JP2006049838A - Stacked semiconductor device and semiconductor device module using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、積層型半導体装置および半導体装置モジュールに関し、特に高速信号伝送システムが適用される積層型半導体装置およびそれを用いる半導体装置モジュールに関する。 The present invention relates to a stacked semiconductor device and a semiconductor device module, and more particularly to a stacked semiconductor device to which a high-speed signal transmission system is applied and a semiconductor device module using the same.
図1は、従来の積層メモリの構造を示す図である。図1(a)に示されるように、この積層メモリ10は、メモリチップ14(14−1,14−2)が搭載されたパッケージ基板(テープ)12(12−1,12−2)が、パッケージ基板12の左右両辺に並べられた接続ボール17を介して上下に積まれる構造を有している。下段のパッケージ基板12−1は、BGA(Ball Grid Array)を有している。また、パッケージ基板12は、メタル2層構造であり、信号線は伝送線と同様の構造を有している。メモリモジュール基板(PCB)11上の信号線22からボール端子16及びビア24を介して下段パッケージ基板12−1の信号線に接続され、信号線Aと信号線Bに分かれる。信号線Aは、下段パッケージ基板12−1に搭載されたメモリチップ14−1に接続される長さ約3mmの配線である。信号線Bは、上下段パッケージ基板を接続している接続ボール17を介して上段パッケージ基板12−2の信号線Cに接続される長さ約5mmの配線である。信号線Cは、上段パッケージ基板12−2に搭載されたメモリチップ14−2のチップパッド18−2に接続される長さ約6mmの配線である。
FIG. 1 is a diagram showing a structure of a conventional stacked memory. As shown in FIG. 1A, the
この積層メモリ10における信号線のトポロジは、図1(b)に示されるようになる。外部からの信号線22は、積層メモリ10内で2本に分岐する。一方は、短い信号線A(約3mm)を介して下段のメモリチップ14−1に接続され、もう一方は信号線Bと信号線Cによる長い信号線(約11mm)を介して上段のメモリチップ14−2に接続されている。つまり、積層メモリ10は、パッケージ基板12内に3mm程度の短い配線と11mm程度の長い配線を有する。
The topology of the signal line in the
図2は、積層メモリ10を高速伝送用メモリモジュールに用いた場合の配線トポロジを示す図である。これはコマンド・アドレス信号やクロック信号に用いられている一筆書きトポロジである。コントローラ31と終端回路32を結ぶ信号線であるバス配線(伝送線)30の途中に複数の積層メモリ10が一筆書き接続されている。しかし、積層メモリ10内で上段メモリチップ14−2に接続される信号線が長いスタブ(〜10mm)を形成する。そのため、信号立ち上がり時間が0.3〜0.5ナノ秒程度と短い高速伝送システムでは、信号反射によるリンギングが発生し、波形を劣化させてしまう。特に、コントローラ31に最も近い積層メモリ10では波形の立ち上がりが急峻であり、大きなリンギングが起きやすく波形を劣化させてしまうという問題がある。
FIG. 2 is a diagram showing a wiring topology when the
特開2003−78109号公報には、複数のBGAパッケージを積層した積層型メモリ装置に関する技術が開示されている。積層型メモリ装置は、それぞれがボールバンプを有する第1BGAパッケージ及び第2BGAパッケージと、第1積層用基板と、第2積層用基板と、接続用基板と、ボールバンプとを含む。第1積層用基板は、第1BGAパッケージのボールバンプに接続された配線パターンを含む。第2積層用基板は、第2BGAパッケージのボールバンプに接続された配線パターンを含む。接続用基板は、積層配置された第1積層用基板と第2積層用基板との間に設けられ、各積層用基板に含まれる配線パターンを接続する。ボールバンプは、第2積層用基板の、第2BGAパッケージ搭載面と対向する面に設けられ、第2積層用基板に含まれる配線パターンに接続される。また、この積層型メモリ装置は、上記第1積層用基板が、上記第2BGAパッケージに含まれる樹脂パッケージの上面に接着される。 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2003-78109 discloses a technique related to a stacked memory device in which a plurality of BGA packages are stacked. The stacked memory device includes a first BGA package and a second BGA package each having a ball bump, a first stacking substrate, a second stacking substrate, a connection substrate, and a ball bump. The first lamination substrate includes a wiring pattern connected to the ball bumps of the first BGA package. The second lamination substrate includes a wiring pattern connected to the ball bumps of the second BGA package. The connection substrate is provided between the first and second lamination substrates arranged in a stacked manner, and connects the wiring patterns included in the respective lamination substrates. The ball bump is provided on a surface of the second lamination substrate facing the second BGA package mounting surface, and is connected to a wiring pattern included in the second lamination substrate. In the stacked memory device, the first stacked substrate is bonded to the upper surface of the resin package included in the second BGA package.
また、特開2003−124439号公報には、BGA積層半導体モジュールに関する技術が開示されている。BGA積層半導体モジュールは、半導体チップを搭載した回路基板の複数個を所定の間隔で重ね合わせるように配置し、回路基板の表面及び裏面には複数の接続端子が形成されている。表面及び裏面の接続端子のそれぞれは必要に応じ電気的に導通し、回路基板の裏面の接続端子と次段の回路基板表面の接続端子同士がはんだバンプで電気的に接続されている。このようなBGA積層半導体モジュールにおいて、接続端子の一部は接続端子の面積を大きくすることにより信頼性を向上させたものである。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-124439 discloses a technique related to a BGA laminated semiconductor module. In the BGA laminated semiconductor module, a plurality of circuit boards on which semiconductor chips are mounted are arranged so as to overlap each other at a predetermined interval, and a plurality of connection terminals are formed on the front and back surfaces of the circuit board. Each of the connection terminals on the front surface and the back surface is electrically connected as necessary, and the connection terminals on the back surface of the circuit board and the connection terminals on the front surface of the circuit board are electrically connected by solder bumps. In such a BGA laminated semiconductor module, some of the connection terminals have improved reliability by increasing the area of the connection terminals.
さらに、特開2003−273321号公報によれば、基板上に半導体チップが配設された基板構造体が複数積層されてなる半導体モジュールに関する技術が開示されている。この半導体モジュールは、絶縁性の上側基板と、絶縁性の下側基板と、複数の信号配線と、第1共通電位配線と、半導体チップと、支持基板と、第1接続導電層と、第2接続導電層と、第3接続導電層と、外部接続端子とを具備する。絶縁性の下側基板は、上側基板の下方に配設される。複数の信号配線は、上側及び下側基板上にそれぞれ配設される。第1共通電位配線は、信号配線のそれぞれを間隔をおいて囲うように上側及び下側基板上にそれぞれ配設される。半導体チップは、上側及び下側基板上にそれぞれ配設され、且つ信号配線及び第1共通電位配線と電気的に接続された電極パッドを有する。支持基板は、下側基板の下方に配設され、且つ下側基板と反対側の面上に配設された配線パターンを有する。第1接続導電層は、上側基板と下側基板との間に配設され、且つ上側及び下側基板上の信号配線を相互に電気的に接続する。第2接続導電層は、上側基板と下側基板との間に配設され、且つ上側及び下側基板上の第1共通電位配線を相互に電気的に接続する。第3接続導電層は、支持基板を貫通して配設され、第1及び第2接続導電層と、配線パターンとを電気的に接続する。外部接続端子は、配線パターン上に配設される。 Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-273321 discloses a technique related to a semiconductor module in which a plurality of substrate structures each having a semiconductor chip disposed on a substrate are stacked. The semiconductor module includes an insulating upper substrate, an insulating lower substrate, a plurality of signal wirings, a first common potential wiring, a semiconductor chip, a support substrate, a first connection conductive layer, a second A connection conductive layer, a third connection conductive layer, and an external connection terminal are provided. The insulating lower substrate is disposed below the upper substrate. The plurality of signal wirings are respectively disposed on the upper and lower substrates. The first common potential wiring is respectively disposed on the upper and lower substrates so as to surround each of the signal wirings with an interval. The semiconductor chip has electrode pads disposed on the upper and lower substrates, respectively, and electrically connected to the signal wiring and the first common potential wiring. The support substrate has a wiring pattern disposed below the lower substrate and disposed on a surface opposite to the lower substrate. The first connection conductive layer is disposed between the upper substrate and the lower substrate, and electrically connects the signal wirings on the upper and lower substrates to each other. The second connection conductive layer is disposed between the upper substrate and the lower substrate, and electrically connects the first common potential wirings on the upper and lower substrates to each other. The third connection conductive layer is disposed through the support substrate, and electrically connects the first and second connection conductive layers and the wiring pattern. The external connection terminal is disposed on the wiring pattern.
また、特開平5−55450号公報によれば、メモリ装置ユニットを複数積層してなるメモリモジュールに関する技術が開示されている。メモリモジュールは、絶縁基板の一側表面に凹部を形成される。その凹部内にメモリチップを収納、配設されると共に、絶縁基板の表面の周縁部に接続端子を複数設けられる。メモリモジュールは、端子とメモリチップの電極とを夫々接続してなるメモリ装置ユニットを複数積層してなる。このメモリ装置ユニットの一つに電源強化用コンデンサ、及び終端抵抗が内蔵されている。 Japanese Laid-Open Patent Publication No. 5-55450 discloses a technique related to a memory module in which a plurality of memory device units are stacked. The memory module has a recess formed on one surface of the insulating substrate. The memory chip is housed and disposed in the recess, and a plurality of connection terminals are provided on the peripheral edge of the surface of the insulating substrate. The memory module is formed by stacking a plurality of memory device units each connecting a terminal and an electrode of a memory chip. One of the memory device units includes a power reinforcing capacitor and a termination resistor.
さらに、特開平6−37246号公報によれば、絶縁基板上に電極配線を形成し、複数の半導体素子を搭載した構成における技術が開示されている。配線基板は、駆動半導体素子から近くにある受動半導体素子までの電極配線を高抵抗とし、駆動半導体素子から遠くにある受動半導体素子までの電極配線は低抵抗化されている。 Further, Japanese Patent Laid-Open No. 6-37246 discloses a technique in a configuration in which electrode wiring is formed on an insulating substrate and a plurality of semiconductor elements are mounted. In the wiring board, the electrode wiring from the driving semiconductor element to the nearby passive semiconductor element has a high resistance, and the electrode wiring from the driving semiconductor element to the passive semiconductor element far from the driving semiconductor element has a low resistance.
