JP2013157612A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、入力される電気信号の電位が互いに異なる2つの回路の間で電気信号を伝達することができる半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device capable of transmitting an electric signal between two circuits having different electric signal potentials.
入力される電気信号の電位が互いに異なる2つの回路の間で電気信号を伝達する場合、フォトカプラを用いることが多い。フォトカプラは、発光ダイオードなどの発光素子とフォトトランジスタなどの受光素子を有しており、入力された電気信号を発光素子で光に変換し、この光を受光素子で電気信号に戻すことにより、電気信号を伝達している。 When an electric signal is transmitted between two circuits having different electric signal potentials, a photocoupler is often used. The photocoupler has a light emitting element such as a light emitting diode and a light receiving element such as a phototransistor, and converts an inputted electric signal into light by the light emitting element, and returns this light to an electric signal by the light receiving element. An electrical signal is transmitted.
しかし、フォトカプラは発光素子と受光素子を有しているため、小型化が難しい。また、電気信号の周波数が高い場合には電気信号に追従できなくなる。これらの問題を解決する技術として、例えば特許文献1に記載されているように、2つのインダクタを誘導結合させることにより、電気信号を伝達する技術が開発されている。
However, since the photocoupler has a light emitting element and a light receiving element, it is difficult to reduce the size. Further, when the frequency of the electrical signal is high, it becomes impossible to follow the electrical signal. As a technique for solving these problems, a technique for transmitting an electric signal by inductively coupling two inductors has been developed as described in, for example,
また特許文献2には、送信側の第1半導体チップと受信側の第2半導体チップとを伝送経路を介して相互に接続する際に、インダクタ対を用いることが記載されている。詳細には、伝送線路と第1半導体チップは、送信側インダクタ対の電磁結合によって非接触に接続している。また伝送線路と第2半導体チップは、受信側インダクタ対の電磁結合によって非接触に接続している。 Patent Document 2 describes that an inductor pair is used when a first semiconductor chip on a transmission side and a second semiconductor chip on a reception side are connected to each other via a transmission path. Specifically, the transmission line and the first semiconductor chip are connected in a non-contact manner by electromagnetic coupling of the transmission-side inductor pair. The transmission line and the second semiconductor chip are connected in a non-contact manner by electromagnetic coupling of the receiving-side inductor pair.
送信側の回路と受信側の回路の信号電圧が異なる場合、送信側の回路と受信側の回路とをインダクタ対で接続すると、インダクタ対を構成する2つのインダクタの相互間隔を狭くすると、送信側の回路と受信側の回路の間の絶縁を確保できなくなる。 When the signal voltage of the transmission side circuit and the reception side circuit are different, when the transmission side circuit and the reception side circuit are connected by an inductor pair, if the mutual interval between two inductors constituting the inductor pair is narrowed, the transmission side It becomes impossible to ensure insulation between the circuit and the receiving circuit.
本発明によれば、配線層を有する一つまたは二つの半導体チップ、及び前記一つまたは二つの半導体チップの配線層側に取り付けられた配線基板を備え、
前記一つまたは二つの半導体チップは、
信号を生成する第1回路と、
前記信号を処理する第2回路と、
前記配線層に形成され、前記第1回路及び前記第2回路の一方に接続された第1インダクタと、
前記配線層の最上層に形成され、前記第1回路及び前記第2回路の他方に接続しているチップ側接続端子と、
を有し、
前記配線基板は、
前記第1インダクタの上方に位置する第2インダクタと、
前記第2インダクタに接続しており、前記チップ側接続端子の上方に位置する基板側接続端子と、
を有し、
前記チップ側接続端子と前記基板側接続端子は、第1ハンダボール又は第1バンプを介して接続している半導体装置が提供される。
According to the present invention, comprising one or two semiconductor chips having a wiring layer, and a wiring board attached to the wiring layer side of the one or two semiconductor chips,
The one or two semiconductor chips are:
A first circuit for generating a signal;
A second circuit for processing the signal;
A first inductor formed in the wiring layer and connected to one of the first circuit and the second circuit;
A chip-side connection terminal formed on the uppermost layer of the wiring layer and connected to the other of the first circuit and the second circuit;
Have
The wiring board is
A second inductor located above the first inductor;
A substrate-side connection terminal connected to the second inductor and located above the chip-side connection terminal;
Have
A semiconductor device is provided in which the chip-side connection terminal and the substrate-side connection terminal are connected via a first solder ball or a first bump.
本発明によれば、半導体チップと配線基板の間には第1ハンダボール又は第1バンプが位置している。このため、半導体チップと配線基板の間隔、すなわち第1インダクタと第2インダクタの間隔を容易に確保することができる。従って、第1回路と第2回路の信号電圧が異なる場合でも、第1回路と第2回路の間の絶縁を容易に確保することができる。 According to the present invention, the first solder ball or the first bump is located between the semiconductor chip and the wiring board. For this reason, the space | interval of a semiconductor chip and a wiring board, ie, the space | interval of a 1st inductor, and a 2nd inductor, can be ensured easily. Therefore, even when the signal voltages of the first circuit and the second circuit are different, insulation between the first circuit and the second circuit can be easily ensured.
