JP2012094584A - 半導体装置用基板及び半導体装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】半導体装置用基板及び半導体装置において、ノイズの発生を抑制すること。
【解決手段】多層配線層57と、多層配線層57の最上層上に設けられ、多層配線層57のうち電源層53に第1のビア51によって接続される第1の電源パッド31aと、多層配線57のうちグランド層54に第2のビア52によって接続される第1の接地パッド31bとからなる第1のコンデンサパッド31と、多層配線層57の最上層上に設けられ、第1の電源パッド31aと第1の配線41により接続される第2の電源パッド32aと、第1の接地パッド31bと第2の配線42により接続される第2の接地パッド32bとからなる第2のコンデンサパッド32とを有する半導体装置用基板30による。
【選択図】図12

Description

本発明は、半導体装置用基板及び半導体装置に関する。
電子機器には様々な半導体装置が搭載される。その半導体装置は、種々の演算を行う半導体素子のほかに、その半導体素子に電力や信号を供給するための半導体装置用基板を備える。
半導体素子への電力の供給は、半導体装置用基板に設けられたグランドパターンと電源パターンとを用いて行うが、これらの電位または電源電圧が変動すると半導体素子が誤作動を起こしてしまう。
そのため、この種の半導体装置用基板においては、グランドパターンと電源パターンとの間にデカップリング用のコンデンサを設け、電源電圧の変動をそのコンデンサで吸収して電源電圧の安定化を図るようにしている。
そして、そのようにデカップリング用コンデンサを設けた場合は、半導体素子や半導体装置用基板上に発生するノイズを低減させることが好ましい。
特開2009−200470号公報 特開2008−227387号公報
半導体装置用基板及び半導体装置において、ノイズの発生を抑制することを目的とする。
以下の開示の一観点によれば、多層配線層と、前記多層配線層の最上層又は最下層の上に設けられ、前記多層配線層のうち電源層に第1のビアによって接続される第1の電源パッドと、前記多層配線層のうちグランド層に第2のビアによって接続される第1の接地パッドとからなる第1のコンデンサパッドと、前記多層配線層の最上層又は最下層の上に設けられ、前記第1の電源パッドと第1の配線により接続される第2の電源パッドと、前記第1の接地パッドと第2の配線により接続される第2の接地パッドとからなる第2のコンデンサパッドとを有する半導体装置用基板が提供される。
また、その開示の他の観点によれば、多層配線層と、前記多層配線層の最上層上に設けられ、前記多層配線層のうち電源層に第1のビアによって接続される第1の電源パッドと、前記多層配線層のうちグランド層に第2のビアによって接続される第1の接地パッドとからなる第1のコンデンサパッドと、前記多層配線層の最上層上に設けられ、前記第1の電源パッドと第1の配線により接続される第2の電源パッドと、前記第1の接地パッドと第2の配線により接続される第2の接地パッドとからなる第2のコンデンサパッドと、を有する半導体装置用基板と、前記第1のコンデンサパッドまたは前記第2のコンデンサパッドのいずれかに接続されたコンデンサと、前記半導体装置用基板上に配設された半導体素子とを含む半導体装置が提供される。
更に、その開示の別の観点によれば、多層配線層と、前記多層配線層の最上層上に設けられ、前記多層配線層のうち電源層に第1のビアによって接続される第1の電源パッドと、前記多層配線層のうちグランド層に第2のビアによって接続される第1の接地パッドとからなる第1のコンデンサパッドと、前記多層配線層の最上層上に設けられ、前記第1の電源パッドと第1の配線により接続される第2の電源パッドと、前記第1の接地パッドと第2の配線により接続される第2の接地パッドとからなる第2のコンデンサパッドと、前記多層配線層の最上層上に設けられ、前記第2の電源パッドと第3の配線により接続される第3の電源パッドと、前記第2の接地パッドと第4の配線により接続される第3の接地パッドとからなる第3のコンデンサパッドとを有する半導体装置用基板と、前記第1のコンデンサパッド、又は前記第2のコンデンサパッド、又は前記第3のコンデンサパッドのいずれかに接続されたコンデンサと、前記半導体装置用基板上に配設された半導体素子とを含む半導体装置が提供される。
以下の開示によれば、半導体装置用基板に第1のコンデンサパッドと第2のコンデンサパッドを設け、これらのパッドのいずれかにコンデンサを接続する。どちらのパッドにコンデンサを搭載するかにより、半導体素子から搭載されるコンデンサまでの物理的及び電気的距離が変わるので、半導体装置用基板の並列共振周波数を調節することが可能となる。これにより、半導体素子の動作周波数及びその高調波と半導体装置用基板の並列共振周波数とを離すことができ、これらの周波数の接近に伴って生ずるノイズを低減できるようになる。
図1(a)は予備的事項に係る半導体装置用基板の拡大平面図であり、図1(b)はその拡大断面図である。 図2は、予備的事項に係る半導体装置用基板の等価回路である。 図3は、予備的事項に係る半導体装置用基板に搭載されるコンデンサの斜視図である。 図4は、予備的事項に係る半導体装置用基板にコンデンサと半導体素子とを搭載した場合の平面図である。 図5は、コンデンサと半導体素子とが搭載された状態における予備的事項に係る半導体装置用基板の等価回路である。 図6は、予備的事項に係る第1の共振回路の回路図である。 図7は、予備的事項に係る第2の共振回路の回路図である。 図8は、図5の等価回路のインピーダンス曲線を示すグラフである。 図9は、予備的事項に係る半導体装置用基板に別の半導体素子を搭載したときのインピーダンス曲線を示すグラフである。 図10は、予備的事項に係る半導体装置用基板を複数種類の半導体素子に適用するときに生じる問題について示す図である。 図11は、第1実施形態に係る半導体装置用基板の平面図である。 図12は、第1実施形態に係る半導体装置用基板が備えるコンデンサパッドの斜視図である。 図13(a)〜(c)は、コンデンサが実装された状態での第1実施形態に係るコンデンサパッドの斜視図である。 図14は、第1実施形態に係る半導体装置用基板にコンデンサと半導体素子とを搭載してなる半導体装置の要部拡大断面図である。 図15は、コンデンサの長手方向に沿った第1実施形態に係る半導体装置用基板の断面図である。 図16は、第1のコンデンサパッドにコンデンサを搭載した状態での第1実施形態に係る半導体装置用基板の平面図である。 図17は、第2のコンデンサパッドにコンデンサを搭載した状態での第1実施形態に係る半導体装置用基板の平面図である。 図18は、第3のコンデンサパッドにコンデンサを搭載した状態での第1実施形態に係る半導体装置用基板の平面図である。 図19は、コンデンサと半導体素子とを搭載していない状態での第1実施形態に係る半導体装置用基板の等価回路である。 図20は、コンデンサと半導体素子とが搭載された状態における第1実施形態に係る半導体装置用基板の等価回路である。 図21は、第1実施形態に係る第1の共振回路の回路図である。 図22は、第1実施形態に係る第2の共振回路の回路図である。 図23は、図20の等価回路のインピーダンス曲線を示すグラフである。 図24は、シミュレーションにより得られた第1実施形態に係る半導体装置用基板のインピーダンス曲線である。 図25は、第1実施形態の第1の変形例に係る半導体装置用基板の平面図である。 