また、特開平8−51127号公報によれば、積層半導体パッケージに関する技術が開示されている。積層半導体パッケージは、半導体チップと、複数の内部リードおよび外部リードと、フィルムキャリアの絶縁フィルムと、複数の半導体パッケージと、複数のフレームと、印刷回路基板とから成る。半導体チップは、複数のボンディングパッドを有する。フィルムキャリアの絶縁フィルムは、ボンディングパッドと内部リードを、バンプを介して電気的に連結して半導体チップを実装する。複数の半導体パッケージは、半導体チップの下面が露出するように半導体チップと内部リードを保護する成形樹脂とを有する。複数のフレームは、半導体パッケージを積層するために半導体パッケージのそれぞれの外部リードに電気的に連結される回路パターンを有する。印刷回路基板は、フレームのそれぞれの回路パターンに電気的に共通連結される接地用ランドパターンを有し、半導体チップの露出した下面の下方のランドパターン上に実装されるノイズ防止用キャパシタを有する。このような積層半導体パッケージにおいて、複数の導電性フィルムと、複数の接地端子とを備えたことを特徴とする技術である。複数の導電性フィルムは、半導体チップのそれぞれの露出した下部面上に形成される。複数の接地端子は、導電性フィルムのそれぞれに電気的に連結されるとともに印刷回路基板の接地用ランドパターンに電気的に共通連結される。 Japanese Patent Laid-Open No. 8-51127 discloses a technique related to a stacked semiconductor package. The laminated semiconductor package includes a semiconductor chip, a plurality of internal leads and external leads, an insulating film of a film carrier, a plurality of semiconductor packages, a plurality of frames, and a printed circuit board. The semiconductor chip has a plurality of bonding pads. The insulating film of the film carrier mounts a semiconductor chip by electrically connecting bonding pads and internal leads via bumps. The plurality of semiconductor packages have a semiconductor chip and a molding resin that protects the internal leads so that the lower surface of the semiconductor chip is exposed. The plurality of frames have circuit patterns that are electrically connected to respective external leads of the semiconductor package for stacking the semiconductor packages. The printed circuit board has a grounding land pattern electrically connected in common to each circuit pattern of the frame, and has a noise prevention capacitor mounted on the land pattern below the exposed lower surface of the semiconductor chip. In such a laminated semiconductor package, the technology includes a plurality of conductive films and a plurality of ground terminals. The plurality of conductive films are formed on each exposed lower surface of the semiconductor chip. The plurality of ground terminals are electrically connected to each of the conductive films and electrically commonly connected to the grounding land pattern of the printed circuit board.
さらに特開平11−260999号公報によれば、積層半導体装置モジュールに関する技術が開示されている。積層半導体装置モジュールは、1または2以上の回路基板と、少なくとも1つの回路基板とを、球状金属接続部材で基板間を接続して積層してなる。1または2以上の回路基板は、上面または内部に半導体素子を搭載し、下面に球状金属接続部材を備える。少なくとも1つの回路基板は、上面に複数の受動部品を搭載し、下面に球状金属接続部材を備える。 Further, according to Japanese Patent Laid-Open No. 11-260999, a technique relating to a stacked semiconductor device module is disclosed. The laminated semiconductor device module is formed by laminating one or more circuit boards and at least one circuit board by connecting the substrates with a spherical metal connecting member. One or two or more circuit boards have a semiconductor element mounted on the upper surface or inside, and a spherical metal connecting member on the lower surface. At least one circuit board has a plurality of passive components mounted on the upper surface and a spherical metal connecting member on the lower surface.
本発明の目的は、高速信号伝送システムに適用されても信号波形の劣化が少ない半導体装置モジュールとそれのための積層型半導体装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor device module and a stacked semiconductor device for the semiconductor device module that have little signal waveform deterioration even when applied to a high-speed signal transmission system.
以下に、[発明を実施するための最良の形態]で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、[特許請求の範囲]の記載と[発明を実施するための最良の形態]との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、[特許請求の範囲]に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。 Hereinafter, means for solving the problem will be described using the numbers and symbols used in [Best Mode for Carrying Out the Invention]. These numbers and symbols are added to clarify the correspondence between the description of [Claims] and [Best Mode for Carrying Out the Invention]. However, these numbers and symbols should not be used for the interpretation of the technical scope of the invention described in [Claims].
本発明の観点では、半導体装置モジュールは、配線基板(11)と、前記配線基板(11)上に設けられ、信号を出力する回路(31)と、前記配線基板(11)上に設けられ、前記信号にスタブレスに接続された複数の積層半導体装置(10)とを具備する。前記複数の積層半導体装置(10)の各々は、積層された複数の半導体チップ(14)を具備し、前記複数の積層半導体装置のうち前記信号が最初に供給されるものとしての先頭積層半導体装置(DRAM1)の前記複数の半導体チップのうち前記配線基板(11)から最も遠いものとしての最上位半導体チップのための前記信号の伝送経路にダンピングインピーダンス回路(27,102,102’,130)が設けられている。
また、本発明の他の観点では、半導体装置モジュールは、配線基板(11)と、前記配線基板(11)上に設けられ、前記配線基板の外部から供給される信号にスタブレスに接続された複数の積層半導体装置(10)とを具備する。前記複数の積層半導体装置(10)の各々は、積層された複数の半導体チップ(14)を具備し、前記複数の積層半導体装置(10)のうち前記信号が最初に供給されるものとしての先頭積層半導体装置の前記複数の半導体チップのうち前記配線基板から最も遠いものとしての最上位半導体チップのための前記信号の伝送経路にダンピングインピーダンス回路(27,102,102’,130)が設けられている
ここで、前記複数の積層半導体装置(10)の各々は、積層半導体メモリであり、前記複数の半導体チップはメモリチップであってもよい。
また、前記ダンピングインピーダンス回路(27,102,102’,130)は抵抗回路であってもよいし、キャパシタ回路であってもよい。
また、前記抵抗回路(27,102,102’)は、前記配線基板(11)上に設けられていてもよいし、前記先頭積層半導体装置(10)内に設けられていてもよい。更に、前記抵抗回路(27,102,102’)は、前記先頭積層半導体装置(10)の前記最上位半導体チップ(14−2)内に設けられていてもよい。
この場合、前記抵抗回路(27,102,102’)は、高電位側電源と低電位側電源との間に直列に接続された第1抵抗(105)と第2抵抗(106)とを備え、前記第1抵抗(105)と前記第2抵抗(106)の接続ノードに前記信号の前記伝送経路が接続されていてもよい。
また、前記抵抗回路(27,102,102’)は、高電位側電源に接続された第1と第2のスイッチ(104,109)と、低電位側電源に接続された第3と第4のスイッチ(107,112)と、前記第1と第3のスイッチ(104,107)の間に直列に接続された第1抵抗(105)と第2抵抗(106)と、前記第2と第4のスイッチ(109,112)の間に直列に接続された第3抵抗(110)と第4抵抗(111)とを具備してもよい。前記第1抵抗(105)と前記第2抵抗(106)の接続ノードと前記第3抵抗(110)と前記第4抵抗(111)の接続ノードとに前記信号の前記伝送経路が接続されており、第1制御信号に応答して前記第1と第3のスイッチ(104,107)はオンし、第2制御信号に応答して前記第2と第4のスイッチ(109,112)はオンすることが好ましい。
また、前記ダンピングインピーダンス回路は、キャパシタである前記信号の前記伝送経路と低電位側電源の間に接続されたキャパシタ(130)を具備してもよい。この場合、前記キャパシタ(130)は、前記先頭積層半導体装置(DRAM1)の前記最上位半導体チップ(14−2)内に設けられていることが好ましい。
In an aspect of the present invention, the semiconductor device module is provided on the wiring board (11), the wiring board (11), a circuit (31) for outputting a signal, and the wiring board (11). A plurality of stacked semiconductor devices (10) connected to the signal in a stubless manner. Each of the plurality of stacked semiconductor devices (10) includes a plurality of stacked semiconductor chips (14), and the first stacked semiconductor device in which the signal is first supplied among the plurality of stacked semiconductor devices. A damping impedance circuit (27, 102, 102 ′, 130) is provided in the signal transmission path for the uppermost semiconductor chip as the one farthest from the wiring board (11) among the plurality of semiconductor chips of (DRAM1). Is provided.
In another aspect of the present invention, a semiconductor device module is provided on a wiring board (11) and a plurality of signals provided on the wiring board (11) and connected in a stubless manner to signals supplied from outside the wiring board. The laminated semiconductor device (10). Each of the plurality of stacked semiconductor devices (10) includes a plurality of stacked semiconductor chips (14), and the first of the plurality of stacked semiconductor devices (10) to which the signal is first supplied. A damping impedance circuit (27, 102, 102 ′, 130) is provided in the signal transmission path for the uppermost semiconductor chip as the one farthest from the wiring board among the plurality of semiconductor chips of the stacked semiconductor device. Here, each of the plurality of stacked semiconductor devices (10) may be a stacked semiconductor memory, and the plurality of semiconductor chips may be memory chips.
The damping impedance circuit (27, 102, 102 ′, 130) may be a resistance circuit or a capacitor circuit.
Further, the resistance circuit (27, 102, 102 ′) may be provided on the wiring board (11) or may be provided in the top stacked semiconductor device (10). Further, the resistance circuit (27, 102, 102 ′) may be provided in the uppermost semiconductor chip (14-2) of the top stacked semiconductor device (10).
In this case, the resistance circuit (27, 102, 102 ′) includes a first resistor (105) and a second resistor (106) connected in series between the high potential side power source and the low potential side power source. The transmission path of the signal may be connected to a connection node between the first resistor (105) and the second resistor (106).
The resistor circuit (27, 102, 102 ') includes first and second switches (104, 109) connected to a high potential side power source, and third and fourth switches connected to a low potential side power source. Switch (107, 112), a first resistor (105) and a second resistor (106) connected in series between the first and third switches (104, 107), and the second and second switches A third resistor (110) and a fourth resistor (111) connected in series between the four switches (109, 112) may be provided. The signal transmission path is connected to a connection node of the first resistor (105) and the second resistor (106) and a connection node of the third resistor (110) and the fourth resistor (111). The first and third switches (104, 107) are turned on in response to the first control signal, and the second and fourth switches (109, 112) are turned on in response to the second control signal. It is preferable.
The damping impedance circuit may include a capacitor (130) connected between the transmission path of the signal, which is a capacitor, and a low-potential side power source. In this case, it is preferable that the capacitor (130) is provided in the uppermost semiconductor chip (14-2) of the top stacked semiconductor device (DRAM1).
