JP2013033884A - Laminated semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、積層半導体装置に関する。 The present invention relates to a stacked semiconductor device.
近年、半導体装置の高密度実装が進んでおり、複数の半導体装置を積み重ねることによってPOP(Package on Pckage)構造を有する積層半導体装置を構成することが多くなる傾向にある。このような積層半導体装置では、半導体装置の動作状況や信号品質を検査するために、半導体装置の間において伝達される信号を観測することが重要である。特許文献1には、平面視において下側半導体装置の一方面が上側半導体装置の外側に広がるように下側半導体装置の一方面を拡張して、下側半導体装置の一方面の外周部に観測パッドを形成することが記載されている。 In recent years, high-density mounting of semiconductor devices has progressed, and there is a tendency that a stacked semiconductor device having a POP (Package on Package) structure is formed by stacking a plurality of semiconductor devices. In such a stacked semiconductor device, it is important to observe a signal transmitted between the semiconductor devices in order to inspect the operation state and signal quality of the semiconductor device. In Patent Document 1, one surface of the lower semiconductor device is expanded so that one surface of the lower semiconductor device spreads outside the upper semiconductor device in plan view, and observed on the outer peripheral portion of one surface of the lower semiconductor device. The formation of a pad is described.
しかしながら、特許文献1に記載された構成を実使用品(実際に使用される積層半導体装置)に採用した場合、実使用品において観測パッドが常に外部に露出されることになるので、実使用品が容易に解析されてしまう可能性がある。そのため、実使用品とは別に検査用品(専ら検査のために使用される積層半導体装置)を製造し、検査用品を用いて信号波形を観測することになる。この場合、実使用品と検査用品との間の構成上の相違が大きくなるほど、実使用品と検査用品との間における信号伝達特性の差が大きくなるので、信号波形の観測精度を向上させることが困難であった。 However, when the configuration described in Patent Document 1 is adopted in an actual use product (a stacked semiconductor device that is actually used), the observation pad is always exposed to the outside in the actual use product. May be easily analyzed. Therefore, an inspection product (a laminated semiconductor device used exclusively for inspection) is manufactured separately from the actual product, and the signal waveform is observed using the inspection product. In this case, the greater the difference in configuration between the actual product and the inspection product, the greater the difference in signal transmission characteristics between the actual product and the inspection product. It was difficult.
そこで、この発明は、実使用品と検査用品との間における信号伝達特性の差を小さくすることができ、信号波形の観測精度を向上させることができる積層半導体装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a stacked semiconductor device that can reduce a difference in signal transmission characteristics between an actual use product and an inspection product and can improve the observation accuracy of a signal waveform. .
この発明の1つの局面に従うと、積層半導体装置は、矩形状の第1の基板と、上記第1の基板の一方面に形成された複数の電極パッドとを含む第1の半導体装置と、矩形状の第2の基板と、上記第2の基板の一方面に形成された複数の電極パッドとを含む第2の半導体装置とを備え、上記第1の半導体装置は、上記第1および第2の基板の各々の一方面が互いに対向するように、上記第2の半導体装置に積み重ねられ、上記第1の半導体装置の複数の電極パッドは、第1の接続パッドを含み、上記第2の半導体装置の複数の電極パッドは、互いに電気的に接続された第2および第3の接続パッドと観測パッドとを含み、平面視において上記第2の基板の一方面の一部である部分領域が上記第1の基板に遮蔽されるように上記第1の半導体装置が上記第2の半導体装置に積み重ねられた場合に、上記平面視において上記第1の接続パッドが上記第2の接続パッドに重なり、上記平面視において上記部分領域が上記第1の基板から露出されるように上記第1の半導体装置が上記第2の半導体装置に積み重ねられた場合に、上記平面視において上記第1の接続パッドが上記第3の接続パッドに重なり、上記観測パッドは、上記部分領域に配置される。 According to one aspect of the present invention, a stacked semiconductor device includes a first semiconductor device including a rectangular first substrate and a plurality of electrode pads formed on one surface of the first substrate; A second semiconductor device including a second substrate having a shape and a plurality of electrode pads formed on one surface of the second substrate, wherein the first semiconductor device includes the first and second semiconductor devices. The substrate is stacked on the second semiconductor device such that one surface of each of the substrates faces each other, and the plurality of electrode pads of the first semiconductor device include a first connection pad, and the second semiconductor device The plurality of electrode pads of the device includes second and third connection pads and an observation pad that are electrically connected to each other, and a partial region that is a part of one surface of the second substrate in plan view The first semiconductor device is shielded by a first substrate When stacked on the second semiconductor device, the first connection pad overlaps the second connection pad in the plan view, and the partial region is exposed from the first substrate in the plan view. When the first semiconductor device is stacked on the second semiconductor device as described above, the first connection pad overlaps the third connection pad in the plan view, and the observation pad is the partial region. Placed in.
上記積層半導体装置では、積層半導体装置を構成する場合に観測パッドの遮蔽および露出を切り替えることができるので、実使用品(実際に使用される積層半導体装置)および検査用品(専ら検査のために使用される積層半導体装置)の両方を構成できる。これにより、実使用品と検査用品との間の構成上の相違を少なくすることができるので、実使用品と検査用品との間における信号伝達特性の差を小さくすることができ、その結果、信号波形の観測精度を向上させることができる。 In the above laminated semiconductor device, when the laminated semiconductor device is configured, the shielding and exposure of the observation pad can be switched, so that the actual use product (the actually used laminated semiconductor device) and the inspection product (used exclusively for inspection) Both stacked semiconductor devices) can be configured. Thereby, the difference in configuration between the actual use product and the inspection product can be reduced, so that the difference in the signal transmission characteristics between the actual use product and the inspection product can be reduced, and as a result, The observation accuracy of the signal waveform can be improved.
