JP5759750B2 - Semiconductor device and semiconductor integrated circuit design method - Google Patents
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Description
本発明は、半導体集積回路を備えた半導体装置および半導体集積回路の設計方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device including a semiconductor integrated circuit and a method for designing a semiconductor integrated circuit.
半導体装置の中には、例えばASICダイの上にKGD(Known Good Die)と呼ばれるメモリダイが搭載され、それら複数のダイが1つのパッケージ内に収容された半導体装置が存在する。 Among semiconductor devices, for example, there is a semiconductor device in which a memory die called KGD (Known Good Die) is mounted on an ASIC die, and these dies are accommodated in one package.
このタイプの半導体装置の場合、メモリダイのボンディングパッドには、ASICダイとの間の信号伝達のための接続に加えて、電源供給のための接続を行なう必要がある。 In the case of this type of semiconductor device, it is necessary to make a connection for power supply to the bonding pad of the memory die in addition to the connection for signal transmission with the ASIC die.
しかし、メモリダイのボンディングパッドとパッケージ(パッケージのフィンガーもしくはボンディングパッド)とを直接に接続するとボンディングワイヤの高さが高くなり、パッケージの高さ寸法の増大を招くおそれがある。このためメモリダイとパッケージとの直接の接続は行なわずにASICチップのパッドを介して接続される。また、メモリダイのボンディングパッドの位置が変化した場合に、隣接するボンディングワイヤどうしの接触のおそれが高まる。 However, if the bonding pad of the memory die and the package (package finger or bonding pad) are directly connected, the height of the bonding wire is increased, which may increase the height of the package. For this reason, the memory die and the package are not directly connected but connected via the pads of the ASIC chip. Further, when the position of the bonding pad of the memory die changes, the risk of contact between adjacent bonding wires increases.
ここで、ダイのボンディングパッドは特許文献1にも示されているように、千鳥状の配置、すなわち、ダイの1辺からの距離を交互もしくは循環的に異ならせた複数の位置にボンディングパッドを配置し、これによりダイの1辺に沿った方向のIOセルの寸法を狭めてダイの1辺の単位長さあたりのボンディングパッドの数を増やし、必要な複数のボンディングパッドの配置に必要なダイの寸法を小さくすることが行なわれている。 Here, as shown in Patent Document 1, die bonding pads are arranged in a staggered manner, that is, bonding pads at a plurality of positions where the distances from one side of the die are alternately or cyclically different. The die required for the arrangement of a plurality of necessary bonding pads is arranged, thereby increasing the number of bonding pads per unit length of one side of the die by narrowing the dimension of the IO cell in the direction along one side of the die. Reducing the dimensions of these has been done.
ボンディングパッドを千鳥に配置する技術を、上記の複数のダイが1つのパッケージ内に収容される半導体装置を構成するASICダイに適用したとき、メモリダイとパッケージとの間をASICダイを介して接続しようとすると、ASICダイの複数のIOセルのボンディングパッドを使用する必要があり、このため必要なIOセル数が増大し、ダイサイズが大きくなるという問題がある。 When the technique of arranging bonding pads in a staggered manner is applied to an ASIC die that constitutes a semiconductor device in which a plurality of dies are accommodated in one package, the memory die and the package are connected via the ASIC die. Then, it is necessary to use the bonding pads of a plurality of IO cells of the ASIC die, which increases the number of necessary IO cells and increases the die size.
特許文献2には、第1の半導体集積回路チップ上にそれより寸法の小さい第2の半導体集積回路チップを搭載した半導体集積回路装置が開示されている。ここには、第1の半導体集積回路チップ上に、パッケージのリードフレームと第2の半導体集積回路チップとの間の配線を仲介するための導電ワイヤを形成し、その導電ワイヤの一端および他端をそれぞれパッケージおよび第2の半導体集積回路チップとの接続用のパッドとして利用する構成が提案されている。 Patent Document 2 discloses a semiconductor integrated circuit device in which a second semiconductor integrated circuit chip having a smaller size is mounted on a first semiconductor integrated circuit chip. Here, a conductive wire is formed on the first semiconductor integrated circuit chip to mediate wiring between the lead frame of the package and the second semiconductor integrated circuit chip, and one end and the other end of the conductive wire are formed. Has been proposed in which each is used as a pad for connection to the package and the second semiconductor integrated circuit chip.
しかしながら、この特許文献2の提案を、IOセル用のボンディングパッドを千鳥状に配置したチップに適用しようとすると、パッケージと導電ワイヤの一端との間の距離が大きくなってしまい、ボンディングワイヤの高さ寸法が増大するおそれがあるという問題に立ち返ることになる。 However, if the proposal of Patent Document 2 is applied to a chip in which bonding pads for IO cells are arranged in a staggered pattern, the distance between the package and one end of the conductive wire becomes large, and the bonding wire has a high height. This will return to the problem that the size may increase.
