JP2746093B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置、特に、ウエ
ハ上で隣接する複数のサブチップを1つのチップとして
切り出した半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】記憶装置たとえばダイナミックランダム
アクセスメモリ(DRAM)は記憶容量が増大して歩留
まりが低下しつつある。このため、複数のサブチップを
組み合わせて1つのチップとすることにより歩留まりの
向上を図ることが提案されている(参照:特開平4−7
867号公報)。つまり、ウエハ上での欠陥密度が製造
プロセスで定まり、ほぼ一定である。従って、たとえ
ば、図13の(A)に示すように、64MビットDRA
Mを1チップで構成した場合、良品数が1であったとし
ても、図13の(B)に示すように、32MビットDR
AMのサブチップの良品数は14と増大する。従って、
32MビットのDRAMサブチップを2個組み合わせて
1チップを構成すれば7個の64MビットDRAMのチ
ップが得られ、歩留まりが向上することになる。
【0003】たとえば、図14に示すごとく、2つのサ
ブチップ1、2を組合わせて1つのチップを構成する。
この場合、各サブチップ1、2における同一機能を有す
るパッドP1、P2、…、P9をボンディングワイヤに
よってリードフレームL1、L2、…、L9に接続し、
他方、リードフレームL0はボンディングワイヤによっ
てサブチップ1の機能判別パッドPA及びサブチップ2
の機能判別パッドPBに接続し、サブチップ1、2の機
能を判別する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の半導体装置においては、サブチップを組み立てる
ための位置合わせマージンを各サブチップに設けなけれ
ばならず、集積度が低下するという課題であった。しか
も、256MビットDRAM、1GビットDRAMのご
とき大容量半導体装置では、4個構成、8個構成、…と
しなければならず、このため、機能判別パッド数が増大
し、また、組立てるための位置合わせマージンも増大
し、やはり、集積度が低下するという課題がある。
【0005】なお、図15に示すごとく、異なる機能
A、B、C、Dを有する隣接する4つのサブチップを1
つのチップとして切り出す場合、その選択を任意にする
ことにより、歩留まりを向上させる半導体装置もある
(参照:特開平3−214764号公報)。この場合に
は、サブチップによって機能が異なるために、歩留まり
向上には限界がある。
【0006】従って、本発明の目的は、集積度が高く、
しかも任意の数のサブチップにより1つのチップを構成
し得る半導体装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本発明は、単独で半導体装置として同一動作可能で
あるサブチップをウエハ上で隣接する複数個で1つのチ
ップとし、かつ各サブチップに隣接サブチップの有無を
検出する隣接検出回路を設けたものである。
【0008】
【作用】上述の手段によれば、隣接するサブチップを組
合せるので位置合わせマージンは不要となる。また、各
サブチップにおいて、隣接検出回路によって組合された
チップ内での位置の確認が可能となり、機能判別パッド
は不要となる。
【0009】
【実施例】図1は本発明に係る半導体装置の第1の実施
例を示す平面図であって、ウエハ上で隣接する4つのサ
ブチップにより1つのチップを構成したものである。図
1においては、各サブチップ1、2、3、4は256M
ビットDRAMの機能を有し、組合わせて1GビットD
RAMを構成する。各サブチップ1、2、3、4には、
電源パッドPVCC、接地パッドPGNDパッドP1、
P2、…、P8が設けられており、リードオンチップ方
式で組立てられている。この場合、リードフレームLV
CC、LGND、L1、L2、…、L8はコ字形状とな
っており、従って、リードフレームLVCC、LGND
にはワイヤボンディングの際に電源パッドPVCCもし
くは接地PGNDが選択されて接続されるが、リードフ
レームL1、L2、…、L8とパッドP1、P2、…、
P8との接続は、サブチップ1、4においては正順とな
り、サブチップ2、3においては逆順となる。また、図
1には、図示しないが、各サブチップ1、2、3、4の
四方には隣接検出回路が設けられ、また、各サブチップ
1、2、3、4にはこれら隣接検出回路の出力により各
自の位置を確認するデコーダが設けられ(参照:図2、
図3)、さらに、このデコーダの出力もしくは隣接検出
回路の出力により入出力の切換えを行う入出力切換回路
が設けられている(参照、図4)。これにより、リード
