JP3914649B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゲートアレイ(GA)やエンベデットアレイ(EA)のマスタ構造およびレイアウト構成に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、ノート型コンピュータ等の携帯電子機器の普及により、CPU周辺の回路を1つのチップにまとめて実装面積の削減を図ることが多くなってきた。このような多機能チップは、ゲートアレイやエンベデットアレイを用いて構成するのが一般的である。
【0003】
図7は従来のゲートアレイのレイアウト図である。従来のゲートアレイは、各種の論理回路が形成される内部セル領域1と、外部配線が接続されるパッド領域2と、内部セル領域1およびパッド領域2の間に形成されるI/Oセル領域3とを有する。内部セル領域1内の入出力端子は、I/Oセル領域3を通ってパッド領域2内の対応するパッドに接続される。
【0004】
パッド領域2には、所定間隔で複数のパッドが形成されている。各パッドは、不図示のキャリアテープを介して、不図示のパッケージの外部ピンに接続される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述した多機能チップは、外部とやり取りを行う信号の種類が多いため、チップ内に多数の外部接続用のパッドを設ける必要がある。ところが、従来のゲートアレイは、図7に示すように、チップの外周側のみにパッド領域2を形成していたため、パッドの数をあまり増やすことができなかった。このため、内部セル領域1やI/Oセル領域3に空きスペースがあっても、パッド領域2が足りないために回路を形成できないという問題があった。
【0006】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、外部接続用のパッドを多数形成可能な半導体装置を提供することにある。
【0007】
本発明の一態様によれば、各種の論理回路を形成可能な内部セル領域と、外部接続用の複数のパッドが形成されるパッド領域と、前記内部セル領域と前記パッド領域との間で信号の受け渡しを行うI/Oセル領域と、を備えた半導体装置において、前記パッド領域は、前記I/Oセル領域の外側に形成される外部パッド領域と、前記内部セル領域と前記I/Oセル領域との間に形成される内部パッド領域と、を有し、前記内部パッド領域と前記内部セル領域との間で、前記内部セル領域を取り囲むように形成される電源ライン領域および接地ライン領域を有し、前記内部パッド領域内に形成される複数のパッドのうち少なくとも一部は、前記電源ライン領域または前記接地ライン領域に接続されることを特徴とする半導体装置が提供される。
【0008】
また、本発明の一態様によれば、各種の論理回路を形成可能な内部セル領域と、外部接続用の複数のパッドが形成されるパッド領域と、前記内部セル領域と前記パッド領域との間で信号の受け渡しを行うI/Oセル領域と、を備えた半導体装置において、前記パッド領域は、前記I/Oセル領域の外側に形成される外部パッド領域と、前記内部セル領域の外縁に沿って前記内部セル領域内に形成される内部パッド領域と、を有し、前記内部パッド領域と前記内部セル領域との間で、前記内部セル領域を取り囲むように形成される電源ライン領域および接地ライン領域を有し、前記内部パッド領域内に形成される複数のパッドのうち少なくとも一部は、前記電源ライン領域または前記接地ライン領域に接続されることを特徴とする半導体装置が提供される。
【0009】
請求項1の発明では、内部セル領域とI/Oセル領域との間に内部パッド領域を設けるため、従来よりも外部接続用のパッド数を増やすことができる。
【0010】
請求項2の発明では、内部セル領域内の空き領域に内部パッド領域を設けるため、従来よりも外部接続用のパッド数を増やすことができ、かつ、内部セル領域内の空き領域を有効活用できる。
【0011】
請求項3の発明では、内部セル領域とI/Oセル領域とを接続する配線層を、内部パッド領域内の隣接するパッドの間に形成するため、配線層の配線長が長くなるおそれはない。
【0013】
