JP2005093592A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、チップとキャリア基板とを積層した半導体装置に関するもので、特に、不良デバイスを救済する技術に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device in which a chip and a carrier substrate are stacked, and particularly to a technique for relieving a defective device.
近年、携帯電話、ビデオなどの小型軽量化、高機能化の要求が強まっており、これらの製品に使用される、半導体集積回路チップを搭載し、かつ半導体集積回路チップと同程度の大きさを有する小型パッケージが量産化されている。これらの半導体集積回路チップは基板上に配置された構造になっており、この構造の実装技術はシステムの多機能化やメモリの大容量化を図る技術として期待されている。 In recent years, demands for smaller, lighter and more advanced functions such as mobile phones and videos have been increasing, and they are equipped with semiconductor integrated circuit chips used in these products and have the same size as semiconductor integrated circuit chips. Small packages are mass-produced. These semiconductor integrated circuit chips have a structure arranged on a substrate, and a mounting technique of this structure is expected as a technique for increasing the functionality of a system and increasing the capacity of a memory.
図4は、従来の半導体装置の構成を示す図である。一例として、2個のチップを収納した半導体装置を示す。半導体装置400は、主に、チップ31、32を支え、実装に必要なランド36を形成し、更にチップ31、32からの信号をランド36に出力するための配線が施されたキャリア基板33、キャリア基板33上に形成された配線パターン34、チップ31,32とキャリア基板33を接続するためのワイヤ35、などで構成される。また、チップ31及び32は、それぞれ内部回路37及び38を含む。チップ31、または32において、内部回路37、38の信号線は、ワイヤ35、配線パターン34を経由してランド36から入出力される。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a conventional semiconductor device. As an example, a semiconductor device containing two chips is shown. The
従来の構成では半導体装置組立時のワイヤの接続によって生じる不良デバイスが課題としてあるが、チップ上に配置される端子数の増加やデバイスの集積化、小型化が進めば、ワイヤの組立不良の発生率が上昇し、組立不良の生じるデバイスがさらに増えることになる。また、組立不良の生じたワイヤを有するデバイスの部分的な修正や除去が行えないため、ワイヤの組立不良が生じると製品歩留まりは低下する。 In the conventional configuration, defective devices caused by wire connection during assembly of semiconductor devices are an issue. However, if the number of terminals arranged on the chip, integration of devices, and miniaturization are advanced, wire assembly defects will occur. The rate will increase and the number of devices with poor assembly will increase. In addition, since a device having a defectively assembled wire cannot be partially corrected or removed, the product yield decreases when a defectively assembled wire is generated.
そのため、例えば、不良の発生したワイヤを切断し、そのワイヤに接続されているデバイス部分を無効にすることで、残りのデバイスを活用する半導体構造などが従来提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記従来の半導体構造は、ワイヤの組立不良を含むデバイスを無効として正常なデバイスのみを活用するものである。従って製品が不良品として廃棄される確率は減少するが、ワイヤの組立不良の低減に寄与するものではないため、完全な製品としての歩留まりは改善されず、コスト損失が大きいという課題があった。また、チップ上の端子数が増加すれば、配線の組立不良の発生率が上昇するため、コスト損失が大きくなる。 However, the above-described conventional semiconductor structure uses only a normal device while disabling a device including a defective assembly of the wire. Therefore, although the probability that the product is discarded as a defective product is reduced, it does not contribute to the reduction in wire assembly failure, so that the yield as a complete product is not improved and there is a problem that the cost loss is large. Further, if the number of terminals on the chip increases, the occurrence rate of wiring assembly defects increases, and the cost loss increases.
そこで本発明は上記従来の課題に鑑みてなされたものであって、チップをキャリア基板上に配置した半導体装置において、配線の組立不良による不良デバイスを救済することができる半導体装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and provides a semiconductor device capable of relieving a defective device due to a wiring assembly failure in a semiconductor device in which a chip is arranged on a carrier substrate. Objective.