フレームL1、L2、…、L8とパッドP1、P2、
…、P8との接続が正順か逆順かをサブチップ内部で判
別している。
【0010】 図2に示すように、各サブチップ1、
2、3、4においては、上方側に隣接検出回路D1、左
方側に隣接検出経路D2、下方側に隣接検出回路D3、
右方側に隣接検出回路D4が設けられており、これら各
隣接検出回路D1、D2、D3、D4の検出信号S1、
S2、S3、S4はデコーダDECに入力されている。
隣接検出回路D1、D2、D3、D4が正常であれば、
隣接するサブチップの有無に応じてこれらの出力信号S
1、S2、S3、S4は次のごとくハイレベル(H)、
ローレベル(L)となる。 サブチップ │ S1 S2 S3 S4 ───────┼──────────────── 1 │ L L H H 2 │ H L L H 3 │ H H L L 4 │ L H H L 単独チップ │ L L L L
【0011】従って、図3に示すように、図2のデコー
ダDECは、5つのノア回路31、32、33、34、
35によって構成され、サブチップの位置を確認でき
る。なお、図3において、 SS1:左上の位置(図1のサブチップ1) SS2:左下の位置(図1のサブチップ2) SS3:右下の位置(図1のサブチップ3) SS4:右上の位置(図1のサブチップ4) を示し、Sは無接続状態を示す。また、デコーダDEC
の信号SS1〜SS4、Sは機能判別のためにサブチッ
プ内部において用いられる。
【0012】上述したように、サブチップが上側に位置
するか下側に位置するかによってリードフレームL1、
L2、…、L8とパッドP1、P2、…、P8との接続
は正順もしくは逆順となる。他方、サブチップが上側に
位置するか下側に位置するかはデコーダDECの出力S
S1〜SS4でも隣接検出回路D1もしくはD3の出力
信号S1もしくはS3でも確認できる。たとえば、隣接
検出回路D1の出力信号S1であれば、S1がローレベ
ルのときに該当サブチップは上側に位置し、S1がハイ
レベルのときに該当サブチップは下側に位置する。従っ
て、入力切換回路は図4の(A)に示すごとく構成で
き、出力切換回路は図4の(B)に示すごとく構成でき
る。
【0013】 次に、図2の隣接検出回路の詳細を図5
を参照して説明する。図5は、サブチップ1の隣接検出
回路D4及びサブチップ4の隣接検出回路D1を示し、
サブチップ4の電源電圧VCCによりサブチップ1の隣接
検出回路D4が検出信号S4を発生する回路部分のみを
詳細に示し、サブチップ1の電源電圧VCCによりサブチ
ップ4の隣接検出回路D2が検出信号S2を発生する回
路部分は省略してある。 図5におけるサブチップ4の
隣接検出回路D2は、サブチップ1の隣接検出回路D4
の出力信号S4によってオン、オフされるトランスファ
ーゲートTG1を介して電源電圧VCCをVCC4 としてサ
ブチップ1側に供給する。また、サブチップ1の隣接検
出回路D4は、抵抗R1、R2による分圧回路からの基
準電圧VRとサブチップ4からの電圧VCC4 とを比較す
る比較器COMP、パワーオン検出信号PONによって
制御され比較器COMPの出力をラッチするラッチ回路
LT、及びラッチ回路LTの出力とパワーオン検出信号
PONとのオア論理を行うノア回路G1を有する。さら
に、サブチップ1の隣接検出回路D4は、該回路D4の
故障を検出するためのナンド回路G2及びインバータG
3を有する。なお、比較器COMPの入力抵抗R3は比
較的大きい抵抗値を有する。
【0014】サブチップ1の隣接検出回路D4とサブチ
ップ4の隣接検出回路D2とが正常に接続された場合の
図5の動作を図6の(A)を参照して説明する。サブチ
ップ1側の電源電圧VCCがオンとなると、パワーオン検
出信号POCは図示のごとく上昇する。初期において
は、検出信号S4はローレベル(0V)である。従っ
て、サブチップ1の比較電圧VCC4 はトランスファゲー
トTG1のオンによりサブチップ4の電圧VCCにほぼ追
随する。この結果、VCC4 >VRとなり、比較器COM
Pの出力はハイレベルとなり、従って、ラッチ回路LT
のノードN1 、N2はハイレベル、ローレベルにラッチ
される。この時点で、パワーオン検出信号POCがハイ
レベルからローレベルに変化すると、ラッチ回路LTの
ノードN2 のローレベルとのオア論理によりノア回路G
1の出力信号S4はローレベルからハイレベルに変化
し、以後、ラッチ回路LTによってこの状態が続く。な
お、この状態では、信号S4によってトランスファーゲ
ートTG1はオフにされ、従って、比較器COMPの出
力はローレベルとなるので、故障検出信号TFはローレ
ベルである。このようにして、検出信号S4がハイレベ
ルとなって正常な接続状態が検出されることになる。