本発明の他の観点では、積層型半導体装置は、配線基板(12−1,13,12)と、前記配線基板(12−1,13,12)上に積層される複数の半導体チップ(14−1,14−2)と、前記複数の半導体チップ(14−1,14−2)のうち最上位に配置された最上位半導体チップ(14−2)で使用される信号の伝送経路に設けられたダンピングインピーダンス回路(27,102,102’,130)と、前記配線基板(12−1,13,12)の下面に設けられた複数のボール状接続端子(16)とを備えている。前記信号は、前記複数のボール状接続端子のうちの1つとしての特定ボール状接続端子(16)を介して前記複数の半導体チップ(14−1,14−2)の各々に接続される。
ここで、前記ダンピングインピーダンス回路(27,102,102’,130)は、抵抗回路(27,102,102’)であってもよく、キャパシタ回路(130)であってもよい。
また、前記複数の半導体チップ(14)のうち最下位に配置される最下位半導体チップ(14−1)は、前記配線基板(12−1,13,12)に実装され、前記信号は、前記最下位半導体チップ以外の前記複数の半導体チップに接続用端子(17)により順番に電気的に接続され、前記抵抗回路(27)は、前記配線基板の前記複数の半導体チップと反対側に設けられていてもよい。
また、前記信号を前記最下位半導体チップに接続する第1配線は、前記抵抗回路(27)に接続されること無く前記特定ボール状接続端子(16)に接続され、前記信号を前記最上位半導体チップ(14−2)に接続する第2配線は、前記抵抗回路(27)を介して前記特定ボール状接続端子(16)に接続されていてもよい。この場合、前記抵抗回路(27)を前記特定ボール状接続端子(16)に接続する第3配線を更に具備してもよい。
前記信号を前記最下位半導体チップ(14−1)に接続する第1配線は、前記抵抗回路(27)を介して前記特定ボール状接続端子(16)に接続され、前記信号を前記最上位半導体チップ(14−2)に接続する第2配線は、前記抵抗回路(27)を介して前記特定ボール状接続端子(16)に接続されてもよい。この場合、前記抵抗回路(27)を前記特定ボール状接続端子(16)に接続する第3配線を更に具備してもよい。
また、前記抵抗回路(102,102’)は、前記最上位半導体チップ(14−2)内に設けられていてもよい。この場合、前記抵抗回路(102,102’)は、高電位側電源と低電位側電源との間に直列に接続された第1抵抗(105)と第2抵抗(106)とを備え、前記第1抵抗(105)と前記第2抵抗(106)の接続ノードに前記信号の前記伝送経路が接続されている。
また、前記抵抗回路(102,102’)は、高電位側電源に接続された第1と第2のスイッチ(104,109)と、低電位側電源に接続された第3と第4のスイッチ(107,112)と、前記第1と第3のスイッチの間に直列に接続された第1抵抗と第2抵抗(105,106)と、前記第2と第4のスイッチの間に直列に接続された第3抵抗と第4抵抗(110,111)とを具備してもよい。前記第1抵抗と前記第2抵抗(105,106)の接続ノードと前記第3抵抗と前記第4抵抗(110,111)の接続ノードとに前記信号の前記伝送経路が接続されており、第1制御信号に応答して前記第1と第3のスイッチ(104,107)はオンし、第2制御信号に応答して前記第2と第4のスイッチ(109,112)はオンする。
また、前記ダンピングインピーダンス回路(27,102,102’,130)は、キャパシタである前記信号の前記伝送経路と低電位側電源の間に接続されたキャパシタ(130)を具備してもよい。この場合、前記キャパシタ(130)は、前記最上位半導体チップ(14−2)内に設けられていてもよい。
In another aspect of the present invention, a stacked semiconductor device includes a wiring board (12-1, 13, 12) and a plurality of semiconductor chips (14) stacked on the wiring board (12-1, 13, 12). -1, 14-2) and a signal transmission path used in the uppermost semiconductor chip (14-2) arranged at the uppermost of the plurality of semiconductor chips (14-1, 14-2). The damping impedance circuit (27, 102, 102 ', 130) and a plurality of ball-shaped connection terminals (16) provided on the lower surface of the wiring board (12-1, 13, 12). The signal is connected to each of the plurality of semiconductor chips (14-1, 14-2) via a specific ball-shaped connection terminal (16) as one of the plurality of ball-shaped connection terminals.
Here, the damping impedance circuit (27, 102, 102 ′, 130) may be a resistance circuit (27, 102, 102 ′) or a capacitor circuit (130).
The lowest semiconductor chip (14-1) arranged at the lowest of the plurality of semiconductor chips (14) is mounted on the wiring board (12-1, 13, 12), and the signal is The plurality of semiconductor chips other than the lowest semiconductor chip are electrically connected in order by connection terminals (17), and the resistance circuit (27) is provided on the opposite side of the wiring substrate from the plurality of semiconductor chips. It may be.
The first wiring for connecting the signal to the lowest-order semiconductor chip is connected to the specific ball-shaped connection terminal (16) without being connected to the resistance circuit (27), and the signal is connected to the highest-order semiconductor chip. The second wiring connected to the chip (14-2) may be connected to the specific ball-shaped connection terminal (16) via the resistance circuit (27). In this case, you may further comprise the 3rd wiring which connects the said resistance circuit (27) to the said specific ball-shaped connection terminal (16).
A first wiring for connecting the signal to the lowest-order semiconductor chip (14-1) is connected to the specific ball-shaped connection terminal (16) via the resistance circuit (27), and the signal is connected to the highest-order semiconductor chip. The second wiring connected to the chip (14-2) may be connected to the specific ball-shaped connection terminal (16) via the resistance circuit (27). In this case, you may further comprise the 3rd wiring which connects the said resistance circuit (27) to the said specific ball-shaped connection terminal (16).
The resistor circuit (102, 102 ′) may be provided in the uppermost semiconductor chip (14-2). In this case, the resistance circuit (102, 102 ′) includes a first resistor (105) and a second resistor (106) connected in series between a high potential side power source and a low potential side power source, The transmission path of the signal is connected to a connection node between the first resistor (105) and the second resistor (106).
The resistance circuit (102, 102 ') includes first and second switches (104, 109) connected to a high potential side power source, and third and fourth switches connected to a low potential side power source. (107, 112), a first resistor and a second resistor (105, 106) connected in series between the first and third switches, and a series between the second and fourth switches. A third resistor and a fourth resistor (110, 111) connected may be provided. The signal transmission path is connected to a connection node of the first resistor and the second resistor (105, 106) and a connection node of the third resistor and the fourth resistor (110, 111); In response to one control signal, the first and third switches (104, 107) are turned on, and in response to a second control signal, the second and fourth switches (109, 112) are turned on.
The damping impedance circuit (27, 102, 102 ′, 130) may include a capacitor (130) connected between the transmission path of the signal, which is a capacitor, and a low potential power source. In this case, the capacitor (130) may be provided in the uppermost semiconductor chip (14-2).
本発明によれば、高速伝送システムにおいて発生しやすい信号反射によるリンギングを低減し、信号波形の劣化が防止される積層型半導体装置および半導体装置モジュールを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a stacked semiconductor device and a semiconductor device module in which ringing due to signal reflection, which is likely to occur in a high-speed transmission system, is reduced and signal waveform deterioration is prevented.
以下に、本発明の半導体装置モジュールとしてのメモリモジュールとそのための積層型半導体装置としての積層メモリについて、添付図面を参照して詳細に説明する。
図3は、本発明の第1実施形態に係る積層メモリの構成を示す断面図である。図3(a)に示されるように、積層メモリでは、BGA(Ball Grid Array)のパッケージ端子16メモリモジュール基板(PCB)11上に積層メモリ(stacked memory)10が搭載されている。こうして、積層メモリ10は、パッケージ端子16を介してメモリモジュール基板11と電気的に接続されている。積層メモリ10では、パッケージ基板12−1上に搭載されたメモリチップ14−1上に、メモリチップ14−2が搭載されたパッケージ基板12−2が設けられている。メモリチップ14−1はパッケージ基板12−1と電気的に接続されており、メモリチップ14−2はパッケージ基板12−2と電気的に接続されている。パッケージ基板12−1と12−2の各々は、絶縁層が上側信号層と下側グランド層で挟まれたメタル2層構造を有している。パッケージ基板12−1と12−2の各々の表面配線については後述する。パッケージ基板12−1と12−2は、それらの端部に設けられた接続ボール17を介して電気的に接続されている。ここでは基板12−1と12−2間の接続は、接続ボール17を介して行われているが、電気的に接続されていれば他の接続方法によるものであってもよい。
Hereinafter, a memory module as a semiconductor device module of the present invention and a stacked memory as a stacked semiconductor device therefor will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the stacked memory according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3A, in the stacked memory, a stacked memory (stacked memory) 10 is mounted on a
図4は、積層メモリ10の下段パッケージ基板12−1の配線の概略を示す図である。図4(a)は、パッケージ基板12−1の上側信号層の配線を示し、図4(b)は、パッケージ基板12−1の下側グランド層の配線を示している。
図4(a)に示されるように、パッケージ基板12−1の信号層は、破線により示される配線領域34とそれ以外の領域とを有している。パッケージ基板12−1の信号層の端部には列状に、パッケージ基板12−2に接続される接続ボール17が配置されている。接続ボール17の一部は配線領域34に含まれている。配線信号領域34には、一筆書き配線(スタブレス(stubless)配線)されることが望ましいコマンド・アドレス信号、クロック信号が配線される。ここで、スタブレス配線とは全くスタブが存在しない配線ではなく、以下に説明する小さいスタブを除いてスタブが存在しない配線である。また、配線信号領域34では、ボール端子16に接続されるビアからメモリチップ14−1のチップパッド18−1まで信号線Aが配線されている。また、抵抗器27(図4(b))に接続されるビア24から接続ボール17まで信号線Bが配線されている。また、スタブレス配線とは限らないデータ信号線36などの信号線が配線領域34外の領域で配線されている。
FIG. 4 is a diagram showing an outline of the wiring of the lower package substrate 12-1 of the stacked
As shown in FIG. 4A, the signal layer of the package substrate 12-1 has a wiring region 34 indicated by a broken line and other regions.
