JP5234298B2 - Single-chip semiconductor integrated circuit device manufacturing method, program debugging method, and microcontroller manufacturing method - Google Patents

Single-chip semiconductor integrated circuit device manufacturing method, program debugging method, and microcontroller manufacturing method Download PDF

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Description

本発明は、シングル・チップ半導体集積回路装置(マイクロコントローラ)の製造方法、およびシングル・チップ半導体集積回路装置のプログラムデバッグ方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a single chip semiconductor integrated circuit device (microcontroller) and a program debugging method for a single chip semiconductor integrated circuit device.

この技術分野において周知のように、マイクロコンピュータとは、マイクロプロセッサを用いて構成された小型電子計算機のことをいう。マイクロプロセッサとは、計算機の中央演算処理装置(CPU)を1個もしくは、少数のLSI上に集積したものをいう。マイクロコンピュータは、通常、CPU、入出力装置、主記憶装置より構成される。主記憶装置はRAM(random access memory)、ROM(read only memory)などで構成され、入出力装置との接続回路部には入出力制御LSI(large-scale integrated circuit)が使用される。シングル・チップ・マイクロコンピュータは、CPU、RAM、ROM、入出力制御LSIを1チップに組み込んだものである。シングル・チップ・マイクロコンピュータは1チップ・マイコンとも呼ばれる。   As is well known in this technical field, a microcomputer refers to a small electronic computer configured using a microprocessor. A microprocessor means a central processing unit (CPU) of a computer integrated on one or a small number of LSIs. The microcomputer is usually composed of a CPU, an input / output device, and a main storage device. The main storage device is composed of a random access memory (RAM), a read only memory (ROM), and the like, and an input / output control LSI (large-scale integrated circuit) is used for a connection circuit portion with the input / output device. A single-chip microcomputer has a CPU, RAM, ROM, and input / output control LSI incorporated in one chip. A single-chip microcomputer is also called a one-chip microcomputer.

マイクロプロセッサは、チップ外部からプログラムを読み込むのに対して、シングル・チップ・マイクロコンピュータは、あらかじめプログラムがチップの内部に組み込まれている。マイクロプロセッサは外部のプログラムを書き換えれば処理内容を変えられるのに対し、シングル・チップ・マイクロコンピュータはプログラムがすでにチップ内部に組み込まれているため、ユーザが処理内容を変えることはほとんど不可能である。ここで、プログラムはROMに予め格納されている。   A microprocessor reads a program from the outside of the chip, whereas a single chip microcomputer has a program incorporated in the chip in advance. Microprocessors can change the processing content by rewriting an external program, whereas single-chip microcomputers have a program already built in the chip, so it is almost impossible for the user to change the processing content. . Here, the program is stored in the ROM in advance.

尚、この技術分野において周知のように、ROMは、内容の書込みが半導体メーカでの製造工程で行われるマスクROMと、ユーザが電気的にプログラムを書き込むことができるプログラマブルROM(PROM)とに大別される。   As is well known in this technical field, ROMs are broadly divided into mask ROMs whose contents are written in a manufacturing process at a semiconductor manufacturer and programmable ROMs (PROMs) that allow a user to write a program electrically. Separated.

マスクROMは、原理的には半導体メモリのなかで最も安価に製造できる。このため、マスクROMとしてメモリ容量が大きな品種が製品化されている。これに対して、プログラマブルROMは、プログラムの書込みがユーザの手元でできるという特徴がある。プログラマブルROMは、ユーザが一度だけプログラムのできる狭義のPROMと、電気的にプログラムし、紫外線等で消去が可能なEPROM(erasable and programmable ROM)と、電気的に消去可能なEEPROM(electrically erasable programmable ROM)とに分類される。   In principle, the mask ROM can be manufactured at the lowest cost among semiconductor memories. For this reason, a product having a large memory capacity as a mask ROM has been commercialized. On the other hand, the programmable ROM has a feature that a program can be written by the user. Programmable ROM includes narrowly-defined PROM that can be programmed only once by the user, EPROM (erasable and programmable ROM) that can be electrically programmed and erased by ultraviolet rays, and EEPROM (electrically erasable programmable ROM that can be electrically erased) ).

EPROMでは、ユーザがプログラムできる上、紫外線を照射してデータを全て消去し再書込みができる。紫外線消去用のガラス窓を必要とするため、ERROMは、通常、セラミック・パッケージに入っている。狭義のPROMとしてOTP(one time programmable ROM)がある。OTPは、それに内蔵されている半導体チップがEPROMと同じだが、パッケージに窓がないため紫外線で消去できない。ユーザは通常のEPROMプログラマを使って、OTPの各メモリ・セルに一度だけ情報を書き込むことができる。OTPのコストはマスクROMより高くEPROMよりは安い。EEPROMの一種にフラッシュEEPROMがある。フラッシュEEPROMは、フラッシュメモリとも呼ばれ、書き換え可能な読出し専用メモリであるPROMのうち、電気的に全ビット内容(ブロック単位も可能)を消して、内容を書き直せるものをいう。   The EPROM can be programmed by the user and can be erased and rewritten by irradiating ultraviolet rays. ERROM is usually in a ceramic package because it requires a glass window for UV erasure. There is OTP (one time programmable ROM) as a PROM in a narrow sense. OTP has the same semiconductor chip as that of EPROM, but cannot be erased by ultraviolet rays because there is no window in the package. A user can write information to each memory cell of the OTP only once using a normal EPROM programmer. The cost of OTP is higher than mask ROM and lower than EPROM. One type of EEPROM is a flash EEPROM. A flash EEPROM is also called a flash memory, and refers to a PROM that is a rewritable read-only memory that can electrically rewrite the contents by electrically erasing all bit contents (block units are also possible).

このようなシングル・チップ・マイクロコンピュータは、通常の電卓、プリンタ、キーボード、マイコン制御の炊飯器、マイコン制御のカメラ、自動車のエンジン制御装置などに搭載されている。主に機器に組み込んでその機器の動作を制御することが多いため、シングル・チップ・マイクロコンピュータのことをマイクロコントローラと呼ぶこともある。尚、マイクロコントローラは、シングル・チップ半導体集積回路装置の一種である。   Such single-chip microcomputers are mounted on ordinary calculators, printers, keyboards, microcomputer-controlled rice cookers, microcomputer-controlled cameras, automobile engine control devices, and the like. A single-chip microcomputer is sometimes referred to as a microcontroller because it is often built in a device and controls the operation of the device. The microcontroller is a kind of single chip semiconductor integrated circuit device.

このようなシングル・チップ・マイクロコンピュータ(マイクロコントローラ)を組み込んだ機器(電子装置)の開発を効率よく行えるようにするため、半導体メーカや開発ツールメーカから種々の開発システム(開発ツール)が提供されている。シングル・チップ・マイクロコンピュータ(マイクロコントローラ)では、ハードウェアとソフトウェアとが密接に関連しあっており、なおかつ開発期間が短いので、ソフトウェアのデバッグとハードウェア自身のチェックを同時にやらなければならない。即ち、ハードウェアとソフトウェアの開発を並行して行わなければならない場合が多い。このとき、ハードウェアが未完成の状態でのソフトウェアのデバッグが求められる。   Various development systems (development tools) are provided by semiconductor manufacturers and development tool manufacturers in order to efficiently develop equipment (electronic devices) incorporating such a single-chip microcomputer (microcontroller). ing. In a single-chip microcomputer (microcontroller), hardware and software are closely related, and the development period is short. Therefore, software debugging and hardware check must be performed at the same time. That is, it is often necessary to develop hardware and software in parallel. At this time, it is required to debug the software when the hardware is not completed.

デバッグツール(開発ツール)の1つにエミュレータがある。ここで、エミュレータとは、あるシステムを使用して別のシステムを模倣する装置またはコンピュータ・プログラムのことをいう。エミュレータで、ソフトウェアを組み込んだ機器(電子装置)の機能動作検証を支援する。エミュレータには、開発中の機器(電子装置)に直接接続して使用するインサーキットエミュレータ(ICE)と、論理シミュレータを用いるソフトエミュレータとがある。すなわち、インサーキットエミュレータとは、プログラム制御で動作するマイクロコントローラを搭載した開発中の機器(電子装置)に直接接続し、その機器(電子装置)の機能動作検証を支援する開発ツールのことをいう。   One of debugging tools (development tools) is an emulator. Here, an emulator refers to a device or computer program that uses one system to imitate another system. The emulator supports the functional operation verification of the device (electronic device) that incorporates the software. There are two types of emulators: an in-circuit emulator (ICE) that is directly connected to a device under development (electronic device) and a software emulator that uses a logic simulator. In other words, an in-circuit emulator is a development tool that directly connects to a device under development (electronic device) equipped with a microcontroller that operates under program control, and supports functional operation verification of the device (electronic device). .

通常、マイクロコントローラのハードウェアの開発は半導体メーカ側で行われ、マイクロコントローラのソフトウェアの開発はユーザ側で行われる。すなわち、マイクロコントローラの開発は、半導体メーカとユーザとの共同作業で行われる。   Usually, the hardware of the microcontroller is developed on the semiconductor manufacturer side, and the software of the microcontroller is developed on the user side. In other words, the development of the microcontroller is carried out in collaboration between the semiconductor manufacturer and the user.

次に、従来のマイクロコントローラの製造方法について説明する。ここでは、最終製品として、マスクROMに最終のプログラムを記憶させたマイクロコントローラを製造する方法について説明する。   Next, a conventional method for manufacturing a microcontroller will be described. Here, a method for manufacturing a microcontroller having a final program stored in a mask ROM as a final product will be described.

先ず、半導体メーカとユーザとの間で、製造すべきマイクロコントローラ(シングル・チップ半導体集積回路装置)の仕様検討を行う。ここで、製造すべき最終のマイクロコンピュータは、CPUと、RAMと、マスクROMと、入出力制御LSIとを1チップに組み込んだものである。尚、CPUとRAMとマスクROMと入出力制御LSIとは、内部バスを介して相互に接続される。内部バスは、アドレスバスとデータバスとを有する。   First, specifications of a microcontroller (single chip semiconductor integrated circuit device) to be manufactured are examined between a semiconductor manufacturer and a user. Here, the final microcomputer to be manufactured is one in which a CPU, a RAM, a mask ROM, and an input / output control LSI are incorporated in one chip. The CPU, RAM, mask ROM, and input / output control LSI are connected to each other via an internal bus. The internal bus has an address bus and a data bus.

半導体メーカは、開発ツールとしてのエミュレータ(ソフトエミュレータ及びインサーキットエミュレータ)をユーザに提供し、ユーザはこのエミュレータを使用して上記マスクROMに記憶すべきソフトウェア(プログラム)を開発する。   A semiconductor manufacturer provides an emulator (software emulator and in-circuit emulator) as a development tool to the user, and the user develops software (program) to be stored in the mask ROM using the emulator.

次に、半導体メーカではOTP版の製品設計を行い、ユーザではソフトエミュレータを使用したプログラムのデバックを行う。ここで、設計されるべきOTP版の製品(仮のマイクロコントローラ)とは、CPUと、RAMと、OTPと、入出力制御LSIとを1チップに組み込んだものである。換言すれば、仮のマイクロコントローラは、マスクROMの代わりにOTPを使用した点を除いて、最終のマイクロコントローラと同様の構成を有する。但し、OTPにはプログラムは記憶されておらず、OTPへのプログラムの記憶は後述するようにユーザ側で行われる。仮のマイクロコントローラは、半導体パッケージ内に封止されたものである。一方、このユーザ側で行われるソフトエミュレータを使用したプログラムのデバッグは、ハードウェアが何ら完成していない状態で行われる。   Next, a semiconductor manufacturer designs an OTP product, and a user debugs a program using a software emulator. Here, the OTP version product (temporary microcontroller) to be designed is one in which a CPU, a RAM, an OTP, and an input / output control LSI are incorporated in one chip. In other words, the temporary microcontroller has the same configuration as the final microcontroller except that OTP is used instead of the mask ROM. However, no program is stored in the OTP, and storage of the program in the OTP is performed on the user side as will be described later. The temporary microcontroller is sealed in a semiconductor package. On the other hand, debugging of a program using a software emulator performed on the user side is performed in a state where no hardware is completed.

半導体メーカは、同一構成の複数個の上記仮のマイクロコントローラをユーザに提供する。ユーザでは、提供された複数の仮のマイクロコントローラの中の1個に対して、EPROMプログラマ(ライタ)を使用して、仮のプログラム(すなわち、ソフトエミュレータを使用してデバッグされたプログラム)をOTPに記憶し、当該仮のマイクロコントローラを機器(ターゲットボード)に搭載して、この仮のプログラムの検査を行う。すなわち、上記インサーキットエミュレータを使用して、その機器(ターゲットボード)の機能動作検証を行う。上述したように、OTPは、一度だけしか情報を書き込むことができない。したがって、検査により仮のプログラムに修正箇所(誤り)が見つかった場合には、ユーザは別の仮のマイクロコントローラに修正した仮のプログラムを記憶して、この修正した仮のプログラムの再検査、再修正を行う。すなわち、仮のプログラムの検査、修正(再検査、再修正)を繰り返し行う。この仮のプログラムの検査、修正(再検査、再修正)動作を繰り返して、ユーザ側において最終的なプログラムが決定される。   A semiconductor manufacturer provides a plurality of temporary microcontrollers having the same configuration to the user. The user uses an EPROM programmer (writer) to transfer a temporary program (that is, a program debugged using a software emulator) to one of the provided temporary microcontrollers. The temporary microcontroller is mounted on a device (target board), and the temporary program is inspected. That is, using the in-circuit emulator, the functional operation of the device (target board) is verified. As described above, the OTP can write information only once. Therefore, if a correction location (error) is found in the temporary program as a result of inspection, the user stores the corrected temporary program in another temporary microcontroller and re-inspects and re-inspects this corrected temporary program. Make corrections. That is, the temporary program inspection and correction (re-inspection and re-correction) are repeated. This temporary program inspection and correction (re-inspection, re-correction) operations are repeated, and the final program is determined on the user side.

一方、仮のマイクロコントローラをユーザに提供した後、半導体メーカでは、引き続いて、マスクROM版の製品設計を行う。ここで、設計されるべきマスクROM版の製品(機器に搭載されるべき実際のマイクロコントローラ)とは、CPUと、RAMと、マスクROMと、入出力制御LSIとを1チップに組み込んだものである。但し、この時点における実際のマイクロコントローラのマスクROMには、未だ最終的なプログラムが記憶されていない。   On the other hand, after providing the temporary microcontroller to the user, the semiconductor manufacturer continues to design a product for the mask ROM version. Here, the mask ROM version product to be designed (actual microcontroller to be mounted on the device) is a CPU, RAM, mask ROM, and input / output control LSI incorporated in one chip. is there. However, the final program is not yet stored in the mask ROM of the actual microcontroller at this time.

ユーザは、上記決定した最終的なプログラムを半導体メーカへ発注(提供)する。半導体メーカでは、最終的なプログラムを、イオン打ち込み技術を用いて、実際のマイクロコントローラのマスクROMに記憶し、最終製品としてのマイクロコントローラが製造される。尚、このようにして製造されたマイクロコントローラは、半導体パッケージに封止されたものであり、量産される。そして、量産された最終のマイクロコントローラはユーザに提供される。   The user orders (provides) the determined final program to the semiconductor manufacturer. In a semiconductor manufacturer, a final program is stored in a mask ROM of an actual microcontroller using an ion implantation technique, and a microcontroller as a final product is manufactured. The microcontroller manufactured in this way is sealed in a semiconductor package and is mass-produced. The final mass produced microcontroller is then provided to the user.

ユーザでは、提供された最終のマイクロコントローラを機器(電子装置)に搭載して、その機器(電子装置)を量産する。   The user mounts the final microcontroller provided on the device (electronic device) and mass-produces the device (electronic device).

なお、上述したマイクロコントローラは、1つの半導体チップで構成されているが、2つの半導体チップを積層して1つの樹脂封止体で封止する半導体装置(マイクロコントローラ)も知られている(例えば、特許文献1参照)。半導体装置として、MCP(multi chip package)型と呼称される半導体装置が知られている。このMCP型半導体装置においては、種々な構造のものが開発され、製品化されているが、2つの半導体チップを積層して1つのパッケージに組み込んだMCP型半導体装置が最も普及している。特許文献1では、1つのパッケージにマイコン用チップ(第1半導体チップ)及びEEPROM用チップ(第2半導体チップ)を組み込んだ半導体装置を開示している。すなわち、特許文献1では、マイコン用チップ(第1半導体チップ)上にEEPROM用チップ(第2半導体チップ)を積層し、この2つのチップを1つの樹脂封止体で封止する半導体装置を開示している。マイコン用チップは、プロセッサユニット(CPU)、ROMユニット、RAMユニット、タイマユニット、A/D変換ユニット、シリアル・コミュニケーション・インタフェース・ユニット、データ入出力回路ユニット等を同一基板に搭載した構成となっている。これらの各ユニット間は、データバスやアドレスバスを介在して相互に接続されている。プロセッサユニットは、主に、中央処理部、制御回路部及び演算回路部等で構成されている。このように構成されたマイコン用チップは、プログラムによって動作する。一方、EEPROM用チップは、シリアル・コミュニケーション・インターフェース・ユニット及び不揮発性記憶ユニット等を同一基板に搭載した構成となっている。特許文献1では、第1半導体チップと第2の半導体チップとの電気的な接続を、第1半導体チップの周囲に配置されたリードの内部リード及び2本のボンディングワイヤを介して行っている。   The above-described microcontroller is composed of one semiconductor chip, but a semiconductor device (microcontroller) in which two semiconductor chips are stacked and sealed with one resin sealing body is also known (for example, , See Patent Document 1). As a semiconductor device, a semiconductor device called an MCP (multi chip package) type is known. In this MCP type semiconductor device, devices having various structures have been developed and commercialized, but the MCP type semiconductor device in which two semiconductor chips are stacked and incorporated in one package is most popular. Patent Document 1 discloses a semiconductor device in which a microcomputer chip (first semiconductor chip) and an EEPROM chip (second semiconductor chip) are incorporated in one package. That is, Patent Document 1 discloses a semiconductor device in which an EEPROM chip (second semiconductor chip) is stacked on a microcomputer chip (first semiconductor chip), and the two chips are sealed with one resin sealing body. doing. The microcomputer chip has a processor unit (CPU), ROM unit, RAM unit, timer unit, A / D conversion unit, serial communication interface unit, data input / output circuit unit, etc. mounted on the same substrate. Yes. These units are mutually connected via a data bus and an address bus. The processor unit mainly includes a central processing unit, a control circuit unit, an arithmetic circuit unit, and the like. The microcomputer chip configured as described above operates according to a program. On the other hand, an EEPROM chip has a configuration in which a serial communication interface unit, a nonvolatile storage unit, and the like are mounted on the same substrate. In Patent Document 1, electrical connection between a first semiconductor chip and a second semiconductor chip is performed via an internal lead of leads arranged around the first semiconductor chip and two bonding wires.

また、自己発熱によるパッケージ内の温度情報の低減化を図ることができるマルチチップパッケージも提案されている(例えば、特許文献2参照)。この特許文献2において、マイクロコントローラを構成するマルチチップパッケージにおいて、マスクROMを有するマイクロコントローラを作り込むベースチップと、このベースチップ上にフラッシュメモリの上部チップを具備している。上部チップ下のベース上には、トランジスタが形成されていないので、この領域においての自己発熱は無視することができる。また、特許文献2では、実施例として、ベースチップにおける上部チップの搭載領域(略中央領域)に、マスクROM機能を有するトランジスタを形成しておき、その上に上部チップ(フラッシュメモリ)を搭載した例を開示している。この場合、ベースチップにおけるマスクROM機能は捨てることになる。   In addition, a multi-chip package that can reduce temperature information in the package by self-heating has been proposed (see, for example, Patent Document 2). In this patent document 2, in a multichip package constituting a microcontroller, a base chip for forming a microcontroller having a mask ROM is provided, and an upper chip of a flash memory is provided on the base chip. Since no transistor is formed on the base below the upper chip, self-heating in this region can be ignored. In Patent Document 2, as an example, a transistor having a mask ROM function is formed in an upper chip mounting area (substantially central area) of the base chip, and an upper chip (flash memory) is mounted thereon. An example is disclosed. In this case, the mask ROM function in the base chip is discarded.