本発明によれば、第1回路と第2回路の信号電圧が異なる場合でも、第1回路と第2回路の間の絶縁を容易に確保することができる。 According to the present invention, insulation between the first circuit and the second circuit can be easily ensured even when the signal voltages of the first circuit and the second circuit are different.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same reference numerals are given to the same components, and the description will be omitted as appropriate.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面図である。この半導体装置は、二つの半導体チップ10,20及び配線基板60を備える。半導体チップ10は多層配線層400を有しており、半導体チップ20は多層配線層500を有している。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the semiconductor device according to the first embodiment. This semiconductor device includes two
半導体チップ10は、第1基板102、第1回路100、及び第1インダクタ302を有している。第1基板102はシリコン基板などの半導体基板である。第1回路100は送信される信号を生成する。送信される信号は、例えばデジタル信号であるが、アナログ信号であっても良い。第1インダクタ302は多層配線層400に形成されている。第1インダクタ302は、第1回路100に接続しており、第1回路100で生成した信号が入力される。
The
半導体チップ20は、第2基板202、第2回路200、及びチップ側接続端子545を有している。第2基板202はシリコン基板などの半導体基板である。第2回路200は、第1回路100が生成した信号を受信して処理する。チップ側接続端子545は、多層配線層500の最上層に形成されており、第2回路200に多層配線層500内の配線、ビア、及びコンタクトを介して接続している。
The
なお、第1回路100と第2回路200の機能は逆であっても良い。この場合、第1回路100は、第2回路200で生成された信号を受信して処理する。
Note that the functions of the
配線基板60は、半導体チップ10上から半導体チップ20に渡って取り付けられている。配線基板60は、第2インダクタ304、及び2つの基板側接続端子610(図1では一つのみ図示)を有している。第2インダクタ304は第1インダクタ302の上方に位置している。2つの基板側接続端子610は、それぞれ第2インダクタ304の中心側の端部及び外側の端部に接続しており、2つのチップ側接続端子545の上方に位置している。
The
そして、2つのチップ側接続端子545と2つの基板側接続端子610は、第1ハンダボール700を介して接続している。第1ハンダボール700の直径は、例えば20μm程度である。
The two chip
本実施形態において、半導体チップ10には、第1ダミー接続端子445が設けられており、配線基板60には第2ダミー接続端子612が設けられている。第1ダミー接続端子445は、多層配線層400の最上層に設けられている。第2ダミー接続端子612は、第1ダミー接続端子445の上方に位置している。第1ダミー接続端子445は半導体チップ10に形成された何れの能動素子にも接続していない。また第2ダミー接続端子612は、配線基板60の配線のうち、信号が伝達する配線には接続していない。そして第1ダミー接続端子445と第2ダミー接続端子612は、第2ハンダボール702を介して接続している。第2ハンダボール702の直径は、第1ハンダボール700の直径と略同じである。
In the present embodiment, the
配線基板60と半導体チップ20の間の空間は、封止樹脂720によって封止されている。このため、第1ハンダボール700、チップ側接続端子545、及び基板側接続端子610は封止樹脂720によって保護されている。また配線基板60と半導体チップ10の間の空間は、封止樹脂722によって封止されている。このため、第2ハンダボール702、第1ダミー接続端子445、及び第2ダミー接続端子612は、封止樹脂722によって保護されている。
A space between the
図1に示す例において配線基板60は、樹脂製の基板602を用いて形成されたインターポーザである。そして基板602の両面には、それぞれソルダーレジスト層などの保護層604が形成されている。ただし配線基板60は、シリコンインターポーザであってもよい。配線基板60がシリコンインターポーザであり、第1基板102及び第2基板202がシリコン基板である場合、配線基板60の基板602は、絶縁膜、シリコン基板、及び絶縁膜の3層で形成されており、基板602のシリコン基板の不純物濃度は、第1基板102の基板不純物濃度及び第2基板202の基板不純物濃度より低いのが好ましい。このようにすると、基板602に渦電流が発生することを抑制できる。
In the example shown in FIG. 1, the
本実施形態では、第2インダクタ304は、配線基板60のうち半導体チップ10,20に対向する面に形成されている。第2インダクタ304のうち中心側の端部は、基板602を貫通する貫通配線622、配線624、及び基板602を貫通する貫通配線626を介して、一方の基板側接続端子610に接続している。配線624は、基板602のうち半導体チップ10,20に対向していない面に形成されている。また第2インダクタ304のうち外側の端部は、第2インダクタ304と同一層に形成された配線(図1では図示せず)を介して、他方の基板側接続端子610(図示せず)に接続している。
In the present embodiment, the
第1インダクタ302及び第2インダクタ304は、信号伝達素子300を構成している。信号伝達素子300は、第1インダクタ302と第2インダクタ304の誘導結合により、信号を伝達する。本実施形態では、第1回路100は送信回路であり、第2回路200は受信回路である。このため、第1インダクタ302は送信側インダクタとして機能し、第2インダクタ304は受信側インダクタとして機能する。
The
本実施形態において、多層配線層400は、絶縁層410、配線層412、絶縁層420、配線層422、絶縁層430、配線層432、絶縁層440、及び配線層442をこの順に重ねた構成を有している。本図に示す例において、第1インダクタ302は、多層配線層400の第1配線層である配線層412に設けられている。ただし第1インダクタ302は、他の配線層、例えば最上層の配線層442に設けられても良い。
In the present embodiment, the multilayer wiring layer 400 has a configuration in which an insulating layer 410, a wiring layer 412, an insulating layer 420, a wiring layer 422, an insulating layer 430, a wiring layer 432, an insulating
多層配線層500は、絶縁層510、配線層512、絶縁層520、配線層522、絶縁層530、配線層532、絶縁層540、及び配線層542をこの順に重ねた構成を有している。 The multilayer wiring layer 500 has a configuration in which an insulating layer 510, a wiring layer 512, an insulating layer 520, a wiring layer 522, an insulating layer 530, a wiring layer 532, an insulating layer 540, and a wiring layer 542 are stacked in this order.
