 (1)半導体メモリチップ(ICチップ)1において、
例えば、1又は2以上の電極パッドを1対の選択接続電
極パッドとし、その2つの電極パッドをチップの一つの
中心線の両側に対称に配置することにより信号を供給す
る位置の選択を可能として端子配置設計の自由度を向上
させている。 (2)また、(1)に関連して、ICチップ1において
2つの第1のクロックバッファ回路4と第2のクロック
バッファ回路6を形成し、その一方のみに制御信号を入
力して動作させることにより動作が可能な回路構成と
し、第1CLKバッファ4に接続された第1CLKパッ
ド3と第2CLKバッファ6に接続された第2CLKパ
ッド5とを、チップの一方の中心線の両側に対称に配置
することによりクロック回路用に信号を供給する位置の
選択を可能とし、端子配置設計の自由度を向上させてい
る。
プ1の選択接続電極パッドに対応する2つの端子(選択
接続端子)を基板の1つの中心線に対して対称に配置す
ることにより、接続を変更することにより対称に配置さ
れた2つの選択接続端子のうちの一方を選択することを
可能にしている。これらの種々の特徴を生かして、本実
施の形態では、同一の半導体メモリチップ1とBGA基
板10とを用いて、ワイヤーによる接続を変更するだけ
で、上面実装用及び裏面実装用の半導体メモリ装置(第
1と第2の半導体メモリ装置)を容易に構成できる。
構成によれば、同一のICチップ1を用いて上面実装用
及び裏面実装用の半導体メモリ装置を容易に製造するこ
とができるので、高密度実装が可能な半導体メモリ装置
を生産性良く安価に製造することができる。
説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、例
えば、ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ(D
RAM)にも適用することができ、SRAMの場合と同
様の作用効果が得られる。また、以上の実施の形態で
は、BGA基板を用いた例について説明したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、BGAパッケージや
さらにはピン端子を有するパッケージ等種々の展開が可
能である。
る半導体メモリチップは、複数のメモリセルと制御回路
が形成されてなる半導体メモリチップにおいて、電極パ
ッドのうちの少なくとも1対の電極パッドは、いずれか
一方を選択して接続することにより上記制御回路を動作
させることができる選択接続電極パッドであり、かつそ
の2つの選択接続電極パッドは一方の主面において1つ
のチップ中心線を挟んで両側に配置されているので、そ
のいずれを選択するかによって、パッケージ等と組み合
わせた時の端子配列の変更が可能となり、パッケージ等
の端子配列設計の自由度を向上させることができる。こ
れにより、比較的単純な配線パターンを有する実装基板
の両面に実装することができ、かつ安価に製造すること
ができる半導体メモリ装置の構成に適した半導体メモリ
チップを提供することができる。
おいて、上記制御回路の制御動作のタイミングを制御す
る信号を発生するクロックバッファ回路として2つの第
1と第2のクロックバッファ回路を形成して、上記1対
の選択接続電極パッドを上記第1のクロックバッファ回
路に接続された第1CLKパッド電極と上記第2のクロ
ックバッファ回路に接続された第2CLKパッド電極と
によって構成することができ、これにより、パッケージ
等と組み合わせた場合のクロック用端子位置の変更が可
能となる。
ィクRAMとすることにより、実装基板の両面に実装す
ることができ、かつ安価に製造することができるSRA
Mメモリに適したSRAMメモリチップを提供すること
ができる。
ミックRAMとすることにより、実装基板の両面に実装
することができ、かつ安価に製造することができるDR
AMメモリに適したDRAMメモリチップを提供するこ
とができる。
おいて、上記1対の選択接続電極パッドは上記1つの中
心線に対して対称に配置することにより、端子配列の変
更をより効率的にできる。
導体メモリチップと、一方の面に上記半導体メモリチッ
プの電極パッドが接続される基板パッド電極を有しかつ