【0015】次に、サブチップ1の隣接検出回路D4と
サブチップ4の隣接検出回路D2とが正常に接続されて
いないあるいはサブチップ4の電源電圧VCCが与えられ
ていない場合の図5の動作を図6の(B)を参照して説
明する。この場合にも、サブチップ1側の電源電圧VCC
がオンとなると、パワーオン検出信号POCは図示のご
とく上昇する。また、初期においては、検出信号S4は
ローレベル(0V)である。しかし、サブチップ1の比
較電圧VCC4 はローレベルである。この結果、VCC4
VRとなり、比較器COMPの出力はローレベルとな
り、従って、ラッチ回路LTのノードN1 、N2 はロー
レベル、ハイレベルにラッチされる。この時点で、パワ
ーオン検出信号POCがハイレベルからローレベルに変
化すると、ラッチ回路LTのノードN2 のハイレベルと
のオア論理によりノア回路G1の出力信号S4はローレ
ベルを維持する。以後、ラッチ回路LTによってこの状
態が続く。なお、この状態では、比較器COMPの出力
はローレベルであるので、故障検出信号TFはローレベ
ルである。このようにして、検出信号S4がローレベル
となって非接続状態が検出されることになる。
【0016】次に、たとえば、サブチップ1の隣接検出
回路D4の抵抗R3がオープンとなって故障となってい
る場合の図5の動作を図6の(C)を参照して説明す
る。この場合、パワーオン検出信号POCがオンとな
り、ハイレベルからローレベルに変化するまでは、図6
の(A)の場合と同様であり、また、その後も、ラッチ
回路LTによって信号S4は上昇し続ける。しかし、信
号S4によってトランスファゲートTG1がオフにされ
た後にあっても、抵抗R3 がオープンのために、比較器
COMPの入力VCC4 は上昇し、従って、信号S4によ
ってトランスファーゲートTG1がオフにした後でも、
従って、比較器COMPの出力はハイレベルを維持す
る。この結果、故障検出信号TFはハイレベルとなる。
このようにして、故障検出信号TFがハイレベルとなっ
て故障状態が検出されることになる。なお、故障検出信
号TFは図示しないテスト回路によって読出され、この
結果、故障検出信号TFがハイレベルであるサブチップ
は不良品として排除される。
【0017】 図7は本発明の第1の実施例による良
品、不良品を示すウエハである。すなわち、隣接する4
つのサブチップが良品の場合は、1GビットDRAMと
して良品とし、サブチップが単独で良品の場合には、
56MビットDRAMとして良品とする。
【0018】 上述のごとく、サブチップが単独で良品
とされた場合には、図8に示すごとく、リードフレーム
が装着される。なお、この場合、256MビットDRA
Mとして用いるので、アドレスは実質的に2本減少す
る。たとえば、図の無接続状態信号Sを用いて2つの
アドレス信号ADD2、ADD3のパスを殺す例を図9
に示す。なお、検出信号S3、S4を入力しているの
は、1GビットDRAMとして用いる場合であって、ア
ドレス信号ADD2、ADD3を活性化する場合に、た
とえば、左下にある場合には反転して用い、左上にある
場合にはそのまま用いるためである。
【0019】 図10は図5の変更例を示す。すなわ
ち、図5においては、サブチップ1の隣接検出回路D4
の検出信号S4をサブチップ4に直接入力している。し
かし、サブチップを単品としてつまり256MビットD
RAMとして用いるときには、信号S4はウエハ切断面
に接することになり、故障の原因となる。このため、図
10においては、図の要素に対して、ナンド回路G4
及びトランスファゲートTG2を付加している。これに
より、パワーオン検出信号POがハイレベルからロー
レベルに変化し、かつ、検出信号S4がローレベルから
ハイレベルに変化した後には、トランスファゲートTG
2をオフにして信号S4をウエハ切断面から分離してい
る、つまり、ハイインピーダンス状態にしている。
【0020】図11は本発明に係る半導体装置の第2の
実施例を示す平面図であって、ウエハ上で隣接する8つ
のサブチップにより1つのチップを構成したものであ
る。この場合には、各サブチップ1〜8の四方には、第
1の実施例と同様に、隣接検出回路D1〜D4が配設さ
れる。各サブチップのデコーダDEC’には、第1の実
施例と同様に、各サブチップの隣接検出回路D1〜D4
の検出信号S1〜S4が供給されると共に、下のサブチ
ップのデコーダDEC’からのデコード信号SST1’
及び上のサブチップのデコーダDEC’からのデコード
信号SST2’が供給される。すなわち、この場合のデ
コーダDEC’は図12のごとく構成される。なお、図
12において、SSi(i=1〜8)は図11のサブチ
ップi(i=1〜8)の位置に相当する。
【0021】なお、上述の実施例においては、隣接する
