JP6901583B2 - Semiconductor device - Google Patents
Semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6901583B2 JP6901583B2 JP2019550949A JP2019550949A JP6901583B2 JP 6901583 B2 JP6901583 B2 JP 6901583B2 JP 2019550949 A JP2019550949 A JP 2019550949A JP 2019550949 A JP2019550949 A JP 2019550949A JP 6901583 B2 JP6901583 B2 JP 6901583B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- chip
- pulse signal
- layer
- capacitor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 25
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 147
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 120
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 120
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 78
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims description 47
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 41
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 claims description 38
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 51
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 17
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 14
- 101100489717 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) GND2 gene Proteins 0.000 description 11
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 101100489713 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) GND1 gene Proteins 0.000 description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 9
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 8
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 5
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 5
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 4
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 2
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 244000126211 Hericium coralloides Species 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
- H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
- H01L21/82—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
- H01L21/822—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Dc Digital Transmission (AREA)
Description
本明細書中に開示されている発明は、パルス信号を取り扱う半導体装置(例えば複合化アイソレータ)に関する。 The invention disclosed herein relates to a semiconductor device (eg, a composite isolator) that handles pulse signals.
従来より、例えば、車載機器や産業機器の電源として用いられるAC/DCコンバータやDC/DCコンバータの分野では、アイソレータを用いて1次回路系と2次回路系を磁気結合しながら両者の絶縁性を保つ技術が存在する。 Conventionally, for example, in the field of AC / DC converters and DC / DC converters used as power supplies for in-vehicle equipment and industrial equipment, the insulation between the primary circuit system and the secondary circuit system is magnetically coupled using an isolator. There is a technology to keep it.
なお、上記に関連する従来技術の一例としては、特許文献1を挙げることができる。
As an example of the prior art related to the above,
しかしながら、アイソレータの周囲に多くのスイッチングノイズが発生する環境では、正確にパルス信号を伝送することが難しく、特に、入力電圧の高いAC/DCコンバータでは、アイソレータに生じるノイズレベルが大きいという課題があった。 However, in an environment where a lot of switching noise is generated around the isolator, it is difficult to accurately transmit the pulse signal, and especially in an AC / DC converter with a high input voltage, there is a problem that the noise level generated in the isolator is large. It was.
なお、上記の課題は、アイソレータだけでなく、パルス信号を取り扱う半導体装置全般に当てはまる。 The above-mentioned problems apply not only to isolators but also to semiconductor devices in general that handle pulse signals.
本明細書中に開示されている発明は、本願の発明者が見出した上記の課題に鑑み、パルス信号のノイズを削減することのできる半導体装置を提供することを目的とする。 An object of the invention disclosed in the present specification is to provide a semiconductor device capable of reducing noise of a pulse signal in view of the above-mentioned problems found by the inventor of the present application.
本明細書中に開示されている半導体装置は、パルス信号の送信側となる第1チップと、前記パルス信号の受信側となる第2チップと、集積化トランスを用いて前記第1チップと前記第2チップとの間を電気的に絶縁しつつ前記第1チップから前記第2チップに前記パルス信号を伝送する第3チップを有し、前記第2チップと前記第3チップは、それぞれ、前段のチップからボンディングワイヤを介して前記パルス信号の入力を受け付けるための第1電極を備えており、各チップの第1電極のうち、少なくとも一方の下方領域には、前記第1電極と電気的に絶縁されるとともに基準電位端に接続された第2電極が設けられている構成(第1の構成)とされている。 The semiconductor device disclosed in the present specification includes a first chip that is a transmitting side of a pulse signal, a second chip that is a receiving side of the pulse signal, and the first chip and the above using an integrated transformer. It has a third chip that transmits the pulse signal from the first chip to the second chip while being electrically insulated from the second chip, and the second chip and the third chip are each in the preceding stage. A first electrode for receiving an input of the pulse signal from the chip via a bonding wire is provided, and at least one lower region of the first electrode of each chip is electrically connected to the first electrode. It is configured to be insulated and provided with a second electrode connected to the reference potential end (first configuration).
なお、第1の構成から成る半導体装置において、前記第2電極は、メタル層またはポリシリコン層を用いて形成されている構成(第2の構成)にするとよい。 In the semiconductor device having the first configuration, the second electrode may have a configuration (second configuration) formed by using a metal layer or a polysilicon layer.
また、第1または第2の構成から成る半導体装置において、前記第2電極は、その平面視において、前記第1電極と同一以上の面積を持つ構成(第3の構成)にするとよい。 Further, in the semiconductor device having the first or second configuration, the second electrode may have an area equal to or larger than that of the first electrode in a plan view (third configuration).
