JP2021082791A - Semiconductor device - Google Patents

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作井 康司
Koji Sakui
康司 作井
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Abstract

To provide a semiconductor device that enables accurate signal input/output by suppressing the effect of reflected noise due to high signal speeds.SOLUTION: A semiconductor device includes a first semiconductor chip, a second semiconductor chip that controls the first semiconductor chip, and an interposer 4 on which the first semiconductor chip and the second semiconductor chip are mounted. The interposer 4 has a signal line 21 electrically connecting between the first semiconductor chip and the second semiconductor chip, a power line or ground line 22 electrically connected to the signal line 21, and a termination resistor 23 inserted between the signal line 21 and the power line or ground line 22.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device.

近年、DRAM(Dynamic Random Access Memory)チップを積層させ、バンド幅を拡大し、高速化を図るHBM(High Bandwidth Memory)が注目されている。現在のHBM2では、積層数が4チップ、入出力I/Oが1024チャネルある。今後、さらに高速化されるCPU/GPUのスピード的に着いていくためには、入出力I/O数を増加させ、信号線をより高速化させて行く必要がある。 In recent years, HBM (High Bandwidth Memory), in which DRAM (Dynamic Random Access Memory) chips are laminated to expand the bandwidth and increase the speed, has been attracting attention. The current HBM2 has 4 chips and 1024 I / O channels. In the future, in order to reach the speed of the CPU / GPU, which will be further increased in speed, it is necessary to increase the number of input / output I / Os and increase the speed of the signal line.

信号が高速化されるほど、信号を送り出すドライバと信号を受け取るレシーバとの電圧に、オーバーシュートやアンダーシュート、リンギングなどの反射ノイズが現れてくる。すなわち、本来はどちらもほぼ台形の信号となるはずが、反射が起こって信号が歪んでくる。 As the speed of the signal increases, reflected noise such as overshoot, undershoot, and ringing appears in the voltage between the driver that sends the signal and the receiver that receives the signal. That is, both of them should be almost trapezoidal signals, but reflection occurs and the signals are distorted.

したがって、このような反射ノイズの影響によって、信号の正確な入出力が困難となる。また、この電気的な問題は、信号が高速化されるほど、より顕著になる。 Therefore, due to the influence of such reflected noise, accurate input / output of signals becomes difficult. Also, this electrical problem becomes more pronounced as the signal speeds up.

特開2010−258301号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-258301 特開2003−204016号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-204016 特開2001−015655号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-015655

本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、信号の高速化による反射ノイズの影響を抑えることによって、信号の入出力を正確に行うことを可能とした半導体装置を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of such conventional circumstances, and is a semiconductor device capable of accurately inputting and outputting signals by suppressing the influence of reflected noise due to high-speed signals. The purpose is to provide.

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
(1) 本発明の一態様に係る半導体装置は、第1の半導体チップと、前記第1の半導体チップを制御する第2の半導体チップと、前記第1の半導体チップ及び前記第2の半導体チップが実装されるインターポーザとを備え、前記インターポーザは、前記第1の半導体チップと前記第2の半導体チップとの間を電気的に接続する信号線と、前記信号線と電気的に接続される電源線又はグランド線と、前記信号線と前記電源線又はグランド線との間に挿入される終端抵抗とを有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
(1) The semiconductor device according to one aspect of the present invention includes a first semiconductor chip, a second semiconductor chip that controls the first semiconductor chip, the first semiconductor chip, and the second semiconductor chip. The interposer includes a signal line that electrically connects the first semiconductor chip and the second semiconductor chip, and a power supply that is electrically connected to the signal line. It is characterized by having a wire or a ground wire and a termination resistor inserted between the signal wire and the power supply wire or the ground wire.