特開2002−124626号公報JP 2002-124626 A 特開2002−76248号公報JP 2002-76248 A

上述した従来のマイクロコントローラの製造方法においては、半導体メーカは、OTP版の製品設計とマスクROM版の製品設計との、2種類の製品設計を行わなければならない。そのために、最終製品としてのマイクロコントローラを開発するまでに、非常に長時間(例えば、1〜1.5年)かかってしまうという問題がある。   In the above-described conventional method for manufacturing a microcontroller, a semiconductor manufacturer must perform two types of product design, that is, OTP product design and mask ROM product design. Therefore, there is a problem that it takes a very long time (for example, 1 to 1.5 years) to develop a microcontroller as a final product.

また、これまで、OTP版とマスクROM版では、パッケージ状態では、ピン互換となっており、置き換えが可能であるが、半導体チップとしては別物であり、特性までは、互換が取れない箇所が多々あった。(OTP版で評価完了したシステムに、マスクROM版を置き換えると、動作しないといった不具合が発生する場合があった。)
一方、上記特許文献1、2に開示されているように、最終製品として、1つの半導体チップではなく、2つの半導体チップを積層して1つの樹脂封止体で封止したマイクロコントローラを製造することも考えられる。しかしながら、上述したように、EEPROM(フラッシュメモリ)はマスクROMに比べて非常に高価であるので、マイクロコントローラを大量生産する場合には不向きである。
Until now, the OTP version and the mask ROM version are pin-compatible in the package state and can be replaced. However, they are different as semiconductor chips, and there are many places where the characteristics cannot be interchanged. there were. (When the mask ROM version was replaced with a system that had been evaluated with the OTP version, there was a problem that it did not work.)
On the other hand, as disclosed in Patent Documents 1 and 2 above, as a final product, a microcontroller in which two semiconductor chips are stacked instead of one semiconductor chip and sealed with one resin sealing body is manufactured. It is also possible. However, as described above, the EEPROM (flash memory) is very expensive compared to the mask ROM, and is not suitable for mass production of microcontrollers.

また、特許文献2では、ベースチップのマスクROM領域の上に上部チップ(フラッシュメモリ)を搭載して、マスクROM機能を捨てる実施例を開示している。しかしながら、特許文献2は、どのようにして上部チップ(フラッシュメモリ)をマスクROM領域上に搭載し、どのようにしてマスクROM機能を捨てるのかについての具体的な手段(構成)については何ら開示していない。   Patent Document 2 discloses an embodiment in which the upper chip (flash memory) is mounted on the mask ROM area of the base chip and the mask ROM function is discarded. However, Patent Document 2 discloses no specific means (configuration) on how to mount the upper chip (flash memory) on the mask ROM area and how to discard the mask ROM function. Not.

したがって、本発明の課題は、短時間で、マスクROMを備えたシングル・チップの半導体集積回路装置(マイクロコントローラ)を製造できる方法を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a method capable of manufacturing a single-chip semiconductor integrated circuit device (microcontroller) having a mask ROM in a short time.

本発明の第1の態様によれば、シングル・チップ半導体集積回路装置(200)の製造方法であって、a.CPU(121)を含む第1の集積回路(12)と、該第1の集積回路に結線された第1の内部バス(13)と、プログラムが記憶されていない第1のマスクROM(11)とを含む第1の半導体集積回路基板(10,10A,10B,10C,10D,10E)を準備する工程と;b.前記第1の半導体集積回路基板(10〜10E)の前記第1の集積回路(12)のCPU(121)と同一構成のCPUを含む第2の集積回路(120)と、該第2の集積回路に結線された第2の内部バス(130)と、プログラムが記憶されていない第2のマスクROM(110)とが、前記第1の半導体集積回路基板(10〜10E)と同一の製造プロセスで形成される第2の半導体集積回路基板(100)を準備する工程と;c.検査が行われるプログラムが記憶され得るプログラマブルROM(15,15A,15B)を準備する工程と;d.前記プログラマブルROM(15,15A,15B)を前記第1の内部バス(13)に結線する工程と;e.前記第1のマスクROM(11)が前記第1の内部バス(13)から未結線にされた状態で、前記第1の集積回路(12)と該第1の集積回路に前記第1の内部バス(13)を介して結線された前記プログラマブルROM(15,15A,15B)とを使用して決定された最終的なプログラムを、前記第2の半導体集積回路基板(100)に形成された前記第2のマスクROM(110)にイオン打ち込み技術を用いて記憶させる工程と;f.前記第2のマスクROM(110)と前記第2の内部バス(130)とを結線する工程と;を含むことを特徴とするシングル・チップ半導体集積回路装置(200)の製造方法が得られる。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a single chip semiconductor integrated circuit device (200) comprising: a. A first integrated circuit (12) including a CPU (121), a first internal bus (13) connected to the first integrated circuit, and a first mask ROM (11) in which no program is stored Providing a first semiconductor integrated circuit substrate (10, 10A, 10B, 10C, 10D, 10E) including: b. A CPU (121) and a second integrated circuit including the same configuration of the CPU (120) of said first integrated circuit (12) of the first semiconductor integrated circuit board (10~10E), the second a second internal bus which is connected to the integrated circuit (130), the program second mask ROM (110) and is not stored, the first semiconductor integrated circuit board (10~10E) the same one Providing a second semiconductor integrated circuit substrate (100) formed by a manufacturing process; c. Providing a programmable ROM (15, 15A, 15B) in which a program to be tested can be stored; d. Connecting the programmable ROM (15, 15A, 15B) to the first internal bus (13); e. In a state where the first mask ROM (11) is not connected to the first internal bus (13), the first internal circuit (12) and the first integrated circuit are connected to the first internal ROM (11). The final program determined using the programmable ROM (15, 15A, 15B) connected via the bus (13) is formed on the second semiconductor integrated circuit substrate (100). Storing in a second mask ROM (110) using ion implantation techniques; f. There is obtained a method of manufacturing a single chip semiconductor integrated circuit device (200), comprising the step of connecting the second mask ROM (110) and the second internal bus (130).

上記本発明の第1の態様に係るシングル・チップ半導体集積回路装置(200)の製造方法において、前記結線する工程d.は、前記プログラマブルROM(15,15A,15B)を、前記第1の内部バス(13)から導出されたボンディングパッド(132−1,134−1)に、ワイヤボンディング技術により結線する工程であって良い。また、上記製造方法は、前記第1の半導体集積回路基板(10〜10E)と前記プログラマブルROM(15,15A,15B)とを、同一パッケージ(17)内に封止する工程を更に含んでよい。前記封止する工程は、前記プログラマブルROM(15,15A,15B)を、前記第1の半導体集積回路基板(10〜10E)上に積層した状態で、前記同一半導体パッケージ(17)内に封止する工程であって良い。上記製造方法は、前記f.の工程を経た前記第2の半導体集積回路基板(100)を、パッケージ内に封止する工程を更に含んで良い。 In the method of manufacturing a single chip semiconductor integrated circuit device (200) according to the first aspect of the present invention, the connecting step d. Is a step of connecting the programmable ROM (15, 15A, 15B) to the bonding pads (132-1, 134-1) derived from the first internal bus (13) by wire bonding technology. good. The manufacturing method may further include a step of sealing the first semiconductor integrated circuit substrate (10 to 10E) and the programmable ROM (15, 15A, 15B) in the same package (17). . In the sealing step, the programmable ROM (15, 15A, 15B) is sealed in the same semiconductor package (17) in a state where the programmable ROM (15, 15A, 15B) is stacked on the first semiconductor integrated circuit substrate (10 to 10E). It may be a process to do. The manufacturing method includes the f. The method may further include a step of sealing the second semiconductor integrated circuit substrate (100) that has undergone the above step in a package.

本発明の第2の態様によれば、マイクロコントローラ(200)の製造方法であって、a.第1のCPU(121)と、該第1のCPUに結線された第1の内部バス(13)と、プログラムが記憶されていない第1のマスクROM(11)とを含む第1のマイクロコントローラ基板(10,10A,10B,10C,10D,10E)を準備する工程と;b.前記第1のマイクロコントローラ基板(10〜10E)の前記第1のCPU(121)と同一構成の第2のCPUと、該第2のCPUに結線された第2の内部バス(130)と、プログラムが記憶されてない第2のマスクROM(110)とが、前記第1のマイクロコントローラ基板(10〜10E)と同一の製造プロセスで形成される第2のマイクロコントローラ基板(100)を準備する工程と;c.検査が行われるプログラムが記憶され得るプログラマブルROM(15,15A,15B)を準備する工程と;d.前記プログラマブルROM(15,15A,15B)を前記第1の内部バス(13)に結線する工程と;e.前記第1のマスクROM(11)が前記第1の内部バス(13)から未結線にされた状態で、前記第1のCPU(121)と該第1のCPUに前記第1の内部バス(13)を介して結線された前記プログラマブルROM(15,15A,15B)とを使用して決定された最終的なプログラムを、前記第2のマイクロコントローラ基板(100)に形成された前記第2のマスクROM(110)にイオン打ち込み技術を用いて記憶させる工程と;f.前記第2のマスクROM(110)と前記第2の内部バス(130)とを結線する工程と;を含むことを特徴とするマイクロコントローラ(200)の製造方法が得られる。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a microcontroller (200) comprising: a. A first microcontroller including a first CPU (121), a first internal bus (13) connected to the first CPU, and a first mask ROM (11) in which no program is stored Providing a substrate (10, 10A, 10B, 10C, 10D, 10E); b. Said first CPU (121) and the second CPU of the same configuration of the first microcontroller board (10~10E), and a second internal bus which is connected to the second CPU (130) , program the second mask ROM that is not stored (110), but the first microcontroller board (10~10E) and the second microcontroller board formed at the same manufacturing process (100) Preparing, c. Providing a programmable ROM (15, 15A, 15B) in which a program to be tested can be stored; d. Connecting the programmable ROM (15, 15A, 15B) to the first internal bus (13); e. In a state where the first mask ROM (11) is not connected to the first internal bus (13), the first CPU (121) and the first CPU are connected to the first internal bus ( 13) the final program determined using the programmable ROM (15, 15A, 15B) connected via the second microcontroller board (100). Storing in mask ROM (110) using ion implantation techniques; f. Process and for connecting a second of said second internal bus and mask ROM (110) (130); the production method of the microcontroller (200), characterized in that it comprises a can be obtained.

上記本発明の第2の態様に係るマイクロコントローラ(200)の製造方法において、前記結線する工程d.は、前記プログラマブルROM(15,15A,15B)を、前記第1の内部バス(13)から導出されたボンディングパッド(132−1,134−1)に、ワイヤボンディング技術により結線する工程であって良い。上記製造方法は、前記第1のマイクロコントローラ基板(10〜10E)と前記プログラマブルROM(15,15A,15B)とを、同一パッケージ(17)内に封止する工程を更に含んで良い。前記封止する工程は、前記プログラマブルROM(15,15A,15B)を、前記第1のマイクロコントローラ基板(10〜10E)上に積層した状態で、前記同一半導体パッケージ(17)内に封止する工程であって良い。上記製造方法は、前記f.の工程を経た前記第2のマイクロコントローラ基板(100)を、パッケージ内に封止する工程を更に含んで良い。 In the manufacturing method of the microcontroller (200) according to the second aspect of the present invention, the connecting step d. Is a step of connecting the programmable ROM (15, 15A, 15B) to the bonding pads (132-1, 134-1) derived from the first internal bus (13) by wire bonding technology. good. The manufacturing method may further include a step of sealing the first microcontroller board (10 to 10E) and the programmable ROM (15, 15A, 15B) in the same package (17). In the sealing step, the programmable ROM (15, 15A, 15B) is sealed in the same semiconductor package (17) in a state where the programmable ROM (15, 15A, 15B) is stacked on the first microcontroller substrate (10 to 10E). It may be a process. The manufacturing method includes the f. A step of sealing the second microcontroller substrate (100) that has undergone the above step in a package may be further included.

本発明の第3の態様によれば、シングル・チップ半導体集積回路装置(200)のプログラムデバッグ方法であって、a.CPU(121)と、該CPUに結線された内部バス(13)と、プログラムが記憶されていないマスクROM(11)とを含む半導体集積回路基板(10,10A,10B,10C,10D,10E)と、該半導体集積回路基板から独立したプログラマブルROM(15,15A,15B)とからなり、該プログラマブルROM(15,15A,15B)を前記内部バス(13)に結線したシングル・チップ半導体集積回路装置(20,20A,20B,20C,20D,20E)を準備する工程と;b.前記シングル・チップ半導体集積回路装置(20〜20E)を動作させるための仮のプログラムを、前記プログラマブルROM(15,15A,15B)に電気的に書き込む工程と;c.前記マスクROM(11)が前記内部バス(13)から未結線にされた状態で、前記仮のプログラムを用いて前記CPU(121)と前記プログラマブルROM(15,15A,15B)とを動作させることにより、前記仮のプログラムの検査を実施し、前記仮のプログラムに修正が必要な場合は前記仮のプログラムを修正して、最終的なプログラムを決定する工程と;を含むことを特徴とするシングル・チップ半導体集積回路装置のプログラムデバッグ方法が得られる。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a program debugging method for a single chip semiconductor integrated circuit device (200) comprising: a. Semiconductor integrated circuit board (10, 10A, 10B, 10C, 10D, 10E) including a CPU (121), an internal bus (13) connected to the CPU, and a mask ROM (11) in which no program is stored And a programmable ROM (15, 15A, 15B) independent of the semiconductor integrated circuit substrate, and the programmable ROM (15, 15A, 15B) is connected to the internal bus (13). Preparing (20, 20A, 20B, 20C, 20D, 20E); b. Electrically writing a temporary program for operating the single chip semiconductor integrated circuit device (20 to 20E) to the programmable ROM (15, 15A, 15B); c. Operating the CPU (121) and the programmable ROM (15, 15A, 15B) using the temporary program in a state where the mask ROM (11) is not connected to the internal bus (13). And a step of checking the temporary program and, when the temporary program needs to be corrected, correcting the temporary program and determining a final program. A program debugging method for a chip semiconductor integrated circuit device can be obtained.

本発明の第4の態様によれば、半導体集積回路装置の製造方法であって、a.CPU(121)を含む集積回路(12)と、該集積回路に結線された内部バス(13)と、プログラムが記憶されていないマスクROM(11)とを含む半導体集積回路基板(10,10A,10B,10C,10D,10E)を準備する工程と;b.検査が行われるプログラムが記憶され得るプログラマブルROM(15,15A,15B)を準備する工程と;c.前記プログラマブルROM(15,15A,15B)を前記内部バス(13)に結線し、前記プログラマブルROM(15,15A,15B)を前記集積回路(12)に結線する工程と;を含み、前記マスクROM(11)が前記内部バス(13)から未結線にされた状態で、前記集積回路(12)と前記プログラマブルROM(15,15A,15B)とを動作させて最終的なプログラムを決定し得る、前記半導体集積回路基板(10〜10E)と前記プログラマブルROM(15,15A,15B)とからなる構成体(20,20A,20B,20C,20D,20E)を得ることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法が得られる。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device comprising: a. A semiconductor integrated circuit substrate (10, 10A, 10) including an integrated circuit (12) including a CPU (121), an internal bus (13) connected to the integrated circuit, and a mask ROM (11) in which no program is stored. 10B, 10C, 10D, 10E); b. Providing a programmable ROM (15, 15A, 15B) in which a program to be tested can be stored; c. Said programmable ROM (15, 15A, 15B) and connected to said internal bus (13), said programmable ROM (15, 15A, 15B) a step of connecting to said integrated circuit (12); wherein said mask ROM In a state where (11) is not connected to the internal bus (13), the integrated circuit (12) and the programmable ROM (15, 15A, 15B) can be operated to determine a final program. A semiconductor integrated circuit device characterized in that a structure (20, 20A, 20B, 20C, 20D, 20E) comprising the semiconductor integrated circuit substrate (10 to 10E) and the programmable ROM (15, 15A, 15B) is obtained. The manufacturing method is obtained.

上記本発明の第4の態様に係る半導体集積回路装置の製造方法において、前記プログラマブルROM(15,15A,15B)を前記内部バス(13)に結線する工程c.は、前記プログラマブルROM(15,15A,15B)を、前記内部バス(13)から導出されたボンディングパッド(132−1,134−1)に、ワイヤボンディング技術により結線する工程であって良い。上記製造方法は、前記半導体集積回路基板(10〜10E)と前記プログラマブルROM(15,15A,15B)とを、同一パッケージ(17)内に封止する工程を更に含んで良い。前記封止する工程は、前記プログラマブルROM(15,15A,15B)を、前記半導体集積回路基板(10〜10E)上に積層した状態で、前記同一パッケージ(17)内に封止する工程であって良い。 In the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the fourth aspect of the present invention, the step of connecting the programmable ROM (15, 15A, 15B) to the internal bus (13) c. May be a step of connecting the programmable ROM (15, 15A, 15B) to the bonding pads (132-1, 134-1) derived from the internal bus (13) by wire bonding technology. The manufacturing method may further include a step of sealing the semiconductor integrated circuit substrate (10 to 10E) and the programmable ROM (15, 15A, 15B) in the same package (17). The sealing step is a step of sealing the programmable ROM (15, 15A, 15B) in the same package (17) in a state where the programmable ROM (15, 15A, 15B) is stacked on the semiconductor integrated circuit substrate (10 to 10E). Good.

尚、上記括弧内の符号は、本発明の理解を容易にするために付したものであり、一例にすぎず、これらに限定されないのは勿論である。   In addition, the code | symbol in the said parenthesis is attached | subjected in order to make an understanding of this invention easy, and it is only an example, and of course is not limited to these.

本発明では、第1の集積回路および第1のマスクROMを有する第1の半導体集積回路基板(第1のマイクロコントローラ基板)とプログラマブルROMとが搭載された第1の半導体集積回路装置(第1のマイクロコントローラ)の状態において、第1のマスクROMが第1の内部バスから未結線にされた状態で、その第1の集積回路およびプログラマブルROMを使用して決定された最終的なプログラムを、第1の半導体集積回路基板(第1のマイクロコントローラ基板)と同一構成の第2の半導体集積回路基板(第2のマイクロコントローラ基板)の第2のマスクROMに記憶することにより、最終製品としての第2の半導体集積回路装置(第2のマイクロコントローラ)を製造しているので、半導体メーカは、マスクROM版の1種類の製品設計のみを行なえば良い。その結果、短時間で、マスクROMを備えたシングル・チップの半導体集積回路装置(マイクロコントローラ)を製造することが可能となる。 According to the present invention, a first semiconductor integrated circuit device (first semiconductor device) on which a first semiconductor integrated circuit substrate (first microcontroller substrate) having a first integrated circuit and a first mask ROM and a programmable ROM are mounted. The final program determined using the first integrated circuit and the programmable ROM with the first mask ROM unconnected from the first internal bus. by storing in the second mask ROM of the first semiconductor integrated circuit substrate a second semiconductor integrated circuit board (the first microcontroller board) and the same configuration (second microcontroller board), as a final product Since the second semiconductor integrated circuit device (second microcontroller) is manufactured, the semiconductor manufacturer has one type of mask ROM version. It may be carried out only product design. As a result, a single-chip semiconductor integrated circuit device (microcontroller) having a mask ROM can be manufactured in a short time.