本発明における半導体装置は、内部回路を搭載するチップ上の端子を介して、前記内部回路を前記チップを積層するキャリア基板上のランドに接続した半導体装置であって、前記ランドに接続された前記チップ上の予備端子と、前記内部回路と前記ランドとの接続を前記端子から前記予備端子へ切り替えるための端子切替手段と、前記端子切替手段を外部から制御するための外部端子、または、前記端子切替手段を制御するための制御信号を保持する不揮発性メモリとを含むことを特徴とする。 The semiconductor device according to the present invention is a semiconductor device in which the internal circuit is connected to a land on a carrier substrate on which the chip is stacked via a terminal on a chip on which the internal circuit is mounted, and the semiconductor device is connected to the land. A spare terminal on the chip, a terminal switching means for switching the connection between the internal circuit and the land from the terminal to the spare terminal, and an external terminal for controlling the terminal switching means from the outside, or the terminal And a non-volatile memory that holds a control signal for controlling the switching means.
この構成により、内部回路とランドとの組立不良が判明した場合、内部回路とランドとの接続を端子から予備端子へ外部からの制御により、または、制御信号を保持する不揮発性メモリの制御により切り替えることで、内部回路とキャリア基板との配線の組立不良を救済することができる。外部からの制御により切り替えることでチップ上に配置する回路規模を小さくすることができ、また不揮発性メモリの制御により切り替えることで組立不良の有無による実装基板上の固定変更を不要にできる。さらに、組立不良である配線に接続されたチップを無効とすることなく活用することができ、コスト損失が軽減できる。 With this configuration, when an assembly failure between the internal circuit and the land is found, the connection between the internal circuit and the land is switched from the terminal to the spare terminal by external control or by control of the nonvolatile memory holding the control signal. As a result, it is possible to relieve the assembly failure of the wiring between the internal circuit and the carrier substrate. By switching by control from the outside, the circuit scale arranged on the chip can be reduced, and by switching by control of the nonvolatile memory, the fixed change on the mounting board due to the presence or absence of assembly failure can be eliminated. Furthermore, the chip connected to the wiring that is poorly assembled can be utilized without being invalidated, and the cost loss can be reduced.
また、本発明の半導体装置は、内部回路を搭載する複数のチップが前記チップ上の第1の端子を介して互いに接続され、かつ前記チップ上の第2の端子を介して、前記内部回路の少なくとも1つを前記チップを積層するキャリア基板上のランドに接続した半導体装置において、各チップを互いに接続する前記チップ上の予備端子と、各チップ間の接続を前記第1の端子から前記予備端子へ切り替えるための端子切替手段と、前記端子切替手段を外部から制御するための外部端子、または、前記端子切替手段を制御するための制御信号を保持する不揮発性メモリとを含むことを特徴とする。 In the semiconductor device of the present invention, a plurality of chips on which an internal circuit is mounted are connected to each other via a first terminal on the chip, and the second circuit on the chip is connected to the internal circuit. In a semiconductor device in which at least one is connected to a land on a carrier substrate on which the chips are stacked, a spare terminal on the chip for connecting the chips to each other, and a connection between the chips from the first terminal to the spare terminal Terminal switching means for switching to the terminal, and an external terminal for controlling the terminal switching means from the outside, or a non-volatile memory holding a control signal for controlling the terminal switching means .
この構成により、各チップ間の組立不良が判明した場合、各チップ間の接続を端子から予備端子へ外部からの制御により、または、制御信号を保持する不揮発性メモリの制御により切り替えることで、各チップ間の組立工程における配線の組立不良を救済することができる。外部からの制御により切り替えることでチップ上に配置する回路規模を小さくすることができ、また不揮発性メモリの制御により切り替えることで組立不良の有無による実装基板上の固定変更を不要にできる。さらに、組立不良の配線に接続されたチップを無効とすることなく活用することができ、コスト損失が軽減できる。 With this configuration, when an assembly failure between each chip is found, each chip connection is switched from the terminal to the spare terminal by external control or by control of a nonvolatile memory that holds a control signal. It is possible to remedy an assembly failure of wiring in an assembly process between chips. By switching by control from the outside, the circuit scale arranged on the chip can be reduced, and by switching by control of the nonvolatile memory, the fixed change on the mounting board due to the presence or absence of assembly failure can be eliminated. Further, the chip connected to the assembly failure wiring can be utilized without being invalidated, and the cost loss can be reduced.