本発明は、上記事情に鑑み、IO領域を有効に利用しつつパッケージの高さ寸法の増大を有効に抑えた接続が可能な半導体装置および半導体集積回路の設計方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a semiconductor device and a method for designing a semiconductor integrated circuit that can be connected while effectively using an IO region and effectively suppressing an increase in the height of a package. .
上記目的を達成する本発明の半導体装置は、第1の半導体基板の表面の第1の辺に沿って、第1のIOセルと、少なくとも1種類の第2のIOセルとを、それぞれ複数、互いに異なる種類のIOセルが隣り合うように配置した第1のIO領域を有する第1の半導体集積回路を備えた半導体装置であって、
第1のIO領域に配置された第1のIOセルのそれぞれは、上記第1の辺から所定の距離の位置に配置された第1のボンディングパッドを有し、
第1のIO領域に配置された第2のIOセルのそれぞれは、第1のIOセルの第1のボンディングパッドより上記第1の辺から遠い位置に、第1のIOセルの第1のボンディングパッドからその第1の辺に垂直な方向に離れて配置された第3のボンディングパッドを有し、かつ、
第1のIOセルの少なくとも1つは、上記第1の辺から所定の距離の位置に配置された第1のボンディングパッドに加えて、隣り合って配置された第2のIOセルの第3のボンディングパッドより上記第1の辺から遠い位置に、隣り合って配置された第2のIOセルの第3のボンディングパッドからその第1の辺に垂直な方向に離れて配置され、第1のボンディングパッドに配線で接続された第2のボンディングパッドを有する第3のIOセルに置きかえられており、
前記第2のボンディングパッドは、IOセルを経由して、該第1のボンディングパッドに接続されるとともに、第1の半導体集積回路の一部の回路に電源を供給するように接続された配線にも接続されていることを特徴とする。
The semiconductor device of the present invention that achieves the above object includes a plurality of first IO cells and at least one type of second IO cells, respectively, along the first side of the surface of the first semiconductor substrate. A semiconductor device including a first semiconductor integrated circuit having a first IO region in which different types of IO cells are arranged adjacent to each other,
Each of the first IO cells arranged in the first IO region has a first bonding pad arranged at a predetermined distance from the first side,
Each of the second IO cells arranged in the first IO region has a first bonding of the first IO cell at a position farther from the first side than the first bonding pad of the first IO cell . Having a third bonding pad disposed away from the pad in a direction perpendicular to its first side; and
At least one of the first IO cells includes a third bonding pad disposed adjacent to the third bonding pad in addition to the first bonding pad disposed at a predetermined distance from the first side . The first bonding is arranged at a position farther from the first side than the bonding pad and away from the third bonding pad of the second IO cell arranged adjacent to the bonding pad in a direction perpendicular to the first side. Replaced by a third IO cell having a second bonding pad connected to the pad by wiring ;
The second bonding pad is connected to the first bonding pad via an IO cell and is connected to a wiring connected to supply power to a part of the first semiconductor integrated circuit. Are also connected .
ここで、本発明におけるIOセルは、信号の入力や出力を担うセルのみでなく、電源の入力や仲介を担うセルも含む概念である。 Here, the IO cell in the present invention is a concept including not only a cell responsible for signal input and output but also a cell responsible for power input and mediation.
また、本発明の半導体装置は、上記第1の半導体集積回路に加えて、第2の半導体基板の表面に第4のIOセルを、複数、配置した第2のIO領域を有し、第1の半導体基板の表面上に第1のIO領域を露出するように積層した第2の半導体集積回路を備え、
上記第4のIOセルが、第3のIOセルの第2のボンディングパッドと電源用ボンディングワイヤによって接続された電源用ボンディングパッドを有する電源用IOセルを含み、第2の半導体集積回路が、第3のIOセルの第1のボンディングパッド、第1の半導体集積回路の一部の回路に電源を供給するように接続された配線、および第2のボンディングパッドと、電源用ボンディングワイヤと、上記電源用ボンディングパッドとを介して供給された電源によって動作するものであってもよい。
In addition to the first semiconductor integrated circuit, the semiconductor device of the present invention has a second IO region in which a plurality of fourth IO cells are arranged on the surface of the second semiconductor substrate. A second semiconductor integrated circuit laminated on the surface of the semiconductor substrate so as to expose the first IO region;
The fourth IO cell includes a power supply IO cell having a power supply bonding pad connected to the second bonding pad of the third IO cell by a power supply bonding wire, and the second semiconductor integrated circuit includes A first bonding pad of the three IO cells, a wiring connected to supply power to a part of the first semiconductor integrated circuit, a second bonding pad, a power bonding wire, and the power supply It may be operated by a power source supplied through the bonding pad for use.