第1の半導体集積回路基板(第1のマイクロコントローラ基板)を示す概略平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view showing a first semiconductor integrated circuit substrate (first microcontroller substrate). 図1に示した第1の半導体集積回路基板(第1のマイクロコントローラ基板)にプログラマブルROMを接続した状態を示す概略平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view showing a state in which a programmable ROM is connected to the first semiconductor integrated circuit board (first microcontroller board) shown in FIG. 1. プログラマブルROMを第1の半導体集積回路基板(第1のマイクロコントローラ基板)上に積層した状態で、半導体パッケージ内に封止した第1の半導体集積回路装置(第1のマイクロコントローラ)を示す概略断面図である。Schematic cross section showing a first semiconductor integrated circuit device (first microcontroller) sealed in a semiconductor package in a state where a programmable ROM is stacked on a first semiconductor integrated circuit substrate (first microcontroller substrate). FIG. 図3に示した第1の半導体集積回路装置(第1のマイクロコントローラ)のプログラマブルROMに仮のプログラムを書き込む状態を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a state in which a temporary program is written in a programmable ROM of the first semiconductor integrated circuit device (first microcontroller) shown in FIG. 3. 仮のプログラムがプログラムROMに格納された第1の半導体集積回路装置(第1のマイクロコントローラ)の動作を試験する状態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the state which tests operation | movement of the 1st semiconductor integrated circuit device (1st microcontroller) in which the temporary program was stored in program ROM. 第2の半導体集積回路基板(第2のマイクロコントローラ基板)を構成するマスクROMにイオン打ち込みにより最終プログラムを書き込む状態を示す、メモリセルの断面図である。It is sectional drawing of a memory cell which shows the state which writes the last program by ion implantation in the mask ROM which comprises the 2nd semiconductor integrated circuit board (2nd microcontroller board | substrate). 図6において最終プログラムが記憶されたマスクROMを内部バスに結線する状態を示す、第2の半導体集積回路装置(第2のマイクロコントローラ)を示す概略平面図である。FIG. 7 is a schematic plan view showing a second semiconductor integrated circuit device (second microcontroller) showing a state where a mask ROM in which a final program is stored in FIG. 6 is connected to an internal bus. 図3に示した第1の半導体集積回路装置(第1のマイクロコントローラ)を詳細に示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing in detail the first semiconductor integrated circuit device (first microcontroller) shown in FIG. 3. マスクROMと内部バスとを物理的に切り離した(未結線にした)状態を説明するための部分平面図である。It is a fragmentary top view for demonstrating the state which separated the mask ROM and the internal bus physically ( it was not connected) . マスクROMと内部バスとを電気的に切り離す例を説明するための、マスクROMと内部バスとを示すブロック図である。It is a block diagram which shows a mask ROM and an internal bus for demonstrating the example which isolate | separates a mask ROM and an internal bus electrically. 本発明の第1の電気的接続方法を説明するために、第1の半導体集積回路装置(第1のマイクロコントローラ)を、半導体パッケージを除去した状態で示す模式的平面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic plan view showing a first semiconductor integrated circuit device (first microcontroller) with a semiconductor package removed in order to explain a first electrical connection method of the present invention. 本発明の第2の電気的接続方法を説明するために、第1の半導体集積回路装置(第1のマイクロコントローラ)を、半導体パッケージを除去した状態で示す模式的平面図である。FIG. 5 is a schematic plan view showing a first semiconductor integrated circuit device (first microcontroller) with a semiconductor package removed, in order to explain a second electrical connection method of the present invention. 本発明の第3の電気的接続方法を説明するために、第1の半導体集積回路装置(第1のマイクロコントローラ)を、半導体パッケージを除去した状態で示す模式的平面図である。In order to explain a third electrical connection method of the present invention, it is a schematic plan view showing a first semiconductor integrated circuit device (first microcontroller) with a semiconductor package removed. 本発明の第4の電気的接続方法を説明するために、第1の半導体集積回路装置(第1のマイクロコントローラ)を、半導体パッケージを除去した状態で示す模式的平面図である。FIG. 10 is a schematic plan view showing a first semiconductor integrated circuit device (first microcontroller) with a semiconductor package removed in order to explain a fourth electrical connection method of the present invention. 図14に示した第1の半導体集積回路装置(第1のマイクロコントローラ)において、第1の内部バスと内部アドレス用ボンディングパッドおよび内部データ用ボンディングパッドの配置関係を示す平面図である。FIG. 15 is a plan view showing a positional relationship between a first internal bus, an internal address bonding pad, and an internal data bonding pad in the first semiconductor integrated circuit device (first microcontroller) shown in FIG. 14. 図15の一部を拡大して示す部分拡大平面図である。FIG. 16 is a partially enlarged plan view showing a part of FIG. 15 in an enlarged manner. 図16の線XVII−XVIIについての断面図である。It is sectional drawing about the line XVII-XVII of FIG. 本発明の第5の電気的接続方法を説明するために、第1の半導体集積回路装置(第1のマイクロコントローラ)を、半導体パッケージを除去した状態で示す模式的断面図および模式的平面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view and a schematic plan view showing a first semiconductor integrated circuit device (first microcontroller) with a semiconductor package removed, in order to explain a fifth electrical connection method of the present invention. is there. 図18に示した第1の半導体集積回路装置(第1のマイクロコントローラ)の模式的平面図である。FIG. 19 is a schematic plan view of the first semiconductor integrated circuit device (first microcontroller) shown in FIG. 18. プログラマブルROMを構成するメモリセルの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the memory cell which comprises programmable ROM. パッケージピンをマルチプレクスさせた、従来の半導体集積回路装置(マイクロコントローラ)を示す概略平面図である。It is a schematic plan view showing a conventional semiconductor integrated circuit device (microcontroller) in which package pins are multiplexed. パッケージピンをマルチプレクスさせた、本発明の実施の形態に係る半導体集積回路装置(マイクロコントローラ)の概略平面図である。1 is a schematic plan view of a semiconductor integrated circuit device (microcontroller) according to an embodiment of the present invention in which package pins are multiplexed. 図22に示した半導体集積回路装置(マイクロコントローラ)の平面配置のボンディング図である。FIG. 23 is a bonding diagram of a planar arrangement of the semiconductor integrated circuit device (microcontroller) shown in FIG. 22. 図22に示した半導体集積回路装置(マイクロコントローラ)のブロック図である。FIG. 23 is a block diagram of the semiconductor integrated circuit device (microcontroller) shown in FIG. 22. 図22に示した半導体集積回路装置(マイクロコントローラ)に使用されるプログラマブルROMのブロック図である。FIG. 23 is a block diagram of a programmable ROM used in the semiconductor integrated circuit device (microcontroller) shown in FIG. (A)は図25に示したプログラマブルROMに使用される高耐圧入力バッファのブロック図であり、(B)は高耐圧入力バッファの等価回路を示す回路図である。(A) is a block diagram of a high voltage input buffer used in the programmable ROM shown in FIG. 25, and (B) is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the high voltage input buffer. (A)は、プログラマブルROM(OTP)にデータを書き込むために、電源/リセット用ボンディングパッド(電源供給/リセット端子)に12Vの高電圧を印加したときの動作を説明するための、プログラマブルROM(OTP)のブロック図であり、(B)は、CPUをリセットするために、電源/リセット用ボンディングパッド(電源供給/リセット端子)に通常電圧(低電圧)のリセット信号を入力したときの動作を説明するための、プログラマブルROM(OTP)のブロック図である。(A) is a programmable ROM for explaining the operation when a high voltage of 12 V is applied to the power / reset bonding pad (power supply / reset terminal) in order to write data to the programmable ROM (OTP). OTP) is a block diagram, and (B) shows the operation when a normal voltage (low voltage) reset signal is input to the power / reset bonding pad (power supply / reset terminal) in order to reset the CPU. It is a block diagram of programmable ROM (OTP) for explaining.

図1乃至図7を参照して、本発明の一実施の形態に係るマイクロコントローラの製造方法について説明する。尚、前述したように、マイクロコントローラのハードウェアの開発は半導体メーカ側で行われ、マイクロコントローラのソフトウェア(プログラム)の開発はユーザ側で行われる。すなわち、マイクロコントローラの開発は半導体メーカとユーザとの共同作業で行われる。また、ここで最終製品として製造すべきマイクロコントローラは、マスクROMに最終のプログラムを記憶させたもので、シングル・チップ半導体集積回路装置の一種である。   A method for manufacturing a microcontroller according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As described above, the hardware of the microcontroller is developed on the semiconductor manufacturer side, and the software (program) of the microcontroller is developed on the user side. In other words, the development of the microcontroller is carried out in collaboration between the semiconductor manufacturer and the user. The microcontroller to be manufactured as a final product here is a kind of single-chip semiconductor integrated circuit device in which a final program is stored in a mask ROM.

先ず、半導体メーカとユーザとの間で、製造すべきマイクロコントローラ(シングル・チップ半導体集積回路装置)の仕様検討を行う。ここで、製造すべき最終のマイクロコントローラは、CPUと、RAMと、マスクROMと、入出力制御LSIとを1チップに組み込んだものである。尚、CPUとRAMとマスクROMと入出力制御LSIとは、内部バスを介して相互に接続される。内部バスは、アドレスバスとデータバスとを有する。   First, specifications of a microcontroller (single chip semiconductor integrated circuit device) to be manufactured are examined between a semiconductor manufacturer and a user. Here, the final microcontroller to be manufactured is one in which a CPU, a RAM, a mask ROM, and an input / output control LSI are incorporated in one chip. The CPU, RAM, mask ROM, and input / output control LSI are connected to each other via an internal bus. The internal bus has an address bus and a data bus.

半導体メーカは、開発ツールとしてのエミュレータ(ソフトエミュレータ及びインサーキットエミュレータ)をユーザに提供し、ユーザはこのエミュレータを使用して上記マスクROMに記憶すべきソフトウェア(プログラム)を開発する。   A semiconductor manufacturer provides an emulator (software emulator and in-circuit emulator) as a development tool to the user, and the user develops software (program) to be stored in the mask ROM using the emulator.

ここまでの工程は、上述した従来のマイクロコントローラの製造方法と同じである。   The steps up to here are the same as those in the conventional method for manufacturing a microcontroller.

半導体メーカでは、図1に示されるような、マスクROM版の製品設計を行い、ユーザではソフトエミュレータを使用したプログラムのデバッグを行う。   A semiconductor manufacturer designs a product of a mask ROM version as shown in FIG. 1, and a user debugs a program using a software emulator.

前述したように、従来のマイクロコントローラの製造方法においては、半導体メーカがOTP版の製品設計を行っていたが、本発明に係るマイクロコントローラの製造方法においては、半導体メーカは、直接、マスクROM版の製品設計を行う。ここで設計されるべきマスクROM版の製品(仮の半導体集積回路基板、仮のマイクロコントローラ基板)10とは、仮のマスクROM11と、その他の集積回路12とを1チップに組み込んだものである。その他の集積回路12は、CPUと、RAMと、入出力制御LSIとを有する。但し、この仮のマスクROM11にはプログラムが記憶されていない。また、仮のマスクROM11上には、後述するように、プログラマブルROMの1つであるOTPが積層されるので、仮の半導体集積回路基板(仮のマイクロコントローラ基板)10は、最終的に製造されるべき実際の半導体集積回路基板(後述する)とは、若干構成が異なる。換言すれば、マスクROM上にOTPを積層することを考慮に入れて、マスクROM版の製品設計が行われる。仮の半導体集積回路基板(仮のマイクロコントローラ基板)10は、第1の半導体集積回路基板(第1のマイクロコントローラ)とも呼ばれ、仮のマスクROM11は第1のマスクROMとも呼ばれる。   As described above, in the conventional method of manufacturing a microcontroller, a semiconductor manufacturer has designed an OTP product. However, in the method of manufacturing a microcontroller according to the present invention, the semiconductor manufacturer directly uses a mask ROM version. Product design. The mask ROM version product (temporary semiconductor integrated circuit substrate, temporary microcontroller substrate) 10 to be designed here is a temporary mask ROM 11 and other integrated circuits 12 incorporated in one chip. . The other integrated circuit 12 includes a CPU, a RAM, and an input / output control LSI. However, no program is stored in the temporary mask ROM 11. Further, as will be described later, since the OTP which is one of the programmable ROMs is stacked on the temporary mask ROM 11, the temporary semiconductor integrated circuit substrate (temporary microcontroller substrate) 10 is finally manufactured. The configuration is slightly different from an actual semiconductor integrated circuit substrate (to be described later). In other words, the product design of the mask ROM version is performed in consideration of stacking the OTP on the mask ROM. The temporary semiconductor integrated circuit board (temporary microcontroller board) 10 is also called a first semiconductor integrated circuit board (first microcontroller), and the temporary mask ROM 11 is also called a first mask ROM.

とにかく、この工程においては、半導体メーカは、プログラムが記憶されていない第1のマスクROM11と、この第1のマスクROM11が金属配線で接続される予定の第1の内部バス13とを有する第1の半導体集積回路基板(第1のマイクロコントローラ)10を準備する。   At any rate, in this process, the semiconductor manufacturer has a first mask ROM 11 in which no program is stored and a first internal bus 13 to which the first mask ROM 11 is to be connected by metal wiring. The semiconductor integrated circuit board (first microcontroller) 10 is prepared.

次に、図2に示されるように、半導体メーカでは、第1のマスクROM11が第1の内部バス13と未結線にされた状態で、第1の半導体集積回路基板(第1のマイクロコントローラ基板)10とは独立しているプログラマブルROM15を第1の内部バス13に結線する。プログラマブルROM15は不揮発性メモリ装置の一種である。本例では、プログラマブルROM15として、OTPを使用しており、プログラマブルROM(OTP)15は、マスクROM11の上に積層される(図3参照)。図示の例において、この結線工程では、プログラマブルROM(OTP)15を、第1の内部バス13から導出されたボンディングパッド(後述する)に、ワイヤボンディング技術により結線する。 Next, as shown in FIG. 2, in the semiconductor manufacturer, the first mask ROM 11 is not connected to the first internal bus 13 and the first semiconductor integrated circuit substrate (first microcontroller substrate) is connected. ) A programmable ROM 15 independent of 10 is connected to the first internal bus 13. The programmable ROM 15 is a kind of nonvolatile memory device. In this example, OTP is used as the programmable ROM 15, and the programmable ROM (OTP) 15 is stacked on the mask ROM 11 (see FIG. 3). In the example shown, this connection process, the programmable ROM (OTP) 15, the first bonding pads derived from the internal bus 13 (to be described later), is connected by a wire bonding technique.

尚、このワイヤボンディング技術により結線する方法には、種々の方法があるので、後で図面を参照して詳細に説明する。 There are various methods for connecting by this wire bonding technique, and will be described in detail later with reference to the drawings.

引き続いて、半導体メーカでは、図3に示されるように、第1の半導体集積回路基板(第1のマイクロコントローラ基板)10とプログラマブルROM(OTP)15とを、同一半導体パッケージ17内に封止する。すなわち、この封止する工程では、プログラマブルROM(OTP)15を、第1の半導体集積回路基板(第1のマイクロコントローラ基板)10上に積層した状態で、同一半導体パッケージ17内に封止する。これにより、仮の半導体集積回路装置(仮のマイクロコントローラ)20が製造される。但し、この工程では、プログラマブルROM(OTP)15にはプログラムは未だ記憶されておらず、プログラマブルROM(OTP)15へのプログラムの記憶は、後述するように、ユーザ側で行われる。   Subsequently, as shown in FIG. 3, the semiconductor manufacturer seals the first semiconductor integrated circuit substrate (first microcontroller substrate) 10 and the programmable ROM (OTP) 15 in the same semiconductor package 17. . That is, in this sealing step, the programmable ROM (OTP) 15 is sealed in the same semiconductor package 17 in a state of being stacked on the first semiconductor integrated circuit substrate (first microcontroller substrate) 10. Thereby, a temporary semiconductor integrated circuit device (temporary microcontroller) 20 is manufactured. However, in this step, the program is not yet stored in the programmable ROM (OTP) 15, and the program is stored in the programmable ROM (OTP) 15 on the user side as will be described later.

半導体メーカでは、このようにして製造された、同一構成の複数個の仮のマイクロコントローラ20をユーザに提供する。   The semiconductor manufacturer provides the user with a plurality of temporary microcontrollers 20 having the same configuration manufactured as described above.

この工程においてユーザに提供される仮のマイクロコントローラ20は、従来のマイクロコントローラの製造方法において、ユーザに提供される仮のマイクロコントローラとは異なることに注意されたい。すなわち、上述したように、従来のマイクロコントローラの製造方法においてユーザに提供される仮のマイクロコントローラは、CPUと、RAMと、OTPと、入出力制御LSIとから成る1つの半導体チップが半導体パッケージ内に封止されたものであるのに対して、本実施の形態においてユーザに提供される仮のマイクロコントローラ20は、CPUと、RAMと、マスクROM11と、入出力制御LSIとから成る第1の半導体チップ10と、第1の半導体チップ10上に積層されたプログラマブルROM(OTP)15から成る第2の半導体チップとが同一半導体パッケージ17内に封止されたものである。   It should be noted that the temporary microcontroller 20 provided to the user in this step is different from the temporary microcontroller provided to the user in the conventional manufacturing method of the microcontroller. That is, as described above, the provisional microcontroller provided to the user in the conventional method of manufacturing a microcontroller includes a single semiconductor chip including a CPU, a RAM, an OTP, and an input / output control LSI in the semiconductor package. In contrast, the temporary microcontroller 20 provided to the user in this embodiment is a first microcontroller composed of a CPU, a RAM, a mask ROM 11, and an input / output control LSI. The semiconductor chip 10 and a second semiconductor chip made of a programmable ROM (OTP) 15 stacked on the first semiconductor chip 10 are sealed in the same semiconductor package 17.

さらに、ここでユーザに提供される仮のマイクロコントローラ20は、上述した特許文献2に開示されているマルチチップパッケージとは異なり、あくまで仮のもの(すなわち、半製品)であって、最終製品ではないことにも注意されたい。換言すれば、本発明では、最終のマイクロコントローラを製造するために、一時的に、特許文献2に開示されているような、マルチチップパッケージ(仮のマイクロコントローラ)を使用する。(但し、生産数量が少ない場合など、ユーザの要求によっては、仮のマイクロコントローラを最終製品とする場合もある。)
ユーザでは、図4に示されるように、半導体メーカから提供された複数の仮のマイクロコントローラ20の中の1つに対して、EPROMプログラマ(ライタ)22を使用して、仮のプログラム(すなわち、ソフトエミュレータを使用してデバッグされたプログラム)をプログラマブルROM(OTP)15に記憶する。詳述すると、EPROMプログラマ(ライタ)22にアドレス、データ他の信号線24を介して接続されたICソケット26に、1個の仮のマイクロコントローラ20を差し込んで、EPROMプログラマ(ライタ)22から信号線24及びICソケット26を介して仮のプログラムを転送することにより、仮のプログラムをプログラマブルROM(OTP)15に記憶する。
Further, the temporary microcontroller 20 provided to the user here is a temporary one (that is, a semi-finished product) unlike the multichip package disclosed in Patent Document 2 described above. Note also that there is no. In other words, in the present invention, a multi-chip package (temporary microcontroller) as disclosed in Patent Document 2 is temporarily used to manufacture the final microcontroller. (However, depending on the user's request such as when the production quantity is small, the temporary microcontroller may be the final product.)
As shown in FIG. 4, the user uses an EPROM programmer (writer) 22 for one of a plurality of temporary microcontrollers 20 provided by a semiconductor manufacturer to use a temporary program (ie, The program debugged using the soft emulator is stored in the programmable ROM (OTP) 15. More specifically, one temporary microcontroller 20 is inserted into an IC socket 26 connected to an EPROM programmer (writer) 22 via address, data, and other signal lines 24, and signals are transmitted from the EPROM programmer (writer) 22. The temporary program is stored in the programmable ROM (OTP) 15 by transferring the temporary program via the line 24 and the IC socket 26.

次に、ユーザでは、図5に示されるように、上記仮のプログラムを記憶した仮のマイクロコントローラ20を機器(ターゲットボード)に搭載して、この仮のプログラムの検査を行う。すなわち、仮のプログラムを記憶した仮のマイクロコントローラ20をターゲットボードである評価用基板28に搭載し、この評価用基板28にアドレス、データ等の信号線30を介して接続されたインサーキットエミュレータ32を使用して、その評価用基板28の機能動作検証を行う。   Next, as shown in FIG. 5, the user mounts the temporary microcontroller 20 storing the temporary program on a device (target board) and inspects the temporary program. That is, a temporary microcontroller 20 storing a temporary program is mounted on an evaluation board 28 as a target board, and an in-circuit emulator 32 connected to the evaluation board 28 via a signal line 30 for address, data, and the like. Is used to verify the functional operation of the evaluation substrate 28.

ここで、上述したように、OTP15は、一度だけしか情報を書き込むことができない。従って、上記検査により仮のプログラムに修正箇所(誤り)が見つかった場合には、ユーザは、別の仮のマイクロコントローラ20のOTP15に、修正した仮のプログラムを記憶して(図4)、この修正した仮のプログラムの再検査、再修正を行う(図5)。すなわち、仮のプログラムの検査(再検査)、修正(再修正)を繰り返し行う。この仮のプログラムの検査(再検査)、修正(再修正)動作を繰り返して、ユーザ側において最終的なプログラムが決定される。   Here, as described above, the OTP 15 can write information only once. Therefore, when a correction location (error) is found in the temporary program by the above inspection, the user stores the corrected temporary program in the OTP 15 of another temporary microcontroller 20 (FIG. 4). The corrected temporary program is re-inspected and re-corrected (FIG. 5). That is, the temporary program inspection (re-inspection) and correction (re-correction) are repeated. This temporary program inspection (re-inspection) and correction (re-correction) operations are repeated to determine the final program on the user side.