また、第1〜第3いずれかの構成から成る半導体装置において、前記第1電極と前記第2電極との間には、前記第1電極及び前記第2電極の一方に短絡された少なくとも一層の中間電極が設けられている構成(第4の構成)にするとよい。 Further, in the semiconductor device having any of the first to third configurations, at least one layer short-circuited between the first electrode and the second electrode by one of the first electrode and the second electrode. It is preferable to use a configuration in which an intermediate electrode is provided (fourth configuration).
また、第4の構成から成る半導体装置において、前記第1電極と前記第2電極との間には、前記中間電極として、前記第1電極に短絡された少なくとも一層の第1中間電極と、前記第2電極に短絡された少なくとも一層の第2中間電極とが交互に積層されている構成(第5の構成)にするとよい。 Further, in the semiconductor device having the fourth configuration, between the first electrode and the second electrode, as the intermediate electrode, at least one layer of the first intermediate electrode short-circuited to the first electrode and the said. It is preferable to have a configuration in which at least one layer of the second intermediate electrode short-circuited to the second electrode is alternately laminated (fifth configuration).
また、第1〜第5いずれかの構成から成る半導体装置において、前記第1チップは、前記パルス信号のパルス幅を調整する機能を備えた構成(第6の構成)にするとよい。 Further, in the semiconductor device having any of the first to fifth configurations, the first chip may have a configuration (sixth configuration) having a function of adjusting the pulse width of the pulse signal.
また、第1〜第6いずれかの構成から成る半導体装置は、一次回路系と二次回路系を電気的に絶縁しつつ相互間の信号伝送を行うことにより絶縁型スイッチング電源の制御主体として機能する構成(第7の構成)にするとよい。 Further, the semiconductor device having any of the first to sixth configurations functions as a control main body of an isolated switching power supply by transmitting signals between the primary circuit system and the secondary circuit system while electrically insulating them. It is preferable to use a configuration (seventh configuration).
また、本明細書中に開示されている絶縁型スイッチング電源は、第7の構成から成る半導体装置と、前記半導体装置により制御されるスイッチング出力段と、を有する構成(第8の構成)とされている。 Further, the insulated switching power supply disclosed in the present specification has a configuration (eighth configuration) including a semiconductor device having a seventh configuration and a switching output stage controlled by the semiconductor device. ing.
なお、第8の構成から成る絶縁型スイッチング電源において、前記スイッチング出力段は、トランスを用いて一次回路系と二次回路系を電気的に絶縁しつつ、前記一次回路系に供給される直流入力電圧から直流出力電圧を生成して前記二次回路系の負荷に供給するDC/DC変換部の構成要素として機能する構成(第9の構成)にするとよい。 In the isolated switching power supply having the eighth configuration, the switching output stage electrically insulates the primary circuit system and the secondary circuit system by using a transformer, and the DC input supplied to the primary circuit system. It is preferable to have a configuration (nineth configuration) that functions as a component of the DC / DC converter that generates a DC output voltage from the voltage and supplies it to the load of the secondary circuit system.
また、第9の構成から成る絶縁型スイッチング電源は、交流入力電圧から前記直流入力電圧を生成する整流部をさらに有する構成(第10の構成)にするとよい。 Further, the isolated switching power supply having the ninth configuration may have a configuration (tenth configuration) further including a rectifying unit that generates the DC input voltage from the AC input voltage.
また、本明細書中に開示されている電子機器は、第8〜第10いずれかの構成から成る絶縁型スイッチング電源と、前記絶縁型スイッチング電源から電力供給を受けて動作する負荷と、を有する構成(第11の構成)とされている。 Further, the electronic device disclosed in the present specification includes an isolated switching power supply having any of the eighth to tenth configurations, and a load that operates by receiving power supply from the insulated switching power supply. It is said to be a configuration (11th configuration).
また、本明細書中に開示されているチップは、ボンディングワイヤを介してパルス信号の入力を受け付けるための第1電極と、前記第1電極の下方領域に設けられて前記第1電極と電気的に絶縁されるとともに基準電位端に接続された第2電極と、を集積化して成る構成(第12の構成)とされている。 Further, the chips disclosed in the present specification include a first electrode for receiving an input of a pulse signal via a bonding wire, and are provided in a region below the first electrode to be electrically connected to the first electrode. The second electrode, which is insulated from the ground and connected to the reference potential end, is integrated (12th configuration).