本発明の半導体装置によれば、内部回路とランドとの組立不良が判明した場合、内部回路とランドとの接続を端子から予備端子へ切り替えることで、内部回路とキャリア基板との配線における組立不良を救済することができる。また、組立不良である配線に接続されたチップを無効とすることなく活用することができ、コスト損失が軽減できる。 According to the semiconductor device of the present invention, when an assembly failure between the internal circuit and the land is found, the assembly failure in the wiring between the internal circuit and the carrier substrate is performed by switching the connection between the internal circuit and the land from the terminal to the spare terminal. Can be remedied. In addition, the chip connected to the wiring that is defective in assembly can be utilized without being invalidated, and the cost loss can be reduced.
また本発明の半導体装置によれば、各チップ間の組立不良が判明した場合、各チップ間の接続を端子から予備端子へ切り替えることで、各チップ間の配線における組立不良を救済することができる。また、組立不良である配線に接続されたチップを無効とすることなく活用することができ、コスト損失が軽減できる。 Further, according to the semiconductor device of the present invention, when an assembly failure between the chips is found, the assembly failure in the wiring between the chips can be remedied by switching the connection between the chips from the terminal to the spare terminal. . In addition, the chip connected to the wiring that is defective in assembly can be utilized without being invalidated, and the cost loss can be reduced.
以下、本発明の半導体装置について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a semiconductor device of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例1における半導体装置の構成を示す図である。半導体装置100は、主に、チップ1、2を支え、実装に必要なランド6を形成し、更にチップ1、2からの信号をランド6に出力するための配線が施されたキャリア基板3、キャリア基板3上に形成された配線パターン4、チップ1、2とキャリア基板3を接続するワイヤ5、などで構成される。また、チップ1及びチップ2は、それぞれ内部回路7及び内部回路8を含み、さらに内部回路7及び内部回路8に接続する端子切替回路9及び端子切替回路10を備える。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a semiconductor device according to
また、チップ1には、端子切替回路9を外部から制御するための制御用外部端子11、通常使用する端子12、端子12の組立不良の場合に使用する予備端子13が形成されている。同様に、チップ2には、端子切替回路10を外部から制御するための制御用外部端子14、通常使用する端子15、端子15の組立不良の場合に使用する予備端子16、が形成されている。
Further, the
次に、以上のように構成された半導体装置100の端子切り替え動作について説明する。
Next, the terminal switching operation of the
チップ1内にある端子切替回路9は、制御用外部端子11の入力が“H”である時には予備端子13をハイインピーダンスとし、“L”の場合には端子12をハイインピーダンスにして予備端子13から信号の入出力を行うように予め設定されている。同様に、チップ2内にある端子切替回路10は、制御用外部端子14の入力が“H”である時には予備端子16をハイインピーダンスとし、“L”の場合には端子15をハイインピーダンスにして予備端子16から信号の入出力を行うように予め設定されている。
The
チップ1において、内部回路7とランド6との接続が正常である場合、制御用外部端子11の入力をキャリア基板上で“H”に固定することにより、端子切替回路9は端子12から信号の入出力を行うように切り替える。一方、端子12に組立不良が生じていて、予備端子13の接続が正常である場合、制御用外部端子11の入力をキャリア基板上で“L”に固定することにより、予備端子13からの信号の入出力を行うように切り替える。
In the
また、チップ2において、内部回路7とランド6との接続が正常である場合、制御用外部端子14の入力をキャリア基板上で“H”に固定することにより、端子切替回路10は端子15から信号の入出力を行うように切り替える。一方、端子15に組立不良が生じていて、予備端子16の接続が正常である場合、制御用外部端子14の入力をキャリア基板上で“L”に固定することにより、予備端子16からの信号の入出力を行うように切り替える。
In the
以上のように、それぞれのチップの制御用外部端子への入力を変化させることにより、端子に組立不良が生じている場合は予備端子に切り替えて信号の入出力を行うことで、内部回路とキャリア基板との組立工程における配線の組立不良を救済することができる。 As described above, by changing the input to the control external terminal of each chip, if there is an assembly failure in the terminal, switching to the spare terminal and inputting / outputting the signal, the internal circuit and carrier Wiring assembly failures in the assembly process with the substrate can be remedied.