なお、上記第1の半導体装置の複数の電極パッドは、第4および第5の接続パッドを含み、上記第2の半導体装置の複数の電極パッドは、共通パッドを含み、上記平面視において上記部分領域が上記第1の基板に遮蔽されるように上記第1の半導体装置が上記第2の半導体装置に積み重ねられた場合に、上記平面視において上記第4の接続パッドが上記共通パッドに重なり、上記平面視において上記部分領域が上記第1の基板から露出されるように上記第1の半導体装置が上記第2の半導体装置に積み重ねられた場合に、上記平面視において上記第5の接続パッドが上記共通パッドに重なるものであっても良い。このように構成することにより、第2の半導体装置の第2の基板の一方面に形成される電極パッドの個数を削減できる。 The plurality of electrode pads of the first semiconductor device include fourth and fifth connection pads, and the plurality of electrode pads of the second semiconductor device include a common pad, and the portion in the plan view When the first semiconductor device is stacked on the second semiconductor device so that the region is shielded by the first substrate, the fourth connection pad overlaps the common pad in the plan view, When the first semiconductor device is stacked on the second semiconductor device so that the partial region is exposed from the first substrate in the plan view, the fifth connection pad is in the plan view. It may overlap with the common pad. With this configuration, the number of electrode pads formed on one surface of the second substrate of the second semiconductor device can be reduced.
なお、上記共通パッドの電位は一定であっても良い。このように構成することにより、信号衝突を回避できる。 Note that the potential of the common pad may be constant. By configuring in this way, signal collision can be avoided.
以上のように、実使用品と検査用品との間における信号伝達特性の差を小さくすることができ、信号波形の観測精度を向上させることができる。 As described above, it is possible to reduce the difference in signal transmission characteristics between the actually used product and the inspection product, and it is possible to improve the observation accuracy of the signal waveform.
以下、実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一の符号を付しその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
(実施形態1)
図1は、実施形態1による積層半導体装置の構造例を示す。この積層半導体装置は、第1の半導体装置10と、第2の半導体装置20とを備える。第1の半導体装置10は、矩形状の基板11と、基板11の一方面に形成された複数の電極パッドP100と、基板11の他方面に形成された半導体チップ12とを有する。第2の半導体装置20は、矩形状の基板21と、基板21の一方面に形成された複数の電極パッドP200と、基板21の一方面に形成された半導体チップ(図示省略)とを有する。第1の半導体装置10は、基板11,21の各々の一方面(すなわち、電極パッドP100,P200が形成された面)が互いに対向するように、第2の半導体装置20に積み重ねられる。ここでは、基板11,21は、平面視において互いに同一の正方形状を有する。なお、半導体チップ12は、基板11の内部に格納されていても良い。半導体装置21に含まれる半導体チップについても同様である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows an example of the structure of a stacked semiconductor device according to the first embodiment. This stacked semiconductor device includes a
〔第1の半導体装置〕
図2のように、第1の半導体装置10の基板11の一方面には、複数の電極パッドP101〜P120が形成される。電極パッドP101〜P120は、平面視において半導体チップ12を取り囲むように矩形枠状に配置される。ここでは、電極パッドP102は、電極パッドP104を基準点R1を通過する基板法線(すなわち、基準点R1から基板11に対して垂直に延びる直線)を軸として反時計回りに45°回転させた位置(すなわち、回転後に電極パッドP104が存在する位置)に配置される。これと同様に、電極パッドP104,P107,P109,P112,P114,P117,P119は、それぞれ、電極パッドP107,P109,P112,P114,P117,P119,P102を基準点R1を通過する基板法線を軸として反時計回りに45°回転させた位置に配置される。
[First semiconductor device]
As shown in FIG. 2, a plurality of electrode pads P <b> 101 to P <b> 120 are formed on one surface of the
〔第2の半導体装置〕
図3のように、第2の半導体装置20の基板21の一方面には、複数の電極パッドP201〜P220,P301,P303,…,P320,T220,T201,T202と、半導体チップ22とが形成される。電極パッドP201〜P220は、平面視において半導体チップ22を取り囲むように矩形枠状に配置される。電極パッドP301,P303,…,P320も、平面視において半導体チップ22を取り囲むように矩形枠状に配置される。ここでは、電極パッドP301は、電極パッドP201を基準点R2を通過する基板法線を軸として反時計回りに45°回転させた位置に配置される。これと同様に、電極パッドP303,P305,…,P320は、それぞれ、電極パッドP203,P205,…,P220を基準点R2を通過する基板法線を軸として反時計回りに45°回転させた位置に配置される。さらに、電極パッドT220,T201,T202(観測パッド)は、基板21の一方面の一部である部分領域R21に配置される。ここでは、部分領域R21〜R24は、平面視において基板11,21の各辺が一致するように第1の半導体装置10を第2の半導体装置20に積み重ねた状態から基準点R1,R2を通過する基板法線を軸として基板11を反時計回りに45°回転させた場合に露出する領域のことである。
[Second Semiconductor Device]
As shown in FIG. 3, a plurality of electrode pads P201 to P220, P301, P303,..., P320, T220, T201, T202, and a
図4のように、電極パッドP220,P320,T220は、パッケージ配線などを経由して互いに電気的に接続される。すなわち、電極パッドP220,P320,T220は、同電位ネットを構成している。これと同様に、電極パッドP201,P301,T201は互いに電気的に接続され、電極パッドP202,T202は互いに電気的に接続される。なお、電極パッドP203,P205,P206,P208,P210,P211,P213,P215,P216,P218が電極パッドP303,P305,P306,P308,P310,P311,P313,P315,P316,P318にそれぞれ電気的に接続されていても良し、それぞれに対応する観測パッド(例えば、部分領域R21〜R24のいずれかに配置された電極パッド)に電気的に接続されていても良い。 As shown in FIG. 4, the electrode pads P220, P320, T220 are electrically connected to each other via package wiring or the like. That is, the electrode pads P220, P320, T220 constitute the same potential net. Similarly, the electrode pads P201, P301, and T201 are electrically connected to each other, and the electrode pads P202 and T202 are electrically connected to each other. The electrode pads P203, P205, P206, P208, P210, P211, P213, P215, P216, and P218 are electrically connected to the electrode pads P303, P305, P306, P308, P310, P311, P313, P315, P316, and P318, respectively. It may be connected, or may be electrically connected to an observation pad corresponding to each (for example, an electrode pad disposed in any of the partial regions R21 to R24).