また、本明細書中に開示されているチップは、ワイヤを介してパルス信号の入力を受け付けるためのパッドを有し、前記ワイヤがフィルタを形成するインダクタとして機能し、前記パッドまたはこれに接続された配線層が前記フィルタを形成するキャパシタの第1電極として機能する構成(第13の構成)とされている。 Further, the chip disclosed in the present specification has a pad for receiving an input of a pulse signal via a wire, and the wire functions as an inductor forming a filter and is connected to the pad or the pad. The wiring layer is configured to function as the first electrode of the capacitor forming the filter (thirteenth configuration).
なお、第13の構成から成るチップにおいて、前記インダクタのインダクタンス値は、前記ワイヤの長さ、直径、本数、または、素材により調整される構成(第14の構成)にするとよい。 In the chip having the thirteenth configuration, the inductance value of the inductor may be adjusted by the length, diameter, number of wires, or material of the wire (fourth configuration).
また、第14の構成から成るチップにおいて、前記ワイヤの長さは、前記パッドの位置により調整される構成(第15の構成)にするとよい。 Further, in the chip having the 14th configuration, the length of the wire may be adjusted by the position of the pad (15th configuration).
また、第13〜第15いずれかの構成から成るチップにおいて、前記キャパシタの容量値は、前記第1電極と第2電極との対向面積又は電極間距離により調整される構成(第16の構成)にするとよい。 Further, in the chip having any of the thirteenth to fifteenth configurations, the capacitance value of the capacitor is adjusted by the facing area between the first electrode and the second electrode or the distance between the electrodes (the sixteenth configuration). It is good to set it to.
また、第16の構成から成るチップにおいて、前記第1電極と前記第2電極との電極間距離は、積層形成された複数の配線層のうち、前記第1電極及び前記第2電極としていずれの配線層を用いるかにより調整される構成(第17の構成)にするとよい。 Further, in the chip having the 16th configuration, the distance between the first electrode and the second electrode is any of the first electrode and the second electrode among the plurality of wiring layers formed in a laminated manner. It is preferable to use a configuration (17th configuration) that is adjusted depending on whether or not a wiring layer is used.
また、第17の構成から成るチップにおいて、前記第1電極と前記第2電極との電極間距離は、層間絶縁層の厚さにより調整される構成(第18の構成)にするとよい。 Further, in the chip having the 17th configuration, the distance between the electrodes of the 1st electrode and the 2nd electrode may be adjusted by the thickness of the interlayer insulating layer (18th configuration).
また、第16の構成から成るチップにおいて、前記第1電極と前記第2電極は、同一の配線層に形成されており、前記電極間距離を隔てて相互に噛み合う櫛歯を備えている構成(第19の構成)にするとよい。 Further, in the chip having the 16th configuration, the first electrode and the second electrode are formed in the same wiring layer, and have comb teeth that mesh with each other at a distance between the electrodes (a configuration in which the first electrode and the second electrode are formed in the same wiring layer. It is preferable to use the 19th configuration).
また、第13〜第19いずれかの構成から成るチップは、前記パッドを露出しつつ前記チップの表面を被覆する保護層をさらに有する構成(第20の構成)にするとよい。 Further, the chip having any of the 13th to 19th configurations may have a configuration (20th configuration) in which the pad is exposed and a protective layer for covering the surface of the chip is further provided.
本明細書中に開示されている発明によれば、パルス信号のノイズを削減することのできる半導体装置を提供することが可能となる。 According to the invention disclosed in the present specification, it is possible to provide a semiconductor device capable of reducing noise of a pulse signal.