図26は、第1実施形態の第2の変形例に係る半導体装置用基板の平面図である。 図27は、第2実施形態に係る半導体装置用基板が備える第1〜第3のコンデンサパッドの拡大平面図である。 図28は、第2実施形態の別の例に係る半導体装置用基板が備える第1〜第3のコンデンサパッドの拡大平面図である。 図29は、シミュレーションにより得られた第2実施形態に係る半導体装置用基板のインピーダンス曲線である。 図30は、第3実施形態に係る半導体装置用基板が備える第1、第2のコンデンサパッドの拡大平面図である。 図31は、第4実施形態に係る半導体装置用基板が備える第1、第2のコンデンサパッドの拡大平面図(その1)である。 図32は、第4実施形態に係る半導体装置用基板が備える第1、第2のコンデンサパッドの拡大平面図(その2)である。 図33は、第5実施形態に係る半導体装置用基板が備える第1、第2のコンデンサパッドの拡大平面図である。 図34は、第5実施形態に係る半導体装置用基板の第2のコンデンサパッドにコンデンサを搭載した場合におけるインピーダンス曲線を示すグラフである。 図35は、第5実施形態に係る半導体装置用基板に対して行ったシミュレーションの結果を示す図である。 図36は、第6実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのフローチャートである。 図37は、その他の実施形態に係る半導体装置の要部拡大断面図である。
本実施形態の説明に先立ち、基礎となる予備的事項について説明する。
図1(a)は半導体装置用基板1の拡大平面図であり、図1(b)はその断面図である。
図1(a)、(b)に示すように、この半導体装置用基板1は、電源層3、グランド層4、及び絶縁層5を備える。
半導体装置用基板1には矩形状の半導体素子搭載領域11が画定されており、その矩形の四辺の横にはコンデンサパッド10が複数設けられる。
各コンデンサパッド10は、銅メッキ膜をパターニングしてなり、電源パッド6と接地パッド7とを有する。
このうち、電源パッド6は第1のビア16を介して電源層3と電気的に接続され、接地パッド7は第2のビア17を介してグランド層4と電気的に接続される。
また、半導体素子搭載領域11には、上記の電源層3に電気的に接続された電源電極12と、グランド層4に電気的に接続された接地電極13とが形成される。
なお、これらの電極12、13は半導体素子搭載領域11にそれぞれ複数形成されるが、図が煩雑になるのを防ぐため図1では各電極12、13をそれぞれ一つだけ示している。
図2は、この半導体装置用基板1の簡易的な等価回路である。
半導体装置用基板1には、その内部での配線経路に応じて様々なESL(等価直列インダクタンス)とESR(等価直列抵抗)が存在する。
例えば、電源パッド6と電源電極12との間には、電源層3や第1のビア16等の配線経路に起因した第1の電源側ESLv1と第1の電源側ESRv1が存在する。
同様に、接地パッド7と接地電極13との間にも、グランド層4や第2のビア17等の配線経路に起因した第1の接地側ESLg1と第1の接地側ESRg1が存在する。
なお、半導体装置基板の電源とGND間に容量は存在するが、コンデンサ容量に対し十分小さく影響が小さい為、等価回路からは省いている。
図3は、各コンデンサパッド10に搭載されるコンデンサ19の斜視図である。
コンデンサ19は、その両極がそれぞれ電源パッド6と接地パッド7にハンダ付けされ、各層3、4(図1(a)参照)の間の電圧の変動を吸収するデカップリングコンデンサとして機能する。
図4は、図1(a)の半導体装置用基板1に、コンデンサ19と半導体素子20とを搭載した場合の平面図である。
これらのうち、半導体素子20は、不図示のハンダバンプを介して上記の電源電極12と接地電極13に電気的に接続される。
そして、図5は、図4のようにコンデンサ19と半導体素子20とが搭載された状態における半導体装置用基板1の等価回路である。
図5に示されるように、コンデンサ19を実装したことで、電源パッド6と接地パッド7との間に、コンデンサ19の寄生インダクタンスである第2のESL2、寄生抵抗である第2のESR2、及び容量成分C1が付加される。
一方、半導体素子20は、内部回路89を有しており、外部から供給される電流を受けることで所定の動作周波数で動作する。
そして、その半導体素子20の内部配線等が原因で、電源電極12と接地電極13との間には、半導体素子20の内部の容量成分C2や、第3のESL3と第3のESR3が付加される。
このように新たにESL2、ESL3、ESR2、ESR3や容量成分C1、C2が付加されたことで、半導体用基板1は、図6のような第1の共振回路25と図7の第2の共振回路26とが並列接続されたのと等価になる。
図6に示す第1の共振回路25は、図5の等価回路において半導体素子20に起因する第3のESL3、第3のESR3、及び容量成分C2がない場合のものであって、半導体素子20を搭載せずにコンデンサ19のみを搭載した半導体装置用基板1の等価回路に相当する。
一方、図7に示す第2の共振回路26は、図5の等価回路においてコンデンサ19に起因する第2のESL2、第2のESR2、及び容量成分C1と、第1の電源側ESLv1、第1の電源側ESRv1、第1の接地側ESLg1、及び第1の接地側ESRg1の各々がない場合のものである。
図8は、図5の等価回路の電源インピーダンス曲線を示すグラフであって、横軸が周波数を示し、縦軸が電極12、13間の電源インピーダンスを示す。
その電源インピーダンス曲線Lは、図6の第1の共振回路25のインピーダンス曲線と図7の第2の共振回路26のインピーダンス曲線とが合成されたものである。
そのため、インピーダンス曲線Lには、第1の共振回路25の共振周波数である第1の共振周波数f1と、第2の共振回路26の共振周波数である第2の共振周波数f2に極小点が存在する。
そして、このように共振周波数f1、f2においてインピーダンスの極小点が存在する二つの共振回路25、26を合成すると、これらの共振周波数f1、f2の間でインピーダンス値が大きくなる並列共振周波数f0が現れることが知られている。
一つの半導体素子20には1つ以上の動作周波数F1〜F3が存在するが、その動作周波数F1〜F3に並列共振周波数f0が近づくと、動作周波数F1〜F3における基板のインピーダンスが上昇する。こうなると、半導体素子20内の信号の波形にノイズが多く現れ、回路の誤動作に繋がってしまう。
そのため、半導体装置用基板1を設計するときには、上記の並列共振周波数f0が半導体装置20の動作周波数F1〜F3からなるべく離れるように、半導体素子からコンデンサー部品間のESLv1、ESLg1、ESL2、ESRv1、ESRg1、ESR2の値を設計するのが好ましい。
しかしながら、このように半導体装置用基板1を設計しても以下のような問題が発生することが明らかとなった。
すなわち、半導体装置用基板1は一つの半導体素子20において並列共振周波数f0と動作周波数F1〜F3とを離して設計していても、半導体素子20の内部回路の改版や別の半導体素子20を搭載するとこれらが近づいてしまう場合がある。
図9は、この場合のインピーダンス曲線を示すグラフである。
図9の実線で示されるように、当初の半導体素子20のインピーダンス曲線Lでは並列共振周波数f0が半導体素子20の動作周波数F1〜F3から離れている。
しかし、半導体素子20の内部回路の改版により、半導体装置用基板1に当初とは異なる半導体素子20を搭載すると、半導体素子20の容量成分C2が当初とは異なる値になり、図9の点線のように並列共振周波数f0が半導体素子20の動作周波数F3に近づいてしまう場合もある。