多層配線層400,500を構成する各絶縁層は、複数の絶縁膜を積層した構造であってもよいし、一つの絶縁膜であってもよい。なお、多層配線層400,500は、保護膜(図示せず)により被覆されている。また多層配線層400,500の層数は互いに同じであっても良いし、異なっていても良い。 Each insulating layer constituting the multilayer wiring layers 400 and 500 may have a structure in which a plurality of insulating films are stacked, or may be a single insulating film. The multilayer wiring layers 400 and 500 are covered with a protective film (not shown). The number of layers of the multilayer wiring layers 400 and 500 may be the same or different.
各配線層の配線は、ダマシン法により形成されたCu配線であり、それぞれ配線層に形成された溝に埋め込まれている。最上層の配線には、パッドなどの接続端子、例えば半導体チップ20のチップ側接続端子545が形成されている。なお、多層配線層400,500において、配線層の少なくとも一つはAl合金配線であっても良い。なお各配線層に形成された配線は、絶縁層に埋め込まれたプラグを介して互いに接続している。
The wiring in each wiring layer is a Cu wiring formed by a damascene method, and is embedded in a groove formed in each wiring layer. A connection terminal such as a pad, for example, a chip-
絶縁層及び配線層を構成する各絶縁膜はSiO2膜であっても良いし、低誘電率膜であってもよい。低誘電率膜は、例えば比誘電率が3.3以下、好ましくは2.9以下の絶縁膜とすることができる。低誘電率膜としては、SiOCの他に、HSQ(ハイドロジェンシルセスキオキサン)、MSQ(メチルシルセスキオキサン)、またはMHSQ(メチル化ハイドロジェンシルセスキオキサン)等のポリハイドロジェンシロキサン、ポリアリールエーテル(PAE)、ジビニルシロキサン‐ビス‐ベンゾシクロブテン(BCB)、またはSilk(登録商標)等の芳香族含有有機材料、SOG、FOX(flowable oxide)(登録商標)、サイトップ(登録商標)、またはBCB(Bensocyclobutene)等を用いることもできる。また、低誘電率膜としては、これらの多孔質膜を用いることもできる。 Each insulating film constituting the insulating layer and the wiring layer may be a SiO 2 film or a low dielectric constant film. The low dielectric constant film can be an insulating film having a relative dielectric constant of 3.3 or less, preferably 2.9 or less, for example. As the low dielectric constant film, in addition to SiOC, polyhydrogensiloxane such as HSQ (hydrogensilsesquioxane), MSQ (methylsilsesquioxane), or MHSQ (methylated hydrogensilsesquioxane), Aromatic-containing organic materials such as polyaryl ether (PAE), divinylsiloxane-bis-benzocyclobutene (BCB), or Silk (registered trademark), SOG, FOX (flowable oxide) (registered trademark), Cytop (registered trademark) ) Or BCB (Bencyclocyclene) or the like can also be used. Moreover, these porous films can also be used as the low dielectric constant film.