〔遮蔽積層〕
図5は、平面視において基板21の部分領域R21〜R24が基板11に遮蔽されるように第1の半導体装置10を第2の半導体装置20に積み重ねることによって積層半導体装置を構成する場合(遮蔽積層の場合)を示している。ここでは、平面視において基板11,21の各辺が一致するように第1の半導体装置10を第2の半導体装置20に積み重ねた場合に、平面視において基板21の部分領域R21〜R24が基板11に遮蔽される。この場合、電極パッドT220,T201,T202(観測パッド)は、平面視において基板11に遮蔽される。
(Shielding lamination)
FIG. 5 illustrates a case where a stacked semiconductor device is configured by stacking the
また、第1の半導体装置10の電極パッドP101(第1の接続パッド)は、平面視において第2の半導体装置20の電極パッドP201(第2の接続パッド)に重なる。これと同様に、第1の半導体装置10の電極パッドP103,P105,P106,P108,P110,P111,P113,P115,P116,P118,P120(第1の接続パッド)は、平面視において第2の半導体装置20の電極パッドP203,P205,P206,P208,P210,P211,P213,P215,P216,P218,P220(第2の接続パッド)にそれぞれ重なる。さらに、第1の半導体装置10の電極パッドP102(第4の接続パッド)は、平面視において第2の半導体装置20の電極パッドP202(共通パッド)に重なる。これと同様に、第1の半導体装置10の電極パッドP104,P107,P109,P112,P114,P117,P119(第4の接続パッド)は、平面視において第2の半導体装置20の電極パッドP204,P207,P209,P212,P214,P217,P219(共通パッド)に重なる。例えば、図6Aのように、電極パッドP101,P102,P103,P104,P105は、電極パッドP201,P202,P203,P204,P205にそれぞれ対向して電気的に接続される。
The electrode pad P101 (first connection pad) of the
なお、第2の半導体装置20の電極パッドP301,P303,P305,P306,P308,P310,P311,P313,P315,P316,P318,P320(第3の接続パッド)は、平面視において電極パッドP101〜P120のいずれにも重ならない。例えば、図6Bのように、電極パッドP301,P303,P305は、第1の半導体装置10の電極パッドのいずれにも対向しておらず電気的に遮断される。
The electrode pads P301, P303, P305, P306, P308, P310, P311, P313, P315, P316, P318, and P320 (third connection pads) of the
〔露出積層〕
図7は、平面視において基板21の部分領域R21〜R24が基板11から露出されるように第1の半導体装置10を第2の半導体装置20に積み重ねることによって積層半導体装置を構成する場合(露出積層の場合)を示している。ここでは、平面視において基板11,21の各辺が一致するように第1の半導体装置10を第2の半導体装置20に積み重ねた状態から基準点R1,R2を通過する基板法線を軸として基板11を反時計回りに45°回転させた場合に、平面視において基板21の部分領域R21〜R24が基板11から露出される。この場合、電極パッドT220,T201,T202(観測パッド)は、平面視において基板11から露出される。
(Exposed lamination)
FIG. 7 illustrates a case where a stacked semiconductor device is configured by stacking the
また、第1の半導体装置10の電極パッドP101(第1の接続パッド)は、平面視において第2の半導体装置20の電極パッドP301(第3の接続パッド)に重なる。これと同様に、第1の半導体装置10の電極パッドP103,P105,P106,P108,P110,P111,P113,P115,P116,P118,P120は、平面視において第2の半導体装置20の電極パッドP303,P305,P306,P308,P310,P311,P313,P315,P316,P318,P320にそれぞれ重なる。さらに、第1の半導体装置10の電極パッドP104(第6の接続パッド)は、平面視において第2の半導体装置20の電極パッドP202(共通パッド)に重なる。これと同様に、第1の半導体装置10の電極パッドP107,P109,P112,P114,P117,P119,P102(第6の接続パッド)は、平面視において第2の半導体装置20の電極パッドP204,P207,P209,P212,P214,P217,P219に重なる。例えば、図8Bのように、電極パッドP101,P102,P103,P104,P105は、電極パッドP301,P219,P303,P202,P305にそれぞれ対向して電気的に接続される。
The electrode pad P101 (first connection pad) of the
なお、第2の半導体装置20の電極パッドP201,P203,P205,P206,P208,P210,P211,P213,P215,P216,P218,P220(第1の接続パッド)は、平面視において電極パッドP101〜P120のいずれにも重ならない。例えば、図8Aのように、電極パッドP201,P203,P205は、第1の半導体装置10の電極パッドのいずれにも対向しておらず電気的に遮断される。
The electrode pads P201, P203, P205, P206, P208, P210, P211, P213, P215, P216, P218, and P220 (first connection pads) of the
以上のように、積層半導体装置を構成する場合に観測パッド(電極T220,T201,T202)の遮蔽および露出を切り替えることができるので、実使用品(実際に使用される積層半導体装置)および検査用品(専ら検査のために使用される積層半導体装置)の両方を構成できる。これにより、実使用品と検査用品との間の構成上の相違を少なくすることができるので、実使用品と検査用品との間における信号伝達特性の差を小さくすることができ、その結果、信号波形の観測精度を向上させることができる。 As described above, since the shielding and exposure of the observation pads (electrodes T220, T201, T202) can be switched when configuring the laminated semiconductor device, the actual use product (the actually used laminated semiconductor device) and the inspection article Both (multilayer semiconductor devices used exclusively for inspection) can be configured. Thereby, the difference in configuration between the actual use product and the inspection product can be reduced, so that the difference in the signal transmission characteristics between the actual use product and the inspection product can be reduced, and as a result, The observation accuracy of the signal waveform can be improved.