(2) 前記(1)に記載の半導体装置は、抵抗値が異なる複数の前記終端抵抗が設けられ、前記複数の終端抵抗の中から選択される1つの前記終端抵抗が、前記信号線と前記電源線又はグランド線との間で電気的に接続されていることを特徴とする。 (2) The semiconductor device according to (1) is provided with a plurality of terminating resistors having different resistance values, and one terminating resistor selected from the plurality of terminating resistors is the signal line and the terminating resistor. It is characterized by being electrically connected to a power line or a ground line.

(3) 前記(1)に記載の半導体装置は、電気的に直列に接続された複数の前記終端抵抗が設けられ、前記複数の終端抵抗の中から選択される少なくとも1つ以上の前記終端抵抗が、前記信号線と前記電源線又はグランド線との間で電気的に接続されていることを特徴とする。 (3) The semiconductor device according to (1) is provided with a plurality of terminating resistors electrically connected in series, and at least one or more terminating resistors selected from the plurality of terminating resistors. Is electrically connected between the signal line and the power supply line or the ground line.

(4)前記(1)〜(3)の何れか一つに記載の半導体装置において、前記インターポーザは、前記信号線が設けられた第1の配線層と、前記電源線又はグランド線が設けられた第2の配線層と、前記終端抵抗が設けられた第3の配線層とが、それぞれ層間絶縁層を介して積層された多層配線基板からなり、前記信号線と前記終端抵抗との間と、前記電源線又はグランド線と前記終端抵抗との間とは、それぞれ前記層間絶縁層を厚み方向に貫くコンタクトプラグを介して電気的に接続されていることを特徴とする。 (4) In the semiconductor device according to any one of (1) to (3), the interposer is provided with a first wiring layer provided with the signal line and the power supply line or ground line. The second wiring layer and the third wiring layer provided with the terminating resistor are each composed of a multilayer wiring board laminated via an interlayer insulating layer, and between the signal line and the terminating resistor. The power supply line or ground line and the terminating resistor are electrically connected to each other via a contact plug penetrating the interlayer insulating layer in the thickness direction.

(5) 前記(4)に記載の半導体装置において、前記第3の配線層は、ポリシリコンを含むことを特徴とする。 (5) In the semiconductor device according to (4), the third wiring layer contains polysilicon.

(6) 前記(1)〜(5)の何れか一つに記載の半導体装置において、前記信号線は、前記第1の半導体チップと前記第2の半導体チップとの間で信号の入出力を行う伝送線路であり、前記終端抵抗は、前記伝送線路の終端側に配置されて、前記伝送線路の特性インピーダンスに合わせた抵抗値を有することを特徴とする。 (6) In the semiconductor device according to any one of (1) to (5), the signal line transmits / receives a signal between the first semiconductor chip and the second semiconductor chip. It is a transmission line to be performed, and the terminating resistor is arranged on the terminal side of the transmission line and has a resistance value matched to the characteristic impedance of the transmission line.

以上のように、本発明によれば、信号の高速化による反射ノイズの影響を抑えることによって、信号の入出力を正確に行うことを可能とした半導体装置を提供することが可能である。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a semiconductor device capable of accurately inputting / outputting a signal by suppressing the influence of reflected noise due to the speeding up of the signal.

本発明の一実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the semiconductor device which concerns on one Embodiment of this invention. 図1に示す半導体装置が備えるインターポーザの第1の半導体チップと第2の半導体チップとの間の電気的な接続関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the electrical connection relationship between the 1st semiconductor chip and the 2nd semiconductor chip of the interposer included in the semiconductor device shown in FIG. 1. 図2に示すインターポーザが備える終端抵抗の配置を示し、(A)プルアップ型の終端抵抗を配置した構成を示す回路図、(B)プルダウン型の終端抵抗を配置した構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the arrangement of the terminating resistor provided in the interposer shown in FIG. 2, (A) the configuration which arranged the pull-up type terminating resistor, and (B) the configuration which arranged the pull-down type terminating resistor. .. プルアップ型及びプルダウン型の終端抵抗を配置した構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure which arranged the pull-up type and pull-down type terminating resistors. 抵抗値が異なる複数の終端抵抗が設けられた場合の電気的な接続関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the electrical connection relation when a plurality of terminating resistors having different resistance values are provided. 電気的に直列に接続された複数の終端抵抗が設けられた場合の電気的な接続関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the electrical connection relation when a plurality of terminating resistors connected in series electrically are provided.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を模式的に示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In addition, in the drawings used in the following description, in order to make the features easy to understand, the featured parts may be schematically shown for convenience, and the dimensional ratio of each component is not always the same as the actual one. Absent.