4つもしくは8つのサブチップを1つのチップとしてい
るが、他の数のサブチップを1つのチップとすることも
できる。この場合にも、各サブチップにおける4つの隣
接検出回路の配設は同一であるが、デコーダの回路構成
が異なる。また、本発明は、DRAM以外に、スタティ
ックRAM、あるいは他の半導体装置にも適用し得る。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、隣
接するサブチップを1つのチップとしているので、各サ
ブチップの位置合わせマージンは不要となり、従って、
集積度を向上できる。また、各サブチップの機能判別の
ためのパッドが不要であるので、任意の数のサブチップ
により1つのチップとすることができる、さらに、集積
度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半導体装置の第1の実施例を示す
平面図である。
【図2】図1の隣接検出回路、デコーダの配置を示す平
面図である。
【図3】図2のデコーダの回路図である。
【図4】図1の入出力切換回路を示す回路図である。
【図5】図2の隣接検出回路の回路図である。
【図6】図5の回路の動作を示す電圧波形図である。
【図7】本発明の第1の実施例による良品、不良品を示
す図である。
【図8】単独で良品の場合のサブチップの配線を示す図
である。
【図9】本発明の第1の実施例におけるアドレスデコー
ダの一例を示す回路図である。
【図10】図5の変更例を示す回路図である。
【図11】本発明に係る半導体装置の第2の実施例を示
す平面図である。
【図12】図11のデコーダの回路図である。
【図13】一般的なウエハ上で良品、不良品を示す図で
ある。
【図14】従来の半導体装置を示す平面図である。
【図15】他の従来の半導体装置を示す平面図である。
【符号の説明】
1〜8…サブチップ D1、D2、D3、D4…隣接検出回路 S1、S2、S3、S4…隣接検出信号 DEC、DEC’…デコーダ回路 SST1’、SST2’…デコード入力信号 SST1、SST2…デコード出力信号 PVCC…電源パッド PGND…接地パッド L1、L2…リードフレーム
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/8242 H01L 27/10 681E 27/04 27/108 (56)参考文献 特開 平3−69138(JP,A) 特開 平4−137757(JP,A) 特開 平4−34974(JP,A) 特開 平4−253365(JP,A) 特開 平4−96253(JP,A) 特開 平3−69138(JP,A) 特開 平4−6853(JP,A) 特公 昭48−18036(JP,B1) 特公 昭46−36825(JP,B1)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 単独で半導体装置として同一動作可能で
    あるサブチップのうち、ウエハ上で隣接する複数の前記
    サブチップを切り出して1つのチップとした半導体装置
    において、 前記各サブチップの各辺に対する隣接サブチップの有無
    を検出する隣接検出回路(D1、D2、D3、D4)を
    設けたことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 さらに、前記各サブチップが、 前記隣接検出回路の検出信号(S1、S2、S3、S
    4)に応じて該サブチップが組み立てられたチップ内で
    の位置を確認するデコーダ(DEC)を具備する請求項
    1に記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記隣接検出回路の検出信号に応じて入
    出力信号(Pi、P9−i、SPi、SP9−i)を切
    換える入出力切換回路を具備する請求項1に記載の半導
    体装置。
  4. 【請求項4】 前記デコーダの出力に応じて入出力信号
    (Pi、P9−i、SPi、SP9−i)を切換える入
    出力切換回路を具備する請求項2に記載の半導体装置。
  5. 【請求項5】 前記各サブチップがリードフレーム(L
    1、L2、…)によって電気的に接続された請求項1に
    記載の半導体装置。
  6. 【請求項6】 前記隣接検出回路の出力が分岐されて前
    記隣接サブチップの有無を検出するための制御信号をな
    し、該制御信号はパワーオン検出信号のオフと共にハイ
    インピーダンスとされる請求項1に記載の半導体装置。
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