図4(b)に示されるように、パッケージ基板12−1のグランド層では、グランドプレーン38がほぼ全面に広がっている。これにより、信号特性が安定化されている。信号層の配線領域34に対応する開口部35に必要な配線がなされている。グランド層にはボール端子16と抵抗器27が配置されている。ボール端子16はビアにより信号層に接続されるとともに、抵抗器27の一端に至る引き出し線37が接続されている。抵抗器27の他端は、ビア24で信号層に接続されている。
こうして、グランド層のボール端子16は、引出し線37により抵抗器27の一方の端子に接続され、抵抗器27の他方の端子は、ビア24を介してパッケージ基板12−1の信号層の信号線Bに接続されている。信号線Aはボール端子16と下段メモリチップ14のチップパッド(電極)列18の1つのチップパッド18−1を接続している。こうして、メモリモジュール基板11からメモリチップ14に信号が供給される。
As shown in FIG. 4B, in the ground layer of the package substrate 12-1, the ground plane 38 extends almost over the entire surface. Thereby, the signal characteristic is stabilized. Necessary wiring is made in the
Thus, the
図5は、積層メモリ10の上段パッケージ基板12−2の配線の概略を示す図である。図5(a)は、パッケージ基板12−2の上側信号層の配線を示し、図5(b)は、パッケージ基板12−2の下側グランド層の配線を示す。
図5(a)に示されるように、パッケージ基板12−2の信号層は、パッケージ基板12−1の領域34に対応する領域34’と、その他の領域とを有している。パッケージ基板12−2の信号層の領域34’には、接続ボール17に接続されるビアとチップパッド18−2とを接続する信号線Cが配線される。信号線Cはスタブレス配線が望ましいコマンド・アドレス信号やクロック信号のための配線である。また、信号層の領域34’以外の領域にはデータ信号を伝送するデータ信号配線36も配線される。
図5(b)に示されるように、パッケージ基板12−2のグランド層は、接続ボール17周辺とチップパッド18−2周辺との開口部35を除き、ほぼ全面がグランドプレーン38となっている。
FIG. 5 is a diagram showing an outline of the wiring of the upper package substrate 12-2 of the stacked
As shown in FIG. 5A, the signal layer of the package substrate 12-2 has a region 34 ′ corresponding to the region 34 of the package substrate 12-1 and other regions. A signal line C that connects the via connected to the
As shown in FIG. 5B, the ground layer of the package substrate 12-2 is almost entirely the ground plane 38 except for the
上述のように、パッケージ基板12−1のグランド層には抵抗器27が搭載されている。抵抗器27は、20〜50Ω程度の抵抗値をもつチップ抵抗である。抵抗器27は、ボール端子(パッケージ端子)16の付近に配置することができ、しかもパッケージ基板12のサイズを増大させることはない。
As described above, the
メモリモジュール基板11上に配線される信号線22は、BGA構造のボール端子16を介してパッケージ基板12−1に接続される。ボール端子16は、短い信号線Aを介してパッケージ基板12−1に搭載されるメモリチップ14−1のチップパッド18−1に接続される。また、ボール端子16は、パッケージ基板12−2上のメモリチップ14−2にも接続される。まずボール端子16は抵抗器27を介してパッケージ基板12−1の信号層の信号線Bに接続される。信号線Bは、接続ボール17を介してパッケージ基板12−2上の信号線Cに接続される。信号線Cは、メモリチップ14−2のチップパッド18−2に接続される。
A
メモリモジュールの信号配線のトポロジは、図3(b)に示されるようになる。メモリモジュール基板11上の信号線22は、積層メモリ10内で2つに分岐される。一方は長さ3mmの信号線Aを経由してメモリチップ14−1に接続される。他方は抵抗器27に接続される。抵抗器27の他端は、長さ5mmの信号線Bと長さ6mmの信号線Cを経由してメモリチップ14−2に接続される。したがって、この経路では、信号線22は、合計11mmの信号線を介してメモリチップ14−2に接続されている。
The topology of the signal wiring of the memory module is as shown in FIG. The
図6は、積層メモリ10の下段パッケージ基板12−1のボール端子16と、抵抗器27と、信号線Aおよび信号線Bとの接続における配線パターン例を示す図である。パッケージ基板12−1のグランド層にボール端子16と抵抗器27が配置される。信号線Aおよび信号線Bはパッケージ基板12−1の信号層に配線される。したがって、ボール端子16、抵抗器27と、信号線A、Bとはビアにより接続されている。即ち、パッケージ基板12−1のグランド層では、ボール端子16がランド41−2に配置され、信号線22と接続される。ランド41−2にはビア24−2が形成され、ランド41−2はビア24−2を介して信号層の信号線Aに接続されている。信号線Aは、チップパッド18−1に接続されている。また、ランド41−2は、引き出し線37により抵抗器27の一端に接続される。抵抗器27の他端は、ランド41−1に接続されている。ランド41−1は、ビア24−1を介して信号層の信号線Bに接続されている。信号線Bは接続ボール17に接続されている。ここで、ボール端子16は0.45mm径程度のサイズである。抵抗器27は、0603型であれば0.6mmx0.3mmx0.23mm程度のサイズであり、抵抗器と端子ボールの大きさは同程度である。従って、この程度のサイズの抵抗器27が使用されるのであれば、抵抗器の設置によりパッケージ基板サイズを増大させることはない。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a wiring pattern in the connection between the
次にこのような積層メモリ10を一筆書き配線のメモリモジュールに使用した場合について説明する。
Next, a case where such a
図7は、高速伝送メモリモジュールに積層メモリ10が適用された例を示す。メモリモジュールでは、メモリモジュール基板11上に、積層メモリ10のほか、コントローラ31と終端回路32が搭載される。この例では、メモリモジュール基板11上に配置されているコントローラ31から信号が供給されているが、基板11の外部から信号が供給されてもよい。図7に示される例では、積層メモリ10は、メモリモジュール基板11の上側に4個、下側に5個搭載される。コントローラ31に対応するメモリモジュール基板11の下側に、コントローラ31に最も近い積層メモリ10がDRAM1として配置される。終端回路32に近いDRAM5までメモリモジュール基板11の両側にDRAM2、DRAM3、DRAM4が順に配置されている。隣接する積層メモリ10に接続されるビア25間(例えばDRAM2とDRAM3の間)の配線長TL2は14mmである。また、コントローラ31から、DRAM1に接続されるビア25までの配線長TL0は2mmである。各ビア25と積層メモリ10までの配線長TL1は3mmである。DRAM5間のビア25から終端回路32までの配線長TL3は15mmである。これらの配線の特性インピーダンスZoは、65Ωである。終端回路32は25Ωの抵抗器RTであり、終端電圧VTT(0.9V)に接続されている。コントローラ31は、出力抵抗18Ω、出力容量2.0pFの出力回路を有し、立ち上がり/立ち下がり時間(tr/tf)が0.3nsで振幅1.8Vのパルスを400Mビット/秒の速度で送り出すものとする。
FIG. 7 shows an example in which the stacked
図8(a)、(b)は、図7に示される構成を有する高速伝送メモリモジュールにおいて、搭載される積層メモリとして従来の積層メモリが使用される場合のシミュレーション波形を示しす図である。図8(a)は、積層メモリ10の上段メモリチップ14−2における波形、図8(b)は下段メモリチップ14−1における波形を示す図である。DRAM1において特に大きなリンギング(オーバシュート)が見られる。
図9(a)、(b)は、図7に示される構成を有する高速伝送メモリモジュールにおいて、搭載される積層メモリのうちDRAM1のみ本発明による積層メモリ10が搭載され、他の積層メモリには従来の積層メモリが使用される場合のシミュレーション波形を示した図である。図9(a)は、上段メモリチップ14−2における波形、図9(b)は下段メモリチップ14−1における波形を示す図である。DRAM1において大きなリンキングが無くなり、図8(a),(b)に比較し波形が改善されていることがわかる。
図10(a)、(b)は、図7に示される構成を有する高速伝送メモリモジュールにおいて、搭載される全ての積層メモリに本発明による積層メモリ10が使用される場合のシミュレーション波形を示した図である。図10(a)は、積層メモリ10の上段メモリチップ14−2における波形、図10(b)は下段メモリチップ14−1における波形を示す図である。全てのメモリチップ14において波形が改善されていることが判る。
FIGS. 8A and 8B are diagrams showing simulation waveforms when a conventional stacked memory is used as the mounted stacked memory in the high-speed transmission memory module having the configuration shown in FIG. 8A shows a waveform in the upper memory chip 14-2 of the stacked
9A and 9B show a high-speed transmission memory module having the configuration shown in FIG. 7, in which the stacked
FIGS. 10A and 10B show simulation waveforms in the case where the stacked
このように、高速伝送メモリモジュールの積層メモリ10において、コマンド・アドレス信号、クロック信号などに適用されるスタブレストポロジ配線に本発明が用いられた場合、信号線Bに接続されるように設けられた抵抗器27がリンギングを抑え、信号波形の劣化が防止される。即ち、積層メモリへのコマンド・アドレス信号にスタブレストポロジ配線が用いられる場合、パッケージ基板内で上段メモリチップに接続される信号線は長いスタブを形成し、下段メモリチップへの信号線は短いスタブを形成する。本発明によれば、スタブの根元付近に抵抗器が配置され、これがダンピング抵抗として作用し、電流を抑えて信号反射を小さくする。この結果、リンギングが抑制されることができる。特に、コントローラに最も近い積層メモリでは波形の立ち上がりが急峻で大きなリンギングが起きやすいので、ここに抵抗器27が使用されると効果が顕著に現れる。この場合、信号線Bに抵抗器27を設けることにより、信号線Aの長さが増大することはない。
さらに、パッケージ基板内に抵抗を搭載することにより、メモリモジュール基板上に抵抗器を配置する必要がなくなる。これにより、積層型でない標準的な平置きパッケージであるプレーナパッケージ用のメモリモジュールと設計互換性を保つことができる。したがって、メモリモジュール基板11の配線の自由度を損なうことがないというメリットもある。
なお、以上の説明では主にスタブレス配線における効果について説明したが、ポイントトゥポイント配線においても効果があることは言うまでもない。
また、上記の例では、積層半導体装置としての積層メモリについて、2つのチップが存在する例が説明されたが、3つ以上のチップが存在してもよい。その場合、チップ14−1は最下位チップとして、チップ14−2は最上位チップとして考えればよい。最上位チップと最下位チップの間のチップは、必要により、最上位チップと同様にダンピング抵抗(インピーダンス)を設ければよい。これは以下の実施形態においても同様である。
As described above, in the stacked
Further, by mounting the resistor in the package substrate, it is not necessary to arrange a resistor on the memory module substrate. Thereby, the design compatibility with the memory module for the planar package which is a standard flat package which is not a stacked type can be maintained. Therefore, there is an advantage that the degree of freedom of wiring of the
In the above description, the effect in the stubless wiring has been mainly described, but it goes without saying that the effect is also achieved in the point-to-point wiring.
In the above example, an example in which two chips exist for the stacked memory as the stacked semiconductor device has been described. However, three or more chips may exist. In that case, the chip 14-1 may be considered as the lowest chip, and the chip 14-2 may be considered as the highest chip. If necessary, the chip between the uppermost chip and the lowermost chip may be provided with a damping resistor (impedance) in the same manner as the uppermost chip. The same applies to the following embodiments.