本発明の一実施形態として、例えば図1に示す半導体装置1について説明する。
本実施形態の半導体装置1は、図1に示すように、HBMと呼ばれる半導体パッケージであり、第1の半導体チップ2及び第2の半導体チップ3と、第1の半導体チップ2及び第2の半導体チップ3が一面(本実施形態では上面)に実装されたインターポーザ4と、インターポーザ4が一面(本実施形態では上面)に実装されたパッケージ基板5とを備えている。
As an embodiment of the present invention, for example, the semiconductor device 1 shown in FIG. 1 will be described.
As shown in FIG. 1, the semiconductor device 1 of the present embodiment is a semiconductor package called an HBM, and is a first semiconductor chip 2 and a second semiconductor chip 3, a first semiconductor chip 2 and a second semiconductor. It includes an interposer 4 in which the chip 3 is mounted on one surface (upper surface in the present embodiment), and a package substrate 5 in which the interposer 4 is mounted on one surface (upper surface in the present embodiment).

第1の半導体チップ2は、例えばDRAM回路などが形成された複数(本実施形態では4つ)のメモリチップ6が、各メモリチップ6を制御するロジック回路などが形成されたロジックチップ7の上に積層されたチップ積層体からなる。 In the first semiconductor chip 2, for example, a plurality of (four in this embodiment) memory chips 6 on which a DRAM circuit or the like is formed are placed on a logic chip 7 in which a logic circuit or the like for controlling each memory chip 6 is formed. It is composed of a chip laminate laminated on.

第1の半導体チップ2は、各メモリチップ6及びロジックチップ7を厚み方向に貫通する複数の貫通電極(TSV)8と、複数のメモリチップ6及びロジックチップ7の各間に設けられたバンプ電極9とを有している。第1の半導体チップ2では、それぞれの貫通電極8の間がバンプ電極9を介して電気的に接続されている。 The first semiconductor chip 2 includes a plurality of through electrodes (TSVs) 8 that penetrate each of the memory chips 6 and the logic chip 7 in the thickness direction, and bump electrodes provided between the plurality of memory chips 6 and the logic chips 7. Has 9 and. In the first semiconductor chip 2, the through electrodes 8 are electrically connected to each other via the bump electrodes 9.

第2の半導体チップ3は、第1の半導体チップ2を制御するものであり、例えばCPUやGPU、SoCなどのホストプロセッサからなる。第1の半導体チップ2及び第2の半導体チップ3は、インターポーザ4の面上にアレイ状に並んだ複数のバンプ電極10を介してインターポーザ4と電気的に接続されている。 The second semiconductor chip 3 controls the first semiconductor chip 2, and is composed of, for example, a host processor such as a CPU, GPU, or SoC. The first semiconductor chip 2 and the second semiconductor chip 3 are electrically connected to the interposer 4 via a plurality of bump electrodes 10 arranged in an array on the surface of the interposer 4.

インターポーザ4は、例えばSi基板11の上に層間絶縁層12を介して複数の配線層13が積層された多層配線基板からなる。また、配線層13とバンプ電極10との間は、層間絶縁層12を厚み方向に貫くコンタクトプラグ14を介して電気的に接続されている。これにより、インターポーザ4では、第1の半導体チップ2と第2の半導体チップ3との間を電気的に接続している。 The interposer 4 is composed of, for example, a multilayer wiring board in which a plurality of wiring layers 13 are laminated on a Si substrate 11 via an interlayer insulating layer 12. Further, the wiring layer 13 and the bump electrode 10 are electrically connected via a contact plug 14 penetrating the interlayer insulating layer 12 in the thickness direction. As a result, in the interposer 4, the first semiconductor chip 2 and the second semiconductor chip 3 are electrically connected to each other.