従来のマイクロコントローラの製造方法においては、OTP版の製品設計を行い、仮のマイクロコントローラを提供した後、半導体メーカでは、引き続いて、マスクROM版の製品設計を行っていた。これに対して、本発明に係るマイクロコントローラの製造方法では、OTP版の製品設計を行うことなく、直接、マスクROM版の製品設計を行っている。したがって、本発明では、この段階において、改めてマスクROM版の製品設計を行う必要がない。換言すれば、この段階では、マスクROM版の製品設計は既に終了しており、実際の半導体集積回路基板(実際のマイクロコントローラ基板)100の設計は既に完成している。但し、ここで設計済みの実際の半導体集積回路基板(実際のマイクロコントローラ基板)100は、図1に図示した仮の半導体集積回路基板(仮のマイクロコントローラ基板)10とは異なり、実際のマスクROM110上にOTP15を積層する必要がない。   In the conventional method of manufacturing a microcontroller, after designing an OTP product and providing a provisional microcontroller, a semiconductor manufacturer has continued to design a mask ROM product. On the other hand, in the manufacturing method of the microcontroller according to the present invention, the product design of the mask ROM version is directly performed without designing the product of the OTP version. Therefore, in the present invention, it is not necessary to newly design a product for the mask ROM version at this stage. In other words, at this stage, the product design of the mask ROM version has already been completed, and the design of the actual semiconductor integrated circuit substrate (actual microcontroller substrate) 100 has already been completed. However, the actual semiconductor integrated circuit board (actual microcontroller board) 100 designed here is different from the temporary semiconductor integrated circuit board (temporary microcontroller board) 10 shown in FIG. There is no need to stack the OTP 15 thereon.

設計済みの実際の半導体集積回路基板(実際のマイクロコントローラ基板)100は、実際のマスクROM110と、その他の集積回路120とを1チップに組み込んだものである(図7参照)。その他の集積回路120は、CPUと、RAMと、入出力制御LSIとを有する。但し、この段階では、設計済みの実際の半導体集積回路基板(マイクロコントローラ基板)100の実際のマスクROM110には、未だ最終的なプログラムが記憶されておらず、実際の内部バス130とも結線されていない。実際の半導体集積回路基板(実際のマイクロコントローラ基板)100は、第2の半導体集積回路基板(第2のマイクロコントローラ基板)とも呼ばれ、実際のマスクROM110は第2のマスクROMとも呼ばれ、実際の内部バス130は第2の内部バスとも呼ばれる。 The designed actual semiconductor integrated circuit board (actual microcontroller board) 100 is obtained by incorporating an actual mask ROM 110 and other integrated circuits 120 on one chip (see FIG. 7). The other integrated circuit 120 includes a CPU, a RAM, and an input / output control LSI. However, at this stage, the final program is not yet stored in the actual mask ROM 110 of the designed actual semiconductor integrated circuit substrate (microcontroller substrate) 100 and is also connected to the actual internal bus 130. Absent. The actual semiconductor integrated circuit board (actual microcontroller board) 100 is also called a second semiconductor integrated circuit board (second microcontroller board), and the actual mask ROM 110 is also called a second mask ROM. The internal bus 130 is also called a second internal bus.

ユーザは、上記決定した最終的なプログラムを半導体メーカへ発注(提供)する。   The user orders (provides) the determined final program to the semiconductor manufacturer.

半導体メーカでは、図6に示されるように、この最終的なプログラムを、イオン打ち込み技術を用いて、第2の半導体集積回路基板(第2のマイクロコントローラ基板)100の第2のマスクROM130に記憶する。   In the semiconductor manufacturer, as shown in FIG. 6, this final program is stored in the second mask ROM 130 of the second semiconductor integrated circuit substrate (second microcontroller substrate) 100 by using the ion implantation technique. To do.

図6にマスクROM130のメモリセル40の構造を示す。図示のメモリセル40は、Nチャンネル型MOSトランジスタで構成されている。詳述すると、メモリセル40は、P型基板41の中に2つのN+領域42、43が拡散されている。一方のN+領域42がソースとして働き、他方のN+領域43がドレインとして働く。P型基板41の表面の、ドレイン43とソース42との間の領域が絶縁酸化膜44で被われ、さらにその上に金属電極45が付着される。この金属電極45がゲートとして働く。ゲート45直下に高濃度不純物領域46が形成されている。半導体製造技術工程において、イオン打ち込み技術を用い、ゲート45直下の高濃度不純物領域を制御して、メモリセル40のオン/オフを行っている。   FIG. 6 shows the structure of the memory cell 40 of the mask ROM 130. The illustrated memory cell 40 is composed of an N-channel MOS transistor. More specifically, in the memory cell 40, two N + regions 42 and 43 are diffused in a P-type substrate 41. One N + region 42 serves as a source and the other N + region 43 serves as a drain. A region between the drain 43 and the source 42 on the surface of the P-type substrate 41 is covered with an insulating oxide film 44, and a metal electrode 45 is further deposited thereon. This metal electrode 45 serves as a gate. A high concentration impurity region 46 is formed immediately below the gate 45. In the semiconductor manufacturing technology process, the ion implantation technique is used to control the high-concentration impurity region directly under the gate 45 to turn on / off the memory cell 40.

そして、半導体メーカでは、図7に示されるように、最終的なプログラムが記憶された第2のマスクROM110と第2の内部バス130とを金属配線によって電気的に接続して、最終製品としての第2のマイクロコントローラ200が製造される。第2のマイクロコントローラ200は、第2の半導体集積回路装置とも呼ばれる。このようにして製造された第2のマイクロコントローラ200は、半導体パッケージ(図3参照)に封止されて、量産される。量産された最終の第2のマイクロコントローラ200はユーザに提供される。   Then, in the semiconductor manufacturer, as shown in FIG. 7, the second mask ROM 110 storing the final program and the second internal bus 130 are electrically connected by metal wiring, and the final product is obtained. A second microcontroller 200 is manufactured. The second microcontroller 200 is also called a second semiconductor integrated circuit device. The second microcontroller 200 manufactured in this way is sealed in a semiconductor package (see FIG. 3) and mass-produced. The final mass-produced second microcontroller 200 is provided to the user.

ユーザでは、提供された最終の第2のマイクロコントローラ200を機器(電子装置)に搭載して、その機器(電子装置)を量産する。   The user mounts the final provided second microcontroller 200 on the device (electronic device) and mass-produces the device (electronic device).

上述したように、本発明の実施の形態に係るマイクロコントローラ200の製造方法では、半導体メーカでは、1種類の製品設計のみを行うので、最終製品としてのマイクロコントローラ200を短時間(例えば、約半年)で開発することが可能となる。   As described above, in the method of manufacturing the microcontroller 200 according to the embodiment of the present invention, since the semiconductor manufacturer only designs one type of product, the microcontroller 200 as the final product can be shortened (for example, about half a year). ) Can be developed.

次に、図8及び図9を参照して、図2に示した結線工程において、第1のマスクROM11を第1の内部バス13から未結線にする、第1の切断方法について説明する。 Next, a first cutting method in which the first mask ROM 11 is not connected from the first internal bus 13 in the connection step shown in FIG. 2 will be described with reference to FIGS.

図8は、図3に示した仮の半導体集積回路装置(仮のマイクロコントローラ)20をより詳細に示した断面図である。第1の半導体集積回路基板(第1のマイクロコントローラ基板)10は、リードフレーム(ダイパッド)51上にダイスボンド材52を介在して接着固定されている。プログラマブルROM(OTP)15は、第1の半導体集積回路基板(第1のマイクロコントローラ基板)10のマスクROM11上にダイスボンド材53を介在して接着固定(積層)されている。第1の半導体集積回路基板(第1のマイクロコントローラ基板)10とプログラマブルROM(OTP)15とは、プログラマブルROM(OTP)15が第1の半導体集積回路基板(第1のマイクロコントローラ基板)10上に積層された状態で、同一半導体パッケージ17内に封止されている。半導体パッケージ17からは複数本のリード55が配置されている。   FIG. 8 is a cross-sectional view showing the temporary semiconductor integrated circuit device (temporary microcontroller) 20 shown in FIG. 3 in more detail. The first semiconductor integrated circuit substrate (first microcontroller substrate) 10 is bonded and fixed on a lead frame (die pad) 51 with a die bond material 52 interposed therebetween. The programmable ROM (OTP) 15 is adhesively fixed (laminated) on the mask ROM 11 of the first semiconductor integrated circuit substrate (first microcontroller substrate) 10 with a die bond material 53 interposed therebetween. The first semiconductor integrated circuit board (first microcontroller board) 10 and the programmable ROM (OTP) 15 are the programmable ROM (OTP) 15 on the first semiconductor integrated circuit board (first microcontroller board) 10. In a state of being stacked on each other, it is sealed in the same semiconductor package 17. A plurality of leads 55 are arranged from the semiconductor package 17.

ここで、リードフレーム51は配線基板とも呼ばれ、リード55は外部導出配線や外部導出リードとも呼ばれる。とにかく、配線基板51は、複数本の外部導出配線(外部導出リード)55を有する。   Here, the lead frame 51 is also called a wiring board, and the lead 55 is also called an externally derived wiring or an externally derived lead. Anyway, the wiring board 51 has a plurality of external lead-out wirings (external lead-out leads) 55.

図9を参照すると、第1の内部バス13は、内部アドレスバス132と、内部データバス134とを有する。第1のマスクROM11と第1の内部バス13とは、Alマスタスライス57によって未結線にされている。 Referring to FIG. 9, the first internal bus 13 includes an internal address bus 132 and an internal data bus 134. The first mask ROM 11 and the first internal bus 13 are not connected by the Al master slice 57.

内部アドレスバス132からは内部アドレス用ボンディングパッド132−1が導出され、内部データバス134からは内部データ用ボンディングパッド134−1が導出されている。内部アドレス用ボンディングパッド132−1および内部データ用ボンディングパッド134−1は、一纏めにしてバス接続端子とも呼ばれる。   An internal address bonding pad 132-1 is derived from the internal address bus 132, and an internal data bonding pad 134-1 is derived from the internal data bus 134. Internal address bonding pad 132-1 and internal data bonding pad 134-1 are collectively referred to as a bus connection terminal.

一方、プログラマブルROM(OTP)15はアドレス用ボンディングパッド15−1と、データ用ボンディングパッド15−2と、電源用ボンディングパッド15−3とを有する。アドレス用ボンディングパッド15−1、データ用ボンディングパッド15−2、および電源用ボンディングパッド15−3は、一纏めにしてROM接続端子とも呼ばれる。   On the other hand, the programmable ROM (OTP) 15 has an address bonding pad 15-1, a data bonding pad 15-2, and a power supply bonding pad 15-3. The address bonding pad 15-1, the data bonding pad 15-2, and the power supply bonding pad 15-3 are collectively referred to as a ROM connection terminal.

複数本のリード55の内の1つは、電源用ボンディングバッド55−1である。プログラマブルROM(OTP)15のアドレス用ボンディングパッド15−1は内部アドレス用ボンディングパッド132−1にボンディングワイヤ61によって結線され、データ用ボンディングパッド15−2は内部データ用ボンディングパッド134−1にボンディングワイヤ62によって結線され、電源用ボンディングパッド15−3は電源用ボンディングパッド55−1にボンディングワイヤ63によって結線されている。 One of the plurality of leads 55 is a power supply bonding pad 55-1. The address bonding pad 15-1 of the programmable ROM (OTP) 15 is connected to the internal address bonding pad 132-1 by the bonding wire 61, and the data bonding pad 15-2 is bonded to the internal data bonding pad 134-1. 62 is connected by the power supply bonding pads 15-3 are connected by bonding wires 63 to the power supply bonding pad 55-1.

図9に図示した第1の切断方法では、第1のマスクROM11と第1の内部バス13との間の未結線を、Alマスタスライス57によって物理的に行っている。換言すれば、第1の切断方法では、配線層を使用し、第1のマスクROM11の使用/未使用を配線層のパターン変更により切り替えている。 In the first cutting method illustrated in FIG. 9, the unconnected connection between the first mask ROM 11 and the first internal bus 13 is physically performed by the Al master slice 57. In other words, in the first cutting method, the wiring layer is used, and the use / unuse of the first mask ROM 11 is switched by changing the pattern of the wiring layer.

図10を参照して、第1のマスクROM11を第1の内部バス13から電気的に切り離す、第2の切断方法について説明する。第1のマスクROM11と第1の内部バス13とは、複数の第1のスイッチSW1を介して接続されている。尚、図10に示す例では、第1のマスクROM11と電源線18とは、第2のスイッチSW2を介して接続され、第1のマスクROM11と複数の制御信号線19とは、複数の第3のスイッチSW3を介して接続されている。図示のスイッチSW1、SW2、およびSW3の各々は、MOSスイッチで構成されている。   With reference to FIG. 10, a second cutting method for electrically disconnecting the first mask ROM 11 from the first internal bus 13 will be described. The first mask ROM 11 and the first internal bus 13 are connected via a plurality of first switches SW1. In the example shown in FIG. 10, the first mask ROM 11 and the power supply line 18 are connected via the second switch SW2, and the first mask ROM 11 and the plurality of control signal lines 19 are connected to the plurality of first signal lines. 3 is connected via a switch SW3. Each of the illustrated switches SW1, SW2, and SW3 is composed of a MOS switch.

制御信号線19から第1のマスクROM11へ供給されるべき制御信号は、第1のマスクROM11の読出し動作を制御するための信号や、クロック信号などである。尚、マスクROM11が複数のバンクから構成されている場合には、上記制御信号は、複数のバンクのうちの1つを選択するための信号を含む。   The control signal to be supplied from the control signal line 19 to the first mask ROM 11 is a signal for controlling the reading operation of the first mask ROM 11, a clock signal, or the like. If the mask ROM 11 is composed of a plurality of banks, the control signal includes a signal for selecting one of the plurality of banks.

これらMOSスイッチSW1、SW2、およびSW3のオン/オフを、図示しない制御回路から供給される選択信号により制御することにより、第1のマスクROM11の使用/未使用を切り替えることができる。すなわち、図10に示した第2の切断方法では、第1のマスクROM11と第1の内部バス13との間の電気的な切り離しを、MOSスイッチSW1を使用して電気的に行っている。   The use / non-use of the first mask ROM 11 can be switched by controlling on / off of these MOS switches SW1, SW2, and SW3 by a selection signal supplied from a control circuit (not shown). That is, in the second cutting method shown in FIG. 10, the electrical disconnection between the first mask ROM 11 and the first internal bus 13 is performed electrically using the MOS switch SW1.

尚、図10に示した例では、電源線18および制御信号線19と第1のマスクROM11との間の電気的な接続/切断を、第2および第3のスイッチSW2、SW3を使用して制御しているが、これら第2および第3のスイッチSW2、SW3は無くても良い。   In the example shown in FIG. 10, electrical connection / disconnection between the power line 18 and the control signal line 19 and the first mask ROM 11 is performed using the second and third switches SW2 and SW3. Although controlled, the second and third switches SW2 and SW3 may be omitted.

次に、図11を参照して、ワイヤボンディング技術により、プログラマブルROM(OTP)15を第1の内部バス13に結線する、第1の結線方法について説明する。図11は、本発明の第1の電気的接続方法を説明するために、第1の半導体集積回路装置(仮のマイクロコントローラ)20を、半導体パッケージ17を除去した状態で示す模式的平面図である。 Next, referring to FIG. 11, the wire bonding technique, for connecting the programmable ROM (OTP) 15 to the first internal bus 13, a description will be given of a first wiring method. FIG. 11 is a schematic plan view showing the first semiconductor integrated circuit device (temporary microcontroller) 20 with the semiconductor package 17 removed, in order to explain the first electrical connection method of the present invention. is there.

第1の半導体集積回路装置20は、第1の半導体集積回路基板10と、この第1の半導体集積回路基板10上に積層されたプログラマブルROM(OTP)15とを有する。第1の半導体集積回路基板10はベースチップとも呼ばれ、プログラマブルROM(OTP)15はサブチップとも呼ばれる。   The first semiconductor integrated circuit device 20 includes a first semiconductor integrated circuit substrate 10 and a programmable ROM (OTP) 15 stacked on the first semiconductor integrated circuit substrate 10. The first semiconductor integrated circuit board 10 is also called a base chip, and the programmable ROM (OTP) 15 is also called a sub chip.

第1の半導体集積回路基板10は、マスクROM11(図1参照)が形成される領域(以下、「マスクROM領域」と呼ぶ)を有し、第1の半導体集積回路基板10上にプログラマブルROM(OTP)15が積層されている。   The first semiconductor integrated circuit substrate 10 has an area (hereinafter referred to as “mask ROM area”) in which a mask ROM 11 (see FIG. 1) is formed, and a programmable ROM (on the first semiconductor integrated circuit board 10). OTP) 15 is laminated.

第1の半導体集積回路基板10は、第1の内部バス13を更に有する。第1の内部バス13は、内部アドレスバス132と内部データバス134とを有する。   The first semiconductor integrated circuit board 10 further includes a first internal bus 13. The first internal bus 13 has an internal address bus 132 and an internal data bus 134.

内部アドレスバス132からは内部アドレス用ボンディングパッド132−1が導出され、内部データバス134からは内部データ用ボンディングパッド134−1が導出されている。内部アドレス用ボンディングパッド132−1および内部データ用ボンディングパッド134−1は、前述したように、一纏めにして、バス接続端子とも呼ばれる。   An internal address bonding pad 132-1 is derived from the internal address bus 132, and an internal data bonding pad 134-1 is derived from the internal data bus 134. As described above, the internal address bonding pad 132-1 and the internal data bonding pad 134-1 are collectively called a bus connection terminal.

一方、プログラマブルROM(OTP)15はアドレス用ボンディングパッド15−1と、データ用ボンディングパッド15−2とを有する。アドレス用ボンディングパッド15−1とデータ用ボンディングパッド15−2とは、前述したように、一纏めにして、ROM接続端子とも呼ばれる。   On the other hand, the programmable ROM (OTP) 15 has an address bonding pad 15-1 and a data bonding pad 15-2. As described above, the address bonding pad 15-1 and the data bonding pad 15-2 are collectively called a ROM connection terminal.

プログラマブルROM(OTP)15のアドレス用ボンディングパッド15−1は内部アドレス用ボンディングパッド132−1にボンディングワイヤ61によって結線され、データ用ボンディングパッド15−2は内部データ用ボンディングパッド134−1にボンディングワイヤ62によって結線される。すなわち、バス接続端子(132−1,134−1)とROM接続端子(15−1,15−2)とは、ボンディングワイヤ(61,62)を使用してワイヤボンディングされている。 The address bonding pad 15-1 of the programmable ROM (OTP) 15 is connected to the internal address bonding pad 132-1 by the bonding wire 61, and the data bonding pad 15-2 is bonded to the internal data bonding pad 134-1. 62 is connected . That is, the bus connection terminals (132-1, 134-1) and the ROM connection terminals (15-1, 15-2) are wire bonded using the bonding wires (61, 62).

尚、第1の半導体集積回路基板(第1のマイクロコントローラ基板)10とプログラマブルROM(OTP)15とは、プログラマブルROM(OTP)15が第1の半導体集積回路基板(第1のマイクロコントローラ基板)10上に積層された状態で、同一半導体パッケージ17(図8参照)内に封止される。半導体パッケージ17からは複数のリード(端子)55が配置されている。リード55はパッケージピンとも呼ばれる。   The first semiconductor integrated circuit board (first microcontroller board) 10 and the programmable ROM (OTP) 15 are different from the programmable ROM (OTP) 15 in the first semiconductor integrated circuit board (first microcontroller board). In a state of being stacked on the semiconductor substrate 10, it is sealed in the same semiconductor package 17 (see FIG. 8). A plurality of leads (terminals) 55 are arranged from the semiconductor package 17. The lead 55 is also called a package pin.

ベースチップ10は、その周辺部に複数のベース用ボンディングパッド10−1を持つ。ベース用ボンディングパッド10−1は、基板接続端子とも呼ばれる。複数のベース用ボンディングパッド(基板接続端子)10−1は、リードフレーム(配線基板)51の複数のリード(外部導出配線、外部導出リード)55に、それぞれ、複数のボンディングワイヤ65によって結線される。 The base chip 10 has a plurality of base bonding pads 10-1 on the periphery thereof. The base bonding pad 10-1 is also called a substrate connection terminal. A plurality of base bonding pad (board connecting terminals) 10-1, a plurality of leads (outer leading wires, outer leading leads) of the lead frame (wiring board) 51 to 55, respectively, are connected by a plurality of bonding wires 65 .