また、信号波形を観測するための信号引き出し線の追加や、半導体装置の間への信号観測用治具の挿入などによって積層半導体装置を改造することが考えられるが、このように改造した場合、製造コストの増加や歩留まりの低下を招いてしまう。一方、実施形態1では、実使用品および検査用品の両方を同一の製造プロセスによって製造することになるので、実使用品と検査用品とを別々の製造プロセスによって製造する場合よりも、歩留まりを改善できる。 In addition, it is conceivable to modify the laminated semiconductor device by adding a signal lead line for observing the signal waveform or inserting a signal observation jig between the semiconductor devices. This leads to an increase in manufacturing cost and a decrease in yield. On the other hand, in the first embodiment, since both the actual use product and the inspection product are manufactured by the same manufacturing process, the yield is improved as compared with the case where the actual use product and the inspection product are manufactured by separate manufacturing processes. it can.
また、特許文献1の積層半導体装置では、平面視において下側半導体装置の一方面が上側半導体装置の外側に広がるように下側半導体装置の一方面を拡張して、下側半導体装置の一方面の外周部に観測パッドを形成しているので、下側半導体装置の一方面の面積を縮小することが困難である。一方、実施形態1による積層半導体装置では、第2の半導体装置20の基板21の一方面を拡張しなくても良いので、積層半導体装置の規模を縮小できる。なお、基板11,21は、互いに同一の形状であっても良いし、互いに異なる形状であっても良い。
Further, in the stacked semiconductor device of Patent Document 1, one surface of the lower semiconductor device is expanded by extending one surface of the lower semiconductor device so that one surface of the lower semiconductor device spreads outside the upper semiconductor device in plan view. Since the observation pad is formed on the outer periphery of the semiconductor device, it is difficult to reduce the area of one surface of the lower semiconductor device. On the other hand, in the stacked semiconductor device according to the first embodiment, since one surface of the
また、積層の仕方を切り替えることができるので、積層半導体装置の筐体構造の設計自由度を向上させることができる。例えば、積層半導体装置をモバイル分野の商品に実装する場合、平面視において基板11,21の各辺が一致するように第1の半導体装置10を第2の半導体装置20に積み重ねた状態から基準点R1,R2を通過する基板法線を軸として基板11を反時計回りに45°回転させて、第1の半導体装置10を第2の半導体装置20に積み重ねることによって積層半導体装置を構成することにより、内部アンテナによる干渉を回避できる場合がある。また、露出積層によって積層半導体装置を構成することによって、遮蔽積層によって積層半導体装置を構成する場合よりも、積層半導体装置の内部に熱が篭もりにくくなり、放熱性を向上できる。
In addition, since the stacking method can be switched, the degree of freedom in designing the housing structure of the stacked semiconductor device can be improved. For example, when a stacked semiconductor device is mounted on a product in the mobile field, the reference point from the state in which the
〔共通パッド〕
さらに、第2の半導体装置20の共通パッド(P202,P204,P207,P209,P212,P214,P217,P219)は、遮蔽積層および露出積層のいずれの場合であっても、平面視において第1の半導体装置10の電極パッドに重なる。このような共通パッドを形成することにより、第2の基板21の一方面に形成される電極パッドの個数を削減できる。なお、第2の基板21の一方面に共通パッドを形成しなくても良い。
[Common pad]
Further, the common pads (P202, P204, P207, P209, P212, P214, P217, and P219) of the
また、共通パッド(P202,P204,P207,P209,P212,P214,P217,P219)は、電源パッド(電源電圧が印加される電極パッド),接地パッド(接地電圧が印加される電極パッド),NCパッド(他の機器に電気的に接続されない電極パッド)のいずれかとして利用することが好ましい。すなわち、共通パッドの電位は一定であることが好ましい。このように構成することによって信号衝突を回避できる。なお、共通パッドは、信号を伝達する信号パッドとして利用されても良い。この場合、その共通パッドに対応する2個の電極パッド(第1の半導体装置10の2個の電極パッド)のうちいずれか一方をNCパッドとして利用することが好ましい。 The common pads (P202, P204, P207, P209, P212, P214, P217, and P219) are a power pad (an electrode pad to which a power supply voltage is applied), a ground pad (an electrode pad to which a ground voltage is applied), NC It is preferably used as any one of pads (electrode pads that are not electrically connected to other devices). In other words, the common pad potential is preferably constant. By configuring in this way, signal collision can be avoided. The common pad may be used as a signal pad for transmitting a signal. In this case, it is preferable to use either one of the two electrode pads (two electrode pads of the first semiconductor device 10) corresponding to the common pad as the NC pad.