この場合に、上記第4のIOセルが、第3のIOセルに隣り合って配置された第2のIOセルの第3のボンディングパッドと信号用ボンディングワイヤで接続された信号用ボンディングパッドを有する信号用IOセルを含み、その信号用ボンディングワイヤを介した第1の半導体集積回路と第2の半導体集積回路との間の信号の送信もしくは受信の少なくとも一方が行われることによって動作するものであってもよい。 In this case, the fourth IO cell has a signal bonding pad connected to the third bonding pad of the second IO cell arranged adjacent to the third IO cell by a signal bonding wire. It includes a signal IO cell and operates when at least one of signal transmission and reception between the first semiconductor integrated circuit and the second semiconductor integrated circuit is performed via the signal bonding wire. May be.
さらに、本発明の半導体装置において、第1のIO領域に配置された第3のIOセルの第2のボンディングパッドと、第3のIOセルと隣り合って配置された第2のIOセルの第3のボンディングパッドとが、上記第1の辺に平行な方向に重なりを有して配置されていることが好ましい。 Further, in the semiconductor device of the present invention, the second bonding pad of the third IO cell arranged in the first IO region and the second IO cell arranged adjacent to the third IO cell . 3 bonding pads are preferably arranged so as to overlap in a direction parallel to the first side.
また、本発明の半導体集積回路の設計方法は、セルライブラリを備えたCADシステムを利用して半導体集積回路のレイアウトを設計する方法であって、
長方形の配置領域の第1の短辺から第1の距離の位置に配置された第1のボンディングパッドを有する第1のIOセルと、
第1のIOセルの配置領域と同一の寸法を有する配置領域の第1の短辺から上記第1の距離より大きな第2の距離の位置に、第1のIOセルと第1の短辺をそろえて配置したときに、第1のIOセルの第1のボンディングパッドとその第1の短辺に垂直な方向に離れて配置された第3のボンディングパッドを有する少なくとも1種類の第2のIOセルと、
短辺の長さが第1および第2のIOセルの配置領域の短辺の長さと同一の長方形の配置領域の、第1の短辺から上記第1の距離の位置に配置された第1のボンディングパッドを有するとともに、その第1の短辺から上記少なくとも1種類の第2のIOセルのうちの上記第2の距離が最短の第2のIOセルにおける上記第2の距離より大きな第3の距離の位置に、第2の距離が最短の第2のIOセルと第1の短辺をそろえて配置したときに、第2のIOセルの第3のボンディングパッドとその第1の短辺に垂直な方向に離れて配置された第2のボンディングパッドと、第1のボンディングパッドと第2のボンディングパッドとをIOセルを経由して、第1の半導体集積回路の一部の回路に電源を供給するように接続する配線とを有する第3のIOセルとをセルライブラリに登録し、
それぞれ複数の第1および第2のIOセルと、少なくとも1つの第3のIOセルとを、それぞれの配置領域の第1の短辺が半導体集積回路のダイの1つの辺に平行な直線に接し、それぞれの配置領域の長辺が隣り合うIOセルの配置領域の長辺と接し、かつ、そのダイの1つの辺に平行な方向に互いに異なる種類のIOセルが隣り合うとともに、少なくとも1つの第3のIOセルには上記第3の距離よりも短かい上記第2の距離に第3のボンディングパッドを有する第2のIOセルが隣り合うように配置することにより、IO領域を形成することを特徴とする。
The semiconductor integrated circuit design method of the present invention is a method for designing a layout of a semiconductor integrated circuit using a CAD system including a cell library,
A first IO cells from a rectangular first short side of the arrangement region of a first bonding pads disposed on a position of the first distance,
The first IO cell and the first short side are positioned at a second distance greater than the first distance from the first short side of the arrangement region having the same dimensions as the first IO cell arrangement region. when placed aligned, at least one second IO having a third bonding pads spaced apart in a direction perpendicular to the first bonding pad and a first short side of the first IO cell Cell,
The first arranged in the position of the first distance from the first short side of the rectangular arrangement region whose short side length is the same as the short side length of the arrangement region of the first and second IO cells. A third of the at least one type of second IO cells from the first short side of which is larger than the second distance of the shortest second IO cell. The third bonding pad of the second IO cell and the first short side thereof when the second IO cell with the shortest second distance is aligned with the first short side at the position of the distance The second bonding pad, the first bonding pad, and the second bonding pad that are arranged apart from each other in a direction perpendicular to the first power supply are supplied to a part of the first semiconductor integrated circuit via the IO cell. third I and a wiring connected to supply And registers the cell in the cell library,
Each of the plurality of first and second IO cells and at least one third IO cell are in contact with a straight line in which the first short side of each arrangement region is parallel to one side of the die of the semiconductor integrated circuit. The long side of each placement region is in contact with the long side of the placement region of adjacent IO cells, and different types of IO cells are adjacent to each other in a direction parallel to one side of the die, and at least one first 3 IO cells are formed so that the second IO cells having the third bonding pads are adjacent to each other at the second distance shorter than the third distance, thereby forming an IO region. Features.