このように、サブチップ15のROM接続端子15−1、15−2より、ベースチップ10内のバス配線(第1の内部バス)13に、直接、ワイヤボンディングを実施している。これにより、半導体パッケージ17の端子数を抑えることができ、ベースチップ10のI/O領域の増加を抑えることができる。また、第1の半導体集積回路装置20のパッケージピン55の配置は、図7に示されるような、ベースチップ100のみ使用する第2の半導体集積回路装置200のパッケージピンの配置と互換性がある。その結果、第1の半導体集積回路装置20と第2の半導体集積回路装置200とは、共に信頼性に関して互換性がある。   In this way, wire bonding is directly performed on the bus wiring (first internal bus) 13 in the base chip 10 from the ROM connection terminals 15-1 and 15-2 of the subchip 15. Thereby, the number of terminals of the semiconductor package 17 can be suppressed, and an increase in the I / O region of the base chip 10 can be suppressed. Further, the arrangement of the package pins 55 of the first semiconductor integrated circuit device 20 is compatible with the arrangement of the package pins of the second semiconductor integrated circuit device 200 using only the base chip 100 as shown in FIG. . As a result, both the first semiconductor integrated circuit device 20 and the second semiconductor integrated circuit device 200 are compatible with respect to reliability.

次に、図12を参照して、ワイヤボンディング技術により、プログラマブルROM(OTP)15を第1の内部バス13に結線する、第2の結線方法について説明する。図12は、本発明の第2の結線方法を説明するために、第1の半導体集積回路装置(第1のマイクロコントローラ)20Aを、半導体パッケージ17を除去した状態で示す模式的平面図である。 Next, referring to FIG. 12, the wire bonding technique, for connecting the programmable ROM (OTP) 15 to the first internal bus 13, a description will be given of the second connection method. FIG. 12 is a schematic plan view showing the first semiconductor integrated circuit device (first microcontroller) 20A with the semiconductor package 17 removed, in order to explain the second connection method of the present invention. .

図12に示す第1の半導体集積回路装置(第1のマイクロコントローラ)20Aは、内部アドレスバス132から導出される内部アドレス用ボンディングパッド132−1および内部データバス134から導出される内部データ用ボンディングパッド134−1の形成場所が、後述するように相違している点を除いて、図11に示した第1の半導体集積回路装置(第1のマイクロコントローラ)20と同様の構成を有する。図11に示したものと同様の機能を有するものには同一の参照符号を付してある。   The first semiconductor integrated circuit device (first microcontroller) 20A shown in FIG. 12 has an internal address bonding pad 132-1 derived from the internal address bus 132 and an internal data bonding derived from the internal data bus 134. The pad 134-1 has a configuration similar to that of the first semiconductor integrated circuit device (first microcontroller) 20 shown in FIG. 11 except that the formation location of the pad 134-1 is different as described later. Components having the same functions as those shown in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals.

第1の半導体集積回路装置20Aは、第1の半導体集積回路基板10Aと、この第1の半導体集積回路基板10A上に積層されたプログラマブルROM(OTP)15とを有する。第1の半導体集積回路基板10Aはベースチップとも呼ばれ、プログラマブルROM(OTP)15はサブチップとも呼ばれる。   The first semiconductor integrated circuit device 20A includes a first semiconductor integrated circuit substrate 10A and a programmable ROM (OTP) 15 stacked on the first semiconductor integrated circuit substrate 10A. The first semiconductor integrated circuit substrate 10A is also called a base chip, and the programmable ROM (OTP) 15 is also called a sub chip.

第1の半導体集積回路基板10Aは、マスクROM11(図1参照)が形成されるべき領域(以下、「マスクROM領域」と呼ぶ)を有し、第1の半導体集積回路基板10A上にプログラマブルROM(OTP)15が積層されている。   The first semiconductor integrated circuit substrate 10A has a region in which the mask ROM 11 (see FIG. 1) is to be formed (hereinafter referred to as “mask ROM region”), and the programmable ROM is provided on the first semiconductor integrated circuit substrate 10A. (OTP) 15 is laminated.

第1の半導体集積回路基板10Aは、第1の内部バス13を更に有する。第1の内部バス13は、内部アドレスバス132と内部データバス134とを有する。   The first semiconductor integrated circuit board 10 </ b> A further includes a first internal bus 13. The first internal bus 13 has an internal address bus 132 and an internal data bus 134.

第1の半導体集積回路基板10Aの外周に、内部アドレス用ボンディングパッド132−1が形成された内部アドレス用パッド領域141と、内部データ用ボンディングパッド134−1が形成された内部データ用パッド領域142が追加されている。   On the outer periphery of the first semiconductor integrated circuit substrate 10A, an internal address pad area 141 in which an internal address bonding pad 132-1 is formed and an internal data pad area 142 in which an internal data bonding pad 134-1 is formed. Has been added.

これら内部アドレス用パッド領域141と内部データ用パッド領域142とは、サブチップ15を第1の半導体集積回路基板10A上に積層するときのみ追加され、図7に示されるように、ベースチップ100のみを使用する時は切り離される。   The internal address pad area 141 and the internal data pad area 142 are added only when the subchip 15 is stacked on the first semiconductor integrated circuit substrate 10A, and only the base chip 100 is formed as shown in FIG. Disconnected when used.

一方、プログラマブルROM(OTP)15はアドレス用ボンディングパッド15−1と、データ用ボンディングパッド15−2とを有する。アドレス用ボンディングパッド15−1とデータ用ボンディングパッド15−2とは、一纏めにして、入出力端子と呼ばれる。   On the other hand, the programmable ROM (OTP) 15 has an address bonding pad 15-1 and a data bonding pad 15-2. The address bonding pad 15-1 and the data bonding pad 15-2 are collectively referred to as an input / output terminal.

プログラマブルROM(OTP)15のアドレス用ボンディングパッド15−1は内部アドレス用ボンディングパッド132−1にボンディングワイヤ61によって結線され、データ用ボンディングパッド15−2は内部データ用ボンディングパッド134−1にボンディングワイヤ62によって結線される。 The address bonding pad 15-1 of the programmable ROM (OTP) 15 is connected to the internal address bonding pad 132-1 by the bonding wire 61, and the data bonding pad 15-2 is bonded to the internal data bonding pad 134-1. 62 is connected .

尚、第1の半導体集積回路基板(第1のマイクロコントローラ基板)10Aと、内部アドレス用パッド領域141と、内部データ用パッド領域142と、プログラマブルROM(OTP)15とは、プログラマブルROM(OTP)15が第1の半導体集積回路基板(第1のマイクロコントローラ基板)10A上に積層された状態で、同一半導体パッケージ17(図8参照)内に封止される。半導体パッケージ17からは複数のリード(端子)55が配置されている。リード55はパッケージピンとも呼ばれる。   The first semiconductor integrated circuit board (first microcontroller board) 10A, the internal address pad area 141, the internal data pad area 142, and the programmable ROM (OTP) 15 are programmable ROM (OTP). 15 is sealed in the same semiconductor package 17 (see FIG. 8) in a state of being stacked on the first semiconductor integrated circuit substrate (first microcontroller substrate) 10A. A plurality of leads (terminals) 55 are arranged from the semiconductor package 17. The lead 55 is also called a package pin.

ベースチップ10Aは、その周辺部に複数のベース用ボンディングパッド10−1を持つ。複数のベース用ボンディングパッド10−1は、半導体パッケージ17の複数のリード(端子)55に、それぞれ、複数のボンディングワイヤ65によって結線される。 The base chip 10A has a plurality of base bonding pads 10-1 on the periphery thereof. The plurality of base bonding pads 10-1 are connected to a plurality of leads (terminals) 55 of the semiconductor package 17 by a plurality of bonding wires 65, respectively.

このように、サブチップ15の入出力端子15−1、15−2より、ベースチップ10内のバス配線(第1の内部バス)13に、ワイヤボンディングを実施している。これにより、半導体パッケージ17の端子数を抑えることができ、ベースチップ10のI/O領域の増加を抑えることができる。また、第1の半導体集積回路装置20Aのパッケージピン55の配置は、図7に示されるような、ベースチップ100のみ使用する第2の半導体集積回路装置20Aのパッケージピンの配置と互換性がある。その結果、第1の半導体集積回路装置20Aと第2の半導体集積回路装置200ともに信頼性に関して互換性がある。さらに、ベースチップ100のみを使用する時、内部アドレスパッド用領域141及び内部データ用パッド領域142は削除されるので、ベースチップ100単体使用時のチップ面積の増加を抑えることが出来る。   In this way, wire bonding is performed on the bus wiring (first internal bus) 13 in the base chip 10 from the input / output terminals 15-1 and 15-2 of the subchip 15. Thereby, the number of terminals of the semiconductor package 17 can be suppressed, and an increase in the I / O region of the base chip 10 can be suppressed. Further, the arrangement of the package pins 55 of the first semiconductor integrated circuit device 20A is compatible with the arrangement of the package pins of the second semiconductor integrated circuit device 20A using only the base chip 100 as shown in FIG. . As a result, the first semiconductor integrated circuit device 20A and the second semiconductor integrated circuit device 200 are compatible with each other in terms of reliability. Further, when only the base chip 100 is used, the internal address pad area 141 and the internal data pad area 142 are deleted, so that an increase in the chip area when the base chip 100 is used alone can be suppressed.

次に、図13を参照して、ワイヤボンディング技術により、プログラマブルROM(OTP)15を第1の内部バス13に結線する、第3の結線方法について説明する。図13は、本発明の第3の結線方法を説明するために、第1の半導体集積回路装置(第1のマイクロコントローラ)20Bを、半導体パッケージ17を除去した状態で示す模式的平面図である。 Next, referring to FIG. 13, the wire bonding technique, for connecting the programmable ROM (OTP) 15 to the first internal bus 13, a description will be given of a third connection method. FIG. 13 is a schematic plan view showing the first semiconductor integrated circuit device (first microcontroller) 20B with the semiconductor package 17 removed in order to explain the third connection method of the present invention. .

図13に示す第1の半導体集積回路装置(第1のマイクロコントローラ)20Bは、内部アドレスバス132から導出される内部アドレス用ボンディングパッド132−1および内部データバス134から導出される内部データ用ボンディングパッド134−1の形成場所が、後述するように相違している点を除いて、図11に示した第1の半導体集積回路装置(第1のマイクロコントローラ)20と同様の構成を有する。図11に示したものと同様の機能を有するものには同一の参照符号を付してある。   First semiconductor integrated circuit device (first microcontroller) 20B shown in FIG. 13 has internal address bonding pad 132-1 derived from internal address bus 132 and internal data bonding derived from internal data bus 134. The pad 134-1 has a configuration similar to that of the first semiconductor integrated circuit device (first microcontroller) 20 shown in FIG. 11 except that the formation location of the pad 134-1 is different as described later. Components having the same functions as those shown in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals.

第1の半導体集積回路装置20Bは、第1の半導体集積回路基板10Aと、この第1の半導体集積回路基板10A上に積層されたプログラマブルROM(OTP)15とを有する。第1の半導体集積回路基板10Aはベースチップとも呼ばれ、プログラマブルROM(OTP)15はサブチップとも呼ばれる。   The first semiconductor integrated circuit device 20B includes a first semiconductor integrated circuit substrate 10A and a programmable ROM (OTP) 15 stacked on the first semiconductor integrated circuit substrate 10A. The first semiconductor integrated circuit substrate 10A is also called a base chip, and the programmable ROM (OTP) 15 is also called a sub chip.

第1の半導体集積回路基板10Bは、マスクROM11(図1参照)が形成されるべき領域(以下、「マスクROM領域」と呼ぶ)11Aを有する。第1の半導体集積回路基板10B上にプログラマブルROM(OTP)15が積層されている。   The first semiconductor integrated circuit substrate 10B has an area (hereinafter referred to as “mask ROM area”) 11A in which a mask ROM 11 (see FIG. 1) is to be formed. A programmable ROM (OTP) 15 is stacked on the first semiconductor integrated circuit substrate 10B.

第1の半導体集積回路基板10Bは、第1の内部バス13を更に有する。第1の内部バス13は、内部アドレスバス132と内部データバス134とを有する。   The first semiconductor integrated circuit board 10B further includes a first internal bus 13. The first internal bus 13 has an internal address bus 132 and an internal data bus 134.

第1の半導体集積回路基板10BのマスクROM領域11Aに、内部アドレス用ボンディングパッド132−1と内部データ用ボンディングパッド134−1とが形成されている。   An internal address bonding pad 132-1 and an internal data bonding pad 134-1 are formed in the mask ROM region 11A of the first semiconductor integrated circuit substrate 10B.

一方、プログラマブルROM(OTP)15はアドレス用ボンディングパッド15−1と、データ用ボンディングパッド15−2とを有する。アドレス用ボンディングパッド15−1とデータ用ボンディングパッド15−2とは、一纏めにして、入出力端子と呼ばれる。   On the other hand, the programmable ROM (OTP) 15 has an address bonding pad 15-1 and a data bonding pad 15-2. The address bonding pad 15-1 and the data bonding pad 15-2 are collectively referred to as an input / output terminal.

プログラマブルROM(OTP)15のアドレス用ボンディングパッド15−1は内部アドレス用ボンディングパッド132−1にボンディングワイヤ61によって結線され、データ用ボンディングパッド15−2は内部データ用ボンディングパッド134−1にボンディングワイヤ62によって結線される。 The address bonding pad 15-1 of the programmable ROM (OTP) 15 is connected to the internal address bonding pad 132-1 by the bonding wire 61, and the data bonding pad 15-2 is bonded to the internal data bonding pad 134-1. 62 is connected .

尚、第1の半導体集積回路基板(第1のマイクロコントローラ基板)10BとプログラマブルROM(OTP)15とは、プログラマブルROM(OTP)15が第1の半導体集積回路基板(第1のマイクロコントローラ基板)10B上に積層された状態で、同一半導体パッケージ17(図8参照)内に封止される。半導体パッケージ17からは複数のリード(端子)55が配置されている。リード55はパッケージピンとも呼ばれる。   The first semiconductor integrated circuit board (first microcontroller board) 10B and the programmable ROM (OTP) 15 are the same as the programmable ROM (OTP) 15 in the first semiconductor integrated circuit board (first microcontroller board). 10B is sealed in the same semiconductor package 17 (see FIG. 8). A plurality of leads (terminals) 55 are arranged from the semiconductor package 17. The lead 55 is also called a package pin.

ベースチップ10Bは、その周辺部に複数のベース用ボンディングパッド10−1を持つ。複数のベース用ボンディングパッド10−1は、半導体パッケージ17の複数のリード(端子)55に、それぞれ、複数のボンディングワイヤ65によって結線される。 The base chip 10B has a plurality of base bonding pads 10-1 on the periphery thereof. The plurality of base bonding pads 10-1 are connected to a plurality of leads (terminals) 55 of the semiconductor package 17 by a plurality of bonding wires 65, respectively.

このように、サブチップ15の入出力端子15−1、15−2より、ベースチップ10B内のバス配線(第1の内部バス)13に、ワイヤボンディングを実施している。これにより、半導体パッケージ17の端子数を抑えることができ、ベースチップ10BのI/O領域の増加を抑えることができる。また、第1の半導体集積回路装置20Bのパッケージピン55の配置は、図7に示されるような、ベースチップ100のみ使用する第2の半導体集積回路装置200のパッケージピンの配置と互換性がある。その結果、第1の半導体集積回路装置20Bと第2の半導体集積回路装置200ともに信頼性に関して互換性がある。さらに、ベースチップ100のみを使用する時、内部アドレス用ボンディングパッド132−1と内部データ用ボンディングパッド134−1とは削除され、マスクROM領域11Aは本来のマスクROM110として使用されるので、ベースチップ100単体使用時のチップ面積の増加を抑えることが出来る。   In this manner, wire bonding is performed from the input / output terminals 15-1 and 15-2 of the sub chip 15 to the bus wiring (first internal bus) 13 in the base chip 10B. Thereby, the number of terminals of the semiconductor package 17 can be suppressed, and an increase in the I / O region of the base chip 10B can be suppressed. Further, the arrangement of the package pins 55 of the first semiconductor integrated circuit device 20B is compatible with the arrangement of the package pins of the second semiconductor integrated circuit device 200 using only the base chip 100 as shown in FIG. . As a result, the first semiconductor integrated circuit device 20B and the second semiconductor integrated circuit device 200 are compatible in terms of reliability. Further, when only the base chip 100 is used, the internal address bonding pad 132-1 and the internal data bonding pad 134-1 are deleted, and the mask ROM area 11A is used as the original mask ROM 110. It is possible to suppress an increase in the chip area when 100 is used alone.

次に、図14および図15を参照して、ワイヤボンディング技術により、プログラマブルROM(OTP)15を第1の内部バス13に結線する、第4の結線方法について説明する。図14は、本発明の第4の結線方法を説明するために、第1の半導体集積回路装置(第1のマイクロコントローラ)20Cを、半導体パッケージ17を除去した状態で示す模式的平面図である。 Next, with reference to FIGS. 14 and 15, the wire bonding technique, for connecting the programmable ROM (OTP) 15 to the first internal bus 13, a description will be given of a fourth connection method. FIG. 14 is a schematic plan view showing the first semiconductor integrated circuit device (first microcontroller) 20C with the semiconductor package 17 removed, in order to explain the fourth connection method of the present invention. .

図14に示す第1の半導体集積回路装置(第1のマイクロコントローラ)20Cは、内部アドレスバス132から導出される内部アドレス用ボンディングパッド132−1および内部データバス134から導出される内部データ用ボンディングパッド134−1の形成場所が、後述するように相違している点を除いて、図11に示した第1の半導体集積回路装置(第1のマイクロコントローラ)20と同様の構成を有する。図11に示したものと同様の機能を有するものには同一の参照符号を付してある。   The first semiconductor integrated circuit device (first microcontroller) 20C shown in FIG. 14 has internal address bonding pads 132-1 derived from the internal address bus 132 and internal data bonding derived from the internal data bus 134. The pad 134-1 has a configuration similar to that of the first semiconductor integrated circuit device (first microcontroller) 20 shown in FIG. 11 except that the formation location of the pad 134-1 is different as described later. Components having the same functions as those shown in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals.

図15は、第1の内部バス13と内部アドレス用ボンディングパッド132−1および内部データ用ボンディングパッド134−1の配置関係を示す平面図である。   FIG. 15 is a plan view showing the positional relationship between the first internal bus 13, the internal address bonding pad 132-1 and the internal data bonding pad 134-1.

第1の半導体集積回路装置20Cは、第1の半導体集積回路基板10Cと、この第1の半導体集積回路基板10C上に積層されたプログラマブルROM(OTP)15とを有する。第1の半導体集積回路基板10Cはベースチップとも呼ばれ、プログラマブルROM(OTP)15はサブチップとも呼ばれる。   The first semiconductor integrated circuit device 20C includes a first semiconductor integrated circuit substrate 10C and a programmable ROM (OTP) 15 stacked on the first semiconductor integrated circuit substrate 10C. The first semiconductor integrated circuit board 10C is also called a base chip, and the programmable ROM (OTP) 15 is also called a sub chip.

第1の半導体集積回路基板10Cは、マスクROM11(図1参照)が形成されるべき領域(以下、「マスクROM領域」と呼ぶ)を有し、第1の半導体集積回路基板10C上にプログラマブルROM(OTP)15が積層されている。   The first semiconductor integrated circuit substrate 10C has a region in which the mask ROM 11 (see FIG. 1) is to be formed (hereinafter referred to as a “mask ROM region”), and the programmable ROM on the first semiconductor integrated circuit substrate 10C. (OTP) 15 is laminated.

第1の半導体集積回路基板10Cは、第1の内部バス13を更に有する。第1の内部バス13は、内部アドレスバス132と内部データバス134とを有する。   The first semiconductor integrated circuit board 10 </ b> C further includes a first internal bus 13. The first internal bus 13 has an internal address bus 132 and an internal data bus 134.

図15に示されるように、第1の内部バス13上に、内部アドレス用ボンディングパッド132−1と内部データ用ボンディングパッド134−1とが形成されている。後で詳述するように、内部アドレス用ボンディングパッド132−1と内部データ用ボンディングパッド134−1とは、第1の内部バス13上に形成されたパッド専用配線層に形成される。   As shown in FIG. 15, an internal address bonding pad 132-1 and an internal data bonding pad 134-1 are formed on the first internal bus 13. As will be described in detail later, the internal address bonding pad 132-1 and the internal data bonding pad 134-1 are formed in a pad-dedicated wiring layer formed on the first internal bus 13.

一方、プログラマブルROM(OTP)15はアドレス用ボンディングパッド15−1と、データ用ボンディングパッド15−2とを有する。アドレス用ボンディングパッド15−1とデータ用ボンディングパッド15−2とは、一纏めにして、入出力端子と呼ばれる。   On the other hand, the programmable ROM (OTP) 15 has an address bonding pad 15-1 and a data bonding pad 15-2. The address bonding pad 15-1 and the data bonding pad 15-2 are collectively referred to as an input / output terminal.