図11は、本発明の第2実施形態に係る積層型半導体装置としての積層メモリの構成を示す。図11(a)に示されるように、メモリモジュール基板11上に積層メモリ10が配置されている。尚、第2実施形態において、第1実施形態と同じ参照番号は、第1実施形態と同じ構成要素を示す。以下の実施形態でも同様である。
FIG. 11 shows a configuration of a stacked memory as a stacked semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 11A, the stacked
第2実施形態のメモリモジュールを簡単に説明すると、積層メモリ10は、メモリチップ14−1が搭載されたパッケージ基板12−1の上に、メモリチップ14−2が搭載されたパッケージ基板12−2が、搭載されている。パッケージ基板12−1と12−2は、端部に設けられた接続ボール17を介して電気的に接続されている。下段のパッケージ基板12−1は、BGAのパッケージ端子16を有し、メモリモジュール基板11と電気的に接続されている。ここではパッケージ基板12−1と12−2間の接続は、接続ボール17を介して行われているが、電気的に接続されていれば他の接続方法によるものであってもよい。
The memory module according to the second embodiment will be briefly described. The stacked
パッケージ基板12(12−1,12−2)は、両面に金属配線層を有する構造を有する。であり、信号配線は、グランド層により伝送線構造を有している。パッケージ基板12の下側において、信号配線、開口部以外の部分はグランド層21で覆われ、信号特性が安定化されている。ビア24は、パッケージ基板12の下側信号線と上側信号線を接続している。パッケージ基板12の信号層の信号線は、メモリチップ14のチップパッド(電極)18に接続され、メモリチップ14に信号が供給される。また、パッケージ基板12−1には抵抗器27が搭載されている。この抵抗器27は、20〜50Ω程度の抵抗値をもつチップ抵抗であり、パッケージ基板12−1のメモリチップ14−1と反対側に配置されている。この結果、抵抗器27はボール端子(パッケージ端子)16の付近に配置されることができ、しかもパッケージ基板12のサイズを増大させることはない。
The package substrate 12 (12-1, 12-2) has a structure having metal wiring layers on both sides. The signal wiring has a transmission line structure with a ground layer. On the lower side of the
メモリモジュール基板11上の信号線22は、BGA構造のパッケージ端子であるボール端子16を介してパッケージ基板12−1の下側信号線に接続される。その下側信号は、抵抗器27の一端に接続されている。抵抗器27の他端は、ビア24を含むランドに配置されている。こうして、抵抗器27の他端は、ビア24を介してパッケージ基板12−1の上側信号線Aと信号線Bに接続されている。信号線Aは、メモリチップ14−1のチップパッド18−1に接続されている。信号線Bは、接続ボール17を介して上段のパッケージ基板12−2のランドに接続され、そのランドに接続されるビアを介して上段のパッケージ基板12−2の信号層の信号線Cに接続されている。信号線Cは、ビアからメモリチップ14−2のチップパッド18−2に接続されている。
The
第2実施形態のメモリモジュールにおける信号配線のトポロジは、図11(b)に示されるようになる。信号線22は、積層メモリ10の抵抗器27に接続される。抵抗器27は、20Ω程度の抵抗値を有するチップ抵抗である。抵抗器27の他端において、信号線は2本に分岐する。一方は、長さ6mmの信号線Aを経由してメモリチップ14−1に接続されている。他方は、長さ5mmの信号線Bと長さ6mmの信号線Cを経由してメモリチップ14−2に接続されている。したがって、この経路は、合計11mmの信号線を介してメモリチップ14−2に接続されている。このように配線により、抵抗器27が信号線Bと信号線Cによる長いスタブと、信号線Aによる短いスタブとの両方に効果が得られる。
The topology of the signal wiring in the memory module of the second embodiment is as shown in FIG. The
図12は、積層メモリ10の下段パッケージ基板12−1のボール端子16と、抵抗器27と、信号線Aおよび信号線Bとの接続における配線パターンの例を示す図である。パッケージ基板12−1のグランド層にボール端子16と抵抗器27が配置される。信号線Aと信号線Bは信号層に配線される。したがって、ボール端子16、抵抗器27と、信号線A、Bとはビアにより接続されることになる。グランド層では、ボール端子16がランド41−2に配置され、信号線22と接続される。引き出し線37は、ランド41−2から抵抗器27の一端が配置されるランドまで配線される。ランド41−1は、抵抗器27の他端の位置に配置される。ランド41−1は、その領域内にビア24を備え、ビア24を介して信号層の信号線Aおよび信号線Bに接続される。信号線Aは、信号層においてチップパッド18−1まで配線される。信号線Bは、信号層において上段のパッケージ基板12−2に接続させるための接続ボール17まで配線される。抵抗器27は、第1実施形態と同様に、0603型チップ抵抗が用いられる。そのため、抵抗器と端子ボールの大きさは同程度であり、抵抗器の設置によりパッケージ基板サイズを増大させることはない。
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a wiring pattern in connection between the
図13(a),(b)、図14(a),(b)は、第1実施形態と同様に、図7に示されるように積層メモリをメモリモジュールに適用した場合の上段のメモリチップ14−2と下段のメモリチップ14−1のシミュレーション波形を示す図である。図13(a),(b)は、コントローラに最も近いDRAM1のみ本発明による積層メモリ10を搭載し、他の積層メモリに従来の積層メモリを搭載した場合のシミュレーション波形を示す図である。DRAM1において大きなリンキングが無くなり、図8(a),(b)に比較し波形が改善されていることがわかる。
図14(a),(b)は、全ての積層メモリ10に本発明による積層メモリ10が適用される場合のシミュレーション波形を示した図である。図14(a)は、積層メモリ10の上段メモリチップ14−2における波形、図14(b)は下段メモリチップ14−1における波形を示す図である。全てのメモリチップ14において波形が改善されていることが判る。
FIGS. 13A, 13B, 14A, and 14B show the upper memory chip when the stacked memory is applied to the memory module as shown in FIG. 7, as in the first embodiment. It is a figure which shows the simulation waveform of 14-2 and lower memory chip 14-1. FIGS. 13A and 13B are diagrams showing simulation waveforms when the stacked
14A and 14B are diagrams showing simulation waveforms when the stacked
このように、高速伝送メモリモジュールの積層メモリ10のコマンド・アドレス信号、クロック信号などに本発明のスタブレストポロジ配線が用いられる場合、抵抗器27によりリンギングが抑制され、信号波形の劣化が防止されている。即ち、積層メモリのコマンド・アドレス信号にスタブレストポロジ配線が用いられる場合、パッケージ基板内で上段メモリチップに接続される信号線が長いスタブが形成され、下段メモリチップへの信号配線は短いスタブが形成される。本発明によれば、このスタブの根元付近に抵抗器が配置され、これがダンピング抵抗として作用し、電流を抑えて信号反射を小さくする。この結果、リンギングが抑制されることができる。特に、コントローラに最も近い積層メモリでは波形の立ち上がりが急峻で大きなリンギングが起きやすいので、ここに使用すると効果が顕著に現れる。
また、パッケージ基板内に抵抗を搭載することにより、メモリモジュール基板11上に抵抗器を配置する必要がない。そのため、積層型でない標準的な平置きパッケージであるプレーナパッケージ用のメモリモジュールと設計互換性を保つことができる。したがって、モジュール基板上の配線の自由度を損なうことがないというメリットもある。
なお、以上の説明では主にスタブレス配線における効果について説明したが、ポイントトゥポイント配線においても効果があることは言うまでもない。
Thus, when the stubless topology wiring of the present invention is used for the command / address signal, clock signal, etc. of the stacked
Moreover, it is not necessary to arrange a resistor on the
In the above description, the effect in the stubless wiring has been mainly described, but it goes without saying that the effect is also achieved in the point-to-point wiring.
図15は、本発明の第3実施形態に係る積層型半導体装置としてのメモリモジュールの構成を示す。図15(a)に示されるように、メモリモジュール基板11上に積層メモリ10が配置され、積層メモリ10内の配線とメモリモジュール基板11上の信号線22とは、ボール端子16により接続される。ボール端子16は、BGAを構成する。
FIG. 15 shows a configuration of a memory module as a stacked semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 15A, the stacked
積層メモリ10は、メモリチップ14−1が搭載されたパッケージ基板12−1の上に、メモリチップ14−2が搭載されたパッケージ基板12−2が、搭載されている。パッケージ基板12−1と12−2は端部に並べられた接続ボール17を介して接続されている。下段のパッケージ基板12−1は、BGAのパッケージ端子16を有し、メモリモジュール基板11の信号線と接続されている。ここではパッケージ基板12−1と12−2間の接続は、接続ボール17を介して行われているが、電気的に接続されていれば他の接続方法によるものであってもよい。
In the stacked
パッケージ基板12の下側において、信号配線、開口部以外の部分はグランド層21で覆われ、信号特性が安定化されている。パッケージ基板12(12−1,12−2)の下側と上側の信号線はビア24により接続されている。パッケージ基板12の信号層の信号線は、メモリチップ14のチップパッド18に接続され、メモリチップ14に信号が供給される。また、パッケージ基板12−1の下側には抵抗器27が搭載される。この抵抗器27は、20〜50Ω程度の抵抗値をもつチップ抵抗であり、パッケージ基板12−1のメモリチップ14−1と反対側の面に配置される。このようにするとボール端子(パッケージ端子)16の付近に配置することができ、しかもパッケージ基板12のサイズを増大させることはない。
On the lower side of the
メモリモジュール基板11上の信号線22は、BGA構造のパッケージ端子であるボール端子16を介してパッケージ基板12−1の下側の信号線に接続される。ボール端子16は、パッケージ基板12−1のグランド層21−1の信号線Bにより抵抗器27の一端に接続される。また、ボール端子16の近傍にあるビアによりパッケージ基板12−1の上側の信号線Aに接続される。信号線Aはメモリチップ14−1のチップパッド18−1に接続されている。抵抗器27の他端は、ビア24を含むランドに接続されている。抵抗器27の他端は、ビア24を介してパッケージ基板12−1の上側の接続ボール17に接続される。パッケージ基板12−2の信号層の信号線Cは、ビアを介して接続ボール17に接続され、またメモリチップ14−2のチップパッド18−2に接続されている。本実施形態では、抵抗器27が接続ボール17の配置位置に重なるように配置されている。従って、抵抗器のために余分に領域を必要としない。
The
第3実施形態の積層メモリの信号配線のトポロジは、図15(b)に示されるようになる。メモリモジュール基板11上の信号線22は、積層メモリ10に接続され、2本に分岐する。一方は長さ3mmの信号線Aによりメモリチップ14−1に接続される。他方は長さ5mmの信号線Bにより抵抗器27に接続される。抵抗器27は、20Ω程度の抵抗値を有するチップ抵抗である。抵抗器27の他端は、長さ6mmの信号線Cを経由してメモリチップ14−2に接続される。
このように、抵抗器27は、下段パッケージ基板12−1の接続ボール17と反対側に設置される。これによりメモリチップ14が小型化した場合にもパッケージ基板12上に占有面積をとらずに抵抗器27を設置することができ、積層メモリ10の小型化が実現できる。
The topology of the signal wiring of the stacked memory according to the third embodiment is as shown in FIG. The
Thus, the
図16は、本発明の第4実施形態に係る積層型半導体装置の構成を示す。図16(a)に示されるように、メモリモジュール基板11上に積層メモリ10が配置され、積層メモリ10内の配線とメモリモジュール基板11上の外部配線22とは、ボール端子16により接続される。ボール端子16は、BGAを構成する。
FIG. 16 shows the configuration of the stacked semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 16A, the stacked
積層メモリ10では、メモリチップ14−1が搭載されたパッケージ基板12−1の上に、メモリチップ14−2が搭載されたパッケージ基板12−2が載置される。パッケージ基板12−1と12−2は、その端部に並べられた接続ボール17を介して接続されている。下段のパッケージ基板12−1は、BGAのパッケージ端子16を有し、それを介してメモリモジュール基板11と接続されている。ここではパッケージ基板12−1と12−2間の接続は、接続ボール17を介して行われているが、電気的に接続されていれば他の接続方法が採用されてもよい。