〔同電位ネット〕
なお、電極パッドP220,P320,T220は、遮蔽積層の場合と露出積層の場合との間でトポロジ(電気的経路の状態)が変化しないように、互いに電気的に接続されていることが好ましい。具体的には、電極パッドP220と電極パッドT220との間の配線距離と電極パッドP320との間の配線距離とが互いに等しくなるように、電極パッドP220から電極パッドT220を経由して電極パッドP320へ一筆書きで配線を配置することにより、遮蔽積層の場合と露出積層の場合との間における波形品質の差を低減できる。電極パッドP201,P301,T201についても同様である。
[Same potential net]
Note that the electrode pads P220, P320, and T220 are preferably electrically connected to each other so that the topology (electrical path state) does not change between the shielded laminate and the exposed laminate. Specifically, the electrode pad P320 passes through the electrode pad T220 from the electrode pad P220 so that the wiring distance between the electrode pad P220 and the electrode pad T220 is equal to the wiring distance between the electrode pad P320. By arranging the wiring with a single stroke, the difference in waveform quality between the shielded laminate and the exposed laminate can be reduced. The same applies to the electrode pads P201, P301, and T201.
(実施形態2)
実施形態2による積層半導体装置は、基板11,21の各々の一方面が互いに対向するように図9に示した第1の半導体装置30を図10に示した第2の半導体装置40に積み重ねることによって構成される。
(Embodiment 2)
In the stacked semiconductor device according to the second embodiment, the
〔第1の半導体装置〕
図9のように、第1の半導体装置30の基板11の一方面には、複数の電極パッドP401〜P412,P501〜P512が形成される。第1の半導体装置30のその他の構成は、図2に示した第1の半導体装置10の構成と同様である。電極パッドP401〜P412は、平面視において半導体チップ12を取り囲むように円形枠状に配置される。電極パッドP501〜P512も、平面視において半導体チップ12を取り囲むように円形枠状に配置される。ここでは、電極パッドP501は、電極パッドP401を基準点R3を通過する基板法線を軸として反時計回りに45°回転させた位置(すなわち、回転後に電極パッドP401が存在する位置)に配置される。これと同様に、電極パッドP502〜P512は、それぞれ、電極パッドP402〜P412を基準点R3を通過する基板法線を軸として反時計回りに45°回転させた位置に配置される。また、ここでは、電極パッドP401〜P412は、信号が印加される信号パッドとして利用され、電極パッドP501〜P512は、NCパッド(他の機器に電気的に接続されない電極パッド)として利用される。電極パッドP401〜P412は、電極パッド群G41〜G44に分類でき、電極パッドP501〜P512は、電極パッド群G51〜G54に分類できる。
[First semiconductor device]
As shown in FIG. 9, a plurality of electrode pads P <b> 401 to P <b> 412, P <b> 501 to P <b> 512 are formed on one surface of the
〔第2の半導体装置〕
図10のように、第2の半導体装置40の基板21の一方面には、複数の電極パッドP601〜P612,P701〜P712,T601〜T603と、半導体チップ22とが形成される。第2の半導体装置40のその他の構成は、図3に示した第2の半導体装置20の構成と同様である。電極パッドP601〜P612は、平面視において半導体チップ22を取り囲むように円形枠状に配置される。電極パッドP701〜P712も、平面視において半導体チップ22を取り囲むように円形枠状に配置される。ここでは、電極パッドP701は、電極パッドP601を基準点R4を通過する基板法線を軸として反時計回りに45°回転させた位置に配置される。これと同様に、電極パッドP702〜P712は、それぞれ、電極パッドP602〜P612を基準点R4を通過する基板法線を軸として反時計回りに45°回転させた位置に配置される。さらに、電極パッドT601〜T603(観測パッド)は、部分領域R21に配置される。電極パッドP601〜P612は、電極パッド群G61〜G64に分類でき、電極パッドP701〜P712は、電極パッド群G71〜G74に分類できる。
[Second Semiconductor Device]
As shown in FIG. 10, a plurality of electrode pads P601 to P612, P701 to P712, T601 to T603, and the
図11のように、電極パッドP601,P701,T601は、パッケージ配線などを経由して互いに電気的に接続される。これと同様に、電極パッドP602,P702,T602は互いに電気的に接続され、電極パッドP603,P703,T603は互いに電気的に接続される。なお、電極パッドP604〜P612が電極パッドP704〜P712にそれぞれ電気的に接続されていても良いし、それぞれに対応する観測パッド(例えば、部分領域R21〜R24のいずれかに配置された電極パッド)に電気的に接続されていても良い。 As shown in FIG. 11, the electrode pads P601, P701, and T601 are electrically connected to each other via a package wiring or the like. Similarly, the electrode pads P602, P702, and T602 are electrically connected to each other, and the electrode pads P603, P703, and T603 are electrically connected to each other. Note that the electrode pads P604 to P612 may be electrically connected to the electrode pads P704 to P712, respectively, and corresponding observation pads (for example, electrode pads arranged in any of the partial regions R21 to R24). May be electrically connected.