なお、多層配線層400と多層配線層500の厚さが異なる場合、配線基板60が傾くことが考えられる。この場合、第1基板102と第2基板202の裏面研削量を変えて半導体チップ10及び半導体チップ20の厚さを同じにすればよい。
In addition, when the thickness of the multilayer wiring layer 400 and the multilayer wiring layer 500 is different, the
第1回路100は、例えば送信側ドライバ回路(例えばゲートドライバ)であり、デジタル信号を変調した送信用の信号を増幅して第1インダクタ302に出力する。第2回路200は、例えば受信側ドライバ回路(例えばゲートドライバ)であり、第2インダクタ304が受信した信号を変調することにより生成したデジタル信号を増幅して出力する。
The
第1回路100及び第2回路200は、入力される電気信号の電位が互いに異なるが、信号伝達素子300は誘導結合を用いて電気信号を伝達するため、第1回路100及び第2回路200に問題は生じない。なお図1の構成において、「入力される電気信号の電位が互いに異なる」場合として、電気信号の振幅(0を示す電位と1を示す電位の差)が互いに異なる場合、電気信号の基準電位(0を示す電位)が異なる場合、及び電気信号の振幅が互いに異なり、かつ電気信号の基準電位が異なる場合などがある。
The
半導体チップ10の第1回路100は第1トランジスタを有している。第1トランジスタには、N型のトランジスタと、P型のトランジスタがある。N型の第1トランジスタ121はP型のウェル120に形成されており、ソース及びドレインとなる2つのN型の不純物領域124及びゲート電極126を有している。P型の第1トランジスタ141はN型のウェル140に形成されており、ソース及びドレインとなる2つのP型の不純物領域144及びゲート電極146を有している。ゲート電極126,146それぞれの下にはゲート絶縁膜が位置している。これら2つのゲート絶縁膜は、厚さが略等しい。そして第1トランジスタ121,141は、上記した送信側ドライバ回路、例えばインバータを構成している。
The
ウェル120にはP型の不純物領域122が形成されており、ウェル140にはN型の不純物領域142が形成されている。不純物領域122にはN型の第1トランジスタ121の基準電位(グラウンド電位)を与える配線が接続されており、不純物領域142にはP型の第1トランジスタ141の電源電位を与える配線が接続されている。
A P-type impurity region 122 is formed in the well 120, and an N-type impurity region 142 is formed in the well 140. A wiring for supplying a reference potential (ground potential) of the N-type
半導体チップ20の第2回路200は第2トランジスタを有している。第2トランジスタにも、N型のトランジスタと、P型のトランジスタがある。N型の第2トランジスタ221はP型のウェル220に形成されており、ソース及びドレインとなる2つのN型の不純物領域224及びゲート電極226を有している。P型の第2トランジスタ241はN型のウェル240に形成されており、ソース及びドレインとなる2つのP型の不純物領域244及びゲート電極246を有している。ゲート電極226,246それぞれの下にはゲート絶縁膜が位置している。そして第2トランジスタ221,241は、上記した受信側ドライバ回路、例えばインバータを構成している。
The
ウェル220にはP型の不純物領域222が形成されており、ウェル240にはN型の不純物領域242が形成されている。不純物領域222にはN型の第2トランジスタ221の基準電位を与える配線が接続されており、不純物領域242にはP型の第2トランジスタ241の電源電位を与える配線が接続されている。
A P-type impurity region 222 is formed in the well 220, and an N-
本図に示す例において、第1トランジスタ121,141と第2トランジスタ221,241は、ゲート絶縁膜の厚さが互いに異なっているが、同じであっても良い。
In the example shown in the figure, the
なお、配線基板60の面積は、半導体チップ10の面積と半導体チップ20の面積の和より小さい。
The area of the
図2は、図1に示した半導体装置の等価回路図である。第1回路100で生成した信号は、信号伝達素子300を介して、第2回路200に受信される。信号伝達素子300は、第1インダクタ302と第2インダクタ304の誘導結合によって信号を伝達する。
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the semiconductor device shown in FIG. The signal generated by the
図3は、図1に示した半導体装置の平面概略図である。上記したように、配線基板60は2つの基板側接続端子610を有しており、半導体チップ20は2つのチップ側接続端子545を有している。一方の基板側接続端子610は、貫通配線622、配線624、及び貫通配線626を介して第2インダクタ304の中心側の端部に接続しており、他方の基板側接続端子610は、第2インダクタ304と同一層に形成された配線を介して第2インダクタ304の外側の端部に接続している。そして、2つの基板側接続端子610は、それぞれ第1ハンダボール700を介してチップ側接続端子545に接続している。
FIG. 3 is a schematic plan view of the semiconductor device shown in FIG. As described above, the
また半導体チップ10は、第1ダミー接続端子445を有しており、配線基板60は第2ダミー接続端子612を有している。第1ダミー接続端子445は、第2ハンダボール702を介して第2ダミー接続端子612に接続している。なお半導体装置は、第1ダミー接続端子445、第2ハンダボール702、及び第2ダミー接続端子612を、複数組有していても良い。
The
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。第1回路100と第2回路200は、入力される電気信号の電位が互いに異なる。第1回路100と第2回路200の間の耐圧は、半導体チップ10の第1インダクタ302と配線基板60の第2インダクタ304の間隔によって定まる。本実施形態では、半導体チップ20と配線基板60とを第1ハンダボール700を用いて接続している。このため、半導体チップ10と配線基板60の間隔、すなわち第1インダクタ302と第2インダクタ304の間隔を容易に確保することができる。従って、第1回路100と第2回路200の間の耐圧すなわち絶縁を容易に確保することができる。
Next, the operation and effect of this embodiment will be described. The
また、半導体チップ10に第1ダミー接続端子445を設け、配線基板60に第2ダミー接続端子612を設けている。第1ダミー接続端子445と第2ダミー接続端子612は、第2ハンダボール702を用いて接続している。このため、配線基板60を半導体チップ10,20上に支持するハンダボールの数が、例えば2個であったのが3個以上に増加する。従って、配線基板60が傾くことが抑制される。
Further, the first dummy connection terminal 445 is provided on the
また、第2インダクタ304の中心側の端部は、貫通配線622、配線624、及び貫通配線626を介して基板側接続端子610に接続している。配線624は、配線基板60のうち第2インダクタ304とは逆の面に形成されている。従って、第2インダクタ304の中心側の端部を、第2インダクタ304と干渉させずに基板側接続端子610まで引き出すことができる。