インターポーザ4は、Si基板11を厚み方向に貫通する貫通電極(TSV)15を有している。また、配線層13と貫通電極(TSV)15との間は、層間絶縁層12を厚み方向に貫くコンタクトプラグ16を介して電気的に接続されている。 The interposer 4 has a through electrode (TSV) 15 that penetrates the Si substrate 11 in the thickness direction. Further, the wiring layer 13 and the through electrode (TSV) 15 are electrically connected via a contact plug 16 penetrating the interlayer insulating layer 12 in the thickness direction.

インターポーザ4は、パッケージ基板5の面上にアレイ状に並んだ複数のバンプ電極17を介してパッケージ基板5と電気的に接続されている。配線層13とバンプ電極17との間は、貫通電極(TSV)15を介して電気的に接続されている。これにより、インターポーザ4では、第1の半導体チップ2及び第2の半導体チップ3とパッケージ基板5との間を電気的に接続している。 The interposer 4 is electrically connected to the package substrate 5 via a plurality of bump electrodes 17 arranged in an array on the surface of the package substrate 5. The wiring layer 13 and the bump electrode 17 are electrically connected via a through electrode (TSV) 15. As a result, in the interposer 4, the first semiconductor chip 2 and the second semiconductor chip 3 are electrically connected to the package substrate 5.

パッケージ基板5は、プリント配線基板(PCB)からなり、外部接続端子として、このパッケージ基板5の他面(本実施形態では下面)に、BGA(Ball Grid Array)と呼ばれる複数のはんだボール18を有している。 The package substrate 5 is composed of a printed wiring board (PCB), and has a plurality of solder balls 18 called BGAs (Ball Grid Arrays) on the other surface (lower surface in this embodiment) of the package substrate 5 as external connection terminals. doing.

ところで、本実施形態の半導体装置1は、図2に示すように、インターポーザ4において、第1の半導体チップ2と第2の半導体チップ3との間を電気的に接続する複数の信号線21と、各信号線21と電気的に接続される電源線又はグランド線22と、各信号線21と電源線又はグランド線22との間に挿入される終端抵抗23とを有している。 By the way, as shown in FIG. 2, the semiconductor device 1 of the present embodiment has a plurality of signal lines 21 that electrically connect the first semiconductor chip 2 and the second semiconductor chip 3 in the interposer 4. It has a power supply line or ground line 22 that is electrically connected to each signal line 21, and a terminating resistor 23 that is inserted between each signal line 21 and the power supply line or ground line 22.

信号線21は、第1の半導体チップ2と第2の半導体チップ3との間で信号の入出力を行うI/O線などの伝送線路を形成している。電源線又はグランド線22は、電源電位Vccが与えられた電源線22や、接地電位Vss又はGNDが与えられたグランド線22を形成している。終端抵抗23は、信号線21の終端側に配置されて、この信号線21の特性インピーダンスに抵抗値を合わせる、いわゆるインピーダンス整合によって、信号線21での反射を防いでいる。 The signal line 21 forms a transmission line such as an I / O line that inputs / outputs signals between the first semiconductor chip 2 and the second semiconductor chip 3. The power supply line or the ground line 22 forms a power supply line 22 to which the power supply potential Vcc is given and a ground wire 22 to which the ground potential Vss or GND is given. The terminating resistor 23 is arranged on the terminal side of the signal line 21, and the reflection on the signal line 21 is prevented by so-called impedance matching that matches the resistance value with the characteristic impedance of the signal line 21.