〔遮蔽積層〕
図12は、平面視において基板21の部分領域R21〜R24が基板11に遮蔽されるように第1の半導体装置30を第2の半導体装置40に積み重ねることによって積層半導体装置を構成する場合を示している。ここでは、平面視において基板11,21の各辺が一致するように第1の半導体装置30を第2の半導体装置40に積み重ねた場合に、平面視において基板21の部分領域R21〜R24が基板11に遮蔽される。この場合、電極パッドT601〜T603は、平面視において基板11に遮蔽される。
(Shielding lamination)
FIG. 12 shows a case where a stacked semiconductor device is configured by stacking the
また、電極パッド群G41,G42,G43,G44は、平面視において電極パッド群G61,G62,G63,G64にそれぞれ重なる。一方、電極パッド群G51,G52,G53,G54は、平面視において電極パッド群G71,G72,G73,G74にそれぞれ重なる。 Further, the electrode pad groups G41, G42, G43, and G44 overlap with the electrode pad groups G61, G62, G63, and G64, respectively, in plan view. On the other hand, the electrode pad groups G51, G52, G53, and G54 overlap the electrode pad groups G71, G72, G73, and G74, respectively, in plan view.
〔露出積層〕
図13は、平面視において基板21の部分領域R21〜R24が基板11から露出されるように第1の半導体装置30を第2の半導体装置40に積み重ねることによって積層半導体装置を構成する場合を示している。ここでは、平面視において基板11,21の各辺が一致するように第1の半導体装置30を第2の半導体装置40に積み重ねた状態から基準点R3,R4を通過する基板法線を軸として基板11を反時計回りに45°回転させた場合に、平面視において基板21の部分領域R21〜R24が基板11から露出される。この場合、電極パッドT601〜T603は、平面視において基板11から露出される。電極パッド群G41,G42,G43,G44は、平面視において電極パッド群G71,G72,G73,G74にそれぞれ重なる。一方、電極パッド群G51,G52,G53,G54は、平面視において電極パッド群G64,G61,G62,G63にそれぞれ重なる。
(Exposed lamination)
FIG. 13 shows a case where a stacked semiconductor device is configured by stacking the
以上のように、積層半導体装置を構成する場合に観測パッド(電極T601,T602,T603)の遮蔽および露出を切り替えることができるので、実使用品および検査用品の両方を構成できる。これにより、実使用品と検査用品との間の構成上の相違を少なくすることができるので、実使用品と検査用品との間における信号伝達特性の差を小さくすることができ、その結果、信号波形の観測精度を向上させることができる。 As described above, since the shielding and exposure of the observation pads (electrodes T601, T602, and T603) can be switched when configuring the stacked semiconductor device, both the actual use product and the inspection product can be configured. Thereby, the difference in configuration between the actual use product and the inspection product can be reduced, so that the difference in the signal transmission characteristics between the actual use product and the inspection product can be reduced, and as a result, The observation accuracy of the signal waveform can be improved.
なお、第2の半導体装置40の基板21の一方面において、基準点R4を中心とする同心円状に配置された別の複数の電極パッドをさらに形成しても良い。この場合、電源パッドとして利用される円,接地パッドとして利用される円,信号パッドとして利用される円というように円毎に電極パッドの役割を変更しても良い。
A plurality of other electrode pads arranged concentrically around the reference point R4 may be further formed on one surface of the
(実施形態2の変形例)
実施形態2の変形例による積層半導体装置は、基板11,21の各々の一方面が互いに対向するように図14に示した第1の半導体装置30aを図15に示した第2の半導体装置40aに積み重ねることによって構成される。
(Modification of Embodiment 2)
In the stacked semiconductor device according to the modification of the second embodiment, the
〔第1の半導体装置〕
図14のように、第1の半導体装置30aの基板11の一方面には、複数の電極パッドP401〜P403,P501〜P503,P801〜P818が形成される。第1の半導体装置30aのその他の構成は、図9に示した第1の半導体装置30の構成と同様である。電極パッドP801〜P818は、平面視において半導体チップ12を取り囲むように円形枠状に配置される。電極パッドP801〜P818は、電極パッド群G81〜G86に分類できる。電極パッド群G82は、電極パッド群G81を基準点R3を通過する基板法線を軸として反時計回りに45°回転させた位置に配置される。これと同様に、電極パッド群G83〜G86は、それぞれ、電極パッド群G82〜G85を基準点R3を通過する基板法線を軸として反時計回りに45°回転させた位置に配置される。
[First semiconductor device]
As shown in FIG. 14, a plurality of electrode pads P401 to P403, P501 to P503, and P801 to P818 are formed on one surface of the
ここでは、半導体チップ12は、4個のメモリブロックByte0,Byte1,Byte2,Byte3を有するメモリ装置(例えば、DDRメモリ)を含む。電極パッド群G41は、半導体チップ12に電気的に接続され、制御信号(例えば、クロック信号,アドレス信号,制御コマンドなど)を伝達するための信号パッドをして利用される。4つの電極パッド群G81,G82,G83,G84は、それぞれ、半導体チップ12に含まれる4個のメモリブロックByte0,Byte1,Byte2,Byte3に電気的に接続される。電極パッド群G51,G85,G86は、NCパッドとして利用される。