Further, the end portion on the center side of the
(第2の実施形態)
図4は、第2の実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面図である。この半導体装置は、半導体チップ20と配線基板60の間の空間のうち、平面視において第2インダクタ304と重なる領域724に封止樹脂722が形成されていない点を除いて、第1の実施形態と同様である。なお、領域724は封止樹脂722、配線基板60、及び半導体チップ20によって閉じた空間となっている。このため、封止樹脂722を形成するときの雰囲気が真空のときは、領域724は真空になる。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the semiconductor device according to the second embodiment. In this semiconductor device, the sealing resin 722 is not formed in a region 724 that overlaps the
本実施形態によっても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。また平面視において第2インダクタ304と重なる領域に封止樹脂722が形成されていないため、第1インダクタ302と第2インダクタ304の間の耐圧をさらに高くすることができる。
Also according to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Further, since the sealing resin 722 is not formed in a region overlapping with the
(第3の実施形態)
図5は、第3の実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面図である。この半導体装置は、以下に述べる点を除いて第1の実施形態と同様である。まず、配線基板60のうち配線624が形成されている面が、半導体チップ10,20に対向している。そして、第2ダミー接続端子612が、配線624が形成されている面に形成されている。
(Third embodiment)
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a semiconductor device according to the third embodiment. This semiconductor device is the same as that of the first embodiment except for the points described below. First, the surface of the
本実施形態によっても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。なお本実施形態において、封止樹脂722を第3の実施形態と同様にしても良い。 Also according to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. In this embodiment, the sealing resin 722 may be the same as that in the third embodiment.
(第4の実施形態)
図6は、第4の実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面図である。この半導体装置は、配線基板60において、第2インダクタの中心側の端部と基板側接続端子610の接続構造を除いて、第1の実施形態と同様の構成である。
(Fourth embodiment)
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the configuration of the semiconductor device according to the fourth embodiment. This semiconductor device has the same configuration as that of the first embodiment, except for the connection structure between the end portion on the center side of the second inductor and the board-
本実施形態において、配線基板60は多層配線層650を有している。そして多層配線層650の一つの層の中に、第2インダクタ304が形成されている。第2インダクタ304の中心側の端部は、多層配線層650のうち第2インダクタ304とは異なる層に形成された配線644、及びプラグ642,646を介して基板側接続端子610に接続している。プラグ642は、配線644と第2インダクタ304の中心側の端部を接続しており、プラグ646は配線644と基板側接続端子610を接続している。
In the present embodiment, the
本実施形態によっても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、第2又は第3の実施形態において、第2インダクタの中心側の端部と基板側接続端子610の接続構造を本実施形態のようにしても良い。
Also according to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. In the second or third embodiment, the connection structure between the end portion on the center side of the second inductor and the board
(第5の実施形態)
図7は、第5の実施形態に係る半導体装置の構成を示す平面図である。本図は第1の実施形態における図3に相当している。本実施形態に係る半導体装置は、半導体チップ10と半導体チップ20が双方向で通信する。この半導体装置は、以下に述べる点を除いて、第1〜第3の実施形態のいずれかと同様の構成である。
(Fifth embodiment)
FIG. 7 is a plan view showing the configuration of the semiconductor device according to the fifth embodiment. This figure corresponds to FIG. 3 in the first embodiment. In the semiconductor device according to the present embodiment, the
この半導体装置は、第1回路100、第1インダクタ302、第2回路200、2つのチップ側接続端子545、第2インダクタ304、及び2つの基板側接続端子610を2組有している。そして、2組の2つのチップ側接続端子545と、2組の2つの基板側接続端子610は、それぞれ第1ハンダボール700を介して接続している。
This semiconductor device has two sets of a
具体的には、半導体チップ10は、第1回路100、第2回路200、及び2つの第1インダクタ302を有しており、半導体チップ20は、第1回路100、第2回路200及び2つのチップ側接続端子545を2組有している。そして、配線基板60は、2つの第1インダクタ302それぞれの上方に第2インダクタ304を有しており、かつ、4つのチップ側接続端子545それぞれの上方に基板側接続端子610を有している。
