JP2003282625A - Mosトランジスタおよび該mosトランジスタを用いた電子装置 - Google Patents

Mosトランジスタおよび該mosトランジスタを用いた電子装置

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JP2003282625A
JP2003282625A JP2002084242A JP2002084242A JP2003282625A JP 2003282625 A JP2003282625 A JP 2003282625A JP 2002084242 A JP2002084242 A JP 2002084242A JP 2002084242 A JP2002084242 A JP 2002084242A JP 2003282625 A JP2003282625 A JP 2003282625A
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bonding pad
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mos transistor
mos
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Keiichi Kimura
桂一 木村
Masami Takai
正巳 高井
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボンディングパッドの配置箇所の制約を取り
払うことによってレイアウト設計時からの特性劣化を防
ぎ、ボンディングパッドの下の領域を有効利用可能で低
オン抵抗で、より低オン抵抗のMOSトランジスタ、およ
び低オン抵抗のドライバトランジスタを用いた電子機器
を提供すること。 【解決手段】 CSP技術を採用することにより従来技術
におけるワイヤーボンディングの工程によるダメージが
なくなるのでパッドの配置場所の制約が少なくなりマト
リクス状に配置することができるため、トランジスタの
パーツを小さくすることができ、更にトランジスタ内で
のメタル配線の長さが短くできるのでメタルによるON
抵抗の上昇を防ぐことができる。10はチップエッジ、
11はボンディングパッド、12はポリシリコン、13
は拡散層、14はコンタクトホールである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、低オン抵抗を目的
としたくし型構造のMOSトランジスタに係り、特にボ
ンディングパッドの配置箇所の制約を取り払ってレイア
ウト設計時からの特性劣化を防ぐことが可能なくし型構
造のMOSトランジスおよび該MOSトランジスタを出力トラ
ンジスタとして用いる各種電子機器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の一般的な低オン抵抗を目的とした
MOSトランジスタのレイアウトパターンについて説明
する。図5は、従来知られている低オン抵抗を目的とし
たMOSトランジスタのレイアウトパターンの概略図で
ある。図5中、51はドレイン側のボンディングパッ
ド、52はソース側のボンディングパッド、53はメタ
ル、54はポリシリコン、55は拡散層、56はコンタ
クトホールである。
【0003】同図に示すように、低オン抵抗化するため
にMOSトランジスタのゲート幅を大きくとる必要があ
るため、左側のボンディングパッド51をドレイン端
子、右側のボンディングパッド52をソース端子とし、
図4に示すパターンのMOSトランジスタを複数個並列
に接続した形でレイアウトする。図4中、41はポリシ
リコン、42は拡散層、43はコンタクトホールであ
る。
【0004】図6は、図5のMOSトランジスタのレイ
アウトパターンを等価的に示した回路図であり、60は
共通ゲート、61は共通ドレイン、62は共通ソースを
示している。以後、説明を簡略化するために図4の構成
のトランジスタをレベル1のトランジスタ、図5の構成
のトランジスタをレベル2のトランジスタという。
【0005】また、各トランジスタのソース同士および
ドレイン同士をつないでいるメタル配線(メタル53)
はボンディングパッド周辺に電流が集中するためメタル
の電流容量を考慮してボンディングパッド側を太く反対
側を細くしている。すなわち、通常のパッケージではボ
ンディングパッドをチップの周辺部にしか配置できない
ためにトランジスタ(レベル2)のソースおよびドレイ
ンの配線上に繋がっているレベル1のトランジスタ数が
増えメタルを流れる電流が多くなる。そのためメタルの
電流容量を考慮して電流が流れる部分のメタル幅を太く
する必要があるからです。
【0006】ボンディングパッド51または52から離
れているレベル1のトランジスタになればなるほどボン
ディングパッドとの間のメタル配線長が長くなるために
メタル配線による抵抗成分が付きレベル2のトランジス
タのオン抵抗が大きくなりレベル2のトランジスタを使
用している回路の特性が設計値より悪くなる。図7は、
この事情を等価回路図で示したものである。図7におい
て、70は共通ゲート、71は共通ドレイン、72は共
通ソースを示している。
【0007】また、図4においてトランジスタのソース
側とドレイン側のメタルが対向している場所は実際には
図8のようにくし状のパターンにして、できるだけトラ