<絶縁型スイッチング電源>
図1は、絶縁型スイッチング電源を備えた電子機器の全体構成を示したブロック図である。本構成例の電子機器Xは、絶縁型スイッチング電源1と、絶縁型スイッチング電源1から電力供給を受けて動作する負荷2と、を有する。<Insulated switching power supply>
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an electronic device provided with an isolated switching power supply. The electronic device X of this configuration example has an isolated
絶縁型スイッチング電源1は、一次回路系1p(GND1系)と二次回路系1s(GND2系)との間を電気的に絶縁しつつ、商用交流電源PWから一次回路系1pに供給される交流入力電圧Vac(例えばAC85〜265V)を所望の直流出力電圧Vo(例えばDC10〜30V)に変換して、二次回路系1sの負荷2に供給するAC/DCコンバータであり、整流部10と、DC/DC変換部20と、を含む。
The isolated
整流部10は、交流入力電圧Vacから直流入力電圧Vi(例えばDC120〜375V)を生成してDC/DC変換部20に供給する回路ブロックであり、フィルタ11と、ダイオードブリッジ12と、キャパシタ13及び14とを含む。フィルタ11は、交流入力電圧Vacからノイズやサージを除去する。ダイオードブリッジ12は、交流入力電圧Vacを全波整流して直流入力電圧Viを生成する。キャパシタ13は、交流入力電圧Vacの高調波ノイズを除去する。キャパシタ14は、直流入力電圧Viを平滑化する。なお、整流部10の前段には、フューズなどの保護素子を設けてもよい。
The rectifying
DC/DC変換部20は、直流入力電圧Viから所望の直流出力電圧Voを生成して負荷2に供給する回路ブロックであり、電源IC100と、これに外付けされる種々のディスクリート部品(トランスTR、Nチャネル型MOS電界効果トランジスタN1、センス抵抗Rs、ダイオードD1、キャパシタC1、並びに、抵抗R1及びR2)と、を含む。
The DC /
電源IC100は、アイソレータチップ130(詳細は後述)を用いて一次回路系1pと二次回路系1sとの間を電気的に絶縁しつつ、相互間の信号伝送を行うことにより、絶縁型スイッチング電源1(特にDC/DC変換部20)の制御主体として機能する半導体装置である。例えば、電源IC100は、二次回路系1sで生成される分圧電圧Vdiv(=直流出力電圧Voの分圧電圧)の帰還入力を受け付けて、一次回路系1pに設けられたトランジスタN1のオン/オフ制御を行う。
The power supply IC 100 is an isolated switching power supply that uses an isolator chip 130 (details will be described later) to electrically insulate between the
トランスTRは、一次回路系1pと二次回路系1sとの間を電気的に絶縁しつつ互いに逆極性で磁気結合された一次巻線Lp(巻数Np)と二次巻線Ls(巻数Ns)を含む。一次巻線Lpの第1端は、直流入力電圧Viの印加端に接続されている。一次巻線Lpの第2端は、トランジスタN1のドレインに接続されている。二次巻線Lsの第1端は、ダイオードD1のアノードに接続されている。二次巻線Lsの第2端は、二次回路系1sの接地端GND2に接続されている。なお、巻数Np及びNsについては、所望の直流出力電圧Voが得られるように任意に調整すればよい。例えば、巻数Npが多いほど又は巻数Nsが少ないほど直流出力電圧Voは低くなり、逆に、巻数Npが少ないほど又は巻数Nsが多いほど直流出力電圧Voは高くなる。
The transformer TR is a primary winding Lp (number of turns Np) and a secondary winding Ls (number of turns Ns) that are magnetically coupled to each other with opposite polarities while electrically insulating between the
トランジスタN1は、電源IC100から入力されるゲート信号G1に応じてオン/オフされる出力スイッチ素子として機能する。具体的に述べると、トランジスタN1は、ゲート信号G1がハイレベルであるときにオンし、ゲート信号G1がローレベルであるときにオフする。トランジスタN1のドレインは、先に述べたように、一次巻線Lpの第2端に接続されている。トランジスタN1のソースは、センス抵抗Rsの第1端に接続されている。センス抵抗Rsの第2端は、一次回路系1pの接地端GND1に接続されている。センス抵抗Rsは、トランジスタN1に流れる一次電流Ipをセンス電圧Vs(=Ip×Rs)として検出するための電流/電圧変換素子として機能する。
The transistor N1 functions as an output switch element that is turned on / off according to the gate signal G1 input from the
ダイオードD1のアノードは、先に述べたように、二次巻線Lsの第1端に接続されている。ダイオードD1のカソードとキャパシタC1の第1端は、いずれも直流出力電圧Voの出力端に接続されている。キャパシタC1の第2端は、接地端GND2に接続されている。このように接続されたダイオードD1とキャパシタC1は、二次巻線Lsに生じる誘起電圧を整流及び平滑して直流出力電圧Voを生成する整流平滑部として機能する。 The anode of the diode D1 is connected to the first end of the secondary winding Ls, as described above. Both the cathode of the diode D1 and the first end of the capacitor C1 are connected to the output end of the DC output voltage Vo. The second end of the capacitor C1 is connected to the grounded end GND2. The diode D1 and the capacitor C1 connected in this way function as a rectifying and smoothing unit that rectifies and smoothes the induced voltage generated in the secondary winding Ls to generate a DC output voltage Vo.