Specifically, the
半導体チップ10の第1回路100と半導体チップ20の第2回路200は、一方の第1インダクタ302及び第2インダクタ304からなる信号伝達素子300を介して信号を送受信する。また半導体チップ10の第2回路200と半導体チップ20の第1回路100は、他方の第1インダクタ302及び第2インダクタ304からなる信号伝達素子300を介して信号を送受信する。
The
なお本実施形態において、第1ダミー接続端子445、第2ダミー接続端子612、及び第2ハンダボール702は、半導体チップ10に複数組(例えば2組)設けられている。
In the present embodiment, a plurality of sets (for example, two sets) of the first dummy connection terminals 445, the second
本実施形態によっても、第1〜第3の実施形態と同様の効果を得ることができる。なお本実施形態において、4つのチップ側接続端子545が同一直線状に配置されてない場合、第1ダミー接続端子445、第2ダミー接続端子612、及び第2ハンダボール702を省いても、配線基板60が傾くことを抑制できる。
Also according to the present embodiment, the same effects as those of the first to third embodiments can be obtained. In this embodiment, when the four chip-
(第6の実施形態)
図8は、第6の実施形態に係る半導体装置の構成を示す平面図である。本図は、第5の実施形態における図7に相当している。本実施形態に係る半導体装置は、第5の実施形態と同様に、第1回路100、第1インダクタ302、第2回路200、2つのチップ側接続端子545、第2インダクタ304、及び2つの基板側接続端子610を2組有している。この半導体装置は、以下に述べる点を除いて、第5の実施形態に係る半導体装置と同様の構成である。
(Sixth embodiment)
FIG. 8 is a plan view showing the configuration of the semiconductor device according to the sixth embodiment. This figure corresponds to FIG. 7 in the fifth embodiment. As in the fifth embodiment, the semiconductor device according to this embodiment includes the
まず、第1組の第1回路100及び第1インダクタ302、並びに第2組の第2回路200及び2つのチップ側接続端子545は、半導体チップ10に形成されている。そして第2組の第1回路100及び第1インダクタ302、並びに第1組の第2回路200及び2つのチップ側接続端子545は、第2の半導体チップ20に形成されている。
First, the first set of the
すなわち半導体チップ10の第1回路100と半導体チップ20の第2回路200は、半導体チップ10に設けられた第1インダクタ302及びその上方に位置する第2インダクタ304からなる信号伝達素子300を介して、信号を送受信する。また半導体チップ10の第2回路200と半導体チップ20の第1回路100は、半導体チップ20に設けられた第1インダクタ302及びその上方に位置する第2インダクタ304からなる信号伝達素子300を介して、信号を送受信する。
That is, the
そして、半導体装置は、第1ダミー接続端子445、第2ダミー接続端子612、及び第2ハンダボール702を有していない。
The semiconductor device does not have the first dummy connection terminal 445, the second
本実施形態によっても、第5の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、チップ側接続端子545、第1ハンダボール700、及び基板側接続端子610が、半導体チップ10及び半導体チップ20それぞれに対応して設けられているため、第1ダミー接続端子445、第2ダミー接続端子612、及び第2ハンダボール702を有していなくても、配線基板60が傾くことを抑制できる。
Also in this embodiment, the same effect as that of the fifth embodiment can be obtained. Further, since the chip-
(第7の実施形態)
図9は、第7の実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面図である。この半導体装置は、半導体チップ10の第1基板102をSOI基板にして、半導体チップ20を半導体チップ10と一体化した点を除いて、第1〜第6の実施形態のいずれかと同様の構成である。なお図9は、第1の実施形態と同様の構成である場合を示している。
(Seventh embodiment)
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the configuration of the semiconductor device according to the seventh embodiment. This semiconductor device has the same configuration as that of any of the first to sixth embodiments except that the first substrate 102 of the
第1回路100、第2回路200、第1インダクタ302、及び第2インダクタ304は半導体チップ10に形成されており、半導体チップ20を有していない。第1回路100及び第1インダクタ302は半導体チップ10の第1領域12に形成されており、第2回路200及び第2インダクタ304は半導体チップ10の第2領域14に形成されている。
The
第1基板102はSOI(Silicon On Insulator)基板であり、シリコン基板104上に絶縁層106及びシリコン層108をこの順に積層した構成である。シリコン層108には、第1領域12及び第2領域14を絶縁する絶縁分離層109が埋め込まれている。絶縁分離層109の下端は、絶縁層106に達している。
The first substrate 102 is an SOI (Silicon On Insulator) substrate and has a configuration in which an insulating layer 106 and a
本実施形態によっても、第1〜第3の実施形態と同様の効果を得ることができる。また半導体チップ10に、送信回路としての第1回路100及び受信回路としての第2回路200を形成することができる。
Also according to the present embodiment, the same effects as those of the first to third embodiments can be obtained. In addition, a
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。例えば上記した各実施形態において、第1ハンダボール700及び第2ハンダボール702の代わりに金バンプなどのバンプを用いても良い。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, these are the illustrations of this invention, Various structures other than the above are also employable. For example, in each of the above-described embodiments, a bump such as a gold bump may be used instead of the