本実施形態の半導体装置1では、信号線21と電源線又はグランド線22との間に終端抵抗23を挿入することによって、信号の高速化による反射ノイズの影響を抑えながら、信号の入出力を正確に行うことが可能である。 In the semiconductor device 1 of the present embodiment, by inserting a terminating resistor 23 between the signal line 21 and the power supply line or the ground line 22, signal input / output can be performed while suppressing the influence of reflected noise due to the speeding up of the signal. It can be done accurately.

プルアップ型の終端抵抗23を配置した構成では、図3(A)に示すように、信号線21に入力がない場合に、ハイ(Hi)レベルの電圧(例えば、電源電位Vcc)にしておくため、電源電位Vccとなる電源線22と信号線21との間が終端抵抗23を介して電気的に接続されている。 In the configuration in which the pull-up type terminating resistor 23 is arranged, as shown in FIG. 3A, when there is no input in the signal line 21, the high (Hi) level voltage (for example, the power supply potential Vcc) is set. Therefore, the power supply line 22 having the power supply potential Vcc and the signal line 21 are electrically connected via the terminating resistor 23.

一方、プルダウン型の終端抵抗23を配置した構成では、図3(B)に示すように、信号線21に入力がない場合に、ロー(Low)レベルの電圧(例えば、接地電位Vss又はGND)にしておくため、接地電位Vss又はGNDとなるグランド線22と信号線21との間が終端抵抗23を介して電気的に接続されている。 On the other hand, in the configuration in which the pull-down type terminating resistor 23 is arranged, as shown in FIG. 3 (B), when there is no input in the signal line 21, a low level voltage (for example, ground potential Vss or GND) is used. Therefore, the ground line 22 and the signal line 21 having the ground potential Vss or GND are electrically connected via the terminating resistor 23.

さらに、図4に示すように、上述したプルアップ型の終端抵抗23と、プルダウン型の終端抵抗23との両方を配置した構成としてもよい。 Further, as shown in FIG. 4, both the pull-up type terminating resistor 23 and the pull-down type terminating resistor 23 described above may be arranged.

本実施形態の半導体装置1では、図5に示すように、抵抗値R1,R2,R3が異なる複数の終端抵抗23が設けられ、これら複数の終端抵抗23の中から選択される1つの終端抵抗23が、信号線21と電源線又はグランド線22との間で電気的に接続された構成であってもよい。 In the semiconductor device 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 5, a plurality of terminating resistors 23 having different resistance values R1, R2, and R3 are provided, and one terminating resistor selected from the plurality of terminating resistors 23. The 23 may be electrically connected between the signal line 21 and the power supply line or the ground line 22.

この構成の場合、抵抗値R1,R2,R3が異なる複数の終端抵抗23の中から、信号線21の特性インピーダンスに合わせた抵抗値を有する終端抵抗23を選択し、信号線21と電源線又はグランド線22との間で、この選択された終端抵抗23を電気的に接続する。これにより、インピーダンス整合を行うことがある。 In the case of this configuration, a terminating resistor 23 having a resistance value matching the characteristic impedance of the signal line 21 is selected from a plurality of terminating resistors 23 having different resistance values R1, R2, and R3, and the signal line 21 and the power supply line or This selected terminating resistor 23 is electrically connected to and from the ground wire 22. This may result in impedance matching.

また、本実施形態の半導体装置1では、図6に示すように、電気的に直列に接続された複数の終端抵抗23が設けられ、これら複数の終端抵抗23の中から選択される少なくとも1つ以上の終端抵抗23が、信号線21と電源線又はグランド線22との間で電気的に接続された構成であってもよい。 Further, in the semiconductor device 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 6, a plurality of terminating resistors 23 electrically connected in series are provided, and at least one selected from the plurality of terminating resistors 23. The above terminating resistor 23 may be electrically connected between the signal line 21 and the power supply line or the ground line 22.