抵抗R1及びR2は、直流出力電圧Voの出力端と接地端GND2との間に直列接続されており、相互間の接続ノードから分圧電圧Vdiv(=Vo×R2/(R1+R2))を出力する分圧部として機能する。 The resistors R1 and R2 are connected in series between the output end of the DC output voltage Vo and the ground end GND2, and output the divided voltage Vdiv (= Vo × R2 / (R1 + R2)) from the connection node between them. Functions as a voltage divider.
なお、上記構成から成るDC/DC変換部20において、トランスTR、トランジスタN1、ダイオードD1、及び、キャパシタC1は、フライバック方式により直流入力電圧Viから直流出力電圧Voを生成するスイッチング出力段として機能する。
In the DC /
次に、当該スイッチング出力段の降圧動作について簡単に説明する。トランジスタN1がオンされているときには、直流入力電圧Viの印加端から、一次巻線Lp、トランジスタN1、及び、センス抵抗Rsを介して、接地端GND1に向けた一次電流Ipが流れるので、一次巻線Lpに電気エネルギが蓄えられる。 Next, the step-down operation of the switching output stage will be briefly described. When the transistor N1 is turned on, the primary current Ip toward the ground end GND1 flows from the application end of the DC input voltage Vi via the primary winding Lp, the transistor N1, and the sense resistor Rs, so that the primary winding Electrical energy is stored in the wire Lp.
その後、トランジスタN1がオフされると、一次巻線Lpと磁気結合された二次巻線Lsに誘起電圧が発生し、二次巻線LsからダイオードD1を介して接地端GND2に向けた二次電流Isが流れる。このとき、負荷2には、二次巻線Lsの誘起電圧を整流及び平滑した直流出力電圧Voが供給される。
After that, when the transistor N1 is turned off, an induced voltage is generated in the secondary winding Ls magnetically coupled to the primary winding Lp, and the secondary winding Ls is directed from the secondary winding Ls to the ground end GND2 via the diode D1. Current Is flows. At this time, a DC output voltage Vo obtained by rectifying and smoothing the induced voltage of the secondary winding Ls is supplied to the
以降も、トランジスタN1がオン/オフされることにより、上記と同様のスイッチング動作が繰り返される。 After that, the same switching operation as described above is repeated by turning on / off the transistor N1.
このように、本構成例の絶縁型スイッチング電源1によれば、一次回路系1pと二次回路系1sとの間を電気的に絶縁しつつ、交流入力電圧Vacから直流出力電圧Voを生成して負荷2に供給することができる。
As described above, according to the isolated
<電源IC(第1実施形態)>
図2は、電源IC100の第1実施形態を示す模式図である。本実施形態の電源IC100は、一次側制御チップ110と、二次側制御チップ120と、アイソレータチップ130とを単一のパッケージに封止して成るマルチチップ型の半導体装置(いわゆる複合化アイソレータ)である。<Power supply IC (first embodiment)>
FIG. 2 is a schematic view showing a first embodiment of the
一次側制御チップ110は、二次側制御チップ120からアイソレータチップ130を介してパルス信号S10及びS20を受信する受信部として、RSフリップフロップ111とパッドT11及びT12を有する。また、一次側制御チップ110は、アイソレータチップ130を介して二次側制御チップ120にパルス信号S30及びS40を送信する送信部として、パルス信号生成部112及び113とパッドT13及びT14を有する。なお、一次側制御チップ110の基準電位端は、接地端GND1に接続されている。
The primary
二次側制御チップ120は、アイソレータチップ130を介して一次側制御チップ110にパルス信号S10及びS20を送信する送信部として、パルス信号生成部121及び122とパッドT21及びT22を有する。また、二次側制御チップ120は、一次側制御チップ110からアイソレータチップ130を介してパルス信号S30及びS40を受信する受信部として、RSフリップフロップ123とパッドT23及びT24を有する。なお、二次側制御チップ120の基準電位端は、接地端GND2に接続されている。