例えば、半導体素子20の容量成分C2が当初よりも減った場合には、並列共振周波数f0が右側にシフトして動作周波数F3に近づくようになる。
こうなると、半導体素子20内の信号にノイズが多く発生するなどの問題が発生する。これを解決するためにコンデンサ19の容量を変更して並列共振周波数f0の位置をずらすことも考えられるが、市販されているコンデンサ19の容量は予め決まっているため、その容量の変更によって並列共振周波数f0の値を微細にチューニング(調整)することはできない。
更に、これとは別の問題として、コンデンサ19の容量のカタログ値と製造値の違いや温度特性が原因で、予想していた並列共振周波数f0の値がずれてしまい、これにより並列共振周波数f0と動作周波数F1〜F3とが近づくという問題もある。
また、半導体装置の設計コストを低減するために、一つの半導体装置用基板1を複数種類の半導体素子に適用する方法もある。
図10は、この場合に生じる問題について示す図である。
図10の点線で示すグラフは、半導体素子20を搭載した場合の半導体装置の電源インピーダンス曲線である。そして、図10の実線は、これとは別の半導体素子20を搭載した場合の半導体装置の電源インピーダンス曲線である。
このように、半導体装置用基板1に搭載する半導体素子20を変えると、各半導体素子20の容量成分C2の違いが原因でインピーダンス曲線がずれる。
そのため、図10の実線で示されるように、別の半導体素子20を搭載したときの並列共振周波数f0がその半導体素子20の動作周波数F4に近づき、半導体素子20の内部の信号に予期しないノイズが発生してしまう。
本願発明者は、このような知見に鑑み、以下に説明するような実施形態に想到した。
(第1実施形態)
図11は、本実施形態に係る半導体装置用基板30の平面図である。
この半導体装置用基板30は多層配線層を有しており、その最上層には厚さが約30〜70μmの銅等の導電性の金属をパターニングしてなる第1〜第3のコンデンサパッド31〜33が形成される。
これらのコンデンサパッド31〜33の位置は特に限定されない。本実施形態では、矩形状の半導体素子搭載領域35の四辺の横に各コンデンサパッド31〜33を設ける。
また、半導体素子搭載領域35の内部には、各コンデンサパッド31〜33と同様に銅等の導電性の金属をパターニングしてなる電源電極71、接地電極72、及び信号電極73が設けられる。
なお、これらの電極71〜73は半導体素子搭載領域35にそれぞれ複数形成されるが、図が煩雑になるのを防ぐため図11では各電極71〜73をそれぞれ一つだけ示している。
図12は、コンデンサパッド31〜33の斜視図である。
図12に示されるように、第1のコンデンサパッド31は第1の電源パッド31aと第1の接地パッド31bとを備え、これらのパッド31a、31bの下方には第1のビア51と第2のビア52が設けられる。
各ビア51、52の材料は特に限定されないが、本実施形態ではその材料として銅を使用する。
本実施形態では、これらのビア51、52を各パッド31a、31bの下に複数個設けることで、各ビア51、52を通る電流経路の電気抵抗を低減する。
また、第2のコンデンサパッド32は第2の電源パッド32aと第2の接地パッド32bとを備え、第3のコンデンサパッド33は第3の電源パッド33aと第3の接地パッド33bとを備える。
更に、第1の電源パッド31aと第2の電源パッド32aは第1の配線41により接続され、第1の接地パッド31bと第2の接地パッド32bは第2の配線42により接続される。
そして、第2の電源パッド32aと第3の電源パッド33aは第3の配線43により接続され、第2の接地パッド32bと第3の接地パッド33bは第4の配線44により接続される。
これらの配線41〜44の配線長X1〜X4は特に限定されないが、本実施形態では各配線長X1〜X4を全て等しくする。
また、上記のコンデンサパッド31〜33は、デカップリング用のコンデンサが搭載されるパッドとして供される。
図13(a)〜(c)は、デカップリング用のコンデンサ39が実装された状態でのコンデンサパッド31〜33の斜視図である。
このうち、図13(a)は第1のコンデンサパッド31に、図13(b)は第2のコンデンサパッド32に、そして図13(c)は第3のコンデンサパッド33にコンデンサ39を実装したときの斜視図である。
これらの図のように、コンデンサ39は、各コンデンサパッド31〜33のいずれか一に実装される。
実装に際しては、コンデンサ39の一方の電極39aを第1〜第3の電源パッド31a〜33aのいずれかとハンダ付けする。そして、他方の電極39bについては、一方の電極39aと同一のコンデンサパッド内における接地パッド31b〜33bにハンダ付けする。
図14は、上記の半導体装置用基板30にコンデンサ39と半導体素子40とを搭載してなるBGA(Ball Grid Array)型の半導体装置の要部拡大断面図である。
なお、図14において、各接地パッド31b〜33bの断面については、図13(a)のI−I線に沿う断面に相当する。
図14に示されるように、半導体装置用基板30は多層配線層57を有する。その多層配線層57は、電源層53、グランド層54、及び信号層55等の導電層と絶縁層56とを交互に積層してなる。各層の材料は特に限定されないが、導電層としては銅パターン層を形成し、絶縁層56としてはガラス・エポキシ樹脂層を形成する。
そして、その多層配線層57の最上層に形成された第1の接地パッド31b上に、ハンダ70によりコンデンサ39が実装される。
一方、半導体素子搭載領域35における多層配線層57上においては、半導体素子40がハンダバンプ65を介して基板30に電気的かつ機械的に接続されると共に、アンダーフィル材66によって半導体素子40が基板30に固着される。
半導体素子搭載領域35の多層配線層57には、上記のハンダバンプ65が接合される電源電極71、接地電極72、及び信号電極73が設けられる。
更に、これらの電極71〜73の下方の多層配線層57には、銅等の導電材料を含む第3〜第5のビア61〜63が形成される。各ビア61〜63は、図示のように電源層53、グランド層54、及び信号層55にそれぞれ接続される。
一方、第1の接地パッド31bの下の第2のビア52はグランド層54に接続される。
更に、半導体装置用基板30の裏面には、上記の各層53〜55と電気的に接続された電極パッド68が複数設けられると共に、各電極パッド68の各々に外部接続端子69としてハンダボールが接合される。
図15は、コンデンサ39の長手方向に沿った半導体装置用基板30の断面図であって、図13(a)のII−II線に沿う断面に相当する。
図15に示されるように、第1の電源パッド31aの下の第1のビア51は電源層53に接続される。
この結果、コンデンサ39は、その両極が各ビア51、52を介して電源層53とグランド層54に電気的に接続され、これらの層53、54間の電源電圧の変動を吸収するように機能する。
このような半導体装置用基板30によれば、図13(a)〜(c)に示したように複数のコンデンサパッド31〜33を設け、これらのいずれか一を選択してその上にコンデンサ39を搭載する。
図16〜図18は、各コンデンサパッド31〜33のいずれか一にコンデンサ39を搭載した状態での半導体装置用基板30の平面図である。
このうち、図16は第1のコンデンサパッド31に、図17は第2のコンデンサパッド32に、そして図18は第3のコンデンサパッド33にコンデンサ39を搭載した状態の平面図である。