本発明の一態様によれば、前記内部セル領域の配線層と同じ層に、前記I/Oセル領域と前記内部パッド領域とを接続する配線層を形成するため、内部パッド領域専用の配線層を別に設けなくて済み、構造を簡略化できる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る半導体装置をゲートアレイに適用した例について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【0015】
(第1の実施形態)
図1はゲートアレイの第1の実施形態のレイアウト図である。図1のゲートアレイは、各種の論理回路が形成される内部セル領域1と、外部接続用のパッドと内部セル領域1との信号の受け渡しを行うI/Oセル領域3と、I/Oセル領域3の外側に形成される外部パッド領域2aと、内部セル領域1とI/Oセル領域3との間に形成される内部パッド領域2bとを備える。
【0016】
すなわち、図1のゲートアレイは、内部パッド領域2bを新たに設けた点に特徴がある。
【0017】
図2は外部パッド領域2aと内部パッド領域2bの一部を拡大した図である。図示のように、各パッド領域2には複数のパッドP1が所定間隔で形成され、外部パッド領域2a内のパッド間隔を、内部パッド領域2b内のパッド間隔よりも狭くしている。外部パッド領域2a内に形成されるパッド間隔は、従来と同程度である。
【0018】
また、各パッド領域2a,2bとも、I/Oセル領域3を介して内部セル領域1と信号のやり取りを行う。内部セル領域1とI/Oセル領域3とを接続する配線層4は、内部パッド領域2b内の隣接するパッドP2間を通過するように形成される。
【0019】
図1のゲートアレイをパッケージングする場合、外部パッド領域2aと内部パッド領域2bは、図3のようなキャリアテープ5を介して、パッケージの外部接続端子(不図示)に接続される。
【0020】
図4は内部パッド領域2b内のパッドを主に電源端子用と接地端子用に利用する場合のゲートアレイのレイアウト図である。図4のゲートアレイは、内部セル領域1と内部パッド領域2bとの間に、内部セル領域1を取り囲むように、電源層(VDD層)6と接地層(VSS層)7とを形成している。また、外部パッド領域2aの外側には、チップ単位で分割するためのダイシングライン8が形成されている。
【0021】
図5は図4のゲートアレイの一部を拡大した図である。図示のように、内部パッド領域2b内のパッドP2は、電源層6か接地層7のいずれかに接続されている。これらパッドP2はI/Oセル領域3を介して外部パッド領域2a内のパッドP1とも接続されている。
【0022】
また、内部パッド領域2b内の一部のパッドP2は、電源層6にも、接地層7にも接続されず、I/Oセル領域3を介して内部セル領域1との間で信号をやり取りするために用いられる。
【0023】
図4の電源層6や接地層7が配線層4と短絡しないように、例えば、電源層6や接地層7の縦列は1層目に、横列は2層目に形成され、配線層4は3層目に形成される。
【0024】
また、内部パッド領域2bとI/Oセル領域3とを接続する配線層4を、内部セル領域1内の配線層と同じ層(例えば、3層目)に形成すれば、内部パッド領域2b用の配線層を新たに設けなくて済み、製造工程を簡略化できる。
【0025】
このように、第1の実施形態では、I/Oセル領域3の外側にパッド領域2を設けるだけでなく、I/Oセル領域3と内部セル領域1との間にも内部パッド領域2bを設けるため、従来よりも外部接続用のパッドの数を増やすことができ、チップの多ピン化に容易に対応できる。また、パッドの間隔を狭くする必要がないため、製造時の信頼性が向上し、製造歩留まりが高くなる。
【0026】
(第2の実施形態)
第2の実施形態は、内部セル領域1の一部に内部パッド領域2bを形成するものである。
【0027】
図6はゲートアレイの第2の実施形態のレイアウト図である。図6のゲートアレイは、内部セル領域1とI/Oセル領域3との間に内部パッド領域2bを形成する点では図1と共通するが、内部パッド領域2bを内部セル領域1内に形成する点で図1と異なる。図6の内部パッド領域2bは、内部セル領域1内の外縁に沿って形成される。
【0028】
図6のゲートアレイも、図2と同様に、外部パッド領域2a内のパッド間隔を、内部パッド領域2b内のパッド間隔よりも狭くしており、パッドP1,P2と内部セル領域1とは、I/Oセル領域3を介して接続されている。
【0029】
また、図6の内部パッド領域2b内の各パッドを、図5と同様に、電源層や接地層に接続してもよい。
【0030】