本発明の半導体装置および半導体集積回路の設計方法によれば、IO領域を有効に利用しつつパッケージの高さ寸法の増大が有効に抑えられる。 According to the semiconductor device and semiconductor integrated circuit design method of the present invention, an increase in the height dimension of the package can be effectively suppressed while effectively using the IO region.
以下、先ず比較例について説明し、次いで本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, a comparative example will be described first, and then an embodiment of the present invention will be described.
図1は、比較例としての半導体装置の模式図である。 FIG. 1 is a schematic diagram of a semiconductor device as a comparative example.
この半導体装置10は、ASICダイ20とメモリダイ30を有する。また、ここには、パッケージ側のフィンガ40が1本だけ示されている。ここに示されているフィンガ40は、メモリダイ30に電源を供給する電源供給用のフィンガである。
The
ASICダイ20には、その1辺201に沿って第1のIOセル211と第2のIOセル212がそれぞれ複数、交互に配置されたIO領域21を有する。第1のIOセル211のそれぞれは、ASICダイ20の1辺201から所定の距離の位置に配置されたボンディングパッド221を有し、第2のIOセル212のそれぞれは、第1のIOセル211のボンディングパッドよりASICダイ20の1辺201から遠い位置に、ボンディングパッド222を有する。この第2のIOセル212のボンディングパッド222は、第1のIOセル211のボンディングパッド221から、ASICダイ20の1辺201に垂直な方向に離れて配置されている。
The ASIC die 20 has an
これら第1のIOセル211のボンディングパッド221と第2のIOセル212のボンディングパッド222は、ASICダイ20の1辺201に平行な方向(IOセルの配列方向)には重なりを有して配列されている。
The
ここで、この図1には、3つの第1のIOセル211とそれら3つの第1のIOセル211に対応した3つのボンディングパッド221が示されている。また第2のIOセル212に関しても、この図1には、3つの第2のIOセル212とそれら3つの第2のIOセルに対応した3つのボンディングパッド222が示されている。これらのボンディングパッド221,222のうち、3つの第1のIOセル211の3つのボンディングパッド221のうちの中央のボンディングパッド221aと、3つの第2のIOセル212の3つのボンディングパッド222のうちの中央のボンディングパッド222aは、メモリダイ30への電源供給用として用いられている。このため、それら2つのボンディングパッド221a,222aは、ブリッジ用のメタル223で互いに接続されている。この図1に示すASICダイ上のIOセル211,212のうち、ボンディングパット221aを有するIOセル211とボンディングパッド222aを有するIOセル212を除く各IOセル211,212は、信号の入力用、及び/又は、出力用のIOセルである。
Here, FIG. 1 shows three
また、このIO領域21には、ASICダイ20の1辺201から見て第2のIOセル212のボンディングパッド222よりもさらに離れた位置に、ASICダイ20を一周する電源リング23が形成されている。
Further, in this
メモリダイ30は、ASICダイ20上の、ASICダイ20のIO領域21よりも内側の位置に搭載されている。
The memory die 30 is mounted on the ASIC die 20 at a position inside the
このメモリダイ30もその1辺301に沿った複数のIOセル311が配置されたIO領域31が形成されており、各IOセル311には、ボンディングパッド321が形成されている。ここに示す例では、メモリダイ30の各IO領域311に備えられたボンディングパッド321は、千鳥配置ではなく、1辺301に沿って一列に配置されている。ここで、この図1にはメモリダイ30のIOセル311として代表的に3つのIOセル311が示されているが、それら3つのIOセル311のうちの中央のIOセルは電源の供給を受けてメモリダイ30の内部に伝える電源用IOセル311aである。また、その電源用IOセル311aの両側のIOセル311は、信号の入力、及び/又は、出力を担うIOセルである。
This memory die 30 also has an
この図1に1つだけ示すパッケージ側のフィンガ40は、メモリダイ30への電源供給用として使われている。したがって、このフィンガ40とボンディングパッド221aとの間がボンディングワイヤ51で接続され、さらに、ブリッジ用のメタル223でこのボンディングパッド221aと接続されているボンディングパッド222aとメモリダイ30上の電源供給用のIOセル311aのボンディングパッド321がボンディングワイヤ52で接続されている。メモリダイ30上の、電源供給用のIOセル311aの両側のIOセル311のボンディングパッド321は、ボンディングワイヤ53でASICダイ20のボンディングパッド222と接続され、ASICダイ20上の半導体集積回路とメモリダイ30上の半導体集積回路との間での信号の入出力用として利用される。
Only one package-
この図1に示す比較例の場合、メモリダイ30に電源を一本供給するためにASICダイ20の第1のIOセル211を1つと第2のIOセル212を1つ、合計2つのIOセルを使う必要がある。このため必要なIOセルの数が増大し、ダイサイズが大きくなるおそれがある。
In the case of the comparative example shown in FIG. 1, in order to supply one power source to the memory die 30, one
以上の比較例の説明を踏まえ、次に本発明の実施形態を説明する。 Based on the above description of the comparative example, an embodiment of the present invention will be described next.