ンジスタのソースおよびドレインとメタルがコンタクト
が取れるようにしてトランジスタの有効エリアをなるべ
く増やせるようにしている。図8中、81はポリシリコ
ン、82は拡散層、83はコンタクトホールである。
【0008】できるだけトランジスタのソースおよびド
レインとメタルがコンタクトが取れるようにする理由
は、メタルとコンタクトされていないトランジスタの領
域は拡散層で接続されることになって抵抗がつき実動作
時にはそれらの領域にほとんど電流が流れず、実際にレ
イアウトしたサイズの一部しかトランジスタが使われて
いないためである。しかし、実際には電流容量の関係で
くし状にしているエリアを広くできないためトランジス
タ(レベル2)のオン抵抗が設計値より大きくなってし
まうことになる。
【0009】従来技術ではチップ外周部にしかボンディ
ングパッドを置けないため、図4のトランジスタ(レベ
ル2)を1つのパーツと見立てチップ上に図9のような
一方向に並べた配置しかできなかった。図9中、90は
コンタクトホール、91および92はボンディングパッ
ド、93はポリシリコン、94は拡散層、95はコンタ
クトホールである。
【0010】また、従来のパッケージは製造過程にワイ
ヤーボンディングの工程があり、素子にダメージを与え
る可能性があるためボンディングパッドはトランジスタ
のパターンなどの上には配置することはできなかった。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術ではアセ
ンブリ工程での制約によりボンディングパッドの配置箇
所が限定されてしまうことから、低オン抵抗を目的とし
た大規模なトランジスタの特性がレイアウト設計上特性
が設計時より悪くなってしまうという問題があった。
【0012】また、従来技術ではワイヤーボンディング
の工程によるダメージを防ぐためにトランジスタのパタ
ーンの上にボンディングパッドを配置することはできな
いという問題があった。
【0013】本発明の目的は、上記問題を解消し、ボン
ディングパッドの配置箇所の制約を取り払うことによっ
てレイアウト設計時からの特性劣化を防ぐことを可能に
したMOSトランジスタ(請求項1)、ボンディングパッ
ドの下の領域を有効利用可能でさらに低オン抵抗のMOS
トランジスタ(請求項2)、より低オン抵抗のMOSトラ
ンジスタ(請求項3)、低オン抵抗のドライバトランジ
スタを用いた電子機器(請求項4)を提供することであ
る。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためにCSP技術を用いたものである。すなわち、
請求項1記載の発明は、再配線層を有するCSPに実装
されている半導体チップ内に形成されるくし型のMOS
トランジスタであって、半導体チップのボンディングパ
ッドが該半導体チップのエッジ付近以外の位置に配置さ
れていることを特徴としている。ボンディングパッドの
配置箇所の制約を取り払うことによってレイアウト設計
時からの特性劣化を防ぐことができる。
【0015】請求項2記載の発明は、請求項1の構成に
おいて、ボンディングパッドがMOSトランジスタパター
ン上に配置されていることを特徴としている。これによ
りボンディングパッドの下の領域を有効利用することに
よって特性の改善を図ることができる。
【0016】請求項3記載の発明は、請求項1または2
記載のMOSトランジスタを、マトリックス状に配置した
ことを特徴とする。これにより、より低オン抵抗のMOS
トランジスタが得られる。
【0017】請求項4記載の発明は、請求項1から3の
いずれかに記載のMOSトランジスタを用いたことを特徴
とする電子機器である。この構成により、低オン抵抗の
ドライバトランジスタを用いた電子機器が得られる。
【0018】
【発明の実施の形態】(実施例1)まず、本発明の実施
例1(請求項1、3に対応)を、図面を用いて説明す
る。前述したように、従来技術ではチップ外周部にしか
ボンディングパッドを置けないため、図4のトランジス
タ(レベル2)を1つのパーツと見立てチップ上に図9
のような配置しかできなかったが、本発明の実施例1で
は、実装可能なCSPを用いることによってボンディン
グパッドをチップ外周部に配置しなくてもメタルによる
トランジスタのON抵抗の上昇を防ぐことが可能とな
る。
【0019】すなわち、ウエハレベルで蒸着などで再配
線を作製するCSP技術を採用することにより従来必要で
あったボンディングパッドへのワイヤーボンディングの
工程が不要となり、従来この工程で生じるダメージがな
くなるのでパッドの配置場所の制約が少なくなる。その
結果、図1のようにマトリクス状に配置することができ
るためにレベル2のトランジスタのパーツを小さくする
ことができ、更にトランジスタ内でのメタル配線の長さ
が短くできるのでメタルによるON抵抗の上昇を防ぐこ
とができる。図1中、10はチップエッジ、11はボン
ディングパッド、12はポリシリコン、13は拡散層、
14はコンタクトホールである。
【0020】また、レベル2のトランジスタに流れる電
流量が少なくなるので電流の流れる部分の配線を細くし
て図8にあるようなくし状になっている部分のエリアを
増やしてトランジスタの有効領域を増やすことが可能と
なる。電流量によっては図2のような完全なくし型のパ
ターンにすることも可能である。図2中、21はボンデ
ィングパッド、22はポリシリコン、23は拡散層、2