図16〜図18のいずれの場合でも、各コンデンサパッド31〜33は半導体素子搭載領域35の周囲に複数設けられる。そして、矩形状の半導体素子搭載領域35の四辺の各々の横にコンデンサ39を配置することにより、コンデンサ39による電源電圧の変動防止の効果を各辺の近傍で均等にすることができる。
更に、本実施形態では、図16〜図18のようにコンデンサ39を搭載するコンデンサパッド31〜33を変えることで、以下のように半導体装置用基板30の並列共振周波数を調節することができる。
図19は、コンデンサ39と半導体素子40とを搭載していない状態での半導体装置用基板30の等価回路である。
予備的事項で説明したように、半導体回路基板30にはその内部での配線経路に応じて様々なESLとESRが存在する。
図19の例では、第1〜第3の電源パッド31a〜33aと電源電極71との間に第1の電源側ESLv1と第1の電源側ESRv1が存在する。同様に、第1〜第3の接地パッド31b〜33bと接地電極72との間にも第1の接地側ESLg1と第1の接地側ESRg1が存在する。
本実施形態では、各コンデンサパッド31〜33を接続する配線41〜44(図12参照)の抵抗成分とインダクタンスに起因して、これらESLv1、ESRv1、ESLg1、ESRg1の値は各コンデンサパッド31〜33に応じて変化する。
例えば、配線41〜44(図12参照)を経由せずに第1のビア51と第2のビア52から電圧が供給される第1のコンデンサパッド31を選択する場合は、配線41〜44の抵抗成分とインダクタンスを考慮する必要がないため、ESLv1、ESRv1、ESLg1、ESRg1の各値は最も小さくなる。
そして、第2のコンデンサパッド32を選択する場合は、第1のコンデンサパッド31との間に第1の配線41と第2の配線42が存在する。そのため、この場合は、これらの配線41、42の抵抗成分とインダクタンスや、各パッド32a、32b自身のESL、ESRの分だけ、第1のコンデンサパッド31を選択した場合よりもESLv1、ESRv1、ESLg1、ESRg1の各値が大きくなる。
また、第1のコンデンサパッド31から最も遠い第3のコンデンサパッド33を選択した場合は、更に第3の配線43と第4の配線44の抵抗成分とインダクタンスや、各パッド32a、32b自身のESL、ESRの分だけ、ESLv1、ESRv1、ESLg1、ESRg1の各値が大きくなる。
図20は、コンデンサ39と半導体素子40とが搭載された状態における半導体装置用基板30の等価回路である。
図20に示されるように、コンデンサ39を実装したことで、電源パッド31a〜33aと接地パッド31b〜33bとの間に、コンデンサ39の寄生インダクタンスである第2のESL2、寄生抵抗である第2のESR2、及び容量成分C1が付加される。
一方、半導体素子20は内部回路89を有しており、外部から供給される電流を受けることで、所定の動作周波数で動作する。
そして、その半導体素子40の内部配線等が原因で、電源電極71と接地電極72との間には、半導体素子40の内部の容量成分C2や、第3のESL3と第3のESR3が付加される。
このように新たにESL2、ESL3、ESR2、ESR3や容量成分C1、C2が付加されたことで、半導体用基板30は、図21のような第1の共振回路85と図22の第2の共振回路86とが並列接続されたのと等価になる。
図21に示す第1の共振回路85は、図20の等価回路において半導体素子40に起因する第3のESL3、第3のESR3、及び容量成分C2がない場合のものであって、半導体素子40を搭載せずにコンデンサ39のみを搭載した半導体装置用基板30の等価回路に相当する。
一方、図22に示す第2の共振回路86は、図20の等価回路において、第1の電源側ESLv1、第1の電源側ESRv1、第1の接地側ESLg1、及び第1の接地側ESRg1の各々と、コンデンサ39に起因する第2のESL2、第2のESR2、及び容量成分C1とがない場合のものであって、半導体素子40のみの等価回路に相当する。
図23は、図20の等価回路のインピーダンス曲線L1〜L3を示すグラフであって、横軸が周波数を示し、縦軸が電極71、72間の電源インピーダンスを示す。
インピーダンス曲線L1〜L3は、図21の第1の共振回路25のインピーダンス曲線と図22の第2の共振回路26のインピーダンス曲線を合成した形となり、三つのコンデンサパッド31〜33のどれにコンデンサ39を搭載するかによって三つの形が現れる。
例えば、第1のコンデンサパッド31にコンデンサ39を搭載したときにはインピーダンス曲線L1で表されるグラフとなり、第2のコンデンサパッド32にコンデンサ39を搭載したときにはインピーダンス曲線L2で表されるグラフとなる。
また、第3のコンデンサパッド33にコンデンサ39を搭載したときにはインピーダンス曲線L3で表されるグラフとなる。
各曲線L1〜L3には、第1の共振回路85の共振周波数である第1の共振周波数f1〜f3と、第2の共振回路86の共振周波数である第2の共振周波数g1の各々において極小点が存在する。
更に、予備的事項で説明したように、第1の共振周波数f1〜f3と第2の共振周波数g1の間には、インピーダンス値が大きくなる並列共振周波数h1〜h3が現れる。
ここで、並列共振周波数h1〜h3の値は、第1〜第3のコンデンサパッド31〜33のどれにコンデンサ39を搭載するかによって変わる。
これは、第1の共振周波数f1〜f3と並列共振周波数h1〜h3との間における各曲線L1〜L3の変曲点での接線M1〜M3の位置が、ESLv1、ESRv1、ESLg1、及びESRg1の値に応じて変わり、これらESLv1、ESRv1、ESLg1、及びESRg1の値はコンデンサパッド31〜33に応じて変わるからである。
このように、本実施形態では、コンデンサパッド31〜33のいずれか一を選択してその上にコンデンサ39を搭載することで、三つの並列共振周波数h1〜h3のうちから一つを選択することができる。
そのため、三つの並列共振周波数h1〜h3のうちから半導体素子40の動作周波数Fから最も離れたものを選択することで、並列共振周波数と動作周波数Fとの接近に伴うノイズの増大を防止できる。
よって、半導体装置用基板30に設計当初とは異なる新たな半導体素子40を搭載する場合でも、コンデンサ39を搭載するコンデンサパッド31〜33を選択し直すことで、新たな半導体素子40の動作周波数が並列共振周波数h1〜h3に近づくのを防止できる。
これにより、一つの半導体装置用基板30を複数種類の半導体素子40に共通に使用することができ、半導体装置のコストダウンを図ることができる。
更に、コンデンサ39の容量の製造ばらつきが原因で並列共振周波数h1〜h3のいずれかが動作周波数Fに近づいた場合でも、別のコンデンサパッド31〜33にコンデンサ39を搭載し直すことで、並列共振周波数h1〜h3と動作周波数Fとの接近を解消できる。
ところで、半導体装置を設計する際には、半導体装置の電源変動を抑える為に、電源のターゲットインピーダンスZ0が周波数毎に定められることがある。並列共振周波数h1〜h3における各曲線L1〜L3のピーク高さは、そのターゲットインピーダンスZ0に近くなるため、なるべく低くするのが好ましい。
本実施形態によれば、並列共振周波数h1〜h3における各曲線L1〜L3のピーク高さは、曲線L1が最も低く、曲線L2、曲線L3に向かうにつれて高くなる。これは、本願発明者のシミュレーションによって明らかになったものである。