このように、第2の実施形態では、内部セル領域1内の空き領域を利用し、内部セル領域1の一部を用いて内部パッド領域2bを形成するため、I/Oセル領域3や外部パッド領域2aのサイズを変更しなくて済む。
【0031】
上述した各実施形態では、内部セル領域1の外側4方向に内部パッド領域2bを形成する例を説明したが、2方向あるいは1方向のみに内部パッド領域2bを形成してもよい。
【0032】
また、上述した各実施形態では、内部パッド領域2b内のパッド間隔を、外部パッド領域2a内のパッド間隔よりも広くする例を説明したが、逆に、狭くしたり、あるいは、パッド間隔を同じにしてもよい。
【0033】
また、上述した各実施形態では、内部パッド領域2bを主に電源端子用および接地端子用に利用する例を説明したが、他の目的に利用してもよい。
【0034】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、I/Oセル領域の外側にパッド領域を設けるだけでなく、I/Oセル領域と内部セル領域との間にも内部パッド領域を設けるため、従来よりも外部接続用のパッドの数を増やすことができ、チップの多ピン化に対応できるようになる。また、パッドの間隔を狭くする必要がないため、信頼性が向上し、製造歩留まりが高くなる。
【0035】
さらに、内部パッド領域とI/Oセル領域とを接続する配線層を、内部セル領域内の配線層と同じ層(例えば、3層目)に形成できるため、内部パッド領域用の配線層を新たに設ける必要がなくなり、製造工程を簡略化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ゲートアレイの第1の実施形態のレイアウト図。
【図2】外部パッド領域と内部パッド領域の一部を拡大した図。
【図3】パッドに接続されたキャリアテープを示す図。
【図4】内部パッド領域内のパッドを主に電源/接地端子用に用いる例を示す図。
【図5】図4のゲートアレイの一部を拡大した図。
【図6】ゲートアレイの第2の実施形態のレイアウト図。
【図7】従来のゲートアレイのレイアウト図。
【符号の説明】
1 内部セル領域
2 パッド領域
2a 外部パッド領域
2b 内部パッド領域
3 I/Oセル領域
4 配線層
Claims (4)
- 各種の論理回路を形成可能な内部セル領域と、
外部接続用の複数のパッドが形成されるパッド領域と、
前記内部セル領域と前記パッド領域との間で信号の受け渡しを行うI/Oセル領域と、
を備えた半導体装置において、
前記パッド領域は、
前記I/Oセル領域の外側に形成される外部パッド領域と、
前記内部セル領域と前記I/Oセル領域との間に形成される内部パッド領域と、を有し、
前記内部パッド領域と前記内部セル領域との間で、前記内部セル領域を取り囲むように形成される電源ライン領域および接地ライン領域を有し、
前記内部パッド領域内に形成される複数のパッドのうち少なくとも一部は、前記電源ライン領域または前記接地ライン領域に接続されることを特徴とする半導体装置。 - 各種の論理回路を形成可能な内部セル領域と、
外部接続用の複数のパッドが形成されるパッド領域と、
前記内部セル領域と前記パッド領域との間で信号の受け渡しを行うI/Oセル領域と、
を備えた半導体装置において、
前記パッド領域は、
前記I/Oセル領域の外側に形成される外部パッド領域と、
前記内部セル領域の外縁に沿って前記内部セル領域内に形成される内部パッド領域と、を有し、
前記内部パッド領域と前記内部セル領域との間で、前記内部セル領域を取り囲むように形成される電源ライン領域および接地ライン領域を有し、
前記内部パッド領域内に形成される複数のパッドのうち少なくとも一部は、前記電源ライン領域または前記接地ライン領域に接続されることを特徴とする半導体装置。 - 前記内部セル領域と前記I/Oセル領域とを接続する配線層は、前記内部パッド領域内の隣接するパッドの間を通過するように形成されることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置。
- 前記内部セル領域の配線層と同じ層に、前記I/Oセル領域と前記内部パッド領域とを接続する配線層を形成することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の半導体装置。
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