図2は、本発明の実施例2における半導体装置の構成を示す図である。半導体装置200は、主に、チップ1、2を支え、実装に必要なランド6を形成し、更にチップ1、2からの信号をランド6に出力するための配線が施されたキャリア基板3、キャリア基板3上に形成された配線パターン4、チップ1、2とキャリア基板3を接続するワイヤ5、などで構成される。また、チップ1及びチップ2は、それぞれ内部回路7及び内部回路8を含み、さらに内部回路7及び内部回路8に接続する端子切替回路9及び端子切替回路10を備える。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. The
また、チップ1には、端子切替回路9を制御するための制御信号を保持する不揮発性メモリ17、通常使用する端子12、端子12の組立不良の場合に使用する予備端子13、制御信号を不揮発性メモリ17に書き込む制御用外部端子11が形成されている。同様に、チップ2には、端子切替回路10を制御するための制御信号を保持する不揮発性メモリ18、通常使用する端子15、端子15の組立不良の場合に使用する予備端子16、制御信号を不揮発性メモリ18に書き込む制御用外部端子14が形成されている。
The
次に、以上のように構成された半導体装置200の端子切り替え動作について説明する。
Next, the terminal switching operation of the
チップ1において、検査時に、端子12の内部回路とランド6との接続が正常である場合は予備端子13をハイインピーダンスにし、不良である場合は端子12をハイインピーダンスにするという制御信号を、制御用外部端子11から不揮発性メモリ17に書き込む。同様に、チップ2において、検査時に、端子15の内部回路とランド6との接続が正常である場合は予備端子16の端子をハイインピーダンスにし、不良である場合は端子15の端子をハイインピーダンスにするという制御信号を、制御用外部端子14から不揮発性メモリ18に書き込む。
In the
チップ1において、内部回路7とランド6との接続が正常である場合、不揮発性メモリ17の制御信号に基づいて端子切替回路9は端子12から信号の入出力を行うように切り替える。一方、端子12に組立不良が生じており、予備端子13の接続が正常である場合、不揮発性メモリ17の制御信号に基づいて端子切替回路9は予備端子13から信号の入出力を行うように切り替える。
In the
また、チップ2において、内部回路8とランド6との接続が正常である場合、不揮発性メモリ18の制御信号に基づいて端子切替回路10は端子15から信号の入出力を行うように切り替える。一方、端子15に組立不良が生じており、予備端子16の接続が正常である場合、不揮発性メモリ18の制御信号に基づいて端子切替回路10は予備端子16から信号の入出力を行うように切り替える。
In the
以上のように、不揮発性メモリに格納された制御信号に基づいて、端子切替回路で端子を切り替えられるので、組立不良の有無による実装基板上の固定(“H”または“L”)の変更を不要とすることができる。また、端子に組立不良が生じている場合は予備端子に切り替えて信号の入出力を行うので、内部回路とキャリア基板との組立工程における配線の組立不良を無くすことができる。 As described above, since the terminals can be switched by the terminal switching circuit based on the control signal stored in the nonvolatile memory, the fixing ("H" or "L") on the mounting board due to the presence or absence of assembly failure can be changed. It can be unnecessary. Further, when an assembly failure occurs in the terminal, the signal is input / output by switching to the spare terminal, so that the assembly failure of the wiring in the assembly process of the internal circuit and the carrier substrate can be eliminated.