この理由は、並列共振周波数h1〜h3における各曲線L1〜L3のピーク高さが、ESLv1とESLg1の値が大きくなるほど高くなるためであると考えられる。そして、ESLv1とESLg1の値は、第1のコンデンサパッド31が最も小さく、第2のコンデンサパッド32、第3のコンデンサパッド33の順に大きくなるため、上記のようなピーク高さの相違が生じるものと考えられる。
次に、本実施形態のシミュレーション結果について説明する。
図24は、シミュレーションにより得られた半導体装置用基板30のインピーダンス曲線である。
このシミュレーションでは、半導体装置用基板30の平面形状を一辺の長さが40mmの正方形にし、図14に示したように電源層53とグランド層54の各々を二層とした。また、コンデンサ39については、矩形状の半導体素子40の四辺の全ての横に搭載した。
また、図24において、m1〜m3は、それぞれ第1〜第3のコンデンサパッド31〜33にコンデンサ39を搭載したときの並列共振周波数(X)とそのピーク高さ(Y)からなる座標点である。
例えば、第1のコンデンサパッド31にコンデンサ39を搭載したときは、座標点m1に0.3981GHzの並列共振周波数が現れ、そのピーク高さが9.8591ohmとなる。
このシミュレーション結果から分かるように、第1〜第3のコンデンサパッド31〜33のどれにコンデンサ39を搭載するかにより座標点m1〜m3をずらすことができる。
そのため、例えば半導体素子40の動作周波数が座標点m1に近い0.4GHzである場合、第2のコンデンサパッド32や第3のコンデンサパッド33にコンデンサ39を搭載することで、座標点m2、m3を半導体素子40の動作周波数から離すことができる。
更に、第1のコンデンサパッド31を選択した場合には半導体素子40の動作周波数(0.4GHz)での基板30のインピーダンスが9.2094ohmであったのが、第2のコンデンサパッド32を選択すると当該インピーダンスが約1.1568ohmにまで低減できる。これは、第1のコンデンサパッド31を選択した場合と比較して、インピーダンス値を約88%低減できたことになる。
更に、第3のコンデンサパッド33を選択した場合に至っては、動作周波数(0.4GHz)でのインピーダンスが0.8408ohmとなり、第1のコンデンサパッド31を選択した場合よりもインピーダンス値を約91%も低減できる。
このように半導体素子40の動作周波数におけるインピーダンスを低減できることで、本実施形態では動作中の半導体素子40内の電源電圧及び信号波形にノイズが現れ難くなり、回路の誤動作の防止と安定動作が可能になることが明らかとなった、
以下に、本実施形態の変形例について説明する。
・第1の変形例
上記では、図16〜図18に示したように、矩形状の素子搭載領域35の全ての辺の横にコンデンサ39を搭載した。
これに対し、本例では、図25に示すように、半導体素子40の一辺40bの横にのみ第1〜第3のコンデンサパッド31〜33を設ける。そして、これらのコンデンサパッド31〜33のいずれか一にコンデンサ39を搭載する。
半導体素子40の機能ブロック40aが四辺のうちの一辺40bに偏っている場合には、その一辺40bの横にコンデンサ39を搭載することで、機能ブロック40a内での電源電圧のふらつきをコンデンサ39で効果的に低減することができる。
なお、機能ブロック40aの一例としては、例えば、ビデオ信号処理ブロック、オーディオ信号処理ブロック、及び制御信号処理ブロック、DDRインターフェースブロック等がある。
・第2の変形例
本例では、図26に示すような平面レイアウトで上記した第1〜第3のコンデンサパッド31〜33を設ける。
図26に示されるように、本例では、半導体装置用基板30に任意に第1〜第6の領域R1〜R6を設け、これらの領域R1〜R6内に第1〜第3のコンデンサパッド31〜33を配設する。
この場合、各領域R1〜R6の第1〜第3の接地パッド31b〜33bは、グランド層を介して互いに電気的に接続される。
一方、第1〜第3の電源パッド31a〜33aについては、基板30内に異電位の複数の電源層を設け、領域R1〜R6毎に異なる電源層に電気的に接続してもよい。そのような異電位の電源層としては、例えば、半導体素子40のレジスタ等に接続されるコア電源層、半導体素子40の外部バスインターフェイス回路に接続されるIO(Input Output)電源層、及び高速マクロ用電源層等がある。
これにより、例えば、コンデンサ39が第1の領域R1ではコア電源層のデカップリングコンデンサとして機能し、第2の領域R2ではIO電源層のデカップリングコンデンサとして機能するようになる。
更に、図26に示すように、各領域R1〜R6の外側の領域に、第2のコンデンサパッド32や第3のコンデンサパッド33とは接続されていない第1のコンデンサパッド31を設けるようにしてもよい。
(第2実施形態)
本実施形態では、第1実施形態と比較して第1〜第3のコンデンサパッド31〜33の配置の仕方が異なり、それ以外は第1実施形態と同様である。
図27は、本実施形態に係る半導体装置用基板30が備える第1〜第3のコンデンサパッド31〜33の拡大平面図である。なお、図27において、第1実施形態で説明したのと同じ要素には同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
図27に示すように、本実施形態では、第1のコンデンサパッド31の両側に第2のコンデンサパッド32と第3のコンデンサパッド33を設ける。
そして、第1の電源パッド31aと第3の電源パッド33aとを第3の配線43により接続し、第1の接地パッド31bと第3の接地パッド33bとを第4の配線44により接続する。
また、第1実施形態と同様に、第1の電源パッド31aと第1の接地パッド31bは、それらの下においてそれぞれ第1のビア51と第2のビア52に接続される。
このような各コンデンサパッド31〜33の平面レイアウトによれば、第1実施形態と比較して、各ビア51、52の位置を半導体素子40から離すことができる。よって、本実施形態は、半導体素子40の近くの領域において配線が密集しており当該領域にビア51、52を形成できない場合に実益がある。
また、第1実施形態で説明したように、三つのコンデンサパッド31〜33を設けることで、これらのコンデンサパッドにコンデンサ39を搭載したときのESLv1、ESRv1、ESLg1、及びESRg1の各々の値をコンデンサパッド31〜33毎に変えることができる。
そして、このようなESLv1、ESRv1、ESLg1、及びESRg1の値の変化によって、各コンデンサパッド31〜33毎に並列共振周波数h1〜h3の値も変えることができる。
但し、第1の配線41と第3の配線43の各々の配線長が等しかったり、第2の配線42と第4の配線44の各々の配線長さが等しかったりすると、上記したESLv1、ESRv1、ESLg1、ESRg1の値に変化が殆ど発生せず、並列共振周波数h1〜h3の値の変化も僅かとなってしまう。
そこで、本実施形態では、第1の配線41の配線幅W1を第3の配線43の配線幅W3よりも広くし、また、第2の配線42の配線幅W2を第4の配線44の配線幅W4よりも広くすることで、各配線幅W1〜W4に変化を持たせる。
配線幅が広ければ配線の抵抗が低くなり、上記したESRv1とESRg1も小さくなる。そのため、各コンデンサパッド31〜33のどれにコンデンサ39を搭載するかに応じてESRv1とESRg1の各々の値に大きな変化をつけることができ、これにより各並列共振周波数h1〜h3の値の変化も大きくすることができる。