In the stacked
パッケージ基板12の下側において、信号配線、開口部以外の部分はグランド層21で覆われ、信号特性が安定化されている。ビア24はパッケージ基板12の下側と上側の信号線を接続している。パッケージ基板12の信号層の信号線は、メモリチップ14のチップパッド18に接続され、メモリチップ14に信号が供給される。また、パッケージ基板12−1には抵抗器27が搭載される。この抵抗器27は、20〜50Ω程度の抵抗値をもつチップ抵抗であり、パッケージ基板12−1のメモリチップ14−1と反対側の面に配置される。この場合、抵抗器27は、ボール端子16の付近に配置することができ、しかもパッケージ基板12のサイズを増大させることはない。
On the lower side of the
メモリモジュール基板11上の信号線22は、BGA構造のパッケージ端子であるボール端子16を介してパッケージ基板12−1のグランド層の信号線Bに接続される。その信号線Bは抵抗器27の一端に接続されている。抵抗器27の他端は、ビア24を介してパッケージ基板12−1の上側の接続ボール17に接続される。そのビア24には、パッケージ基板12−1の上側の信号層の信号線Aが接続されている。信号線Aは、メモリチップ14−1のチップパッド18−1まで配線される。このとき、パッケージ基板12−1の接続ボール17と反対側に抵抗器27が配置される。このようにすると、抵抗器27の配置位置が接続ボール17の配置位置に重なり、余分に領域を必要としない。パッケージ基板12−2のグランド層の信号線Cは、ビアを介して接続ボール17に接続され、またモリチップ14−2のチップパッド18−2に接続されている。
The
信号配線のトポロジは、図16(b)に示されるようになる。信号線22は、積層メモリ10の信号線Bに接続される。長さ2mmの信号線Bは、信号線22から抵抗器27の一端まで延びている。抵抗器27の他端から信号線は2つに分岐する。一方は、長さ6mmの信号線Aを経由し、メモリチップ14−1に接続される。他方は、長さ6mmの信号線Cによりメモリチップ14−2に接続される。
The topology of the signal wiring is as shown in FIG. The
このように、抵抗器27が下段パッケージ基板12−1の接続ボール17の反対側に設置される。これによりメモリチップ14が小型化した場合にもパッケージ基板12上に占有面積をとらずに抵抗器27を設置することができ、積層メモリ10の小型化が実現できる。
Thus, the
図17は、本発明の第5実施形態に係る積層型半導体装置としてのメモリモジュールの構成を示す。図17(a)に示されるように、第5実施形態では、メモリモジュールは、フレキシブルテープ基板を用いる積層メモリを使用する。メモリモジュール基板11上に積層メモリ10が配置され、積層メモリ10内の配線とメモリモジュール基板11上の信号線22とは、ボール端子16により接続される。ボール端子16は、BGAを構成する。
FIG. 17 shows a configuration of a memory module as a stacked semiconductor device according to the fifth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 17A, in the fifth embodiment, the memory module uses a stacked memory using a flexible tape substrate. The stacked
積層メモリ10内のメモリチップ14−1とメモリチップ14−2とは、フレキシブルテープ基板13に搭載され、互いに接続されている。フレキシブルテープ基板13には印刷抵抗50が配置され、信号線が接続される。フレキシブルテープ基板13は、可撓であり、1枚のフレキシブルテープ基板13を湾曲させることによりメモリチップ14−1とメモリチップ14−2とが搭載される。したがって、ボール端子16から上段のメモリチップ14−2のチップパッド18−2まで連続したテープで接続される。このため、上記実施形態と異なり、接続ボール17は不要となる。
The memory chip 14-1 and the memory chip 14-2 in the stacked
印刷抵抗50は、図17(c)に示されるように、金属酸化物などの抵抗体51に、樹脂やガラスなどのバインダを混ぜてペースト状にしたものが配線パターン53及び電極52とともに基板54に印刷され、乾燥または焼成により形成される。この印刷抵抗50は、基板表面に形成されているが、多層基板の内層に形成されてもよい。
As shown in FIG. 17 (c), the printed
第5実施形態のメモリモジュールの信号配線のトポロジは図17(b)に示されるように、第1実施形態で説明した図3(b)と同様になる。つまり、信号線22は、積層メモリ10のフレキシブルテープ基板13内で2つに分岐している。一方は長さ3mmの信号線Aを経由してメモリチップ14−1に接続される。他方は印刷抵抗50に接続される。印刷抵抗50の他端は、長さ11mmの信号線Bに接続され、信号線Bを介してメモリチップ14−2に接続される。したがって、信号線Bに設置された印刷抵抗50がリンギングを抑え、信号波形の劣化が防止されることになる。
The topology of the signal wiring of the memory module of the fifth embodiment is the same as that of FIG. 3B described in the first embodiment as shown in FIG. That is, the
図18は、本発明の第6実施形態に係る積層型半導体装置としてのメモリモジュールの構成を示す。図18(a)に示されるように、第6実施形態のメモリモジュールでは、メモリモジュール基板11の上に積層メモリ10が搭載される。積層メモリ10では、パッケージ基板12の上にメモリチップ14−1が第1実施形態と同様に搭載される。メモリチップ14−2は、メモリチップ14−1とは背中合わせにメモリチップ14−1の上に載置されている。積層メモリ10内の配線とメモリモジュール基板11上の信号線22とは、ボール端子16により接続される。ボール端子16は、BGAを構成する。パッケージ基板12のグランド層の信号線Aは、ボール端子16を介して信号線22に接続され、またメモリチップ14−1のチップパッド18−1に接続されている。また、信号線22は、ボール端子16を介して、パッケージ基板12−1の下側に搭載された抵抗器27の一端に接続されている。抵抗器27の他端は、ビアを介して、パッケージ基板12の上側の信号層に形成された信号線Bに接続されている。信号線Bに接続されるボンディング用ランド28からボンディングワイヤが信号線Cとしてメモリチップ14−2のチップパッド18−2に接続されている。したがって、図3における接続ボール17や上段のパッケージ基板12−2は必要なく、構造が簡略化される。
FIG. 18 shows a configuration of a memory module as a stacked semiconductor device according to the sixth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 18A, in the memory module of the sixth embodiment, the stacked
この場合の信号配線のトポロジは図18(b)に示されるように、第1実施形態で説明した図3(b)と同様になる。つまり、信号線22は、積層メモリ10内で2つに分岐している。一方は信号線Aを経由してメモリチップ14−1のチップパッド18−1に接続される。他方は抵抗器27に接続される。抵抗器27の他端は、信号線Bに接続され、信号線Bの端にあるボンディング用ランド28からボンディングワイヤ(信号線C)を介してメモリチップ14−2のチップパッド18−2に接続される。したがって、信号線Bに設置された抵抗器27がリンギングを抑え、信号波形の劣化が防止されることになる。
The topology of the signal wiring in this case is the same as FIG. 3B described in the first embodiment, as shown in FIG. That is, the
図19に本発明の第7実施形態に係る積層型半導体装置としてのメモリモジュールの構成を示す。図19(a)に示されるように、第7実施形態のメモリモジュールでは、メモリモジュール基板11の上に積層メモリ10が搭載されている。積層メモリ10では、パッケージ基板12の表裏両面にメモリチップ14が配置されている。パッケージ基板12の上側にメモリチップ14−2と抵抗器27が配置され、下側にメモリチップ14−1とボール端子16が配置される。ボール端子16は、パッケージ基板12の左右両側に並び、メモリモジュール基板11上の信号線22と接続される。ボール端子16と抵抗器27は、パッケージ基板12を挟んで対向するように配置されている。抵抗器27の一端は、直下のビアを介してボール端子16に接続され、抵抗器27の他端は、信号配線Dを介してメモリチップ14−2のチップパッド18−2に接続されている。メモリチップ14−1にチップパッド18−1とメモリチップ14−2のチップパッド18−2はパッケージ基板12側に配置されている。メモリチップ14−1のチップパッド18−1は、メモリチップ14−2の対応するチップパッド18−2にパッケージ基板12のビアを介して電気的に接続されている。メモリモジュール基板11上の信号線22は、パッケージ基板12の左右両側に配置されるボール端子16に接続されている。ボール端子16は、そのランド内にあるビア24を介してパッケージ基板12の反対側の抵抗器27の一端に接続される。
FIG. 19 shows a configuration of a memory module as a stacked semiconductor device according to the seventh embodiment of the present invention. As shown in FIG. 19A, in the memory module of the seventh embodiment, the stacked
第7実施形態によるメモリモジュールの信号配線のトポロジは、図19(b)に示されるようになる。信号線22は、ボール端子16を介して積層メモリ10の抵抗器27に接続される。抵抗器27の他端は、外部配線22に対して長いスタブとなる信号配線Dに接続される。信号配線Dの他端にメモリチップ14−1とメモリチップ14−2とが並列に接続される。このように配線すると、外部配線22と、外部配線に対してスタブとなる信号配線Dとの間に抵抗器27が入ることになり、リンギングが抑制されるため、信号波形の劣化が防止されることになる。
The topology of the signal wiring of the memory module according to the seventh embodiment is as shown in FIG. The
図20は、本発明の第8実施形態による積層半導体装置としてのメモリモジュールの断面構造を示す図である。第8実施形態のメモリモジュールの構造は、第1実施形態のメモリモジュールと似ている。異なる点は、パッケージ基板12−1に抵抗器27を搭載する変わりに、終端抵抗が形成されたメモリチップが上段メモリチップとして使用されている点である。第8実施形態のメモリモジュールの他の構成要素は、第1実施形態のメモリモジュールのそれらと同様である。
メモリモジュール基板11上に配線される信号線22は、BGA構造のボール端子16とビア24を介してパッケージ基板12−1の信号層の信号線Aと信号線Bに接続されている。短い信号線Aは、メモリチップ14−1のチップパッド18−1に接続されている。また、信号線Bは、接続ボール17を介してパッケージ基板12−2の信号層の信号線Cに接続される。信号線Cは、メモリチップ14−2のチップパッド18−2に接続される。
FIG. 20 is a diagram showing a cross-sectional structure of a memory module as a stacked semiconductor device according to the eighth embodiment of the invention. The structure of the memory module of the eighth embodiment is similar to that of the memory module of the first embodiment. The difference is that instead of mounting the
The
第8実施形態のメモリモジュールの信号配線のトポロジは、図20(b)に示されるようになる。メモリモジュール基板11上の信号線22は、積層メモリ10内で2つに信号線Aと信号線Bに分岐される。信号線Aは長さ3mmであり、メモリチップ14−1に接続されている。長さ5mmの信号線Bは、長さ6mmの信号線Cを経由してメモリチップ14−2に接続される。したがって、この経路では、信号線22は、合計11mmの信号線を介してメモリチップ14−2に接続されている。
メモリチップ14−2の内部に形成された終端抵抗回路102では、抵抗105と106が高電位側電源と低電位側電源の間に直列に接続されている。抵抗105と106の抵抗値は、等しくてもよいし、異なっていてもよい。抵抗105と106の接続ノードは、信号線Cに接続されている。こうしてテブナン終端回路が形成されている。この例では、終端抵抗回路102はメモリチップ14−2内に形成されているが、図22に示される積層メモリように、メモリチップ14−2の外部に、例えば、パッケージ基板12−2の上に形成されてもよい。また、図7に示されるメモリモジュールの場合には、全ての積層メモリ10に終端抵抗回路102を設けてもよいが、先頭の積層メモリ10としてのDRAM1に終端抵抗回路102を設ければ十分である。
The topology of the signal wiring of the memory module according to the eighth embodiment is as shown in FIG. The
In the