プログラマブルROM(OTP)15のアドレス用ボンディングパッド15−1は内部アドレス用ボンディングパッド132−1にボンディングワイヤ61によって結線され、データ用ボンディングパッド15−2は内部データ用ボンディングパッド134−1にボンディングワイヤ62によって結線される。 The address bonding pad 15-1 of the programmable ROM (OTP) 15 is connected to the internal address bonding pad 132-1 by the bonding wire 61, and the data bonding pad 15-2 is bonded to the internal data bonding pad 134-1. 62 is connected .

尚、第1の半導体集積回路基板(第1のマイクロコントローラ基板)10CとプログラマブルROM(OTP)15とは、プログラマブルROM(OTP)15が第1の半導体集積回路基板(第1のマイクロコントローラ基板)10C上に積層された状態で、同一半導体パッケージ17(図8参照)内に封止される。半導体パッケージ17からは複数のリード(端子)55が配置されている。リード55はパッケージピンとも呼ばれる。   The first semiconductor integrated circuit board (first microcontroller board) 10C and the programmable ROM (OTP) 15 are the same as the programmable ROM (OTP) 15 and the first semiconductor integrated circuit board (first microcontroller board). In a state of being stacked on 10C, the semiconductor package 17 (see FIG. 8) is sealed. A plurality of leads (terminals) 55 are arranged from the semiconductor package 17. The lead 55 is also called a package pin.

ベースチップ10Cは、その周辺部に複数のベース用ボンディングパッド10−1を持つ。複数のベース用ボンディングパッド10−1は、半導体パッケージ17の複数のリード(端子)55に、それぞれ、複数のボンディングワイヤ65によって結線される。 The base chip 10C has a plurality of base bonding pads 10-1 on the periphery thereof. The plurality of base bonding pads 10-1 are connected to a plurality of leads (terminals) 55 of the semiconductor package 17 by a plurality of bonding wires 65, respectively.

このように、サブチップ15の入出力端子15−1、15−2より、ベースチップ10C内のバス配線(第1の内部バス)13に、ワイヤボンディングを実施している。これにより、半導体パッケージ17の端子数を抑えることができ、ベースチップ10CのI/O領域の増加を抑えることができる。また、第1の半導体集積回路装置20Cのパッケージピン55の配置は、図7に示されるような、ベースチップ100のみ使用する第2の半導体集積回路装置200のパッケージピンの配置と互換性がある。その結果、第1の半導体集積回路装置20Cと第2の半導体集積回路装置200とは、共に信頼性に関して互換性がある。さらに、ベースチップ100のみを使用する時、上記パッド専用配線層は削除されるので、ベースチップ100単体使用時のチップ製造時の工程の増加を抑えることが出来る。   In this way, wire bonding is performed from the input / output terminals 15-1 and 15-2 of the subchip 15 to the bus wiring (first internal bus) 13 in the base chip 10C. Thereby, the number of terminals of the semiconductor package 17 can be suppressed, and an increase in the I / O region of the base chip 10C can be suppressed. Further, the arrangement of the package pins 55 of the first semiconductor integrated circuit device 20C is compatible with the arrangement of the package pins of the second semiconductor integrated circuit device 200 using only the base chip 100 as shown in FIG. . As a result, the first semiconductor integrated circuit device 20C and the second semiconductor integrated circuit device 200 are compatible with each other in terms of reliability. Furthermore, when only the base chip 100 is used, the pad-dedicated wiring layer is deleted, so that it is possible to suppress an increase in the number of steps when manufacturing the chip when the base chip 100 is used alone.

図16及び図17を参照して、第1の内部バス13上に形成されたパッド専用配線層70について詳細に説明する。図16は図15の一部を拡大して示す部分拡大平面図であり、図17は図16の線XVII−XVIIについての断面図である。   The pad dedicated wiring layer 70 formed on the first internal bus 13 will be described in detail with reference to FIGS. 16 and 17. 16 is a partially enlarged plan view showing a part of FIG. 15 in an enlarged manner, and FIG. 17 is a sectional view taken along line XVII-XVII in FIG.

パッド専用配線層70は、第1の内部バス13を覆うメタル層間膜71を有する。このメタル層間膜71上に内部アドレス用ボンディングパッド132−1と内部データ用ボンディングパッド134−1とが形成される。内部アドレス用ボンディングパッド132−1は、コンタクトホール72を介して内部アドレスバス132の内部バス配線と電気的に接続され、内部データ用ボンディングパッド134−1は、コンタクトホール73を介して内部データバス134の内部バス配線と電気的に接続される。メタル層間膜71の上面は、内部アドレス用ボンディングパッド132−1及び内部データ用ボンディングパッド134−1を開口したパッシベーション膜74で覆われている。   The pad dedicated wiring layer 70 has a metal interlayer 71 that covers the first internal bus 13. On this metal interlayer film 71, an internal address bonding pad 132-1 and an internal data bonding pad 134-1 are formed. The internal address bonding pad 132-1 is electrically connected to the internal bus wiring of the internal address bus 132 via the contact hole 72, and the internal data bonding pad 134-1 is connected to the internal data bus via the contact hole 73. It is electrically connected to the internal bus wiring 134. The upper surface of the metal interlayer film 71 is covered with a passivation film 74 having an internal address bonding pad 132-1 and an internal data bonding pad 134-1 opened.

図11乃至図17を参照して説明した、上記第1乃至第4の結線方法では、ワイヤボンディング技術により、プログラマブルROM(OTP)15を第1の内部バス13に結線している。しかしながら、後述する実施の形態で説明するように、フェイスダウンボンディング技術により、プログラマブルROM(OTP)15を第1の内部バス13に結線しても良い。 In the first to fourth connection methods described with reference to FIGS. 11 to 17, the programmable ROM (OTP) 15 is connected to the first internal bus 13 by wire bonding technology. However, the programmable ROM (OTP) 15 may be connected to the first internal bus 13 by face-down bonding technology, as will be described in an embodiment described later.

図18および図19を参照して、フェイスダウンボンディング技術により、プログラマブルROM(OTP)15を第1の内部バス13に結線する、第5の結線方法について説明する。図18および図19は、それぞれ、本発明の第5の結線方法を説明するために、第1の半導体集積回路装置(第1のマイクロコントローラ)20Dを、半導体パッケージ17を除去した状態で示す模式的断面図および模式的平面図である。 Referring to FIGS. 18 and 19, the face-down bonding technique to connecting the programmable ROM (OTP) 15 to the first internal bus 13, an explanation will be given of a fifth connection method. FIGS. 18 and 19 are schematic views showing the first semiconductor integrated circuit device (first microcontroller) 20D with the semiconductor package 17 removed, respectively, for explaining the fifth connection method of the present invention. It is a typical sectional view and a schematic plan view.

図18および図19に示す第1の半導体集積回路装置(第1のマイクロコントローラ)20Dは、内部アドレスバス132から導出される内部アドレス用ボンディングパッド132−1および内部データバス134から導出される内部データ用ボンディングパッド134−1の形成場所が後述するように相違しており、かつ、ボンディングワイヤの代わりにバンプを使用する点を除いて、図11に示した第1の半導体集積回路装置(第1のマイクロコントローラ)20と同様の構成を有する。図11に示したものと同様の機能を有するものには同一の参照符号を付してある。   The first semiconductor integrated circuit device (first microcontroller) 20D shown in FIGS. 18 and 19 has an internal address bonding pad 132-1 derived from the internal address bus 132 and an internal data bus 134. The formation position of the data bonding pad 134-1 is different as will be described later, and the first semiconductor integrated circuit device (first one) shown in FIG. 11 is used except that bumps are used instead of bonding wires. 1 microcontroller) 20. Components having the same functions as those shown in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals.

第1の半導体集積回路装置20Dは、第1の半導体集積回路基板10Dと、この第1の半導体集積回路基板10D上に後述するように積層されたプログラマブルROM(OTP)15Aとを有する。第1の半導体集積回路基板10Dはベースチップとも呼ばれ、プログラマブルROM(OTP)15Aはサブチップとも呼ばれる。   The first semiconductor integrated circuit device 20D includes a first semiconductor integrated circuit substrate 10D and a programmable ROM (OTP) 15A stacked on the first semiconductor integrated circuit substrate 10D as will be described later. The first semiconductor integrated circuit substrate 10D is also called a base chip, and the programmable ROM (OTP) 15A is also called a sub chip.

第1の半導体集積回路基板10Dは、マスクROM11(図1参照)が形成されるべき領域(以下、「マスクROM領域」と呼ぶ)11Aを有し、第1の半導体集積回路基板10D上にプログラマブルROM(OTP)15Aが後述するように積層されている。   The first semiconductor integrated circuit substrate 10D has a region (hereinafter referred to as “mask ROM region”) 11A in which a mask ROM 11 (see FIG. 1) is to be formed, and is programmable on the first semiconductor integrated circuit substrate 10D. ROM (OTP) 15A is stacked as will be described later.

第1の半導体集積回路基板10Dは、第1の内部バス13(例えば、図12参照)を更に有する。第1の内部バス13は、内部アドレスバス132と内部データバス134とを有する。   The first semiconductor integrated circuit board 10D further includes a first internal bus 13 (see, for example, FIG. 12). The first internal bus 13 has an internal address bus 132 and an internal data bus 134.

図18および図19に示されるように、マスクROM領域11A上に、複数の内部アドレス用ボンディングパッド132−1と、複数の内部データ用ボンディングパッド134−1とが形成されている。前述したように、内部アドレス用ボンディングパッド132−1と内部データ用ボンディングパッド134−1とは、一纏めにして、バス接続端子とも呼ばれる。   As shown in FIGS. 18 and 19, a plurality of internal address bonding pads 132-1 and a plurality of internal data bonding pads 134-1 are formed on the mask ROM region 11A. As described above, the internal address bonding pad 132-1 and the internal data bonding pad 134-1 are collectively referred to as a bus connection terminal.

一方、プログラマブルROM(OTP)15Aは、複数のアドレス用バンプ15A−1と、複数のデータ用バンプ15A−2とを有する。アドレス用バンプ15A−1とデータ用バンプ15A−2とは、一纏めにして、ROM接続端子とも呼ばれる。図18および図19に示されるように、複数のアドレス用バンプ15A−1は、複数の内部アドレス用ボンディングパッド132−1と対応した位置に形成され、複数のデータ用バンプ15A−2は、複数の内部データ用ボンディングパッド134−1と対応する位置に形成されている。換言すれば、複数の内部アドレス用ボンディングパッド(バス接続端子)132−1は、複数のアドレス用バンプ(ROM接続端子)15A−1の配置のミラー反転配置で設けられ、複数の内部データ用ボンディングパッド(バス接続端子)134−1は、複数のデータ用バンプ(ROM接続端子)15A−2の配置のミラー反転配置で設けられている。   On the other hand, the programmable ROM (OTP) 15A has a plurality of address bumps 15A-1 and a plurality of data bumps 15A-2. The address bump 15A-1 and the data bump 15A-2 are collectively referred to as a ROM connection terminal. As shown in FIGS. 18 and 19, the plurality of address bumps 15A-1 are formed at positions corresponding to the plurality of internal address bonding pads 132-1, and the plurality of data bumps 15A-2 are formed in a plurality. Are formed at positions corresponding to the internal data bonding pads 134-1. In other words, the plurality of internal address bonding pads (bus connection terminals) 132-1 are provided in a mirror inversion arrangement of the plurality of address bumps (ROM connection terminals) 15A-1, and a plurality of internal data bonding pads are provided. The pad (bus connection terminal) 134-1 is provided in a mirror inversion arrangement of a plurality of data bumps (ROM connection terminals) 15A-2.

プログラマブルROM(OTP)15Aの複数のアドレス用バンプ15A−1は対応する複数の内部アドレス用ボンディングパッド132−1にそれぞれ電気的に接続され、複数のデータ用バンプ15A−2は対応する複数の内部データ用ボンディングパッド134−1にそれぞれ結線される。これら結線には、種々の方法を採用することが出来るが、ACF(anisotropic conductive film)やNCF(non-conductive film)を介して接続することが好ましい。勿論、はんだバンプや導電性接着剤を用いても良い。 The plurality of address bumps 15A-1 of the programmable ROM (OTP) 15A are electrically connected to the corresponding plurality of internal address bonding pads 132-1, respectively, and the plurality of data bumps 15A-2 are associated with the plurality of corresponding internal bumps. Each is connected to the data bonding pad 134-1. Various methods can be used for these connections , but it is preferable to connect via an ACF (anisotropic conductive film) or NCF (non-conductive film). Of course, solder bumps or conductive adhesives may be used.

尚、第1の半導体集積回路基板(第1のマイクロコントローラ基板)10DとプログラマブルROM(OTP)15Aとは、プログラマブルROM(OTP)15Aが第1の半導体集積回路基板(第1のマイクロコントローラ基板)10D上に積層された状態で、同一半導体パッケージ17(図8参照)内に封止される。   The first semiconductor integrated circuit board (first microcontroller board) 10D and the programmable ROM (OTP) 15A are the programmable ROM (OTP) 15A and the first semiconductor integrated circuit board (first microcontroller board). In a state of being stacked on 10D, it is sealed in the same semiconductor package 17 (see FIG. 8).

それ以外の構成については、上述した実施の形態と同様なので、図示および説明を省略する。   Since other configurations are the same as those of the above-described embodiment, illustration and description thereof are omitted.

このように、本実施の形態では、サブチップ15AのROM接続端子15A−1、15A−2より、ベースチップ10D内のバス配線(第1の内部バス)13に、フェイスダウンボンディング(ワイヤレスボンディング)を実施している。これにより、半導体パッケージ17の端子数を抑えることができ、ベースチップ10DのI/O領域の増加を抑えることができる。また、第1の半導体集積回路装置20Dのパッケージピンの配置は、図7に示されるような、ベースチップ100のみ使用する第2の半導体集積回路装置200のパッケージピンの配置と互換性がある。その結果、第1の半導体集積回路装置20Dと第2の半導体集積回路装置200とは、共に信頼性に関して互換性がある。さらに、ベースチップ100のみを使用する時、上記複数の内部アドレス用ボンディングパッド132−1と複数の内部データ用ボンディングパッド134−1とは削除されるので、ベースチップ100単体使用時のチップ面積の増加を抑えることが出来る。   As described above, in this embodiment, face-down bonding (wireless bonding) is applied to the bus wiring (first internal bus) 13 in the base chip 10D from the ROM connection terminals 15A-1 and 15A-2 of the subchip 15A. We are carrying out. Thereby, the number of terminals of the semiconductor package 17 can be suppressed, and an increase in the I / O region of the base chip 10D can be suppressed. The package pin arrangement of the first semiconductor integrated circuit device 20D is compatible with the package pin arrangement of the second semiconductor integrated circuit device 200 that uses only the base chip 100 as shown in FIG. As a result, the first semiconductor integrated circuit device 20D and the second semiconductor integrated circuit device 200 are compatible with each other in terms of reliability. Further, when only the base chip 100 is used, the plurality of internal address bonding pads 132-1 and the plurality of internal data bonding pads 134-1 are deleted, so that the chip area when the base chip 100 is used alone is reduced. The increase can be suppressed.

次に、プログラマブルROM(OTP)15にデータを書き込むときの問題点について説明する。   Next, problems when data is written to the programmable ROM (OTP) 15 will be described.

図3に示されるように、第1の半導体集積回路基板(第1のマイクロコントローラ基板)10上にプログラマブルROM(OTP)15を積層搭載した場合、プログラマブルROM(OTP)15へデータを書き込むには、プログラマブルROM(OTP)15の電源供給端子VPPに高い電圧(例えば、12V)を印加する必要がある。   As shown in FIG. 3, when the programmable ROM (OTP) 15 is stacked on the first semiconductor integrated circuit substrate (first microcontroller substrate) 10, data is written to the programmable ROM (OTP) 15. It is necessary to apply a high voltage (for example, 12 V) to the power supply terminal VPP of the programmable ROM (OTP) 15.

その理由について、図20を参照して説明する。図20は、プログラマブルROM15を構成するメモリセル80の構造を示す断面図である。図示のメモリセル80は、Nチャンネル型MOSトランジスタで構成されている。   The reason will be described with reference to FIG. FIG. 20 is a cross-sectional view showing the structure of the memory cell 80 constituting the programmable ROM 15. The illustrated memory cell 80 is composed of an N-channel MOS transistor.

詳述すると、メモリセル80は、P型基板81の中に2つのN領域82、83が拡散されている。一方のN領域82がソースとして働き、他方のN領域83がドレインとして働く。P型基板81の表面の、ドレイン83とソース82との間の領域は酸化膜(図示せず)で被われ、さらにその上にフローティングゲート85が付着される。フローティングゲート85の上には、層間酸化膜を介してコントロールゲート87が付着されている。   More specifically, in the memory cell 80, two N regions 82 and 83 are diffused in a P-type substrate 81. One N region 82 serves as a source and the other N region 83 serves as a drain. A region between the drain 83 and the source 82 on the surface of the P-type substrate 81 is covered with an oxide film (not shown), and a floating gate 85 is further deposited thereon. A control gate 87 is attached on the floating gate 85 via an interlayer oxide film.

このような構造のメモリ80に対して、データを電気的に書き込むとき、コントロールゲート87に12Vの高電圧を印加することで、フローティングゲート85に電子を注入できるようにする。これにより、Nチャンネル型MOSトランジスタの閾値を変更することができる。その結果、メモリセル80に“1”、“0”のデータを書き込むことができる。フローティングゲート85上の電子は、周囲から絶縁されているので、電源を切っても消去されない。このようにして、メモリセル80をプログラムROM15として用いることができる。   When data is electrically written into the memory 80 having such a structure, a high voltage of 12 V is applied to the control gate 87 so that electrons can be injected into the floating gate 85. Thereby, the threshold value of the N-channel MOS transistor can be changed. As a result, data “1” and “0” can be written in the memory cell 80. Since electrons on the floating gate 85 are insulated from the surroundings, they are not erased even when the power is turned off. In this way, the memory cell 80 can be used as the program ROM 15.

上述したように、プログラマブルROM(OTP)15へデータを書き込むには、プログラマブルROM(OTP)15の電源供給端子VPPに高い電圧(例えば、12V)を印加することが必要となる。   As described above, in order to write data to the programmable ROM (OTP) 15, it is necessary to apply a high voltage (for example, 12 V) to the power supply terminal VPP of the programmable ROM (OTP) 15.

一方、図3に示す第1の半導体集積回路装置(第1のマイクロコントローラ)20では、そのパッケージピン55の数を削減するために、プログラマブルROM(OTP)15の電源供給端子VPPと、第1の半導体集積回路基板(第1のマイクロコントローラ基板)10の他の端子とを、第1の半導体集積回路装置(第1のマイクロコントローラ)20の同一のパッケージピン(外部導出配線)55にマルチプレクスさせることが行われる。   On the other hand, in the first semiconductor integrated circuit device (first microcontroller) 20 shown in FIG. 3, in order to reduce the number of package pins 55, the power supply terminal VPP of the programmable ROM (OTP) 15 and the first The other terminal of the semiconductor integrated circuit board (first microcontroller board) 10 is multiplexed with the same package pin (external lead-out wiring) 55 of the first semiconductor integrated circuit device (first microcontroller) 20. Is done.

図21は、そのようにパッケージピン(外部導出配線)55をマルチプレクスさせた、従来の半導体集積回路装置(マイクロコントローラ)20’を示す概略平面図である。   FIG. 21 is a schematic plan view showing a conventional semiconductor integrated circuit device (microcontroller) 20 'in which package pins (external lead-out wiring) 55 are multiplexed as described above.

従来の半導体集積回路基板(従来のマイクロコントローラ基板)10’は、リードフレーム(配線基板)51上にダイスボンド材52を介在して接着固定されている。従来のプログラマブルROM(OTP)15’は、従来の半導体集積回路基板(従来のマイクロコントローラ基板)10’のマスクROM領域(図示せず)上にダイスボンド材53を介在して接着固定(積層)されている。従来の半導体集積回路基板(従来のマイクロコントローラ基板)10’と従来のプログラマブルROM(OTP)15’とは、従来のプログラマブルROM(OTP)15’が従来の半導体集積回路基板(従来のマイクロコントローラ基板)10’上に積層された状態で、同一半導体パッケージ17(図8参照)内に封止される。半導体パッケージ17からは複数のリード(外部導出配線)55が配置される。   A conventional semiconductor integrated circuit board (conventional microcontroller board) 10 ′ is bonded and fixed on a lead frame (wiring board) 51 with a die bond material 52 interposed therebetween. The conventional programmable ROM (OTP) 15 ′ is bonded and fixed (laminated) via a die bond material 53 on a mask ROM region (not shown) of a conventional semiconductor integrated circuit substrate (conventional microcontroller substrate) 10 ′. Has been. The conventional semiconductor integrated circuit board (conventional microcontroller board) 10 'and the conventional programmable ROM (OTP) 15' are different from the conventional programmable ROM (OTP) 15 'in the conventional semiconductor integrated circuit board (conventional microcontroller board). ) Sealed in the same semiconductor package 17 (see FIG. 8) while being stacked on 10 ′. A plurality of leads (external lead wires) 55 are arranged from the semiconductor package 17.