この構成の場合、電気的に直列に接続された複数の終端抵抗23の中から、信号線21の特性インピーダンスに合わせた抵抗値となるように、信号線21と電源線又はグランド線22との間で電気的に接続される終端抵抗23の数を選択する。これにより、インピーダンス整合を行うことがある。また、複数の終端抵抗23の抵抗値については、2進数で変化させておくことが効果的である。 In the case of this configuration, the signal line 21 and the power supply line or the ground line 22 are connected so that the resistance value matches the characteristic impedance of the signal line 21 from among the plurality of terminating resistors 23 electrically connected in series. Select the number of terminating resistors 23 that are electrically connected between them. This may result in impedance matching. Further, it is effective to change the resistance values of the plurality of terminating resistors 23 in binary numbers.

インターポーザ4では、図2、図5及び図6に示すように、信号線21を形成する第1の配線層13aと、電源線又はグランド線22を形成する第2の配線層13bと、終端抵抗23を形成する第3の配線層13cとが、それぞれ層間絶縁層12を介して積層されている。なお、本実施形態では、Si基板12(図示せず。)の上に、第3の配線層13cと、第1の配線層13aと、第2の配線層13bとの順で積層されている。また、図2、図5及び図6では、層間絶縁層12を空間として図示している。 In the interposer 4, as shown in FIGS. 2, 5 and 6, a first wiring layer 13a forming the signal line 21, a second wiring layer 13b forming the power supply line or the ground line 22, and a terminating resistor are used. The third wiring layer 13c forming the 23 is laminated via the interlayer insulating layer 12, respectively. In the present embodiment, the third wiring layer 13c, the first wiring layer 13a, and the second wiring layer 13b are laminated on the Si substrate 12 (not shown) in this order. .. Further, in FIGS. 2, 5 and 6, the interlayer insulating layer 12 is shown as a space.

信号線21(第1の配線層13a)と終端抵抗23(第3の配線層13c)の一端との間は、層間絶縁層12を厚み方向に貫くコンタクトプラグ14aを介して電気的に接続されている。一方、電源線又はグランド線22(第2の配線層13b)と終端抵抗23(第3の配線層13c)の他端との間は、層間絶縁層12を厚み方向に貫くコンタクトプラグ14bを介して電気的に接続されている。 The signal line 21 (first wiring layer 13a) and one end of the terminating resistor 23 (third wiring layer 13c) are electrically connected via a contact plug 14a penetrating the interlayer insulating layer 12 in the thickness direction. ing. On the other hand, between the power supply line or the ground line 22 (second wiring layer 13b) and the other end of the terminating resistor 23 (third wiring layer 13c), a contact plug 14b penetrating the interlayer insulating layer 12 in the thickness direction is interposed. Is electrically connected.

第3の配線層13cは、終端抵抗23として、例えばポリシリコンなどの抵抗体からなる。終端抵抗23の一端及び他端には、コンタクトパッド19a,19bが設けられている。信号線21は、終端抵抗23の一端側に設けられたコンタクトパッド19aとコンタクトプラグ14aを介して電気的に接続されている。電源線又はグランド線22は、終端抵抗23の他端側に設けられたコンタクトパッド19bとコンタクトプラグ14bを介して電気的に接続されている。 The third wiring layer 13c is made of a resistor such as polysilicon as the terminating resistor 23. Contact pads 19a and 19b are provided at one end and the other end of the terminating resistor 23. The signal line 21 is electrically connected to a contact pad 19a provided on one end side of the terminating resistor 23 via a contact plug 14a. The power supply line or ground line 22 is electrically connected to a contact pad 19b provided on the other end side of the terminating resistor 23 via a contact plug 14b.

インターポーザ4では、信号線21を形成する第1の配線層13aや電源線又はグランド線22を形成する第2の配線層13bの下層に終端抵抗23を配置することで、このインターポーザ4が大きくなることを防ぐことが可能である。 In the interposer 4, the interposer 4 is increased by arranging the terminating resistor 23 in the lower layer of the first wiring layer 13a forming the signal line 21 and the second wiring layer 13b forming the power supply line or the ground line 22. It is possible to prevent that.