図21は、メモリチップ14−2内の上記終端抵抗回路102の変形例としての終端抵抗回路102’を示している。図21を参照して、終端抵抗回路102’は、信号線Cに接続される入力端子103、制御端子113,114とを有し、P型MOSトランジスタ104、109、N型MOSトランジスタ107、112、抵抗105,106,110,111、インバータ回路108,115とを備えている。抵抗105と106は、例えば200Ωであり、抵抗110,111は、例えば100Ωである。このように、抵抗105と106の抵抗値と抵抗110,111の抵抗値は異なっている。P型MOSトランジスタ104と109は高電位側電源に接続されている。また、N型MOSトランジスタ107と112は低電位側電源に接続されている。抵抗105と106は、P型MOSトランジスタ104とN型MOSトランジスタ107の間に直列に接続され、抵抗110と111は、P型MOSトランジスタ109とN型MOSトランジスタ112の間に直列に接続されている。抵抗105と106の接続ノードと、抵抗110と111の接続ノードは、入力端子103に接続されている。制御端子113は、直接N型MOSトランジスタ107のゲートに接続され、インバータ回路108を介してP型MOSトランジスタ104のゲートに接続されている。また、制御端子114は、直接N型MOSトランジスタ1012ゲートに接続され、インバータ回路115を介してP型MOSトランジスタ109のゲートに接続されている。
FIG. 21 shows a termination resistor circuit 102 'as a modification of the
これにより、制御端子113が高電位になるとN型MOSトランジスタ107及びP型MOSトランジスタ104がオン状態となり、抵抗105、106は入力端子103に対して第1テブナン終端回路を形成する。また、制御端子114,抵抗111,112、P型MOSトランジスタ109、N型MOSトランジスタ112、インバータ回路113も上記と同様に構成されており、制御端子114が高電位になるとN型MOSトランジスタ112とP型MOSトランジスタ109がオン状態となり、抵抗110,111は入力端子111に対して第2テブナン終端回路を形成する。ここで第1テブナン終端回路と第2テブナン終端回路は入力端子103に対して並列に接続されている。終端回路102’は、制御端子113,114への制御電圧の与え方で第1および第2の終端回路のオン/オフを制御でき、入力端子103に対する終端抵抗値を変更することができる。即ち、第1および第2の終端回路の一方をオンする状態と、第1および第2の終端回路の両方をオンする状態と3とおりのオン状態が存在する。これにより、使用される線路のインピーダンスに合わせて最適な抵抗値を選択することができる。
これによりパッケージ基板12に抵抗を搭載しなくとも上段メモリチップ14−2の終端抵抗回路102,102’の抵抗が配線B+Cでの信号反射を緩和するので信号波形のリンギングを防止できる。尚、上記と同様に、図7に示されるメモリモジュールの場合には、全ての積層メモリ10に終端抵抗回路102を設けてもよいが、先頭の積層メモリ10としてのDRAM1に終端抵抗回路102を設ければ十分である。
Thereby, when the
As a result, even if no resistor is mounted on the
図23は、本発明の第9実施形態によるメモリモジュールの構成を示す図である。第9実施形態のメモリモジュールは、図7に示されるメモリモジュールと同様の構成を有する。異なる点は、パッケージ基板12−1に抵抗器27を搭載する代わりにメモリコントローラ31と終端抵抗32の間に敷設されたスタブレス配線から、各積層メモリ10としてのDRAMに接続するための分岐配線中に抵抗120が挿入されている点にある。この抵抗は上記分岐配線を介してパッケージ内の配線B+Cにつながっている。このため、上記抵抗は上記分岐配線及び配線B+Cでの信号反射に対してダンピング抵抗として作用し、信号波形のリンギングを防止できる。尚、抵抗120は全ての積層メモリ10に設けてもよいが、先頭の積層メモリ10としてのDRAM1に設ければ十分である。
FIG. 23 is a diagram showing a configuration of a memory module according to the ninth embodiment of the present invention. The memory module of the ninth embodiment has the same configuration as the memory module shown in FIG. The difference is that instead of mounting the
図24は、本発明の第10実施形態によるメモリモジュールの構成を示す図である。第10実施形態は、第8実施形態のメモリモジュールとは、パッケージ基板12−1に終端抵抗回路102を搭載する変わりに、入力端子にキャパシタ130が形成されたメモリチップが上段メモリチップ14−2として使用されている点で異なる。第10実施形態のメモリモジュールの他の構成要素は、第8実施形態のメモリモジュールのそれらと同様である。
キャパシタ122は2pF程度の容量を有し、配線B+Cでの信号反射に対してダンピングインピーダンスとして作用し、信号波形のリンギングを防止する。尚、キャパシタ130は全ての積層メモリ10に設けてもよいが、先頭の積層メモリ10としてのDRAM1に設ければ十分である。
また、第10実施形態では、キャパシタ130が上段メモリチップ14−2の内部に形成されているが、異なる場所にキャパシタがもうけられてもよい。例えば、図示しないが、上段メモリチップ14−2の外部の入力端にもうけられてよいことは、当業者には明らかであろう。
FIG. 24 is a diagram showing a configuration of a memory module according to the tenth embodiment of the present invention. The tenth embodiment differs from the memory module of the eighth embodiment in that the
The capacitor 122 has a capacitance of about 2 pF, and acts as a damping impedance for signal reflection at the wiring B + C, thereby preventing ringing of the signal waveform. The
In the tenth embodiment, the
以上に説明したように、本発明によれば、ダンピングインピーダンス(抵抗、キャパシタ)を信号の伝送路に設けることにより、反射信号によるリンギングを防止することができる。 As described above, according to the present invention, ringing due to a reflected signal can be prevented by providing a damping impedance (resistor, capacitor) in the signal transmission path.
10 積層メモリ
11 メモリモジュール基板
12、12−1、12−2 パッケージ基板
13 フレキシブルテープ基板
14、14−1、14−2 メモリチップ
16 ボール端子
17 接続用ボール
18、18−1、18−2 チップパッド
21、21−1、21−2 グランド層
22 外部配線
24、24−1、24−2 ビア
25 ビア
27 抵抗器
28 ボンディング用ランド
30 バス配線
31 コントローラ
32 終端回路
34 スタブレス配線信号領域
35 開口部
36 データ信号配線
37 引き出し線
38 グランドプレーン
41、41−1、41−2 ランド
50 印刷抵抗
51 抵抗体
52 電極
53 配線パターン
54 基板
105〜111 抵抗
130 キャパシタ
DESCRIPTION OF
Claims (25)
前記配線基板上に設けられ、信号を出力する回路と、
前記配線基板上に設けられ、前記信号にスタブレスに接続された複数の積層半導体装置と
を具備し、
前記複数の積層半導体装置の各々は、積層された複数の半導体チップを具備し、
前記複数の積層半導体装置のうち前記信号が最初に供給されるものとしての先頭積層半導体装置の前記複数の半導体チップのうち前記配線基板から最も遠いものとしての最上位半導体チップのための前記信号の伝送経路にダンピングインピーダンス回路が設けられている
半導体装置モジュール。 A wiring board;
A circuit that is provided on the wiring board and outputs a signal;
A plurality of stacked semiconductor devices provided on the wiring board and connected to the signal in a stubless manner;
Each of the plurality of stacked semiconductor devices includes a plurality of stacked semiconductor chips,
Of the plurality of stacked semiconductor devices, the signal for the uppermost semiconductor chip as the one farthest from the wiring board among the plurality of semiconductor chips of the first stacked semiconductor device as the one to which the signal is first supplied. A semiconductor device module in which a damping impedance circuit is provided in a transmission path.
前記配線基板上に設けられ、前記配線基板の外部から供給される信号にスタブレスに接続された複数の積層半導体装置と
を具備し、
前記複数の積層半導体装置の各々は、積層された複数の半導体チップを具備し、
前記複数の積層半導体装置のうち前記信号が最初に供給されるものとしての先頭積層半導体装置の前記複数の半導体チップのうち前記配線基板から最も遠いものとしての最上位半導体チップのための前記信号の伝送経路にダンピングインピーダンス回路が設けられている
半導体装置モジュール。 A wiring board;
A plurality of stacked semiconductor devices provided on the wiring board and connected in a stubless manner to signals supplied from the outside of the wiring board;
Each of the plurality of stacked semiconductor devices includes a plurality of stacked semiconductor chips,
Of the plurality of stacked semiconductor devices, the signal for the uppermost semiconductor chip as the one farthest from the wiring board among the plurality of semiconductor chips of the first stacked semiconductor device as the one to which the signal is first supplied. A semiconductor device module in which a damping impedance circuit is provided in a transmission path.
前記複数の積層半導体装置の各々は、積層半導体メモリであり、
前記複数の半導体チップはメモリチップである
半導体装置モジュール。 The semiconductor device module according to claim 1 or 2,
Each of the plurality of stacked semiconductor devices is a stacked semiconductor memory,
The semiconductor device module, wherein the plurality of semiconductor chips are memory chips.
前記ダンピングインピーダンス回路は抵抗回路である
半導体装置モジュール。 The semiconductor device module according to any one of claims 1 to 3,
The semiconductor device module, wherein the damping impedance circuit is a resistance circuit.
前記ダンピングインピーダンス回路はキャパシタ回路である
半導体装置モジュール。 The semiconductor device module according to any one of claims 1 to 3,
The semiconductor device module, wherein the damping impedance circuit is a capacitor circuit.
前記抵抗回路は、前記配線基板上に設けられている
半導体装置モジュール。 The semiconductor device module according to claim 4,
The resistor circuit is a semiconductor device module provided on the wiring board.
前記抵抗回路は、前記先頭積層半導体装置内に設けられている
半導体装置モジュール。 The semiconductor device module according to claim 4,
The resistor circuit is a semiconductor device module provided in the top stacked semiconductor device.
前記抵抗回路は、前記先頭積層半導体装置の前記最上位半導体チップ内に設けられている
半導体装置モジュール。 The semiconductor device module according to claim 4,
The resistance circuit is a semiconductor device module provided in the uppermost semiconductor chip of the top stacked semiconductor device.