図2は、本発明の一実施形態の半導体装置の構成図である。ここでは、図1に示す比較例の半導体装置の構成要素と共通する構成要素には、形状等の多少の相違があっても図1に付した符号と同一の符号を付して示し、相違点を中心に説明する。 FIG. 2 is a configuration diagram of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. Here, components that are common to the components of the semiconductor device of the comparative example shown in FIG. 1 are given the same reference numerals as those shown in FIG. The explanation will focus on the points.
図2に示す半導体装置10’は、図1に示すASICダイ20に代わり、この図2に示すASICダイ20’を備えている。このASICダイ20’の、図1に示すASICダイ20との相違点は、図1に示すASICダイ20における第1のIOセル211のうちの1つが電源供給用の第3のIOセル213に変更されている点である。
A semiconductor device 10 'shown in FIG. 2 includes an ASIC die 20' shown in FIG. 2 instead of the ASIC die 20 shown in FIG. The difference between the ASIC die 20 ′ and the ASIC die 20 shown in FIG. 1 is that one of the
この第3のIOセル213は、ASICダイ20’の1辺201から第1のIOセル211のボンディングパッド221と同じ距離に配置された第1のボンディングパッド224aに加えて、隣り合って配置された第2のIOセル212のボンディングパッド222よりもASIC20’の1辺201から遠い位置に、隣り合って配置された第2のIOセル212のボンディングパッド222から1辺201に垂直な方向に離れて配置された第2のボンディングパッド224bを有する。すなわち、第3のIOセル213の第2のボンディングパッド224bと、隣り合って配置された第2のIOセル212のボンディングパッド222とは、千鳥状に配置される。
The
第3のIOセル213の第1および第2のボンディングパッド224a,224bは、配線で互いに接続されている。
The first and
図3は、第3のIOセルの模式断面図である。 FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a third IO cell.
この第3のIOセル213の上面には、第1および第2のボンディングパッド224a,224bが配置されており、その内部には、2つの配線層M2,M3の配線が延びている。本実施形態では、第1および第2のボンディングパッド224a,224bは、配線層M2の配線261で互いに接続されている。
First and
また、本実施形態では、配線層M2の配線261は、配線層M3の配線251のうちの、ASICダイ20’に形成された半導体集積回路への電源供給ラインとして使われている配線251aにも、ビア271を介して接続されている。すなわち、本実施形態では、ASICダイ20’に形成された半導体集積回路も、メモリダイ30上の半導体集積回路も、同じフィンガ40からの電源で動作している。
Further, in the present embodiment, the
図2,図3に示す実施形態の半導体装置10’によれば、メモリダイ30に電源を供給するにあたりASICダイ20’上の1つのIOセル213を使えばよく、必要なIOセル数を減らし、ダイサイズの縮小化につなげることができる。また、前述のように、第3のIOセル213の第2のボンディングパッド224bと、隣り合って配置された第2のIOセル212のボンディングパッド222とが千鳥状に配置される。このため、ダイの1辺の単位長さ当たりのボンディングパッドの数を増やした場合にも、第3のIOセル213と隣り合って配置された第2のIOセル212のボンディングパッド222と、メモリダイ30上の電源供給用のIOセル311aの両側のIOセル311のボンディングパッド321とを接続する信号入出力用のボンディングワイヤ53が、電源供給用のボンディングワイヤ51と接触するおそれが高くなることは無い。
According to the
次に、本発明の半導体集積回路の設計方法の実施形態を説明する。 Next, an embodiment of a semiconductor integrated circuit design method of the present invention will be described.
図4は、本発明の半導体集積回路の設計方法の一実施形態を実施するためのCADシステムの概要を示すブロック図である。 FIG. 4 is a block diagram showing an outline of a CAD system for carrying out one embodiment of a method for designing a semiconductor integrated circuit of the present invention.