また、コンタクトパッド19aは、信号線21を形成する第1の配線層13aの直下にある。コンタクトパッド19bは、電源線又はグランド線22を形成する第2の配線層13bの直下にある。これにより、信号線21と終端抵抗23の一端側のコンタクトパッド19aとの間をコンタクトプラグ14aを介して容易に接続することが可能である。また、電源線又はグランド線22と終端抵抗23の他端側のコンタクトパッド19bとの間をコンタクトプラグ14bを介して容易に接続することが可能である。さらに、上述した複数の終端抵抗23の中から選択された終端抵抗23との接続も、インターポーザ4の作製後にコンタクトプラグ14a,14bを介して容易に行うことが可能である。 Further, the contact pad 19a is directly below the first wiring layer 13a forming the signal line 21. The contact pad 19b is directly below the second wiring layer 13b forming the power supply line or the ground line 22. As a result, the signal line 21 and the contact pad 19a on one end side of the terminating resistor 23 can be easily connected via the contact plug 14a. Further, it is possible to easily connect the power supply line or the ground line 22 and the contact pad 19b on the other end side of the terminating resistor 23 via the contact plug 14b. Further, the connection with the terminating resistor 23 selected from the plurality of terminating resistors 23 described above can be easily performed via the contact plugs 14a and 14b after the interposer 4 is manufactured.

なお、ある程度の反射を抑えつつ、閾値及びノイズマージンを確保するためには、50Ω程度の終端抵抗23ではなく、70Ω程度の高めの終端抵抗23とすることが好ましい。また、反射と電圧レベルの低下を調整しながら終端抵抗23の抵抗値を決定することが好ましい。例えば、DDRメモリ等の高速I/O線の場合、出力インピーダンスが高いため、終端抵抗23の抵抗値を50Ωとした場合、下がりすぎてしまう場合がある。 In order to secure the threshold value and the noise margin while suppressing reflection to some extent, it is preferable to use a higher terminating resistor 23 of about 70Ω instead of the terminating resistor 23 of about 50Ω. Further, it is preferable to determine the resistance value of the terminating resistor 23 while adjusting the reflection and the decrease in the voltage level. For example, in the case of a high-speed I / O line such as a DDR memory, since the output impedance is high, if the resistance value of the terminating resistor 23 is set to 50Ω, it may drop too much.

なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、HBMと呼ばれる半導体パッケージに本発明を適用した場合を例示しているが、このような構成に必ずしも限定されるものではなく、第1の半導体チップと、第1の半導体チップを制御する第2の半導体チップとが実装されるインターポーザを備える半導体装置に対して、本発明を幅広く適用することが可能である。
The present invention is not necessarily limited to that of the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to a semiconductor package called HBM is illustrated, but the present invention is not necessarily limited to such a configuration, and the first semiconductor chip and the first semiconductor The present invention can be widely applied to a semiconductor device including an interposer on which a second semiconductor chip that controls a chip is mounted.

1…半導体装置 2…第1の半導体チップ 3…第2の半導体チップ 4…インターポーザ 5…パッケージ基板 6…メモリチップ 7…ロジックチップ 8…貫通電極(TSV) 9…バンプ電極 10…バンプ電極 11…Si基板 12…層間絶縁層 13…配線層 13a…第1の配線層 13b…第2の配線層 13c…第3の配線層 14,14a,14b…コンタクトプラグ 15…貫通電極(TSV) 16…コンタクトプラグ 17…バンプ電極 18…はんだボール 19a,19b…コンタクトパッド 21…信号線 22…電源線又はグランド線 23…終端抵抗 1 ... Semiconductor device 2 ... First semiconductor chip 3 ... Second semiconductor chip 4 ... Interposer 5 ... Package substrate 6 ... Memory chip 7 ... Logic chip 8 ... Through silicon via (TSV) 9 ... Bump electrode 10 ... Bump electrode 11 ... Si substrate 12 ... Interlayer insulation layer 13 ... Wiring layer 13a ... First wiring layer 13b ... Second wiring layer 13c ... Third wiring layer 14, 14a, 14b ... Contact plug 15 ... Through silicon via (TSV) 16 ... Contact Plug 17 ... Bump electrode 18 ... Solder ball 19a, 19b ... Contact pad 21 ... Signal line 22 ... Power supply line or ground line 23 ... Termination resistance