プログラマブルROM(OTP)15’は、アドレス用ボンディングパッド15−1(図9参照)と、データ用ボンディングパッド15−2(図9参照)と、電源用ボンディングパッド(電源供給端子)15−3(VPP)とを有する。複数のリード55の内の1つは、電源用ボンディングバッド(電源供給端子)55−1(VPP)である。この電源用ボンディングバッド(電源供給端子)55−1(VPP)はリセット端子(RES#)をも兼ねている。したがって、このボンディングパッド(外部導出リード)55−1は、電源/リセット用ボンディングパッド(電源供給/リセット端子)VPP/RES#とも呼ばれる。   The programmable ROM (OTP) 15 ′ includes an address bonding pad 15-1 (see FIG. 9), a data bonding pad 15-2 (see FIG. 9), and a power bonding pad (power supply terminal) 15-3 (see FIG. 9). VPP). One of the plurality of leads 55 is a power supply bonding pad (power supply terminal) 55-1 (VPP). The power bonding pad (power supply terminal) 55-1 (VPP) also serves as a reset terminal (RES #). Therefore, this bonding pad (external lead) 55-1 is also called a power / reset bonding pad (power supply / reset terminal) VPP / RES #.

また、従来の半導体集積回路基板(従来のマイクロコントローラ基板)10’は、複数のベース用ボンディングパッド10−1の1つとして、リセット端子RES#を持つ。このリセット端子RES#は、電源供給/リセット端子VPP/RES#にボンディングワイヤ65を介して結線される。また、従来のプログラマブルROM(OTP)15’の電源供給端子VPPは、電源供給/リセット端子VPP/RES#にボンディングワイヤ63を介して結線される。 The conventional semiconductor integrated circuit substrate (conventional microcontroller substrate) 10 ′ has a reset terminal RES # as one of the plurality of base bonding pads 10-1. The reset terminal RES # is connected via a bonding wire 65 to the power supply / reset terminal VPP / RES #. Further, the power supply terminal VPP of conventional programmable ROM (OTP) 15 'is connected via a bonding wire 63 to the power supply / reset terminal VPP / RES #.

このような構成では、従来の半導体集積回路基板(従来のマイクロコントローラ基板)10’に12Vの高電圧が印加されてしまう。その為、従来の半導体集積回路基板(従来のマイクロコントローラ基板)10’を、高電圧を入力可能な高耐圧プロセスで製造する必要がある。その結果、この適用される高耐圧プロセスの問題で、従来の半導体集積回路基板(従来のマイクロコントローラ基板)10’のコストが高くなってしまう。   In such a configuration, a high voltage of 12 V is applied to the conventional semiconductor integrated circuit substrate (conventional microcontroller substrate) 10 '. Therefore, it is necessary to manufacture a conventional semiconductor integrated circuit substrate (conventional microcontroller substrate) 10 'by a high withstand voltage process capable of inputting a high voltage. As a result, the cost of the conventional semiconductor integrated circuit substrate (conventional microcontroller substrate) 10 ′ increases due to the problem of the applied high voltage process.

以下に説明する実施の形態においては、従来の半導体集積回路基板(従来のマイクロコントローラ基板)10’のコストが高くなってしまう問題を解決している。   In the embodiment described below, the problem that the cost of the conventional semiconductor integrated circuit substrate (conventional microcontroller substrate) 10 'is increased is solved.

図22乃至図24を参照して、パッケージピン(外部導出配線、外部導出リード)55をマルチプレクスさせた、本発明の実施の形態に係る半導体集積回路装置(マイクロコントローラ)20Eについて説明する。図22は、半導体集積回路装置(マイクロコントローラ)20Eの概略平面図である。図23は、半導体集積回路装置(マイクロコントローラ)20Eの平面配置のボンディング図である。図24は、半導体集積回路装置(マイクロコントローラ)20Eのブロック図である。半導体集積回路装置(マイクロコントローラ)20Eはマルチチップモジュールとも呼ばれる。   With reference to FIGS. 22 to 24, a semiconductor integrated circuit device (microcontroller) 20E according to an embodiment of the present invention in which package pins (externally derived wiring, externally derived leads) 55 are multiplexed will be described. FIG. 22 is a schematic plan view of a semiconductor integrated circuit device (microcontroller) 20E. FIG. 23 is a bonding diagram of a planar arrangement of a semiconductor integrated circuit device (microcontroller) 20E. FIG. 24 is a block diagram of a semiconductor integrated circuit device (microcontroller) 20E. The semiconductor integrated circuit device (microcontroller) 20E is also called a multichip module.

最初に図22を参照して、半導体集積回路装置(マイクロコントローラ)20Eは、半導体集積回路基板(マイクロコントローラ基板)10EとプログラマブルROM(OTP)15Bとを有する。半導体集積回路基板(マイクロコントローラ基板)10Eは、リードフレーム(ダイパッド)51上にダイスボンド材52を介在して接着固定されている。プログラマブルROM(OTP)15Bは、半導体集積回路基板(従来のマイクロコントローラ基板)10EのマスクROM領域(図示せず)上にダイスボンド材53を介在して接着固定(積層)されている。半導体集積回路基板(従来のマイクロコントローラ基板)10EとプログラマブルROM(OTP)15Bとは、プログラマブルROM(OTP)15Bが半導体集積回路基板(従来のマイクロコントローラ基板)10E上に積層された状態で、同一半導体パッケージ17(図8参照)内に封止される。半導体パッケージ17からは複数のリード(パッケージピン、外部導出配線、外部導出リード)55が配置される。   First, referring to FIG. 22, a semiconductor integrated circuit device (microcontroller) 20E has a semiconductor integrated circuit substrate (microcontroller substrate) 10E and a programmable ROM (OTP) 15B. The semiconductor integrated circuit substrate (microcontroller substrate) 10E is bonded and fixed on a lead frame (die pad) 51 with a die bond material 52 interposed therebetween. The programmable ROM (OTP) 15B is bonded and fixed (laminated) on the mask ROM region (not shown) of the semiconductor integrated circuit substrate (conventional microcontroller substrate) 10E with a die bond material 53 interposed therebetween. The semiconductor integrated circuit board (conventional microcontroller board) 10E and the programmable ROM (OTP) 15B are the same in the state where the programmable ROM (OTP) 15B is stacked on the semiconductor integrated circuit board (conventional microcontroller board) 10E. It is sealed in a semiconductor package 17 (see FIG. 8). A plurality of leads (package pins, external lead-out wiring, external lead-out) 55 are arranged from the semiconductor package 17.

尚、本実施の形態では、不揮発性メモリ装置としてOTP15Bを使用した例について述べているが、不揮発性メモリ装置としてはEPROMやフラッシュメモリなどの他のプログラマブルROMを使用しても良い。   In this embodiment, an example in which the OTP 15B is used as the nonvolatile memory device is described, but another programmable ROM such as an EPROM or a flash memory may be used as the nonvolatile memory device.

図22に加えて図23をも参照して、プログラマブルROM(OTP)15Bは、アドレス用ボンディングパッド15−1と、データ用ボンディングパッド15−2と、電源用ボンディングパッド(電源供給端子)15−3(VPP)と、リセット出力端子15−4(RES#)とを有する。尚、電源用ボンディングパッド(電源供給端子)15−3(VPP)は第1の端子とも呼ばれ、リセット出力端子15−4(RES#)は第2の端子とも呼ばれる。   Referring to FIG. 23 in addition to FIG. 22, programmable ROM (OTP) 15B includes address bonding pad 15-1, data bonding pad 15-2, and power supply bonding pad (power supply terminal) 15-. 3 (VPP) and a reset output terminal 15-4 (RES #). The power supply bonding pad (power supply terminal) 15-3 (VPP) is also called a first terminal, and the reset output terminal 15-4 (RES #) is also called a second terminal.

複数のリード55の内の1つは、電源/リセット用ボンディングパッド55−1(電源供給/リセット端子VPP/RES#)である。電源用ボンディングパッド15−3(電源供給端子VPP)は、電源/リセット用ボンディングパッド55−1(電源供給/リセット端子VPP/RES#)にボンディングワイヤ63を介して結線される。電源/リセット用ボンディングパッド55−1には、外部から12Vの高電圧とリセット信号の低電圧とが選択的に印加される。本例では、12Vの高電圧は第1の電圧とも呼ばれ、リセット信号の低電圧は第2の電圧とも呼ばれる。 One of the plurality of leads 55 is a power supply / reset bonding pad 55-1 (power supply / reset terminal VPP / RES #). Power supply bonding pad 15-3 (the power supply terminal VPP) is connected via a bonding wire 63 to the power supply / reset bonding pad 55-1 (the power supply / reset terminal VPP / RES #). A high voltage of 12 V and a low voltage of the reset signal are selectively applied from the outside to the power supply / reset bonding pad 55-1. In this example, the high voltage of 12V is also called a first voltage, and the low voltage of the reset signal is also called a second voltage.

半導体集積回路基板(従来のマイクロコントローラ基板)10Bは、複数のベース用ボンディングパッド10−1の1つとして、リセット入力端子RES#を持つ。このリセット入力端子10−1(RES#)は、リセット出力端子15−4(RES#)にボンディングワイヤ66を介して結線される。尚、リセット入力端子10−1(RES#)は第3の端子とも呼ばれる。 The semiconductor integrated circuit board (conventional microcontroller board) 10B has a reset input terminal RES # as one of the plurality of base bonding pads 10-1. The reset input terminal 10-1 (RES #) is connected via a bonding wire 66 to the reset output terminal 15-4 (RES #). The reset input terminal 10-1 (RES #) is also called a third terminal.

尚、図23に示されるように、半導体集積回路基板10Eは、内部バス13を更に有する。内部バス13は、内部アドレスバス132と内部データバス134とを有する。内部アドレスバス132からは内部アドレス用ボンディングパッド132−1が導出され、内部データバス134からは内部データ用ボンディングパッド134−1が導出されている。一方、前述したように、プログラマブルROM(OTP)15Bはアドレス用ボンディングパッド15−1と、データ用ボンディングパッド15−2とを有する。アドレス用ボンディングパッド15−1とデータ用ボンディングパッド15−2とは、一纏めにして、ROM接続端子とも呼ばれる。   As shown in FIG. 23, the semiconductor integrated circuit board 10E further includes an internal bus 13. The internal bus 13 has an internal address bus 132 and an internal data bus 134. An internal address bonding pad 132-1 is derived from the internal address bus 132, and an internal data bonding pad 134-1 is derived from the internal data bus 134. On the other hand, as described above, the programmable ROM (OTP) 15B has the address bonding pads 15-1 and the data bonding pads 15-2. The address bonding pad 15-1 and the data bonding pad 15-2 are collectively referred to as a ROM connection terminal.

プログラマブルROM(OTP)15Bのアドレス用ボンディングパッド15−1は内部アドレス用ボンディングパッド132−1にボンディングワイヤ61によって結線され、データ用ボンディングパッド15−2は内部データ用ボンディングパッド134−1にボンディングワイヤ62によって結線される。 The address bonding pad 15-1 of the programmable ROM (OTP) 15B is connected to the internal address bonding pad 132-1 by the bonding wire 61, and the data bonding pad 15-2 is bonded to the internal data bonding pad 134-1. 62 is connected .

図24に示されるように、マルチチップモジュール20Eは、その他の集積回路12として、CPU121と、RAM122と、周辺回路(入出力制御LSI)123とを有する。   As shown in FIG. 24, the multichip module 20 </ b> E includes a CPU 121, a RAM 122, and a peripheral circuit (input / output control LSI) 123 as other integrated circuits 12.

図22乃至図24に示した半導体集積回路装置(マイクロコントローラ)20Eでは、パッケージピン(外部接続端子)55−1が電源供給端子VPPとリセット端子RES#とをマルチプレクス(兼用)した電源/リセット用ボンディングパッド(電源供給/リセット端子VPP/RES#)である例を示しているが、これに限定されないのは勿論である。すなわち、パッケージピン(外部導出配線、外部導出リード)55−1は、高電圧が印加される電源供給端子VPPと他の低電圧が印加される端子とをマルチプレクス(兼用)したボンディングパッドであって良い。   In the semiconductor integrated circuit device (microcontroller) 20E shown in FIGS. 22 to 24, the package pin (external connection terminal) 55-1 is a power supply / reset in which the power supply terminal VPP and the reset terminal RES # are multiplexed. An example of the bonding pad (power supply / reset terminal VPP / RES #) is shown, but it is needless to say that the present invention is not limited to this. That is, the package pin (externally derived wiring, externally derived lead) 55-1 is a bonding pad in which a power supply terminal VPP to which a high voltage is applied and a terminal to which another low voltage is applied are multiplexed. Good.

図25に示されるように、プログラマブルROM(OTP)15Bは、電源用ボンディングパッド(電源供給端子)15−3(VPP)に接続されたEPROM本体151と、電源用ボンディングパッド15−3(電源供給端子VPP)に接続された高耐圧入力バッファ152と、この高耐圧入力バッファ152とリセット出力端子15−4(RES#)との間に接続された電流増幅用バッファ153とを有する。後述するように、高耐圧入力バッファ152は、第1の電圧をこの第1の電圧よりも低い第2の電圧に変換する電圧変換回路として働く。   As shown in FIG. 25, the programmable ROM (OTP) 15B includes an EPROM main body 151 connected to a power supply bonding pad (power supply terminal) 15-3 (VPP) and a power supply bonding pad 15-3 (power supply). A high voltage input buffer 152 connected to the terminal VPP), and a current amplification buffer 153 connected between the high voltage input buffer 152 and the reset output terminal 15-4 (RES #). As will be described later, the high withstand voltage input buffer 152 functions as a voltage conversion circuit that converts the first voltage to a second voltage lower than the first voltage.

換言すれば、第1の端子15−3(VPP)から、プログラマブルROM(OTP)15Bの内部のEPROM本体151に電源配線(ERRPM VPP電源)が延在している。この電源配線から特定の配線が分岐している。この特定の配線は、電圧変換回路として動作する高耐圧入力バッファ152を介して第2の端子15−4(RES#)に接続されている。   In other words, the power supply wiring (ERRPM VPP power supply) extends from the first terminal 15-3 (VPP) to the EPROM main body 151 inside the programmable ROM (OTP) 15B. Specific wiring branches from this power supply wiring. This specific wiring is connected to the second terminal 15-4 (RES #) via a high-voltage input buffer 152 that operates as a voltage conversion circuit.

図26(A)は高耐圧入力バッファ152のブロック図を示し、図26(B)は高耐圧入力バッファ152の等価回路を示す回路図である。図26(B)に示されるように、高耐圧入力バッファ152は、第1のC−MOSインバータ152−1と第2のC−MOSインバータ152−2とを縦続接続した回路からなる。   26A is a block diagram of the high voltage input buffer 152, and FIG. 26B is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the high voltage input buffer 152. As shown in FIG. 26B, the high withstand voltage input buffer 152 includes a circuit in which a first C-MOS inverter 152-1 and a second C-MOS inverter 152-2 are connected in cascade.

第1のC−MOSインバータ152−1は、第1のnチャネルFET152−1Nと、第1のpチャネルFET152−1Pとから成る。第1のnチャネルFET152−1Nと第1のpチャネルFET152−1Pのゲート同士は互いに接続され、電源用ボンディングパッド(電源供給端子)15−3(VPP)に接続されている、第1のnチャネルFET152−1Nと第1のpチャネルFET152−1Pのドレイン同士は互いに接続されている。   The first C-MOS inverter 152-1 includes a first n-channel FET 152-1N and a first p-channel FET 152-1P. The gates of the first n-channel FET 152-1N and the first p-channel FET 152-1P are connected to each other and connected to a power supply bonding pad (power supply terminal) 15-3 (VPP). The drains of the channel FET 152-1N and the first p-channel FET 152-1P are connected to each other.

一方、第2のC−MOSインバータ152−2は、第2のnチャネルFET152−2Nと、第2のpチャネルFET152−2Pとから成る。第2のnチャネルFET152−2Nと第2のpチャネルFET152−2Pのゲート同士は互いに接続され、第1のnチャネルFET152−1Nと第1のpチャネルFET152−1Pのドレインに接続されている、第2のnチャネルFET152−2Nと第2のpチャネルFET152−2Pのドレイン同士は互いに接続されて、電流増幅用バッファ153の入力端子に接続されている。   On the other hand, the second C-MOS inverter 152-2 includes a second n-channel FET 152-2N and a second p-channel FET 152-2P. The gates of the second n-channel FET 152-2N and the second p-channel FET 152-2P are connected to each other, and are connected to the drains of the first n-channel FET 152-1N and the first p-channel FET 152-1P. The drains of the second n-channel FET 152-2N and the second p-channel FET 152-2P are connected to each other and connected to the input terminal of the current amplification buffer 153.

次に、図22に加えて図27(A)および(B)をも参照して、図25に図示したプログラマブルROM(OTP)15Bの動作について説明する。図27(A)は、プログラマブルROM(OTP)15Bにデータを書き込むために、電源/リセット用ボンディングパッド55−1(電源供給/リセット端子VPP/RES#)に12Vの高電圧を印加したときの動作を説明するための、プログラマブルROM(OTP)15Bのブロック図である。図27(B)は、CPU121(図24参照)をリセットするために、電源/リセット用ボンディングパッド55−1(電源供給/リセット端子VPP/RES#)に通常電圧(低電圧)のリセット信号を入力したときの動作を説明するための、プログラマブルROM(OTP)15Bのブロック図である。ここで、12Vの高電圧は、第1の電圧とも呼ばれ、リセット信号の低電圧は第2の電圧とも呼ばれる。   Next, the operation of the programmable ROM (OTP) 15B shown in FIG. 25 will be described with reference to FIGS. 27A and 27B in addition to FIG. FIG. 27A shows a case where a high voltage of 12 V is applied to the power supply / reset bonding pad 55-1 (power supply / reset terminal VPP / RES #) in order to write data to the programmable ROM (OTP) 15B. It is a block diagram of programmable ROM (OTP) 15B for demonstrating operation | movement. FIG. 27B shows a normal voltage (low voltage) reset signal applied to the power / reset bonding pad 55-1 (power supply / reset terminal VPP / RES #) to reset the CPU 121 (see FIG. 24). It is a block diagram of programmable ROM (OTP) 15B for demonstrating operation | movement when it inputs. Here, the high voltage of 12V is also called a first voltage, and the low voltage of the reset signal is also called a second voltage.

最初に、図22および図27(A)を参照して、プログラマブルROM(OTP)15Bにデータを書き込むために、電源/リセット用ボンディングパッド55−1(電源供給/リセット端子VPP/RES#)に12Vの高電圧(第1の電圧)を印加したときの動作について説明する。この場合、電源/リセット用ボンディングパッド55−1(電源供給/リセット端子VPP/RES#)に印加された12Vの高電圧(第1の電圧)は、ボンディングワイヤ63を介してプログラマブルROM(OTP)15Bの電源用ボンディングパッド15−3(電源供給端子VPP)に供給される。これにより、12Vの高電圧がERPOM本体151に印加されるので、プログラマブルROM(OTP)15Bにデータを書き込むことができる。   First, referring to FIG. 22 and FIG. 27A, in order to write data to programmable ROM (OTP) 15B, power supply / reset bonding pad 55-1 (power supply / reset terminal VPP / RES #) is applied. The operation when a high voltage of 12V (first voltage) is applied will be described. In this case, the 12V high voltage (first voltage) applied to the power / reset bonding pad 55-1 (power supply / reset terminal VPP / RES #) is supplied to the programmable ROM (OTP) via the bonding wire 63. 15B is supplied to the power bonding pad 15-3 (power supply terminal VPP). Thereby, since a high voltage of 12V is applied to the ERPOM main body 151, data can be written in the programmable ROM (OTP) 15B.