図3は、本発明の実施例3における半導体装置の構成を示す図である。半導体装置300は、主に、チップ等1、2を支え、実装に必要なランド6を形成し、更にチップ1及びチップ2いずれかからの信号をランド6に出力するための配線が施されたキャリア基板3、キャリア基板3上に形成された配線パターン4、チップ1、チップ2を互いに接続するワイヤ5、などで構成される。また、チップ1及びチップ2は、それぞれ内部回路7及び内部回路8を含み、さらに内部回路7及び内部回路8に接続する端子切替回路9及び端子切替回路10を備える。
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. The
また、チップ1には、通常使用する端子20、端子20の組立不良の場合に使用する予備端子21、が形成され、チップ2には、端子切替回路10を制御するための制御信号を保持する不揮発性メモリ18、通常使用する端子20、端子20の組立不良の場合に使用する予備端子21、制御信号を不揮発性メモリ18に書き込む制御用外部端子14が形成されている。また、チップ1及びチップ2の端子切替回路9及び端子切替回路10の間には、不揮発性メモリ18からの制御信号をチップ1及びチップ2の間で入出力するための制御用端子19が形成されている。実施例1、2においてチップとキャリア基板を接続していたワイヤがチップ間を接続するワイヤに置換された構成となっている。
The
次に、以上のように構成された半導体装置300の端子切り替え動作について説明する。
Next, the terminal switching operation of the
チップ1において、検査時に、端子20のチップ1とチップ2の接続が正常である場合は予備端子21をハイインピーダンスにし、不良である場合は端子20をハイインピーダンスにするという制御信号を、制御用外部端子14から不揮発性メモリ18に書き込む。
In the
チップ1において、チップ1とチップ2の接続が正常である場合、制御用端子19を介して入力される不揮発性メモリ18の制御信号に基づいて端子切替回路9は端子20から信号の入出力を行うように切り替える。一方、端子20に組立不良が生じており、予備端子21の接続が正常である場合、制御用端子19を介して入力される不揮発性メモリ18の制御信号に基づいて端子切替回路9は予備端子21から信号の入出力を行うように切り替える。
In the
また、チップ2において、チップ1とチップ2との接続が正常である場合、不揮発性メモリ18の制御信号に基づいて端子切替回路10は端子20から信号の入出力を行うように切り替える。一方、端子20に組立不良が生じており、予備端子21の接続が正常である場合、不揮発性メモリ18の制御信号に基づいて端子切替回路10は予備端子21から信号の入出力を行うように切り替える。
Further, in the
尚、図示を省略したが、チップ2の内部回路8とキャリア基板3との接続に関しても、端子の組立不良の場合に使用する予備端子を設けてよいことは言うまでもない。この予備端子への切り替えは端子切替回路10で行う。
Although illustration is omitted, it goes without saying that a spare terminal used in the case of poor assembly of terminals may be provided for connection between the
以上のように、不揮発性メモリに保持された制御信号に基づいて、チップ間の接続においても、端子切替回路で端子を切り替えられるので、組立不良の有無による実装基板上の固定(“H”または“L”)の変更を不要とすることができる。また、端子に組立不良が生じている場合は予備端子に切り替えて信号の入出力を行うので、チップ間の組立工程における配線の組立不良を無くすことができる。 As described above, since the terminals can be switched by the terminal switching circuit even in the connection between the chips based on the control signal held in the nonvolatile memory, the fixing (“H” or The change of “L”) can be made unnecessary. Further, when an assembly failure occurs in the terminal, the signal is input / output by switching to the spare terminal, so that the assembly failure of the wiring in the assembly process between the chips can be eliminated.
尚、上記の実施例では、2つのチップを積層した半導体装置を例に説明したが、3つ以上のチップを積層した半導体装置についても本発明の組立不良救済回路が適用可能であり、同様の効果が期待できることは言うまでもない。 In the above embodiment, the semiconductor device in which two chips are stacked has been described as an example. However, the assembly failure relief circuit of the present invention can be applied to a semiconductor device in which three or more chips are stacked. Needless to say, an effect can be expected.
また、上記の実施例では、説明の便宜上、半導体装置のそれぞれのチップに予備端子を1つ設ける例について説明したが、チップ上にある多数の端子に対して所定の割合で予備端子を複数設けることが好ましい。その際、上記所定の割合は、半導体装置の組立不良発生率や予備端子配設に関わるコストなどを勘案して決定すればよい。 In the above embodiment, for convenience of explanation, an example in which one spare terminal is provided in each chip of the semiconductor device has been described. However, a plurality of spare terminals are provided at a predetermined ratio with respect to a large number of terminals on the chip. It is preferable. At this time, the predetermined ratio may be determined in consideration of the assembly failure occurrence rate of the semiconductor device and the cost associated with the provision of the spare terminal.