この結果、各並列共振周波数h1〜h3のいずれか一が半導体素子40の動作周波数Fに近づいても、別の並列共振周波数を選択することでその並列共振周波数と動作周波数Fとの差を広げることができ、半導体装置の信号に大きなノイズが発生するのを抑制できる。
なお、上記では、各配線幅W1〜W4に変化を持たせることでESLv1、ESRv1、ESLg1、ESRg1の値をコンデンサパッド31〜33毎に変えるようにしたが、本実施形態はこれに限定されない。
図28は、本実施形態の別の例について説明するための第1〜第3のコンデンサパッド31〜33の拡大平面図である。
この例では、第3の配線43の配線長X3を第1の配線41の配線長X1よりも長くすると共に、第4の配線44の配線長X4を第2の配線42の配線長X2よりも長くする。
配線長が長ければ配線の実抵抗が高くなり、上記したESLv1、ESRv1、ESLg1、及びESRg1も大きくなる。そのため、各コンデンサパッド31〜33のどれにコンデンサ39を搭載するかに応じてESLv1、ESRv1、ESLg1、及びESRg1の各々の値に大きな変化をつけることができ、これにより各並列共振周波数h1〜h3の値の変化も大きくすることができる。
次に、本実施形態のシミュレーション結果について説明する。
図29は、シミュレーションにより得られた半導体装置用基板30のインピーダンス曲線である。
なお、シミュレーションに使用した半導体装置用基板30の平面サイズや層構造は、第1実施形態のシミュレーション(図24)で使用したのと同じである。
また、このシミュレーションでは、第1の配線41と第2の配線42の各々の配線幅W1、W2を共に100μmとし、第3の配線43と第4の配線44の各々の配線幅W3、W3を共に20μmとした。
一方、配線長X1〜X4については全て2.8mmとした。
また、各パッド31a〜33a、31b〜33bの平面形状については、短辺の長さD1が1.2mmで長辺の長さD2が1.4mmの矩形とした。
図29において、m1、m2は、それぞれ第2のコンデンサパッド32と第3のコンデンサ39を搭載したときの並列共振周波数(X)とそのピーク高さ(Y)からなる座標点である。
また、m3、m4は、それぞれ第2のコンデンサパッド32と第3のコンデンサパッド33にコンデンサ39を搭載したときの第1の共振周波数(X)とそのインピーダンス値(Y)からなる座標点である。
図29の座標点m1、m2に示されるように、上記のように配線幅W1〜W4を異ならせることで、第2のコンデンサパッド32と第3のコンデンサパッド33のどちらにコンデンサ39を搭載するかにより並列共振周波数を変えることができることが明らかとなった。
(第3実施形態)
図30は、本実施形態に係る半導体装置用基板30が備える第1、第2のコンデンサパッド31、32の拡大平面図である。なお、図30において、第1実施形態で説明したのと同じ要素には第1実施形態と同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
第1実施形態では、図12に示したように、第1の電源パッド31aと第1の接地パッド31bの下に第1のビア51と第2のビア52を設けた。
しかしながら、配線レイアウトの制限から各パッド31a、31bの下にビア51、52を形成できない場合が想定される。
この場合は、図30に示すように、第1の電源パッド31aと第1の接地パッド31bの各々の横に延長部31xを設け、その延長部31xの下に各ビア51、52を形成するのが好ましい。
このようにすると、配線レイアウトの制限が原因で、第1の電源パッド31aと第1のビア51との配線長が長くなったり、第2の電源パッド31bと第2のビア52との配線長が長くなったりするのを抑制することができる。これにより、配線長の増加に伴うインダクタンスの増加を防止でき、コンデンサ39による電源電圧のふらつき防止の効果を維持することが可能となる。
なお、図30では、第1実施形態で説明した第3のコンデンサパッド33を省いているが、第1実施形態と同様に第2のコンデンサパッド32に第3のコンデンサパッド33を接続してもよい。
(第4実施形態)
図31は、本実施形態に係る半導体装置用基板30が備える第1、第2のコンデンサパッド31、32の拡大平面図である。なお、図31において、第1実施形態で説明したのと同じ要素には第1実施形態と同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
図31に示すように、本実施形態では、実質的に基板30の全面を覆うベタ状に第1の接地パッド31bを形成する。そして、第1の接地パッド31bに開口31fを設け、その開口31f内に第1及び第2の電源パッド31a、32aや第2の接地パッド32bを設ける。
なお、このように第1の接地パッド31bをベタ状にするのではなく、図32の拡大平面図のように第1の電源パッド31aをベタ状にしてもよい。
この場合は、第1の電源パッド31aに開口30eを設け、その開口30e内に第1及び第2の接地パッド31b、32bや第2の電源パッド32aを設ければよい。
(第5実施形態)
図33は、本実施形態に係る半導体装置用基板30が備える第1、第2のコンデンサパッド31、32の拡大平面図である。なお、図33において、第1実施形態で説明したのと同じ要素には第1実施形態と同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
図33に示すように、本実施形態では、第1の配線41と第2の配線42の各々に屈曲部Pを設ける。
これにより、第1の配線41と第2の配線42との間隔T1が、第1の電源パッド31aと第1の接地パッド31bとの間隔T2や、第2の電源パッド32aと第2の接地パッド32bとの間隔T2よりも狭くなる。
このようにすると、各配線41、42に屈曲部Pを設けない場合と比較して各配線41、42が強くカップリングするようになる。そのため、これらの配線41、42における実効的なインダクタンスが小さくなり、既述のESLv1やESLg1を小さくすることができる。
図34は、第2のコンデンサパッド32にコンデンサを搭載した場合における半導体装置用基板30のインピーダンス曲線L4を示すグラフである。
なお、図34では、比較のために、第1の配線41と第2の配線42に上記の屈曲部Pを設けず、これらの配線41、42の平面レイアウトをストレート状にした場合のインピーダンス曲線L5も併記してある。
インピーダンス曲線L4には第1の共振周波数f2と第2の共振周波数g2が存在し、これらの間に並列共振周波数h2が現れる。そして、並列共振周波数h2のピーク高さは、ターゲットインピーダンスZ0から離れるように、なるべく低くするのが好ましい。
本願発明者は、上記のように各配線41、42をカップリングさせてESLv1とESLg1とを小さくすると、各配線41、42に屈曲部Pを設けない場合よりも並列共振周波数h2のピーク高さが低くなることを見出した。
図35は、このことを確かめるために行ったシミュレーション結果を示す図である。
このシミュレーションでは、上記した本実施形態と比較例の各々についてインピーダンス曲線を算出した。
このうち、本実施形態においては、上記のように第1の配線41と第2の配線42を屈曲させることによりこれらを近接させた。第1の配線41と第2の配線42との間隔T1は20μmである。
一方、比較例では、このように各配線41、42を屈曲させずにストレート状の平面形状とした。