また、12Vの高電圧(第1の電圧)は、高耐圧入力バッファ152にも印加される。高耐圧入力バッファ152は、12Vの高電圧(第1の電圧)を低電圧(第2の電圧)に変換する。すなわち、高耐圧入力バッファ152は、第1の電圧を第2の電圧に変換する電圧変換回路として働く。この変換された低電圧(第2の電圧)は、電流増幅用バッファ153を介してリセット出力端子15−4(RES#)に供給される。このため、半導体集積回路基板(マイクロコントローラ基板)10Eを、高電圧(第1の電圧)を入力可能な高耐圧プロセスで製造する必要がなくなるので、半導体集積回路基板(マイクロコントローラ基板)10Eの原価を低減することが可能となる。   A high voltage (first voltage) of 12 V is also applied to the high withstand voltage input buffer 152. The high withstand voltage input buffer 152 converts a high voltage (first voltage) of 12 V into a low voltage (second voltage). That is, the high withstand voltage input buffer 152 functions as a voltage conversion circuit that converts the first voltage into the second voltage. The converted low voltage (second voltage) is supplied to the reset output terminal 15-4 (RES #) via the current amplification buffer 153. This eliminates the need to manufacture the semiconductor integrated circuit board (microcontroller board) 10E by a high withstand voltage process capable of inputting a high voltage (first voltage), and thus the cost of the semiconductor integrated circuit board (microcontroller board) 10E. Can be reduced.

次に、図22および図27(B)を参照して、CPU121(図24参照)をリセットするために、電源/リセット用ボンディングパッド55−1(電源供給/リセット端子VPP/RES#)に低電圧(第2の電圧)のリセット信号を印加したときの動作について説明する。この場合、電源/リセット用ボンディングパッド55−1(電源供給/リセット端子VPP/RES#)に印加された低電圧のリセット信号は、ボンディングワイヤ63を介してプログラマブルROM(OTP)15Bの電源用ボンディングパッド15−3(電源供給端子VPP)に供給される。   Next, referring to FIG. 22 and FIG. 27B, the power supply / reset bonding pad 55-1 (power supply / reset terminal VPP / RES #) is set low to reset the CPU 121 (see FIG. 24). The operation when a voltage (second voltage) reset signal is applied will be described. In this case, the low voltage reset signal applied to the power supply / reset bonding pad 55-1 (power supply / reset terminal VPP / RES #) is supplied to the power supply bonding of the programmable ROM (OTP) 15B via the bonding wire 63. The power is supplied to the pad 15-3 (power supply terminal VPP).

また、この低電圧(第2の電圧)のリセット信号は、高耐圧入力バッファ152にも印加される。高耐圧入力バッファ152は、低電圧(第2の電圧)のリセット信号をそのまま低電圧(第2の電圧)のリセット信号として出力する。この高耐圧入力バッファ152から出力された低電圧(第2の電圧)のリセット信号は、電流増幅用バッファ153を介してリセット出力端子15−4(RES#)に供給される。これにより、CPU121(図24参照)がリセットされる。   The low voltage (second voltage) reset signal is also applied to the high withstand voltage input buffer 152. The high withstand voltage input buffer 152 outputs a low voltage (second voltage) reset signal as it is as a low voltage (second voltage) reset signal. The low voltage (second voltage) reset signal output from the high withstand voltage input buffer 152 is supplied to the reset output terminal 15-4 (RES #) via the current amplification buffer 153. As a result, the CPU 121 (see FIG. 24) is reset.

以上、本発明について好ましい実施の形態によって説明してきたが、本発明は上述した実施の形態に限定しないのは勿論である。例えば、上述した実施の形態では、プログラマブルROM(不揮発性メモリ装置)は第1の半導体集積回路基板上に積層されている例について説明しているが、プログラマブルROM(不揮発性メモリ装置)と第1の半導体集積回路基板とは、リードフレーム(配線基板)上の同一平面上に搭載されても良い。   Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, in the above-described embodiment, the example in which the programmable ROM (nonvolatile memory device) is stacked on the first semiconductor integrated circuit substrate is described. However, the programmable ROM (nonvolatile memory device) and the first ROM The semiconductor integrated circuit board may be mounted on the same plane on the lead frame (wiring board).

10、10A、10B、10C、10D、10E 第1の半導体集積回路基板(第1のマイクロコントローラ基板、ベースチップ)
10−1 ベース用ボンディングパッド(基板接続端子)
11 マスクROM
11A マスクROM領域
12 その他の集積回路
121 CPU
122 RAM
123 周辺回路(入出力制御LSI)
13 内部バス
132 内部アドレスバス
132−1 内部アドレス用ボンディングパッド(バス接続端子)
134 内部データバス
134−1 内部データ用ボンディングパッド(バス接続端子)
15、15A、15B プログラマブルROM(OTP)
15−1 アドレス用ボンディングパッド(ROM接続端子)
15A−1 アドレス用バンプ(ROM接続端子)
15−2 データ用ボンディングパッド(ROM接続端子)
15A−2 データ用バンプ(ROM接続端子)
15−3 電源用ボンディングパッド(電源供給端子)
15−4 リセット出力端子
151 EPROM本体
152 高耐圧用入力バッファ
152−1 第1のC−MOSインバータ
152−1N 第1のnチャネルFET
152−1P 第1のpチャネルFET
152−2 第2のC−MOSインバータ
152−2N 第2のnチャネルFET
152−2P 第2のpチャネルFET
153 電流増幅用バッファ
17 半導体パッケージ
18 電源線
19 制御信号線
20、20A、20B、20C、20D、20E 第1の半導体集積回路装置(第1のマイクロコントローラ)
22 EPROMプログラマ(ライタ)
24 アドレス、データ他の信号線
26 ICソケット
28 評価用基板(ターゲットボード)
30 アドレス、データ他の信号線
32 インサーキットエミュレータ
40 マスクROMのメモリセル
41 P型基板
42 ソース(N+領域)
43 ドレイン(N+領域)
44 絶縁酸化膜
45 ゲート(金属電極)
46 高濃度不純物領域
51 リードフレーム(ダイパッド、配線基板)
52 ダイスボンド材
53 ダイスボンド材
55 リード(外部接続端子、パッケージピン)
55−1 電源用ボンディングパッド(電源/リセット用ボンディングパッド)
57 Alマスタスライス
61、62、63、65 ボンディングワイヤ
70 パッド専用配線層
71 メタル層間膜
72、73 コンタクトホール
74 パッシベーション膜
80 プログラマブルROMのメモリセル
81 P型基板
82 ソース(N領域)
83 ドレイン(N領域)
85 フローティングゲート
87 コントロールゲート
100 第2の半導体集積回路基板(第2のマイクロコントローラ基板)
110 第2のマスクROM
120 その他の集積回路
130 第2の内部バス
141 内部アドレス用パッド領域
142 内部データ用パッド領域
200 第2の半導体集積回路装置(第2のマイクロコントローラ)
VPP 電源供給端子
RES# リセット端子(リセット出力端子、リセット入力端子)
VPP/RES# 電源供給/リセット端子
10, 10A, 10B, 10C, 10D, 10E First semiconductor integrated circuit substrate (first microcontroller substrate, base chip)
10-1 Bonding pad for base (substrate connection terminal)
11 Mask ROM
11A Mask ROM area 12 Other integrated circuits 121 CPU
122 RAM
123 Peripheral circuit (I / O control LSI)
13 Internal bus 132 Internal address bus 132-1 Internal address bonding pad (bus connection terminal)
134 Internal data bus 134-1 Internal data bonding pad (bus connection terminal)
15, 15A, 15B Programmable ROM (OTP)
15-1 Bonding pad for address (ROM connection terminal)
15A-1 Address bump (ROM connection terminal)
15-2 Data bonding pad (ROM connection terminal)
15A-2 Bump for data (ROM connection terminal)
15-3 Bonding pad for power supply (power supply terminal)
15-4 Reset Output Terminal 151 EPROM Main Body 152 High Voltage Input Buffer 152-1 First C-MOS Inverter 152-1N First n-Channel FET
152-1P first p-channel FET
152-2 Second C-MOS inverter 152-2N Second n-channel FET
152-2P second p-channel FET
153 Current amplification buffer 17 Semiconductor package 18 Power supply line 19 Control signal line 20, 20A, 20B, 20C, 20D, 20E First semiconductor integrated circuit device (first microcontroller)
22 EPROM programmer (writer)
24 Signal lines for address, data, etc. 26 IC socket 28 Evaluation board (target board)
30 Address, Data and Other Signal Lines 32 In-Circuit Emulator 40 Mask ROM Memory Cell 41 P-type Substrate 42 Source (N + Area)
43 Drain (N + region)
44 Insulating oxide film 45 Gate (metal electrode)
46 High-concentration impurity region 51 Lead frame (die pad, wiring board)
52 Die Bond Material 53 Die Bond Material 55 Lead (External Connection Terminal, Package Pin)
55-1 Power Supply Bonding Pad (Power Supply / Reset Bonding Pad)
57 Al master slice 61, 62, 63, 65 Bonding wire 70 Pad dedicated wiring layer 71 Metal interlayer film 72, 73 Contact hole 74 Passivation film 80 Programmable ROM memory cell 81 P-type substrate 82 Source (N region)
83 Drain (N region)
85 Floating gate 87 Control gate 100 Second semiconductor integrated circuit substrate (second microcontroller substrate)
110 Second mask ROM
120 Other Integrated Circuits 130 Second Internal Bus 141 Internal Address Pad Area 142 Internal Data Pad Area 200 Second Semiconductor Integrated Circuit Device (Second Microcontroller)
VPP power supply terminal RES # Reset terminal (Reset output terminal, Reset input terminal)
VPP / RES # Power supply / reset terminal

Claims (15)

シングル・チップ半導体集積回路装置の製造方法であって、
a.CPUを含む第1の集積回路と、該第1の集積回路に結線された第1の内部バスと、プログラムが記憶されていない第1のマスクROMとを含む第1の半導体集積回路基板を準備する工程と、
b.前記第1の半導体集積回路基板の前記第1の集積回路のCPUと同一構成のCPUを含む第2の集積回路と、該第2の集積回路に結線された第2の内部バスと、プログラムが記憶されていない第2のマスクROMとが、前記第1の半導体集積回路基板と同一の製造プロセスで形成される第2の半導体集積回路基板を準備する工程と、
c.検査が行われるプログラムが記憶され得るプログラマブルROMを準備する工程と、
d.前記プログラマブルROMを前記第1の内部バスに結線する工程と、
e.前記第1のマスクROMが前記第1の内部バスから未結線にされた状態で、前記第1の集積回路と該第1の集積回路に前記第1の内部バスを介して結線された前記プログラマブルROMとを使用して決定された最終的なプログラムを、前記第2の半導体集積回路基板に形成された前記第2のマスクROMにイオン打ち込み技術を用いて記憶させる工程と、
f.前記第2のマスクROMと前記第2の内部バスとを結線する工程と、
を含むことを特徴とするシングル・チップ半導体集積回路装置の製造方法。
A method of manufacturing a single chip semiconductor integrated circuit device, comprising:
a. A first semiconductor integrated circuit substrate including a first integrated circuit including a CPU, a first internal bus connected to the first integrated circuit, and a first mask ROM not storing a program is prepared. And a process of
b. Wherein the second integrated circuit including a first semiconductor integrated circuit and the first integrated circuit of the CPU and the same configuration of the CPU of the substrate, and a second internal bus which is connected to the second integrated circuit, the program a step of the second mask ROM is to prepare the second semiconductor integrated circuit substrate which is formed by the first semiconductor integrated circuit board and the same manufacturing process but not stored,
c. Providing a programmable ROM capable of storing a program to be inspected;
d. Connecting the programmable ROM to the first internal bus;
e. The programmable device connected to the first integrated circuit and the first integrated circuit via the first internal bus in a state where the first mask ROM is not connected to the first internal bus. A final program determined using a ROM is stored in the second mask ROM formed on the second semiconductor integrated circuit substrate using an ion implantation technique;
f. Connecting the second mask ROM and the second internal bus;
A method for manufacturing a single-chip semiconductor integrated circuit device, comprising:
前記結線する工程d.は、前記プログラマブルROMを、前記第1の内部バスから導出されたボンディングパッドに、ワイヤボンディング技術により結線する工程であることを特徴とする、請求項1に記載のシングル・チップ半導体集積回路装置の製造方法。 Connecting step d. 2. The single-chip semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the programmable ROM is a step of connecting the bonding ROM to a bonding pad derived from the first internal bus by a wire bonding technique. 3. Production method. 前記第1の半導体集積回路基板と前記プログラマブルROMとを、同一パッケージ内に封止する工程を更に含むことを特徴とする、請求項1に記載のシングル・チップ半導体集積回路装置の製造方法。   2. The method of manufacturing a single-chip semiconductor integrated circuit device according to claim 1, further comprising a step of sealing the first semiconductor integrated circuit substrate and the programmable ROM in the same package. 前記封止する工程は、前記プログラマブルROMを、前記第1の半導体集積回路基板上に積層した状態で、前記同一半導体パッケージ内に封止する工程であることを特徴とする、請求項3に記載のシングル・チップ半導体集積回路装置の製造方法。   The step of sealing is a step of sealing in the same semiconductor package in a state where the programmable ROM is stacked on the first semiconductor integrated circuit substrate. Manufacturing method of single chip semiconductor integrated circuit device. 前記f.の工程を経た前記第2の半導体集積回路基板を、パッケージ内に封止する工程を更に含むことを特徴とする、請求項1に記載のシングル・チップ半導体集積回路装置の製造方法。   F. 2. The method of manufacturing a single-chip semiconductor integrated circuit device according to claim 1, further comprising a step of sealing the second semiconductor integrated circuit substrate that has undergone the step (2) in a package. マイクロコントローラの製造方法であって、
a.第1のCPUと、該第1のCPUに結線された第1の内部バスと、プログラムが記憶されていない第1のマスクROMとを含む第1のマイクロコントローラ基板を準備する工程と、
b.前記第1のマイクロコントローラ基板の前記第1のCPUと同一構成の第2のCPUと、該第2のCPUに結線された第2の内部バスと、プログラムが記憶されてない第2のマスクROMとが、前記第1のマイクロコントローラ基板と同一の製造プロセスで形成される第2のマイクロコントローラ基板を準備する工程と、
c.検査が行われるプログラムが記憶され得るプログラマブルROMを準備する工程と、
d.前記プログラマブルROMを前記第1の内部バスに結線する工程と、
e.前記第1のマスクROMが前記第1の内部バスから未結線にされた状態で、前記第1のCPUと該第1のCPUに前記第1の内部バスを介して結線された前記プログラマブルROMとを使用して決定された最終的なプログラムを、前記第2のマイクロコントローラ基板に形成された前記第2のマスクROMにイオン打ち込み技術を用いて記憶させる工程と、
f.前記第2のマスクROMと前記第2の内部バスとを結線する工程と、
を含むことを特徴とするマイクロコントローラの製造方法。
A method of manufacturing a microcontroller,
a. Preparing a first microcontroller board including a first CPU, a first internal bus connected to the first CPU, and a first mask ROM in which no program is stored;
b. Wherein a first of said first microcontroller board CPU and the second CPU of the same configuration, and a second internal bus which is connected to the second CPU, a second mask that program is not stored ROM and is a step of preparing a second micro-controller board, which is formed by the first microcontroller board and same manufacturing process,
c. Providing a programmable ROM capable of storing a program to be inspected;
d. Connecting the programmable ROM to the first internal bus;
e. With the first mask ROM being unconnected from the first internal bus, the first CPU and the programmable ROM connected to the first CPU via the first internal bus And storing the final program determined by using the ion implantation technique in the second mask ROM formed on the second microcontroller substrate;
f. Connecting the second mask ROM and the second internal bus;
A method for manufacturing a microcontroller, comprising:
前記結線する工程d.は、前記プログラマブルROMを、前記第1の内部バスから導出されたボンディングパッドに、ワイヤボンディング技術により結線する工程であることを特徴とする、請求項6に記載のマイクロコントローラの製造方法。 Connecting step d. The method for manufacturing a microcontroller according to claim 6, wherein the programmable ROM is connected to a bonding pad derived from the first internal bus by a wire bonding technique. 前記第1のマイクロコントローラ基板と前記プログラマブルROMとを、同一パッケージ内に封止する工程を更に含むことを特徴とする、請求項6に記載のマイクロコントローラの製造方法。   The method for manufacturing a microcontroller according to claim 6, further comprising a step of sealing the first microcontroller board and the programmable ROM in the same package. 前記封止する工程は、前記プログラマブルROMを、前記第1のマイクロコントローラ基板上に積層した状態で、前記同一半導体パッケージ内に封止する工程であることを特徴とする、請求項8に記載のマイクロコントローラの製造方法。   9. The sealing step according to claim 8, wherein the step of sealing is a step of sealing the programmable ROM in the same semiconductor package in a state where the programmable ROM is stacked on the first microcontroller board. Microcontroller manufacturing method. 前記f.の工程を経た前記第2のマイクロコントローラ基板を、パッケージ内に封止する工程を更に含むことを特徴とする、請求項6に記載のマイクロコントローラの製造方法。   F. The method for manufacturing a microcontroller according to claim 6, further comprising a step of sealing the second microcontroller board that has undergone the step of (2) in a package. シングル・チップ半導体集積回路装置のプログラムデバッグ方法であって、
a.CPUと、該CPUに結線された内部バスと、プログラムが記憶されていないマスクROMとを含む半導体集積回路基板と、該半導体集積回路基板から独立したプログラマブルROMとからなり、該プログラマブルROMを前記内部バスに結線したシングル・チップ半導体集積回路装置を準備する工程と、
b.前記シングル・チップ半導体集積回路装置を動作させるための仮のプログラムを、前記プログラマブルROMに電気的に書き込む工程と、
c.前記マスクROMが前記内部バスから未結線にされた状態で、前記仮のプログラムを用いて前記CPUと前記プログラマブルROMとを動作させることにより、前記仮のプログラムの検査を実施し、前記仮のプログラムに修正が必要な場合は前記仮のプログラムを修正して、最終的なプログラムを決定する工程と、
を含むことを特徴とするシングル・チップ半導体集積回路装置のプログラムデバッグ方法。
A method for debugging a single-chip semiconductor integrated circuit device, comprising:
a. A semiconductor integrated circuit board including a CPU, an internal bus connected to the CPU, a mask ROM in which no program is stored, and a programmable ROM independent of the semiconductor integrated circuit board. Preparing a single-chip semiconductor integrated circuit device connected to the bus; and
b. Electrically writing a temporary program for operating the single-chip semiconductor integrated circuit device to the programmable ROM;
c. The temporary program is inspected by operating the CPU and the programmable ROM using the temporary program in a state where the mask ROM is not connected to the internal bus. If correction is necessary, the step of correcting the temporary program and determining the final program,
A program debugging method for a single-chip semiconductor integrated circuit device, comprising:
半導体集積回路装置の製造方法であって、
a.CPUを含む集積回路と、該集積回路に結線された内部バスと、プログラムが記憶されていないマスクROMとを含む半導体集積回路基板を準備する工程と、
b.検査が行われるプログラムが記憶され得るプログラマブルROMを準備する工程と、
c.前記プログラマブルROMを前記内部バスに結線し、前記プログラマブルROMを前記集積回路に結線する工程と、
を含み、
前記マスクROMが前記内部バスから未結線にされた状態で、前記集積回路と前記プログラマブルROMとを動作させて最終的なプログラムを決定し得る、前記半導体集積回路基板と前記プログラマブルROMとからなる構成体を得ることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising:
a. Preparing a semiconductor integrated circuit substrate including an integrated circuit including a CPU, an internal bus connected to the integrated circuit, and a mask ROM in which a program is not stored;
b. Providing a programmable ROM capable of storing a program to be inspected;
c. A step to connecting the programmable ROM to said internal bus, for connecting the programmable ROM on the integrated circuit,
Including
A configuration comprising the semiconductor integrated circuit substrate and the programmable ROM that can determine a final program by operating the integrated circuit and the programmable ROM in a state where the mask ROM is not connected to the internal bus. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising: obtaining a body.
前記プログラマブルROMを前記内部バスに結線する工程c.は、前記プログラマブルROMを、前記内部バスから導出されたボンディングパッドに、ワイヤボンディング技術により結線する工程である、請求項12に記載の半導体集積回路装置の製造方法。 Connecting the programmable ROM to the internal bus c. 13. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 12, wherein the programmable ROM is a step of connecting the bonding ROM to a bonding pad derived from the internal bus by a wire bonding technique. 前記半導体集積回路基板と前記プログラマブルROMとを、同一パッケージ内に封止する工程を更に含むことを特徴とする、請求項12に記載の半導体集積回路装置の製造方法。   13. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 12, further comprising a step of sealing the semiconductor integrated circuit substrate and the programmable ROM in the same package. 前記封止する工程は、前記プログラマブルROMを、前記半導体集積回路基板上に積層した状態で、前記同一パッケージ内に封止する工程であることを特徴とする、請求項14に記載の半導体集積回路装置の製造方法。   The semiconductor integrated circuit according to claim 14, wherein the sealing step is a step of sealing the programmable ROM in the same package in a state where the programmable ROM is stacked on the semiconductor integrated circuit substrate. Device manufacturing method.
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