本発明にかかる半導体装置は、内部回路とランドとの組立不良が判明した場合、内部回路とランドとの接続を端子から予備端子へ切り替えることで、内部回路とキャリア基板との配線における組立不良を救済することができ、また、組立不良である配線に接続されたチップを無効とすることなく活用することができる効果を有し、チップとキャリア基板とを積層した半導体装置に関するもので、特に、半導体装置の組立工程において、チップに接続された配線に不良が発生しても、製品としての使用を可能とする半導体装置として有用である。 In the semiconductor device according to the present invention, when an assembly failure between the internal circuit and the land is found, the connection between the internal circuit and the land is switched from the terminal to the spare terminal, thereby reducing the assembly failure in the wiring between the internal circuit and the carrier substrate. The present invention relates to a semiconductor device in which a chip and a carrier substrate are stacked, and has an effect that can be remedied and can be utilized without invalidating a chip connected to a wiring that is poorly assembled. It is useful as a semiconductor device that can be used as a product even if a defect occurs in the wiring connected to the chip in the assembly process of the semiconductor device.
1、2 チップ
3 キャリア基板
4 配線パターン
5 ワイヤ
9、10 端子切替回路
11、14 制御用外部端子
12、15、20 端子
13、16、21 予備端子
17、18 不揮発メモリ
19 制御用端子
1, 2
Claims (4)
前記ランドに接続された前記チップ上の予備端子と、
前記内部回路と前記ランドとの接続を前記端子から前記予備端子へ切り替えるための端子切替手段と、
前記端子切替手段を外部から制御するための外部端子と、
を含む半導体装置 A semiconductor device in which the internal circuit is connected to a land on a carrier substrate on which the chip is stacked, via a terminal on a chip on which the internal circuit is mounted,
A spare terminal on the chip connected to the land;
Terminal switching means for switching the connection between the internal circuit and the land from the terminal to the spare terminal;
An external terminal for externally controlling the terminal switching means;
Semiconductor device including
前記ランドに接続された前記チップ上の予備端子と、
前記内部回路と前記ランドとの接続を前記端子から前記予備端子へ切り替えるための端子切替手段と、
前記端子切替手段を制御するための制御信号を保持する不揮発性メモリと、
を含む半導体装置 A semiconductor device in which the internal circuit is connected to a land on a carrier substrate on which the chip is stacked, via a terminal on a chip on which the internal circuit is mounted,
A spare terminal on the chip connected to the land;
Terminal switching means for switching the connection between the internal circuit and the land from the terminal to the spare terminal;
A non-volatile memory for holding a control signal for controlling the terminal switching means;
Semiconductor device including
各チップを互いに接続する前記チップ上の予備端子と、
各チップ間の接続を前記第1の端子から前記予備端子へ切り替えるための端子切替手段と、
前記端子切替手段を外部から制御するための外部端子と、
を含む半導体装置。 A plurality of chips on which an internal circuit is mounted are connected to each other via a first terminal on the chip, and at least one of the internal circuits is stacked on the chip via a second terminal on the chip. In a semiconductor device connected to a land on a carrier substrate,
Spare terminals on the chip for connecting the chips to each other;
Terminal switching means for switching the connection between the chips from the first terminal to the spare terminal;
An external terminal for externally controlling the terminal switching means;
A semiconductor device including:
各チップを互いに接続する前記チップ上の予備端子と、
各チップ間の接続を前記第1の端子から前記予備端子へ切り替えるための端子切替手段と、
前記端子切替手段を制御するための制御信号を保持する不揮発性メモリと、
を含む半導体装置。
A plurality of chips on which an internal circuit is mounted are connected to each other via a first terminal on the chip, and at least one of the internal circuits is stacked on the chip via a second terminal on the chip. In a semiconductor device connected to a land on a carrier substrate,
Spare terminals on the chip for connecting the chips to each other;
Terminal switching means for switching the connection between the chips from the first terminal to the spare terminal;
A non-volatile memory for holding a control signal for controlling the terminal switching means;
A semiconductor device including:
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JP2008124367A (en) * | 2006-11-15 | 2008-05-29 | Univ Of Tsukuba | Integrated circuit device and method of using the same |
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