なお、本実施形態と比較例のいずれにおいても、各パッド31a、32a、31b、32bの平面形状を短辺の長さD1が1.2mmで長辺の長さD2が1.4mmの矩形状とした。また、第1の電源パッド31aと第2の電源パッド32aとの間隔L1は2.8mmであり、各配線41、42の幅W0(図33参照)は20μmである。
図35において、m1、m2は、それぞれ比較例と本実施形態において第2のコンデンサパッド32にコンデンサ39を搭載したときの並列共振周波数(X)とそのピーク高さ(Y)からなる座標点である。
これらm1、m2を比較して分かるように、本実施形態のように各配線41、42を近接させた方が、比較例よりも並列共振周波数(X)のピーク高さ(Y)を低くできることが確認できた。
このような効果は、特に、各配線41、42の間隔T1とこれらの配線41、42の幅W0との比(T1/W0)を2以下とするときに顕著となる。
(第6実施形態)
本実施形態では、第1実施形態で説明した半導体装置用基板30を備えた半導体装置の製造方法について説明する。
図36は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのフローチャートの例である。
まず、ステップS1において半導体装置用基板30(図11参照)を設計し、ステップS2においてその半導体装置用基板30を実際に作製する。
また、これらのステップS1、S2に並行して、ステップS9で半導体素子40の設計をし、ステップS10で半導体装置40の作製を行う。
次いで、ステップS3に移り、ステップS10で作製した半導体素子40とコンデンサ39とを半導体装置用基板30に搭載してなるサンプルを作製する。
そのサンプルは、基板30上でのコンデンサ39の位置に応じて例えば3条件で作製される。
三つのうちの一つは第1のコンデンサパッド31にコンデンサ39を搭載したものである。そして、残りの二つのサンプルのうちの一方は第2のコンデンサパッド32にコンデンサ39を搭載したものであり、他方は第3のコンデンサパッド33にコンデンサ39を搭載したものである。
次いで、ステップS4に移り、上記した三つのサンプルの各々について電気特性試験を行う。
その電気特性試験においては、例えば、電源電圧のノイズの大きさや信号波形等が検査される。
その後、ステップS5に移り、ステップS4での電気特性試験の結果に基づき、上記した三つのサンプルの特性の比較を行う。例えば、電源電圧のノイズの大きさが三つのサンプルにおいて比較される。
なお、これらのステップS4、S5については、自社内で行わず、製品の出荷先である客先内でおこなってもよい。
次に、ステップS6に移り、ステップS5での比較に基づいて、電源電圧のノイズが最も小さいサンプルを選ぶ。そして、第1〜第3のコンデンサパッド31〜33のうち、選ばれたサンプルにおけるのと同じコンデンサパッドを量産時にコンデンサ39を搭載するコンデンサパッドとして選定する。
そして、ステップS7に移り半導体装置の量産を開始する。量産にあたっては、製品用の半導体装置用基板30にステップS10で作製した半導体素子40を搭載すると共に、ステップS6で選定されたコンデンサパッドにコンデンサ39を搭載する。
その後に、ステップS8に移り、完成した半導体装置を出荷する。
以上により、本実施形態に係る半導体装置の製造方法の基本ステップを終了する。
上記した本実施形態によれば、第1〜第3のコンデンサパッド31〜33の上に実際にコンデンサ39を搭載し、これらのコンデンサパッドの中から最も電源ノイズが小さくなるものを選定する。
(その他の実施形態)
第1実施形態では、図14に示したように、多層配線層57の最上層に各パッド31b〜33bを形成した。
パッド31a〜31aや31b〜33bの形成部位はこれに限定されず、図37のように多層配線層57の最下層に各パッド31a〜31a、31b〜33bを形成してもよい。
以上説明した各実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
(付記1) 多層配線層と、
前記多層配線層の最上層又は最下層の上に設けられ、前記多層配線層のうち電源層に第1のビアによって接続される第1の電源パッドと、前記多層配線層のうちグランド層に第2のビアによって接続される第1の接地パッドとからなる第1のコンデンサパッドと、
前記多層配線層の最上層又は最下層の上に設けられ、前記第1の電源パッドと第1の配線により接続される第2の電源パッドと、前記第1の接地パッドと第2の配線により接続される第2の接地パッドとからなる第2のコンデンサパッドと、
を有することを特徴とする半導体装置用基板。
(付記2) 前記第1の配線の長さと前記第2の配線の長さは等しいことを特徴とする付記1記載の半導体装置用基板。
(付記3) 前記第1のコンデンサパッドは、半導体素子が搭載される位置の周囲に複数個設けられることを特徴とする付記1記載の半導体装置用基板。
(付記4) 前記第2のコンデンサパッドは、前記複数の第1のコンデンサパッドそれぞれに対して設けられることを特徴とする付記3記載の半導体装置用基板。
(付記5) 前記多層配線層の最上層又は最下層の上に設けられ、前記第2の電源パッドと第3の配線により接続される第3の電源パッドと、前記第2の接地パッドと第4の配線により接続される第3の接地パッドとからなる第3のコンデンサパッドと、
を有することを特徴とする付記1記載の半導体装置用基板。
(付記6) 前記第1の配線の長さと前記第3の配線の長さは等しく、
前記第2の配線の長さと前記第4の配線の長さは等しい、
ことを特徴とする付記5記載の半導体装置用基板。
(付記7) 前記多層配線層の最上層又は最下層の上に設けられ、前記第1の電源パッドと第3の配線により接続される第3の電源パッドと、前記第1の接地パッドと第4の配線により接続される第3の接地パッドとからなる第3のコンデンサパッドと、
を有することを特徴とする付記1に記載の半導体装置用基板。
(付記8) 前記第1の配線と前記第3の配線のそれぞれの配線幅が異なり、
前記第2の配線と前記第4の配線のそれぞれの配線幅が異なることを特徴とする付記7に記載の半導体装置用基板。
(付記9) 前記第1の配線と前記第3の配線のそれぞれの配線長が異なり、
前記第2の配線と前記第4の配線のそれぞれの配線長が異なることを特徴とする付記7に記載の半導体装置用基板。
(付記10) 前記第1の配線と前記第2の配線との間隔は、前記第1の電源パッドと前記第1の接地パッドとの間隔よりも狭いことを特徴とする付記1に記載の半導体装置用基板。
(付記11) 前記第1のビアは、前記第1の電源パッドの下に複数設けられ、
前記第2のビアは、前記第1の接地パッドの下に複数設けられることを特徴とする付記1〜10のいずれかに記載の半導体装置用基板。
(付記12) 前記第1のビアは前記第1の電源パッドの横に設けられ、
前記第2のビアは前記第1の接地パッドの横に設けられることを特徴とする付記1〜10のいずれかに記載の半導体装置用基板。
(付記13) 前記第1の接地パッドは、前記第1の電源パッドと前記第2のコンデンサパッドとを内側に含む開口を備えることを特徴とする付記1に記載の半導体装置用基板。
(付記14) 前記第1の電源パッドは、前記第1の接地パッドと前記第2のコンデンサパッドとを内側に含む開口を備えることを特徴とする付記1に記載の半導体装置用基板。
(付記15) 多層配線層と、
前記多層配線層の最上層上に設けられ、前記多層配線層のうち電源層に第1のビアによって接続される第1の電源パッドと、前記多層配線層のうちグランド層に第2のビアによって接続される第1の接地パッドとからなる第1のコンデンサパッドと、