他方の面に該基板パッド電極とそれぞれ導通する複数の
端子を有するパッケージ又は基板とを備え、上記複数の
端子は、同種の信号が入力又は出力される端子が上記パ
ッケージ又は基板の他方の面において縦又は横の1つの
中心線に対して対称になるようにかつ上記1対の選択接
続電極パッドに対応して設けられた2つの選択接続端子
が上記1つの中心線に対して対称になるように配置され
ているので、同一の半導体メモリチップ1と上記パッケ
ージ又は基板とを用いて、例えば、半導体メモリチップ
1と上記パッケージ又は基板との間の接続を変更するだ
けで、上面実装用及び裏面実装用の半導体メモリ装置を
容易に構成できる。従って、本発明に係る半導体メモリ
装置によれば、比較的単純な配線パターンを有する実装
基板の両面に実装することができ、安価に製造すること
ができる半導体メモリ装置を提供できる。
いて、上記パッケージ又は基板を、ボールグリッドアレ
イパッケージ又はボールグリッドアレイ基板とすること
により、より高密度実装が可能な半導体メモリ装置を提
供できる。
プの平面図である。
リ装置の平面図である。
リ装置の平面図である。
リ装置の端子配置を示す平面図である。
リ装置の端子配置を示す平面図である。
リ装置及び裏面用半導体メモリ装置を用いた応用例の断
面図(a)と平面図(b)である。
3 第1CLKパッド、4 第1のクロックバッファ回
路(第1CLKバッファ)、5 第2CLKパッド、6
第2のクロックバッファ回路(第2CLKバッフ
ァ)、10 ボールグリッドアレイ(BGA)基板、1
2 基板パッド電極、13 第1基板パッド電極、15
第2基板パッド電極、101 上面実装用の第1タイ
プ半導体メモリ装置、102 裏面実装用の第2タイプ
半導体メモリ装置。
Claims (7)
- 【請求項1】 半導体基板に複数のメモリセルとメモリ
セルの読み書きを制御する制御回路とが形成されてな
り、該制御回路に信号を入出力するための複数の電極パ
ッドが一方の主面に形成された半導体メモリチップにお
いて、 上記電極パッドのうちの少なくとも1対の電極パッド
は、いずれか一方を選択して接続することにより上記制
御回路を動作させることができる選択接続電極パッドで
あり、かつその2つの選択接続電極パッドは上記一方の
主面において縦又は横の1つのチップ中心線を挟んで両
側に配置されたことを特徴とする半導体メモリチップ。 - 【請求項2】 上記制御回路は制御動作のタイミングを
制御する信号を発生するクロックバッファ回路として2
つの第1と第2のクロックバッファ回路を有し、上記1
対の選択接続電極パッドは、上記第1のクロックバッフ
ァ回路に接続された第1CLKパッド電極と上記第2の
クロックバッファ回路に接続された第2CLKパッド電
極とからなる請求項1記載の半導体メモリチップ。 - 【請求項3】 上記半導体メモリチップは、スタティク
RAMである請求項1又は2に記載の半導体メモリチッ
プ。 - 【請求項4】 上記半導体メモリチップは、ダイナミッ
クRAMである請求項1又は2に記載の半導体メモリチ
ップ。 - 【請求項5】 上記1対の選択接続電極パッドは上記1
つの中心線に対して対称に配置された請求項1〜4のう
ちのいずれか1つに記載の半導体メモリチップ。 - 【請求項6】 請求項1〜5のうちのいずれか1つに記
載の半導体メモリチップと、一方の面に上記半導体メモ
リチップの電極パッドがそれぞれ接続される基板パッド
電極を有しかつ他方の面に該基板パッド電極とそれぞれ
導通する複数の端子を有するパッケージ又は基板とを備
えた半導体メモリ装置であって、 上記複数の端子は、同種の信号が入力又は出力される端
子が上記パッケージ又は基板の他方の面において縦又は
横の1つの中心線に対して対称になるようにかつ上記1
対の選択接続電極パッドに対応して設けられた2つの選
択接続端子が上記1つの中心線に対して対称になるよう
に配置されたことを特徴とする半導体メモリ装置。 - 【請求項7】 上記パッケージ又は基板は、ボールグリ
ッドアレイパッケージ又はボールグリッドアレイ基板で
ある請求項6記載の半導体メモリ装置。
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