The secondary
なお、上記のパルス信号生成部112及び113、並びに、パルス信号生成部121及び122としては、例えば、1ショットパルス生成回路を好適に用いることができる。
As the pulse
アイソレータチップ130は、一次側制御チップ110と二次側制御チップ120との間を電気的に絶縁しつつ、両チップ間でパルス信号S10〜S40を伝送するための手段として、集積化トランス131〜134と、パッドT31a〜T34aと、パッドT31b〜T34bと、を有する。なお、集積化トランス131〜134は、それぞれ、互いに同極性で磁気結合された入力巻線(実線)と出力巻線(破線)を含む。
The
なお、パルス信号S10及びS20に着目した場合には、二次側制御チップ120がパルス信号S10及びS20の送信側となる第1チップに相当し、一次側制御チップ110がパルス信号S10及びS20の受信側となる第2チップに相当する。また、アイソレータチップ130は、集積化トランス131及び132を用いて一次側制御チップ110と二次側制御チップ120との間を電気的に絶縁しつつ、二次側制御チップ120から一次側制御チップ110にパルス信号S10及びS20を伝送する第3チップに相当する。
When focusing on the pulse signals S10 and S20, the
一方、パルス信号S30及びS40に着目した場合には、一次側制御チップ110がパルス信号S30及びS40の送信側となる第1チップに相当し、二次側制御チップ120がパルス信号S30及びS40の受信側となる第2チップに相当する。また、アイソレータチップ130は、集積化トランス133及び134を用いて一次側制御チップ110と二次側制御チップ120との間を電気的に絶縁しつつ、一次側制御チップ110から二次側制御チップ120にパルス信号S30及びS40を伝送する第3チップに相当する。
On the other hand, when focusing on the pulse signals S30 and S40, the primary
次に、パルス信号S10及びS20の伝送経路に着目し、それぞれの上流側から順に、各要素間の接続関係について述べる。パルス信号生成部121及び122の各出力端は、それぞれ、パッドT21及びT22に接続されている。パッドT21及びT22は、それぞれ、ボンディングワイヤW21及びW22を介してパッドT31b及びT32bに接続されている。パッドT31b及びT32bは、それぞれ、集積化トランス131及び132の各入力巻線(実線)に接続されている。集積化トランス131及び132の各出力巻線(破線)は、パッドT31a及びT32aに接続されている。パッドT31a及びT32aは、それぞれ、ボンディングワイヤW11及びW12を介してパッドT11及びT12と接続されている。パッドT11及びT12は、それぞれ、RSフリップフロップ111のセット端(S)及びリセット端(R)に接続されている。
Next, focusing on the transmission paths of the pulse signals S10 and S20, the connection relationship between the elements will be described in order from the upstream side of each. The output ends of the pulse
続いて、パルス信号S10及びS20の伝送動作を説明する。パルス信号生成部121は、RSフリップフロップ111の出力端(Q)を第1論理レベル(例えばハイレベル)にセットするときに、集積化トランス131の入力巻線(実線)をパルス駆動する。その結果、集積化トランス131の出力巻線(破線)に誘起パルスが生じ、これがパルス信号S10(=セット信号に相当)として、RSフリップフロップ111のセット端(S)に伝送される。
Subsequently, the transmission operation of the pulse signals S10 and S20 will be described. The pulse
一方、パルス信号生成部122は、RSフリップフロップ111の出力端(Q)を第2論理レベル(例えばローレベル)にリセットするときに、集積化トランス132の入力巻線(実線)をパルス駆動する。その結果、集積化トランス132の出力巻線(破線)に誘起パルスが生じ、これがパルス信号S20(=リセット信号に相当)として、RSフリップフロップ111のリセット端(R)に伝送される。
On the other hand, the pulse
RSフリップフロップ111は、セット端(S)に入力されるパルス信号S10に応じて、出力端(Q)を第1論理レベル(例えばハイレベル)にセットし、リセット端(R)に入力されるパルス信号S20に応じて、出力端(Q)を第2論理レベル(例えばローレベル)にリセットする。
The RS flip-
なお、二次側制御チップ120は、例えば、分圧電圧Vdivが基準電圧Vrefと一致するようにパルス幅変調信号PWMのデューティ制御を行う出力帰還制御部(不図示)を有する構成とし、パルス信号生成部121及び122は、例えば、パルス幅変調信号PWMの立上りタイミング及び立下りタイミングで、集積化トランス131及び132の各入力巻線(実線)をパルス駆動する構成としておけばよい。また、一次側制御チップ110は、例えば、RSフリップフロップ111の出力端(Q)の論理レベルに応じてゲート信号G1の論理レベルを切り替える構成にしておけばよい。
The secondary