このCADシステム60は、演算部61、記憶部62、操作部63、表示部64、および入出力部65を有する。
The
操作部63は、オペレータからの操作を受け付けるキーボードやマウス等からなる。演算部61では、操作部63からのオペレータ操作に応じてCADプログラムが実行される。記憶部62には、演算部61で実行されるCADプログラムが記憶されている。またこの記憶部62には、電子データ上での、各種の電子回路や、複数の電子回路の組合せからなるセル等も記憶されている。表示部64は、演算部61の指示に応じた画像の表示を担っている。この表示部64には、例えば設計途中の回路や設計後の回路等が表示される。入出力部65は、例えばLAN経由の通信を担う通信回路や、CD/DVD等の可搬型記憶媒体をアクセスするディスクドライブ等からなり、プログラムや各種のデータの入力や、設計後の回路の出力等を担っている。
The
CADシステム自体については従来より広く使われており、ここでの更なる説明は省略する。 The CAD system itself has been widely used conventionally, and further description thereof is omitted here.
図5は、本発明の一実施形態としての、半導体集積回路の設計方法を示すフローチャートである。この設計方法は、オペレータによる操作を受けた、図4のCADシステム60により実行される。
FIG. 5 is a flowchart showing a method for designing a semiconductor integrated circuit according to an embodiment of the present invention. This design method is executed by the
この図5に示すフローチャートは、セルライブラリに登録するステップ(S01)と、IO領域形成のステップ(S02)を有する。尚、実際の設計にあたっては、IO領域の設計にとどまらず、半導体集積回路全体にわたる設計を行なう必要があるが、本実施形態での関心はASICダイのIO領域の設計のみであるため、ここではそのIO領域の設計に限って説明する。 The flowchart shown in FIG. 5 has a step (S01) of registering in the cell library and a step (S02) of forming an IO region. In actual design, it is necessary to design not only the IO area but also the entire semiconductor integrated circuit. However, since the interest in this embodiment is only the design of the IO area of the ASIC die, Only the design of the IO area will be described.
セルライブラリに登録するステップ(S01)では、第1のIOセル、第2のIOセル、および第3のIOセルが記憶部62内に構成されたセルライブラリに登録される。
In the step of registering in the cell library (S01), the first IO cell, the second IO cell, and the third IO cell are registered in the cell library configured in the
ここで、第1のIOセルは、図2に示す第1のIOセル211に対応する電子データである。すなわち、この第1のIOセルは、長方形の配置領域の第1の短辺から第1の距離の位置に配置されたボンディングパッド221を有するIOセルである。
Here, the first IO cell is electronic data corresponding to the
また、第2のIOセルは、図2に示す第2のIOセル212に対応する電子データである。この第2のIOセル212は、第1のIOセル211の配置領域と同一の寸法を有する配置領域の第1の短辺から上記第1の距離より大きな第2の距離の位置に、第1のIOセル211と第1の短辺をそろえて配置したときに、第1のIOセル211のボンディングパッド221と第1の短辺に垂直な方向に離れて配置されたボンディングパッド222を有するIOセルである。
The second IO cell is electronic data corresponding to the
さらに、第3のIOセルは、図2に示す第3のIOセル213に対応する電子データである。この第3のIOセル213は、短辺の長さが第1および第2のIOセル211,212の配置領域の短辺の長さと同一の長方形の配置領域の、第1の短辺から上記第1の距離の位置に配置された第1のボンディングパッド224aを有するとともに、その第1の短辺から上記第2の距離より大きな第3の距離の位置に、第2のIOセル212と第1の短辺をそろえて配置したときに、第2のIOセル212のボンディングパッド222と上記第1の短辺に垂直な方向に離れて配置された第2のボンディングパッド224bと、第1のボンディングパッド224aと第2のボンディングパッド224bとを接続する配線261(図3参照)とを有するIOセルである。
Further, the third IO cell is electronic data corresponding to the
図5のステップS01では、これら第1のIOセル、第2のIOセル、および第3のIOセルが記憶部62内のセルライブラリに登録される。
In step S01 of FIG. 5, the first IO cell, the second IO cell, and the third IO cell are registered in the cell library in the
これらのIOセルは、図5に示すCADシステム自体でオペレータの操作等により設計したものであってもよく、あるいは他の装置等で設計されたものを入出力部65を介して受け取ったものであってもよい。
These IO cells may be those designed by the operator's operation or the like in the CAD system itself shown in FIG. 5, or those designed by other devices etc. are received via the input /
図5のフローチャートのIO領域形成ステップ(S02)では、セルライブラリに登録されている第1、第2および第3のIOセルを使って以下のようにIO領域を形成する。
In the IO area forming step (S02) of the flowchart of FIG. 5 , an IO area is formed as follows using the first, second, and third IO cells registered in the cell library.