Claims (6)

第1の半導体チップと、
前記第1の半導体チップを制御する第2の半導体チップと、
前記第1の半導体チップ及び前記第2の半導体チップが実装されるインターポーザとを備え、
前記インターポーザは、前記第1の半導体チップと前記第2の半導体チップとの間を電気的に接続する信号線と、前記信号線と電気的に接続される電源線又はグランド線と、前記信号線と前記電源線又はグランド線との間に挿入される終端抵抗とを有することを特徴とする半導体装置。
The first semiconductor chip and
A second semiconductor chip that controls the first semiconductor chip and
The first semiconductor chip and the interposer on which the second semiconductor chip is mounted are provided.
The interposer includes a signal line that electrically connects the first semiconductor chip and the second semiconductor chip, a power supply line or a ground line that is electrically connected to the signal line, and the signal line. A semiconductor device having a terminating resistor inserted between the power supply line or the ground line.
抵抗値が異なる複数の前記終端抵抗が設けられ、
前記複数の終端抵抗の中から選択される1つの前記終端抵抗が、前記信号線と前記電源線又はグランド線との間で電気的に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
A plurality of the terminating resistors having different resistance values are provided, and the terminating resistors are provided.
The first aspect of the present invention, wherein one terminating resistor selected from the plurality of terminating resistors is electrically connected between the signal line and the power supply line or the ground line. Semiconductor device.
電気的に直列に接続された複数の前記終端抵抗が設けられ、
前記複数の終端抵抗の中から選択される少なくとも1つ以上の前記終端抵抗が、前記信号線と前記電源線又はグランド線との間で電気的に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
A plurality of the terminating resistors electrically connected in series are provided.
Claim 1 is characterized in that at least one or more of the terminating resistors selected from the plurality of terminating resistors are electrically connected between the signal line and the power supply line or the ground line. The semiconductor device described in 1.
前記インターポーザは、前記信号線が設けられた第1の導体層と、前記電源線又はグランド線が設けられた第2の導体層と、前記終端抵抗が設けられた第3の導体層とが、それぞれ層間絶縁層を介して積層された多層配線基板からなり、
前記信号線と前記終端抵抗との間と、前記電源線又はグランド線と前記終端抵抗との間とは、それぞれ前記層間絶縁層を厚み方向に貫くコンタクトプラグを介して電気的に接続されていることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の半導体装置。
The interposer has a first conductor layer provided with the signal line, a second conductor layer provided with the power supply line or the ground line, and a third conductor layer provided with the terminating resistor. Each consists of a multi-layer wiring board laminated via an interlayer insulation layer.
The signal line and the terminating resistor, and the power supply line or the ground line and the terminating resistor are electrically connected via a contact plug penetrating the interlayer insulating layer in the thickness direction. The semiconductor device according to any one of claims 1 to 3, wherein the semiconductor device is characterized by the above.
前記第3の導体層は、ポリシリコンを含むことを特徴とする請求項4に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 4, wherein the third conductor layer contains polysilicon. 前記信号線は、前記第1の半導体チップと前記第2の半導体チップとの間で信号の入出力を行う伝送線路であり、
前記終端抵抗は、前記伝送線路の終端側に配置されて、前記伝送線路の特性インピーダンスに合わせた抵抗値を有することを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の半導体装置。
The signal line is a transmission line that inputs / outputs signals between the first semiconductor chip and the second semiconductor chip.
The semiconductor device according to any one of claims 1 to 5, wherein the terminating resistor is arranged on the terminal side of the transmission line and has a resistance value matched to the characteristic impedance of the transmission line.
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