次に、パルス信号S30及びS40の伝送経路に着目し、それぞれの上流側から順に各要素間の接続関係について述べる。パルス信号生成部112及び113の各出力端は、それぞれ、パッドT13及びT14に接続されている。パッドT13及びT14は、それぞれ、ボンディングワイヤW13及びW14を介してパッドT33a及びT34aに接続されている。パッドT33a及びT34aは、それぞれ、集積化トランス133及び134の各入力巻線(実線)に接続されている。集積化トランス133及び134の各出力巻線(破線)は、パッドT33b及びT34bに接続されている。パッドT33b及びT34bは、それぞれ、ボンディングワイヤW23及びW24を介してパッドT23及びT24と接続されている。パッドT23及びT24は、それぞれ、RSフリップフロップ123のセット端(S)及びリセット端(R)に接続されている。
Next, focusing on the transmission paths of the pulse signals S30 and S40, the connection relationship between the elements will be described in order from the upstream side of each. The output ends of the
続いて、パルス信号S30及びS40の伝送動作を説明する。パルス信号生成部112は、RSフリップフロップ123の出力端(Q)を第1論理レベル(例えばハイレベル)にセットするときに、集積化トランス133の入力巻線(実線)をパルス駆動する。その結果、集積化トランス133の出力巻線(破線)に誘起パルスが生じ、これがパルス信号S30(=セット信号に相当)として、RSフリップフロップ123のセット端(S)に伝送される。
Subsequently, the transmission operation of the pulse signals S30 and S40 will be described. The pulse
一方、パルス信号生成部113は、RSフリップフロップ123の出力端(Q)を第2論理レベル(例えばローレベル)にリセットするときに、集積化トランス134の入力巻線(実線)をパルス駆動する。その結果、集積化トランス134の出力巻線(破線)に誘起パルスが生じ、これがパルス信号S40(=リセット信号に相当)として、RSフリップフロップ123のリセット端(R)に伝送される。
On the other hand, the pulse
RSフリップフロップ123は、セット端(S)に入力されるパルス信号S30に応じて、出力端(Q)を第1論理レベル(例えばハイレベル)にセットし、リセット端(R)に入力されるパルス信号S40に応じて、出力端(Q)を第2論理レベル(例えばローレベル)にリセットする。
The RS flip-
なお、一次側制御チップ110は、例えば、二次側制御チップ120への異常報知信号ERRを生成する異常報知部(不図示)を有する構成とし、パルス信号生成部112及び113は、例えば、異常報知信号ERRの立上りタイミング及び立下りタイミングで、集積化トランス133及び134の各入力巻線(実線)をパルス駆動する構成としておけばよい。また、二次側制御チップ120は、例えば、RSフリップフロップ123の出力端(Q)の論理レベルに応じて、直流出力電圧Voの生成動作をシャットダウンするか否かを切り替える構成にしておけばよい。
The primary
ところで、電源IC100のパッケージには、アイソレータチップ130だけでなく、スイッチングノイズを発生する一次側制御チップ110や二次側制御チップ120が封止されている。このように、アイソレータチップ130の周囲に多くのスイッチングノイズが発生する環境では、正確にパルス信号S10〜S40を伝送することが難しい。特に、高い交流入力電圧Vacが入力される絶縁型スイッチング電源1では、アイソレータチップ130に生じるノイズレベルが大きいので、これを削減することが非常に重要となる。
By the way, in the package of the
そこで、本実施形態の電源IC100では、集積化トランス131〜134それぞれの上流側(=入力巻線側)に、LCローパスフィルタが導入されている。特に、LCローパスフィルタを構成するためのインダクタLとしては、ボンディングワイヤ(W21、W22、W13、W14)のインダクタンス成分が積極的に利用されている。また、LCローパスフィルタを構成するためのキャパシタCは、アイソレーションチップ130の信号入力パッド(T31b、T32b、T33a、T34a)とその下方領域における導電体層及び誘電体層を利用して形成されている(図中のハッチング領域を参照、詳細は後述)。
Therefore, in the
このように、集積化トランス131〜134それぞれの上流側に、LCローパスフィルタ220を導入することにより、アイソレータチップ130を介して伝送されるパルス信号S10〜S40それぞれのノイズを効果的に削減することが可能となる。
In this way, by introducing the LC low-
なお、パルス信号生成部121及び122、並びに、パルス信号生成部112及び113は、それぞれ、パルス信号S10〜S40のパルス幅を任意に調整する機能を備えている。当該機能を具備することにより、LCローパスフィルタのカットオフ周波数fc(=1/(2π・√(LC))が多少ばらついても、パルス信号S10〜S40のパルス幅を最適化することができるので、パルス信号S10〜S40のノイズを適切に削減することが可能となる。
The pulse
図3は、第1実施形態における信号伝送経路の等価回路図である。本図で示すように、集積化トランス210は、互いに同極性で磁気結合された入力巻線211と出力巻線212を含む。また、集積化トランス210の上流側(=入力巻線211側)には、LCローパスフィルタ220が導入されている。なお、LCローパスフィルタ220は、インダクタ221とキャパシタ222を含む。