4はコンタクトホールである。
【0021】(実施例2)次に、本発明の実施例2(請
求項2に対応)を、図面を用いて説明する。通常、ボン
ディングパッドはワイヤーボンディング時のダメージを
防ぐために通常トランジスタのない領域に配置する必要
がある。そのために、レイアウト時にはボンディングパ
ッドを置くための領域をわざわざ設けていた。しかし、
それによって回路パターンをレイアウトする領域が減る
ために低オン抵抗を狙ったトランジスタのようなレイア
ウトする面積を広くとればとるほど特性が良くなるもの
に対してはデメリットとなっていた。
【0022】CSPには他のパッケージとは異なりワイ
ヤーボンディングの工程がないためボンディングパッド
にダメージを受けることはない。したがって、CSPに
実装することを前提にしてレイアウト設計を行なうよう
にした場合ば、図3のようにトランジスタ領域の上にボ
ンディングパッド31を配置することが可能となる。図
3において、32はポリシリコン、33は拡散層、34
はコンタクトホールである。
【0023】このようにすることによって従来ボンディ
ングパッドを配置していた領域にトランジスタを配置す
ることができ、よりゲート幅大きいトランジスタをレイ
アウトすることが可能となる。これによりトランジスタ
の更なる低オン抵抗化が可能となる。
【0024】(実施例3)上記実施例1,2に係るくし
型のMOSトランジスタを各種電子機器の出力トランジス
タとして使用することにより低オン抵抗の特性を有する
電子機器を実現できる。
【0025】
【発明の効果】本発明の効果について説明する。請求項
1記載の発明によれば、ボンディングパッドをチップエ
ッジ周辺以外の部分に配置可能になるため、メタル配線
による抵抗を少なくレイアウトすることが可能となり従
来型のレイアウトパターンのトランジスタよりオン抵抗
を低減することができる。
【0026】請求項2記載の発明によれば、ボンディン
グパッドをトランジスタの上に配置できるため、ボンデ
ィングパッドの配置の制約を受けずにレイアウトが可能
になるため請求項1の装置と比べより、さらに多くのト
ランジスタのレイアウトする領域を得ることができるた
め更なるオン抵抗の低減が可能となる。
【0027】請求項3記載の発明によれば、上記MOSト
ランジスタをマトリックス状に配置することで、さらに
低オン抵抗のMOSトランジスタを得ることができる。請
求項4記載の発明によれば、低オン抵抗のドライバトラ
ンジスタを用いた電子機器を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】MOSトランジスタをマトリクス状に配置した例
を示す図である。
【図2】完全なくし型のMOSトランジスタのパターンに
した例を示す図である。
【図3】トランジスタ領域の上にボンディングパッドを
配置した例を示す図である。
【図4】MOSトランジスタの一例を示す図である。
【図5】従来知られている低オン抵抗を目的としたMO
Sトランジスタのレイアウトパターンの概略図である。
【図6】図5のMOSトランジスタのレイアウトパター
ンを等価的に示した回路図である。
【図7】図6の等価回路図である。
【図8】トランジスタの有効エリアをなるべく増やした
例である。
【図9】MOSトランジスタを一方向に並べて配置した例
である。
【符号の説明】
10,90:チップエッジ、 11,21,51,52,91,92:ボンディングパ
ッド、 12,22,32,41,54,81,93:ポリシリ
コン、 13,23,33,42,55,82,94:拡散層、 14,24,34,43:,56,83,95:コンタ
クトホール、 60,70:共通ゲート、 61,71:共通ドレイン、 62,72:共通ソース。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 再配線層を有するCSPに実装されてい
    る半導体チップ内に形成されるくし型のMOSトランジ
    スタであって、 前記半導体チップのボンディングパッドが該半導体チッ
    プのエッジ付近以外の位置に配置されていることを特徴
    とするMOSトランジスタ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のMOSトランジスタであっ
    て、前記ボンディングパッドがMOSトランジスタパター
    ン上に配置されていることを特徴とするMOSトランジス
    タ。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載のMOSトランジス
    タを、マトリックス状に配置したことを特徴とするMOS
    トランジスタ。
  4. 【請求項4】 請求項1から3のいずれかのMOSトラン
    ジスタを用いたことを特徴とする電子機器。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005166796A (ja) * 2003-12-01 2005-06-23 Sanyo Electric Co Ltd 半導体装置
WO2014073295A1 (ja) * 2012-11-09 2014-05-15 シャープ株式会社 電界効果トランジスタ

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