Here, the
〔第2の半導体装置〕
図15のように、第2の半導体装置40aの基板21の一方面には、複数の電極パッドP601〜P603,P701〜P703,T601〜T603,P901〜P918と、半導体チップ22とが形成される。第2の半導体装置40aのその他の構成は、図10に示した第2の半導体装置40の構成と同様である。電極パッドP901〜P918は、平面視において半導体チップ22を取り囲むように円形枠状に配置される。電極パッドP901〜P918は、電極パッド群G91〜G96に分類できる。電極パッド群G92は、電極パッド群G91を基準点R4を通過する基板法線を軸として反時計回りに45°回転させた位置に配置される。これと同様に、電極パッド群G93〜G96は、それぞれ、電極パッド群G92〜G95を基準点R4を通過する基板法線を軸として反時計回りに45°回転させた位置に配置される。
[Second Semiconductor Device]
As shown in FIG. 15, a plurality of electrode pads P601 to P603, P701 to P703, T601 to T603, P901 to P918, and the
ここでは、半導体チップ22は、半導体チップ12に含まれるメモリ装置を制御するための制御信号を出力するものとする。電極パッド群G61,G71は、半導体チップ22に電気的に接続され、制御信号を伝達するための信号パッドとして利用される。電極パッド群G61,G71は、互いに等価である。電極パッド群G91,G95は、半導体チップ22に電気的に接続される。電極パッド群G91,G95は、互いに等価である。電極パッド群G92,G93,G94は、半導体チップ22に電気的に接続される。電極パッド群G96は、NCパッドとして利用される。なお、半導体チップ22から延びた配線が2分岐して電極パッド群G61,G71に接続されていても良いし、半導体チップ22と電極パッド群G61,G71の各々との間の信号経路を半導体チップ22が切り替えても良い。電極パッド群G91,G95についても同様である。
Here, it is assumed that the
〔遮蔽積層〕
図16は、平面視において基板21の部分領域R21〜R24が基板11に遮蔽されるように第1の半導体装置30aを第2の半導体装置40aに積み重ねることによって積層半導体装置を構成する場合を示している。この場合、電極パッド群G41,G51,G81,G82,…,G86は、平面視において電極パッド群G61,G71,G91,G92,…,G95,G96にそれぞれ重なる。すなわち、半導体チップ22は、電極パッド群G61,G41を経由して半導体チップ21に制御信号を供給する。また、半導体チップ22は、電極パッド群G81,G91を経由してメモリブロックByte0に対するデータの読み書きを実行する。これと同様に、メモリブロックByte1に対するデータの読み書きは、電極パッド群G82,G92を経由して実行され、メモリブロックByte2に対するデータの読み書きは、電極パッド群G83,G93を経由して実行され、メモリブロックByte3に対するデータの読み書きは、電極パッド群G84,G94を経由して実行される。なお、電極パッド群G71は、NCパッドとして利用される電極パッド群G51に電気的に接続されるので、半導体チップ22からの制御信号が誤って伝達されることはない。また、電極パッド群G95は、NCパッドとして利用される電極パッド群G85に電気的に接続される。
(Shielding lamination)
FIG. 16 shows a case where a stacked semiconductor device is configured by stacking the
〔露出積層〕
図17は、平面視において基板21の部分領域R21〜R24が基板11から露出されるように第1の半導体装置30aを第2の半導体装置40aに積み重ねることによって積層半導体装置を構成する場合を示している。この場合、電極パッド群G41,G51,G81,G82,…,G86は、平面視において電極パッド群G71,G91,G92,G93,…,G96,G61にそれぞれ重なる。すなわち、半導体チップ22は、電極パッド群G71,G41を経由して半導体チップ21に制御信号を供給する。また、半導体チップ22は、電極パッド群G84,G95を経由してメモリブロックByte0に対するデータの読み書きを実行する。これと同様に、メモリブロックByte1に対するデータの読み書きは、電極パッド群G81,G92を経由して実行され、メモリブロックByte2に対するデータの読み書きは、電極パッド群G82,G93を経由して実行され、メモリブロックByte3に対するデータの読み書きは、電極パッド群G83,G94を経由して実行される。このように、メモリブロック単位で信号入れ替えが実施されたことになる。なお、電極パッド群G61は、NCパッドとして利用される電極パッド群G86に電気的に接続されるので、半導体チップ22からの制御信号が誤って伝達されることはない。また、電極パッド群G91は、NCパッドとして利用される電極パッド群G51に電気的に接続される。
(Exposed lamination)
FIG. 17 shows a case where a stacked semiconductor device is configured by stacking the
なお、メモリブロックByte0,Byte1,Byte2,Byte3は、バイト単位であっても良いし、ワード単位であっても良い。 The memory blocks Byte0, Byte1, Byte2, and Byte3 may be in byte units or word units.
(その他の実施形態)
以上の実施形態では、平面視において基板11,21の各辺が一致するように第1の半導体装置を第2の半導体装置に積み重ねた状態から基準点R1,R2(または、R3,R4)を通過する基板法線を軸として基板11を反時計回りに45°回転させる例を挙げて説明したが、積層の仕方(回転角度や積み重ねる位置など)は任意であり、積層の仕方に応じて電極パッドを配置すれば良い。
(Other embodiments)
In the above embodiment, the reference points R1, R2 (or R3, R4) are determined from the state in which the first semiconductor device is stacked on the second semiconductor device so that the sides of the
以上説明したように、上述の積層半導体装置は、信号波形の観測精度を向上させることができるので、種々の分野に適用可能である。 As described above, the stacked semiconductor device described above can improve the observation accuracy of signal waveforms, and thus can be applied to various fields.