すなわち、このステップS02では、それぞれ複数の第1および第2のIOセルと、少なくとも1つの第3のIOセルとを、それぞれの配置領域の第1の短辺が半導体集積回路のダイ(ここでは図2に示すASICダイ20’)の1つの辺201に平行な直線に接し、それぞれの配置領域の長辺が隣り合うIOセルの配置領域の長辺と接し、かつ、そのダイの1つの辺に平行な方向に互いに異なる種類のIOセルが隣り合うとともに、上記少なくとも1つの第3のIOセルには第2のIOセルが隣り合うように配置することにより、IO領域を形成する。
That is, in this step S02, a plurality of first and second IO cells and at least one third IO cell are respectively connected to a semiconductor integrated circuit die (here, the first short side of each arrangement region). 2 is in contact with a straight line parallel to one
このようにしてIO領域を形成することにより、図2に示すASICダイ20’上のIO領域21が電子データ上で形成される。
By forming the IO region in this way, the
尚、上記実施形態では、図2に示すように、第2のIOセル212は、そのボンディングパッド222の、ASICダイ20’の1辺201からの距離が揃った一種類のIOセルであるが、ボンディングパッドの、1辺201からの距離が互いに異なる複数種類の第2のIOセルが存在していてもよい。すなわち、図2の配置では、第3のIOセル213を除き、第1のIOセル211と第2のIOセル212が交互に配置され、ボンディングパッド221,222が2列に並んだ配置となっているが、複数種類の第2のIOセルを備えたときは、第1のIOセル、第2のIOセルのうちの一種類、第2のIOセルのもう一種類などが循環的に配置され、それらのIOセルのうちの第1のIOセルの1つが第3のIOセルに置き換えられた構造としてもよい。その場合、第3のIOセルの第2のボンディングパッドは、複数種類の第2のIOセルの少なくとも1つの、第3のIOセルに隣り合って配置される種類の第2のIOセルの、具体的には、例えば、複数種類の第2のIOセルのうちの、ASICダイ20’の1辺201から最も近い位置にボンディングパッドを有する第2のIOセルのボンディングパッドよりも、1辺201からさらに離れた位置に配置される。
In the above embodiment, as shown in FIG. 2, the
10,10’ 半導体装置
20,20’ ASICダイ
21,31 IO領域
23 電源リング
30 メモリダイ
40 フィンガ
51,52,53 ボンディングワイヤ
60 CADシステム
201,301 辺
211,212,213,311 IOセル
221,221a,222,222a,224a,224b,321 ボンディングパッド
223 メタル
251,251a,261 配線
271 ビア
311a 電源用IOセル
M2,M3 配線層
10, 10 '
Claims (5)
前記第1のIO領域に配置された第1のIOセルのそれぞれは、前記第1の辺から所定の距離の位置に配置された第1のボンディングパッドを有し、
前記第1のIO領域に配置された第2のIOセルのそれぞれは、前記第1のIOセルの第1のボンディングパッドより前記第1の辺から遠い位置に、該第1のIOセルの第1のボンディングパッドから該第1の辺に垂直な方向に離れて配置された第3のボンディングパッドを有し、かつ、
前記第1のIOセルの少なくとも1つは、前記第1の辺から所定の距離の位置に配置された第1のボンディングパッドに加えて、隣り合って配置された第2のIOセルの第3のボンディングパッドより前記第1の辺から遠い位置に、該隣り合って配置された第2のIOセルの第3のボンディングパッドから該第1の辺に垂直な方向に離れて配置され、該第1のボンディングパッドに配線で接続された第2のボンディングパッドを有する第3のIOセルに置きかえられており、
前記第2のボンディングパッドは、IOセルを経由して、該第1のボンディングパッドに接続されるとともに、第1の半導体集積回路の一部の回路に電源を供給するように接続された配線にも接続されていることを特徴とする半導体装置。 A plurality of first IO cells and at least one type of second IO cells are arranged along the first side of the surface of the first semiconductor substrate so that different types of IO cells are adjacent to each other. A semiconductor device comprising a first semiconductor integrated circuit having a first IO region,
Each of the first IO cells disposed in the first IO region has a first bonding pad disposed at a predetermined distance from the first side,
Each of the second IO cells arranged in the first IO region is located at a position farther from the first side than the first bonding pad of the first IO cell . a third bonding pads spaced apart in a direction perpendicular from the first bonding pad to the first side, and,
At least one of the first IO cells includes a third bonding pad disposed adjacent to the third bonding pad in addition to the first bonding pad disposed at a predetermined distance from the first side . The second bonding pad of the second IO cell arranged adjacent to the first bonding pad is located farther from the first side than the first bonding pad and away from the third bonding pad in a direction perpendicular to the first side. A third IO cell having a second bonding pad connected to one bonding pad by wiring ;
The second bonding pad is connected to the first bonding pad via an IO cell and is connected to a wiring connected to supply power to a part of the first semiconductor integrated circuit. Is also connected to the semiconductor device.