前記抵抗回路は、高電位側電源と低電位側電源との間に直列に接続された第1抵抗と第2抵抗とを備え、
前記第1抵抗と前記第2抵抗の接続ノードに前記信号の前記伝送経路が接続されている
半導体装置モジュール。 The semiconductor device module according to claim 7 or 8,
The resistor circuit includes a first resistor and a second resistor connected in series between a high potential side power source and a low potential side power source,
A semiconductor device module, wherein the transmission path of the signal is connected to a connection node between the first resistor and the second resistor.
前記抵抗回路は、
高電位側電源に接続された第1と第2のスイッチと、
低電位側電源に接続された第3と第4のスイッチと、
前記第1と第3のスイッチの間に直列に接続された第1抵抗と第2抵抗と、
前記第2と第4のスイッチの間に直列に接続された第3抵抗と第4抵抗と
を具備し、
前記第1抵抗と前記第2抵抗の接続ノードと前記第3抵抗と前記第4抵抗の接続ノードとに前記信号の前記伝送経路が接続されており、
第1制御信号に応答して前記第1と第3のスイッチはオンし、第2制御信号に応答して前記第2と第4のスイッチはオンする
半導体装置モジュール。 The semiconductor device module according to claim 7 or 8,
The resistor circuit is
First and second switches connected to the high potential side power supply;
Third and fourth switches connected to the low potential side power supply;
A first resistor and a second resistor connected in series between the first and third switches;
A third resistor and a fourth resistor connected in series between the second and fourth switches;
The transmission path of the signal is connected to a connection node of the first resistor and the second resistor and a connection node of the third resistor and the fourth resistor;
A semiconductor device module in which the first and third switches are turned on in response to a first control signal, and the second and fourth switches are turned on in response to a second control signal.
前記ダンピングインピーダンス回路は、キャパシタである前記信号の前記伝送経路と低電位側電源の間に接続されたキャパシタを具備する
半導体装置モジュール。 The semiconductor device module according to claim 5,
The dumping impedance circuit is a semiconductor device module including a capacitor connected between the transmission path of the signal, which is a capacitor, and a low-potential side power source.
前記キャパシタは、前記先頭積層半導体装置の前記最上位半導体チップ内に設けられている
半導体装置モジュール。 The semiconductor device module according to claim 11,
The capacitor is a semiconductor device module provided in the uppermost semiconductor chip of the top stacked semiconductor device.
前記配線基板上に積層される複数の半導体チップと、
前記複数の半導体チップのうち最上位に配置された最上位半導体チップで使用される信号の伝送経路に設けられたダンピングインピーダンス回路と、
前記配線基板の下面に設けられた複数のボール状接続端子と
を備え、
前記信号は、前記複数のボール状接続端子のうちの1つとしての特定ボール状接続端子を介して前記複数の半導体チップの各々に接続される
積層型半導体装置。 A wiring board;
A plurality of semiconductor chips stacked on the wiring board;
A damping impedance circuit provided in a signal transmission path used in the uppermost semiconductor chip arranged at the uppermost of the plurality of semiconductor chips;
A plurality of ball-shaped connection terminals provided on the lower surface of the wiring board;
The signal is connected to each of the plurality of semiconductor chips via a specific ball-shaped connection terminal as one of the plurality of ball-shaped connection terminals.
前記ダンピングインピーダンス回路は、抵抗回路である
積層型半導体装置。 The stacked semiconductor device according to claim 13,
The dumping impedance circuit is a stacked semiconductor device which is a resistance circuit.
前記ダンピングインピーダンス回路は、キャパシタ回路である
積層型半導体装置。 The stacked semiconductor device according to claim 13,
The dumping impedance circuit is a stacked semiconductor device which is a capacitor circuit.
前記複数の半導体チップのうち最下位に配置される最下位半導体チップは、前記配線基板に実装され、
前記信号は、前記最下位半導体チップ以外の前記複数の半導体チップに接続用端子により電気的に接続され、
前記抵抗回路は、前記配線基板の前記複数の半導体チップと反対側に設けられている
積層型半導体装置。 The stacked semiconductor device according to claim 14,
The lowest semiconductor chip arranged at the lowest of the plurality of semiconductor chips is mounted on the wiring board,
The signal is electrically connected to the plurality of semiconductor chips other than the lowest-order semiconductor chip by connection terminals,
The resistor circuit is a stacked semiconductor device provided on the opposite side of the wiring substrate from the plurality of semiconductor chips.
前記信号を前記最下位半導体チップに接続する第1配線は、前記抵抗回路に接続されること無く前記特定ボール状接続端子に接続され、
前記信号を前記最上位半導体チップに接続する第2配線は、前記抵抗回路を介して前記特定ボール状接続端子に接続される
積層型半導体装置。 The stacked semiconductor device according to claim 16, wherein
The first wiring for connecting the signal to the lowest semiconductor chip is connected to the specific ball-shaped connection terminal without being connected to the resistance circuit,
The second wiring for connecting the signal to the uppermost semiconductor chip is a stacked semiconductor device connected to the specific ball-shaped connection terminal via the resistance circuit.
前記抵抗回路を前記特定ボール状接続端子に接続する第3配線を更に具備する
積層型半導体装置。 The stacked semiconductor device according to claim 17,
A stacked semiconductor device further comprising a third wiring for connecting the resistor circuit to the specific ball-shaped connection terminal.
前記信号を前記最下位半導体チップに接続する第1配線は、前記抵抗回路を介して前記特定ボール状接続端子に接続され、
前記信号を前記最上位半導体チップに接続する第2配線は、前記抵抗回路を介して前記特定ボール状接続端子に接続される
積層型半導体装置。 The stacked semiconductor device according to claim 16, wherein
A first wiring for connecting the signal to the lowest-order semiconductor chip is connected to the specific ball-shaped connection terminal via the resistance circuit,
The second wiring for connecting the signal to the uppermost semiconductor chip is a stacked semiconductor device connected to the specific ball-shaped connection terminal via the resistance circuit.
前記抵抗回路を前記特定ボール状接続端子に接続する第3配線を更に具備する
積層型半導体装置。 The stacked semiconductor device according to claim 19, wherein
A stacked semiconductor device further comprising a third wiring for connecting the resistor circuit to the specific ball-shaped connection terminal.
前記抵抗回路は、前記最上位半導体チップ内に設けられている
積層型半導体装置。 The stacked semiconductor device according to claim 16, wherein
The resistor circuit is a stacked semiconductor device provided in the uppermost semiconductor chip.
前記抵抗回路は、高電位側電源と低電位側電源との間に直列に接続された第1抵抗と第2抵抗とを備え、
前記第1抵抗と前記第2抵抗の接続ノードに前記信号の前記伝送経路が接続されている
積層型半導体装置。 The stacked semiconductor device according to claim 21, wherein
The resistor circuit includes a first resistor and a second resistor connected in series between a high potential side power source and a low potential side power source,
A stacked semiconductor device, wherein the transmission path of the signal is connected to a connection node between the first resistor and the second resistor.
前記抵抗回路は、
高電位側電源に接続された第1と第2のスイッチと、
低電位側電源に接続された第3と第4のスイッチと、
前記第1と第3のスイッチの間に直列に接続された第1抵抗と第2抵抗と、
前記第2と第4のスイッチの間に直列に接続された第3抵抗と第4抵抗と
を具備し、
前記第1抵抗と前記第2抵抗の接続ノードと前記第3抵抗と前記第4抵抗の接続ノードとに前記信号の前記伝送経路が接続されており、
第1制御信号に応答して前記第1と第3のスイッチはオンし、第2制御信号に応答して前記第2と第4のスイッチはオンする
積層型半導体装置。 The stacked semiconductor device according to claim 21 or 22,
The resistor circuit is
First and second switches connected to the high potential side power supply;
Third and fourth switches connected to the low potential side power supply;
A first resistor and a second resistor connected in series between the first and third switches;
A third resistor and a fourth resistor connected in series between the second and fourth switches;
The transmission path of the signal is connected to a connection node of the first resistor and the second resistor and a connection node of the third resistor and the fourth resistor;
A stacked semiconductor device in which the first and third switches are turned on in response to a first control signal, and the second and fourth switches are turned on in response to a second control signal.
前記ダンピングインピーダンス回路は、キャパシタである前記信号の前記伝送経路と低電位側電源の間に接続されたキャパシタを具備する
積層型半導体装置。 The stacked semiconductor device according to claim 15,
The dumping impedance circuit is a stacked semiconductor device including a capacitor connected between the transmission path of the signal, which is a capacitor, and a low-potential side power source.
前記キャパシタは、前記最上位半導体チップ内に設けられている
積層型半導体装置。 The stacked semiconductor device according to claim 24, wherein
The capacitor is a stacked semiconductor device provided in the uppermost semiconductor chip.
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JP2008282882A (en) * | 2007-05-08 | 2008-11-20 | Nec Corp | Component built-in mounting substrate |
JP2009105347A (en) * | 2007-10-25 | 2009-05-14 | Sony Corp | High-frequency circuit device |
US7763971B2 (en) | 2007-07-18 | 2010-07-27 | Elpida Memory, Inc. | Circuit module and electrical component |
JP2011096131A (en) * | 2009-10-30 | 2011-05-12 | Toshiba Corp | Semiconductor storage device |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2297889T3 (en) | 1997-07-14 | 2008-05-01 | Bolder Biotechnology, Inc. | DERIVATIVES OF HORMONE OF GROWTH AND RELATED PROTEINS. |
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06342875A (en) * | 1993-04-05 | 1994-12-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Integrated circuit device |
JPH11145379A (en) * | 1997-11-05 | 1999-05-28 | Hitachi Ltd | Mounting structure of semiconductor device and its manufacture |
JPH11204726A (en) * | 1998-01-19 | 1999-07-30 | Fujitsu Ltd | Integrated circuit device module |
JP2002025244A (en) * | 2000-07-10 | 2002-01-25 | Mitsubishi Electric Corp | Memory module |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06342875A (en) * | 1993-04-05 | 1994-12-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Integrated circuit device |
JPH11145379A (en) * | 1997-11-05 | 1999-05-28 | Hitachi Ltd | Mounting structure of semiconductor device and its manufacture |
JPH11204726A (en) * | 1998-01-19 | 1999-07-30 | Fujitsu Ltd | Integrated circuit device module |
JP2002025244A (en) * | 2000-07-10 | 2002-01-25 | Mitsubishi Electric Corp | Memory module |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008282882A (en) * | 2007-05-08 | 2008-11-20 | Nec Corp | Component built-in mounting substrate |
US7763971B2 (en) | 2007-07-18 | 2010-07-27 | Elpida Memory, Inc. | Circuit module and electrical component |
JP2009105347A (en) * | 2007-10-25 | 2009-05-14 | Sony Corp | High-frequency circuit device |
JP2011096131A (en) * | 2009-10-30 | 2011-05-12 | Toshiba Corp | Semiconductor storage device |
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