10 半導体装置(第1の半導体装置)
11 基板(第1の基板)
12 半導体チップ
P100,P101〜P120 電極パッド
20 半導体装置(第2の半導体装置)
21 基板(第2の基板)
22 半導体チップ
P200,P201〜P220,P301〜P320 電極パッド
P401〜P412,P501〜P512 電極パッド
P601〜P612,P701〜P712 電極パッド
P801〜P818 電極パッド
P901〜P918 電極パッド
10 Semiconductor device (first semiconductor device)
11 Substrate (first substrate)
12 Semiconductor chips P100, P101 to
21 Substrate (second substrate)
22 Semiconductor chips P200, P201 to P220, P301 to P320 Electrode pads P401 to P412, P501 to P512 Electrode pads P601 to P612, P701 to P712 Electrode pads P801 to P818 Electrode pads P901 to P918 Electrode pads
Claims (6)
矩形状の第2の基板と、前記第2の基板の一方面に形成された複数の電極パッドとを含む第2の半導体装置とを備え、
前記第1の半導体装置は、前記第1および第2の基板の各々の一方面が互いに対向するように、前記第2の半導体装置に積み重ねられ、
前記第1の半導体装置の複数の電極パッドは、第1の接続パッドを含み、
前記第2の半導体装置の複数の電極パッドは、互いに電気的に接続された第2および第3の接続パッドと観測パッドとを含み、
平面視において前記第2の基板の一方面の一部である部分領域が前記第1の基板に遮蔽されるように前記第1の半導体装置が前記第2の半導体装置に積み重ねられた場合に、前記平面視において前記第1の接続パッドが前記第2の接続パッドに重なり、
前記平面視において前記部分領域が前記第1の基板から露出されるように前記第1の半導体装置が前記第2の半導体装置に積み重ねられた場合に、前記平面視において前記第1の接続パッドが前記第3の接続パッドに重なり、
前記観測パッドは、前記部分領域に配置される
ことを特徴とする積層半導体装置。 A first semiconductor device including a rectangular first substrate and a plurality of electrode pads formed on one surface of the first substrate;
A second semiconductor device including a rectangular second substrate and a plurality of electrode pads formed on one surface of the second substrate;
The first semiconductor device is stacked on the second semiconductor device such that one surface of each of the first and second substrates faces each other,
The plurality of electrode pads of the first semiconductor device include a first connection pad,
The plurality of electrode pads of the second semiconductor device include second and third connection pads and an observation pad that are electrically connected to each other,
When the first semiconductor device is stacked on the second semiconductor device so that a partial region that is a part of one surface of the second substrate in a plan view is shielded by the first substrate, In the plan view, the first connection pad overlaps the second connection pad,
When the first semiconductor device is stacked on the second semiconductor device so that the partial region is exposed from the first substrate in the plan view, the first connection pad in the plan view is Overlapping the third connection pad;
The stacked semiconductor device, wherein the observation pad is disposed in the partial region.
前記第1の半導体装置の複数の電極パッドは、第4および第5の接続パッドを含み、
前記第2の半導体装置の複数の電極パッドは、共通パッドを含み、
前記平面視において前記部分領域が前記第1の基板に遮蔽されるように前記第1の半導体装置が前記第2の半導体装置に積み重ねられた場合に、前記平面視において前記第4の接続パッドが前記共通パッドに重なり、
前記平面視において前記部分領域が前記第1の基板から露出されるように前記第1の半導体装置が前記第2の半導体装置に積み重ねられた場合に、前記平面視において前記第5の接続パッドが前記共通パッドに重なる
ことを特徴とする積層半導体装置。 In claim 1,
The plurality of electrode pads of the first semiconductor device include fourth and fifth connection pads,
The plurality of electrode pads of the second semiconductor device include a common pad,
When the first semiconductor device is stacked on the second semiconductor device so that the partial region is shielded by the first substrate in the plan view, the fourth connection pad is in the plan view. Overlapping the common pad,
When the first semiconductor device is stacked on the second semiconductor device so that the partial region is exposed from the first substrate in the plan view, the fifth connection pad in the plan view is A laminated semiconductor device overlaid on the common pad.
前記共通パッドの電位は、一定である
ことを特徴とする積層半導体装置。 In claim 2,
A laminated semiconductor device, wherein the common pad has a constant potential.
前記第4および第5の接続パッドの各々に印加される信号は、互いに入れ替え可能である
ことを特徴とする積層半導体装置。 In claim 3,
A signal applied to each of the fourth and fifth connection pads can be interchanged with each other.
前記第1の半導体装置は、第1および第2のメモリブロックをさらに有し、
前記第4の接続パッドには、第1のメモリブロックに電気的に接続され、
前記第5の接続パッドには、第2のメモリブロックに電気的に接続される
ことを特徴とする積層半導体装置。 In claim 4,
The first semiconductor device further includes first and second memory blocks,
The fourth connection pad is electrically connected to the first memory block,
The stacked semiconductor device, wherein the fifth connection pad is electrically connected to a second memory block.
前記第2の半導体装置は、半導体チップをさらに有し、
前記半導体チップは、前記第4および第5の接続パッドの各々に印加された信号を選択的に受け取る
ことを特徴とする積層半導体装置。 In claim 3,
The second semiconductor device further includes a semiconductor chip,
The stacked semiconductor device, wherein the semiconductor chip selectively receives a signal applied to each of the fourth and fifth connection pads.
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KR101765111B1 (en) | 2013-07-31 | 2017-08-04 | 후지필름 가부시키가이샤 | Pattern formation method, pattern, and etching method, electronic device manufacturing method, and electronic device using same |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20141007 |