前記第4のIOセルが、前記第3のIOセルの第2のボンディングパッドと電源用ボンディングワイヤによって接続された電源用ボンディングパッドを有する電源用IOセルを含み、前記第2の半導体集積回路が、前記第3のIOセルの第1のボンディングパッド、第1の半導体集積回路の一部の回路に電源を供給するように接続された配線、および第2のボンディングパッドと、前記電源用ボンディングワイヤと、前記電源用ボンディングパッドとを介して供給された電源によって動作することを特徴とする請求項1記載の半導体装置。 In addition to the first semiconductor integrated circuit, the second semiconductor substrate has a second IO region in which a plurality of fourth IO cells are arranged on the surface of the second semiconductor substrate, and the semiconductor substrate of the first semiconductor integrated circuit A second semiconductor integrated circuit laminated on the surface so as to expose the first IO region;
The fourth IO cell includes a power supply IO cell having a power supply bonding pad connected to a second bonding pad of the third IO cell by a power supply bonding wire, and the second semiconductor integrated circuit includes: A first bonding pad of the third IO cell, a wiring connected to supply power to a part of the first semiconductor integrated circuit, a second bonding pad, and the bonding wire for power supply 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device operates with power supplied through the power supply bonding pad.
長方形の配置領域の第1の短辺から第1の距離の位置に配置された第1のボンディングパッドを有する第1のIOセルと、
前記第1のIOセルの配置領域と同一の寸法を有する配置領域の第1の短辺から前記第1の距離より大きな第2の距離の位置に、前記第1のIOセルと第1の短辺をそろえて配置したときに、該第1のIOセルの第1のボンディングパッドと該第1の短辺に垂直な方向に離れて配置された第3のボンディングパッドを有する少なくとも1種類の第2のIOセルと、
短辺の長さが前記第1および第2のIOセルの配置領域の短辺の長さと同一の長方形の配置領域の、第1の短辺から前記第1の距離の位置に配置された第1のボンディングパッドを有するとともに、該第1の短辺から前記少なくとも1種類の第2のIOセルのうちの前記第2の距離が最短の第2のIOセルにおける該第2の距離より大きな第3の距離の位置に、前記第2の距離が最短の第2のIOセルと第1の短辺をそろえて配置したときに、該第2のIOセルの第3のボンディングパッドと該第1の短辺に垂直な方向に離れて配置された第2のボンディングパッドと、該第1のボンディングパッドと第2のボンディングパッドとをIOセルを経由して、第1の半導体集積回路の一部の回路に電源を供給するように接続する配線とを有する第3のIOセルとを前記セルライブラリに登録し、
それぞれ複数の前記第1および第2のIOセルと、少なくとも1つの前記第3のIOセルとを、それぞれの配置領域の第1の短辺が半導体集積回路のダイの1つの辺に平行な直線に接し、それぞれの配置領域の長辺が隣り合うIOセルの配置領域の長辺と接し、かつ、該ダイの1つの辺に平行な方向に互いに異なる種類のIOセルが隣り合うとともに、前記少なくとも1つの第3のIOセルには、前記第3の距離よりも短かい前記第2の距離に第3のボンディングパッドを有する前記第2のIOセルが隣り合うように配置することにより、IO領域を形成することを特徴とする半導体集積回路の設計方法。 A method of designing a layout of a semiconductor integrated circuit using a CAD system having a cell library,
A first IO cell having a first bonding pad arranged at a first distance from a first short side of a rectangular arrangement region;
The first IO cell and the first short are positioned at a second distance greater than the first distance from the first short side of the arrangement region having the same dimensions as the arrangement region of the first IO cell. When arranged side by side, at least one type of first bonding pad having a first bonding pad of the first IO cell and a third bonding pad arranged away from each other in a direction perpendicular to the first short side. Two IO cells,
The first short side is disposed at the first distance from the first short side in the rectangular arrangement region whose short side is the same as the short side length of the first and second IO cell arrangement regions. A first bonding pad, and the second distance of the at least one type of second IO cells from the first short side is larger than the second distance of the shortest second IO cell. When the second IO cell with the shortest second distance is aligned with the first short side at the position of the distance 3, the third bonding pad of the second IO cell and the first A part of the first semiconductor integrated circuit through the IO cell through the second bonding pad arranged away from the short side of the first bonding pad and the first bonding pad and the second bonding pad. And a wiring for connecting to supply power to the circuit Of the IO cell registered in the cell library,
Each of the plurality of first and second IO cells and at least one third IO cell is a straight line in which the first short side of each arrangement region is parallel to one side of the die of the semiconductor integrated circuit. And the different types of IO cells are adjacent to each other in a direction parallel to one side of the die, and the long side of each of the arrangement regions is in contact with the long side of the adjacent IO cell arrangement region. In one third IO cell, the second IO cell having the third bonding pad is disposed adjacent to the second distance that is shorter than the third distance. Forming a semiconductor integrated circuit .
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