前記多層配線層の最上層上に設けられ、前記第1の電源パッドと第1の配線により接続される第2の電源パッドと、前記第1の接地パッドと第2の配線により接続される第2の接地パッドとからなる第2のコンデンサパッドと、
を有する半導体装置用基板と、
前記第1のコンデンサパッドまたは前記第2のコンデンサパッドのいずれかに接続されたコンデンサと、
前記半導体装置用基板上に配設された半導体素子と、
を含むことを特徴とする半導体装置。
(付記16) 前記第1の配線の長さと前記第2の配線の長さは等しいことを特徴とする付記15記載の半導体装置。
(付記17) 前記第1のコンデンサパッドは、前記半導体素子の周囲に複数設けられることを特徴とする付記15又は付記16に記載の半導体装置。
(付記18) 前記第2のコンデンサパッドは、前記第1のコンデンサパッドのそれぞれに対して設けられることを特徴とする付記17に記載の半導体装置。
(付記19) 前記半導体装置用基板は、
前記多層配線層の最上層上に設けられ、前記第2の電源パッドと第3の配線により接続される第3の電源パッドと、前記第2の接地パッドと第4の配線により接続される第3の接地パッドとからなる第3のコンデンサパッド
を有することを特徴とする付記15〜18のいずれかに記載の半導体装置。
(付記20) 多層配線層と、
前記多層配線層の最上層上に設けられ、前記多層配線層のうち電源層に第1のビアによって接続される第1の電源パッドと、前記多層配線層のうちグランド層に第2のビアによって接続される第1の接地パッドとからなる第1のコンデンサパッドと、
前記多層配線層の最上層上に設けられ、前記第1の電源パッドと第1の配線により接続される第2の電源パッドと、前記第1の接地パッドと第2の配線により接続される第2の接地パッドとからなる第2のコンデンサパッドと、
前記多層配線層の最上層上に設けられ、前記第2の電源パッドと第3の配線により接続される第3の電源パッドと、前記第2の接地パッドと第4の配線により接続される第3の接地パッドとからなる第3のコンデンサパッドと
を有する半導体装置用基板と、
前記第1のコンデンサパッド、又は前記第2のコンデンサパッド、又は前記第3のコンデンサパッドのいずれかに接続されたコンデンサと、
前記半導体装置用基板上に配設された半導体素子と、
を含むことを特徴とする半導体装置。
1、30…半導体装置用基板、3…電源層、4…グランド層、5…絶縁層、6…電源パッド、7…接地パッド、10…コンデンサパッド、11…半導体素子搭載領域、12…電源電極、13…接地電極、16…第1のビア、17…第2のビア、19…コンデンサ、20…半導体素子、31〜33…第1〜第3のコンデンサパッド、31a〜33a…第1〜第3の電源パッド、31b〜33b…第1〜第3の接地パッド、31e、31f…開口、31x…延長部、35…半導体素子搭載領域、39…コンデンサ、39a、39b…コンデンサの電極、40…半導体素子、40a…機能ブロック、40b…一辺、41〜44…第1〜第4の配線、51、52…第1及び第2のビア、53…電源層、54…グランド層、55…信号層、56…絶縁層、57…多層配線層、61〜63…第3〜第5のビア、66…アンダーフィル材、68…電極パッド、69…外部接続端子、70…ハンダ、71…電源電極、72…接地電極、73…信号電極、P…屈曲部。

Claims (10)

  1. 多層配線層と、
    前記多層配線層の最上層又は最下層の上に設けられ、前記多層配線層のうち電源層に第1のビアによって接続される第1の電源パッドと、前記多層配線層のうちグランド層に第2のビアによって接続される第1の接地パッドとからなる第1のコンデンサパッドと、
    前記多層配線層の最上層又は最下層の上に設けられ、前記第1の電源パッドと第1の配線により接続される第2の電源パッドと、前記第1の接地パッドと第2の配線により接続される第2の接地パッドとからなる第2のコンデンサパッドと、
    を有することを特徴とする半導体装置用基板。
  2. 前記第1の配線の長さと前記第2の配線の長さは等しいことを特徴とする請求項1記載の半導体装置用基板。
  3. 前記第1のコンデンサパッドは、半導体素子が搭載される位置の周囲に複数個設けられることを特徴とする請求項1記載の半導体装置用基板。
  4. 前記第2のコンデンサパッドは、前記複数の第1のコンデンサパッドそれぞれに対して設けられることを特徴とする請求項3記載の半導体装置用基板。
  5. 前記多層配線層の最上層又は最下層の上に設けられ、前記第2の電源パッドと第3の配線により接続される第3の電源パッドと、前記第2の接地パッドと第4の配線により接続される第3の接地パッドとからなる第3のコンデンサパッドと、
    を有することを特徴とする請求項1記載の半導体装置用基板。
  6. 前記第1の配線の長さと前記第3の配線の長さは等しく、
    前記第2の配線の長さと前記第4の配線の長さは等しいことを特徴とする請求項5記載の半導体装置用基板。
  7. 前記第1の配線と前記第2の配線との間隔は、前記第1の電源パッドと前記第1の接地パッドとの間隔よりも狭いことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置用基板。
  8. 多層配線層と、
    前記多層配線層の最上層上に設けられ、前記多層配線層のうち電源層に第1のビアによって接続される第1の電源パッドと、前記多層配線層のうちグランド層に第2のビアによって接続される第1の接地パッドとからなる第1のコンデンサパッドと、
    前記多層配線層の最上層上に設けられ、前記第1の電源パッドと第1の配線により接続される第2の電源パッドと、前記第1の接地パッドと第2の配線により接続される第2の接地パッドとからなる第2のコンデンサパッドと、
    を有する半導体装置用基板と、
    前記第1のコンデンサパッドまたは前記第2のコンデンサパッドのいずれかに接続されたコンデンサと、
    前記半導体装置用基板上に配設された半導体素子と、
    を含むことを特徴とする半導体装置。
  9. 前記半導体装置用基板は、
    前記多層配線層の最上層上に設けられ、前記第2の電源パッドと第3の配線により接続される第3の電源パッドと、前記第2の接地パッドと第4の配線により接続される第3の接地パッドとからなる第3のコンデンサパッド
    を有することを特徴とする請求項8に記載の半導体装置。
  10. 多層配線層と、
    前記多層配線層の最上層上に設けられ、前記多層配線層のうち電源層に第1のビアによって接続される第1の電源パッドと、前記多層配線層のうちグランド層に第2のビアによって接続される第1の接地パッドとからなる第1のコンデンサパッドと、
    前記多層配線層の最上層上に設けられ、前記第1の電源パッドと第1の配線により接続される第2の電源パッドと、前記第1の接地パッドと第2の配線により接続される第2の接地パッドとからなる第2のコンデンサパッドと、
    前記多層配線層の最上層上に設けられ、前記第2の電源パッドと第3の配線により接続される第3の電源パッドと、前記第2の接地パッドと第4の配線により接続される第3の接地パッドとからなる第3のコンデンサパッドと
    を有する半導体装置用基板と、
    前記第1のコンデンサパッド、又は前記第2のコンデンサパッド、又は前記第3のコンデンサパッドのいずれかに接続されたコンデンサと、
    前記半導体装置用基板上に配設された半導体素子と、
    を含むことを特徴とする半導体装置。
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