10 半導体チップ
12 第1領域
14 第2領域
20 半導体チップ
60 配線基板
100 第1回路
102 第1基板
104 シリコン基板
106 絶縁層
108 シリコン層
109 絶縁分離層
120 ウェル
121 第1トランジスタ
122 不純物領域
124 不純物領域
126 ゲート電極
140 ウェル
141 第1トランジスタ
142 不純物領域
144 不純物領域
146 ゲート電極
200 第2回路
202 第2基板
220 ウェル
221 第2トランジスタ
222 不純物領域
224 不純物領域
226 ゲート電極
240 ウェル
241 第2トランジスタ
242 不純物領域
244 不純物領域
246 ゲート電極
300 信号伝達素子
302 第1インダクタ
304 第2インダクタ
400 多層配線層
410 絶縁層
412 配線層
420 絶縁層
422 配線層
430 絶縁層
432 配線層
440 絶縁層
442 配線層
445 第1ダミー接続端子
500 多層配線層
510 絶縁層
512 配線層
520 絶縁層
522 配線層
530 絶縁層
532 配線層
540 絶縁層
542 配線層
545 チップ側接続端子
602 基板
604 保護層
610 基板側接続端子
612 第2ダミー接続端子
622 貫通配線
624 配線
626 貫通配線
642 プラグ
644 配線
646 プラグ
650 多層配線層
700 第1ハンダボール
702 第2ハンダボール
720 封止樹脂
722 封止樹脂
724 領域
10
Claims (9)
前記一つまたは二つの半導体チップは、
信号を生成する第1回路と、
前記信号を処理する第2回路と、
前記配線層に形成され、前記第1回路及び前記第2回路の一方に接続された第1インダクタと、
前記配線層の最上層に形成され、前記第1回路及び前記第2回路の他方に接続しているチップ側接続端子と、
を有し、
前記配線基板は、
前記第1インダクタの上方に位置する第2インダクタと、
前記第2インダクタに接続しており、前記チップ側接続端子の上方に位置する基板側接続端子と、
を有し、
前記チップ側接続端子と前記基板側接続端子は、第1ハンダボール又は第1バンプを介して接続している半導体装置。 One or two semiconductor chips having a wiring layer, and a wiring board attached to the wiring layer side of the one or two semiconductor chips,
The one or two semiconductor chips are:
A first circuit for generating a signal;
A second circuit for processing the signal;
A first inductor formed in the wiring layer and connected to one of the first circuit and the second circuit;
A chip-side connection terminal formed on the uppermost layer of the wiring layer and connected to the other of the first circuit and the second circuit;
Have
The wiring board is
A second inductor located above the first inductor;
A substrate-side connection terminal connected to the second inductor and located above the chip-side connection terminal;
Have
The semiconductor device in which the chip side connection terminal and the substrate side connection terminal are connected via a first solder ball or a first bump.
前記一つまたは二つの半導体チップの前記配線層の最上層に設けられた第1ダミー接続端子と、
前記配線基板に設けられ、前記第1ダミー接続端子の上方に位置する第2ダミー接続端子と、
前記第1ダミー接続端子と前記第2ダミー接続端子は、第2ハンダボール又は第2バンプを介して接続している半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1,
A first dummy connection terminal provided on the uppermost layer of the wiring layer of the one or two semiconductor chips;
A second dummy connection terminal provided on the wiring board and positioned above the first dummy connection terminal;
The semiconductor device in which the first dummy connection terminal and the second dummy connection terminal are connected via a second solder ball or a second bump.
前記一つまたは二つの半導体チップと前記配線基板の間の空間を封止する封止樹脂を備え、
前記封止樹脂は、平面視において前記第2インダクタと重なる領域には形成されていない半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1 or 2,
A sealing resin for sealing a space between the one or two semiconductor chips and the wiring board;
A semiconductor device in which the sealing resin is not formed in a region overlapping the second inductor in plan view.
前記第2インダクタは、前記配線基板の一面側に形成されており、
前記第2インダクタの中心側の端部は、前記配線基板を貫通する貫通配線、及び前記配線基板の他面側に設けられた配線を介して前記基板側接続端子に接続している半導体装置。 In the semiconductor device as described in any one of Claims 1-3,
The second inductor is formed on one side of the wiring board,
A semiconductor device in which an end on the center side of the second inductor is connected to the substrate-side connection terminal via a through wiring that penetrates the wiring substrate and a wiring provided on the other surface side of the wiring substrate.
前記配線基板は多層配線層を有しており、
前記第2インダクタは、前記多層配線層中に形成されており、
前記第2インダクタの中心側の端部は、前記多層配線層のうち前記第2インダクタと異なる層に形成された配線、及びビアを介して前記基板側接続端子に接続している半導体装置。 In the semiconductor device as described in any one of Claims 1-3,
The wiring board has a multilayer wiring layer,
The second inductor is formed in the multilayer wiring layer;
The end of the second inductor on the center side is connected to the substrate side connection terminal via a wiring formed in a layer different from the second inductor in the multilayer wiring layer and vias.
前記一つまたは二つの半導体チップに設けられた前記第1回路、前記第1インダクタ、前記第2回路、及び前記2つのチップ側接続端子、並びに前記配線基板に設けられた前記第2インダクタ及び前記基板側接続端子を2組有しており、
前記2組の前記2つのチップ側接続端子と、前記2組の前記基板側接続端子は、それぞれ前記第1ハンダボール又は前記第1バンプを介して接続している半導体装置。 In the semiconductor device according to any one of claims 1 to 5,
The first circuit, the first inductor, the second circuit, and the two chip-side connection terminals provided on the one or two semiconductor chips, the second inductor provided on the wiring board, and the It has two sets of board side connection terminals,
The two sets of the two chip-side connection terminals and the two sets of the substrate-side connection terminals are respectively connected via the first solder balls or the first bumps.
前記一つまたは二つの半導体チップとして、第1の半導体チップ及び第2の半導体チップを有しており、
前記配線基板は、前記第1の半導体チップ上から前記第2の半導体チップ上に渡って取り付けられており、
第1組の前記第1回路及び前記第1インダクタ、並びに第2組の前記第2回路及び前記2つのチップ側接続端子は前記第1の半導体チップに形成されており、
前記第2組の前記第1回路及び前記第1インダクタ、並びに前記第1組の前記第2回路及び前記2つのチップ側接続端子は前記第2の半導体チップに形成されている半導体装置。 The semiconductor device according to claim 6.
The one or two semiconductor chips include a first semiconductor chip and a second semiconductor chip,
The wiring board is attached over the second semiconductor chip from the first semiconductor chip,
The first set of the first circuit and the first inductor, and the second set of the second circuit and the two chip side connection terminals are formed on the first semiconductor chip,
The semiconductor device in which the second set of the first circuit and the first inductor, and the first set of the second circuit and the two chip-side connection terminals are formed on the second semiconductor chip.
前記一つまたは二つの半導体チップとして、第1の半導体チップ及び第2の半導体チップを有しており、
前記第1回路及び前記第1インダクタは前記第1の半導体チップに形成されており、
前記第2回路は前記第2の半導体チップに形成されており、
前記配線基板は、前記第1の半導体チップ上から前記第2の半導体チップ上に渡って取り付けられている半導体装置。 In the semiconductor device according to any one of claims 1 to 5,
The one or two semiconductor chips include a first semiconductor chip and a second semiconductor chip,
The first circuit and the first inductor are formed in the first semiconductor chip;
The second circuit is formed in the second semiconductor chip;
The semiconductor device, wherein the wiring board is attached from the first semiconductor chip to the second semiconductor chip.
前記第1回路、前記第2回路、前記第1インダクタ、及び前記チップ側接続端子は一つの前記半導体チップに形成されており、
前記第1回路及び前記第1インダクタは前記半導体チップの第1領域に形成されており、
前記第2回路及び前記チップ側接続端子は前記半導体チップの第2領域に形成されており、
前記第1領域及び前記第2領域は絶縁されている半導体装置。 In the semiconductor device according to claim 1,
The first circuit, the second circuit, the first inductor, and the chip-side connection terminal are formed on one semiconductor chip,
The first circuit and the first inductor are formed in a first region of the semiconductor chip;
The second circuit and the chip-side connection terminal are formed in a second region of the semiconductor chip;
A semiconductor device in which the first region and the second region are insulated.
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JP2007123649A (en) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Matsushita Electric Works Ltd | Semiconductor device |
JP2007235034A (en) * | 2006-03-03 | 2007-09-13 | Seiko Epson Corp | Electronic substrate, semiconductor device, and electronic equipment |
JP2008113093A (en) * | 2006-10-27 | 2008-05-15 | Sharp Corp | Serial data transmission device using magnetic coupling of inductor pair |
-
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007067057A (en) * | 2005-08-30 | 2007-03-15 | Renesas Technology Corp | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
JP2007123649A (en) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Matsushita Electric Works Ltd | Semiconductor device |
JP2007235034A (en) * | 2006-03-03 | 2007-09-13 | Seiko Epson Corp | Electronic substrate, semiconductor device, and electronic equipment |
JP2008113093A (en) * | 2006-10-27 | 2008-05-15 | Sharp Corp | Serial data transmission device using magnetic coupling of inductor pair |
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