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the signal transmission path according to the first embodiment. As shown in this figure, the
インダクタ221の第1端は、信号入力端INに接続されている。インダクタ221の第2端とキャパシタ222の第1端は、LCローパスフィルタ220の出力端として、入力巻線211の第1端に接続されている。キャパシタ222の第2端と入力巻線211の第2端は、いずれも第1接地端に接続されている。出力巻線212の第1端は、信号出力端OUTに接続されている。出力巻線212の第2端は、第2接地端に接続されている。
The first end of the
なお、集積化トランス210を先出の集積化トランス131または132として理解した場合には、信号入力端INがパッドT21またはT22に相当し、インダクタ221がボンディングワイヤW21またはW22のインダクタンス成分(=インダクタL)に相当し、キャパシタ222がパッドT31bまたはT32bの下方領域に形成されたキャパシタCに相当し、信号出力端OUTがパッドT31aまたはT32aに相当し、第1接地端が接地端GND2に相当し、第2接地端が接地端GND1に相当する。
When the
また、集積化トランス210を先出の集積化トランス133または134として理解した場合には、信号入力端INがパッドT13またはT14に相当し、インダクタ221がボンディングワイヤW13またはW14のインダクタンス成分(=インダクタL)に相当し、キャパシタ222がパッドT33aまたはT34aの下方領域に形成されたキャパシタCに相当し、信号出力端OUTがパッドT33bまたはT34bに相当し、第1接地端が接地端GND1に相当し、第2接地端が接地端GND2に相当する。
Further, when the
<電源IC(第2実施形態)>
図4は、電源IC100の第2実施形態を示す模式図である。本実施形態の電源IC100は、先出の第1実施形態(図2)をベースとしつつ、LCローパスフィルタが集積化トランス131〜134それぞれの下流側(=出力巻線側)に導入されている点に特徴を有する。なお、本実施形態の電源IC100でも、LCローパスフィルタを構成するためのインダクタLとしては、ボンディングワイヤ(W11、W12、W23、W24)のインダクタンス成分が積極的に利用されている。また、LCローパスフィルタを構成するためのキャパシタCは、一次側制御チップ110及び二次側制御チップ120それぞれの信号入力パッド(T11、T12、T23、T24)とその下方領域における導電体層及び誘電体層を利用して形成されている(図中のハッチング領域を参照、詳細は後述)。<Power supply IC (second embodiment)>
FIG. 4 is a schematic view showing a second embodiment of the
このように、集積化トランス131〜134それぞれの下流側にLCローパスフィルタ220を導入することにより、先出の第1実施形態(図2)と同様、アイソレータチップ130を介して伝送されるパルス信号S10〜S40それぞれのノイズを効果的に削減することが可能となる。
By introducing the LC low-
なお、パルス信号生成部121及び122、並びに、パルス信号生成部112及び113については、先出の第1実施形態(図2)と同様、パルス信号S10〜S40のパルス幅を任意に調整する機能を備えておくことが望ましい。ただし、パルス幅の調整に際しては、先出の第1実施形態(図2)と異なり、LCローパスフィルタのカットオフ周波数fcだけでなく、集積化トランス131〜134それぞれの結合度も考慮する必要がある点に留意すべきである。
The pulse
図5は、第2実施形態における信号伝送経路の等価回路図である。本図で示すように、LCローパスフィルタ230は、集積化トランス210の下流側(=出力巻線212側)に導入されている。なお、LCローパスフィルタ230は、インダクタ231とキャパシタ232を含む。
FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of the signal transmission path according to the second embodiment. As shown in this figure, the LC low-
入力巻線211の第1端は、信号入力端INに接続されている。入力巻線211の第2端は、第1接地端に接続されている。出力巻線212の第1端は、インダクタ231の第1端に接続されている。出力巻線212の第2端は、第2接地端に接続されている。インダクタ231の第2端とキャパシタ232の第1端は、LCローパスフィルタ230の出力端として、信号出力端OUTに接続されている。キャパシタ232の第2端は、第2接地端に接続されている。
The first end of the input winding 211 is connected to the signal input end IN. The second end of the input winding 211 is connected to the first grounded end. The first end of the output winding 212 is connected to the first end of the
なお、集積化トランス210を先出の集積化トランス131または132として理解した場合には、信号入力端INがパッドT31bまたはT32bに相当し、インダクタ231がボンディングワイヤW11またはW12のインダクタンス成分(=インダクタL)に相当し、キャパシタ232がパッドT11またはT12の下方領域に形成されたキャパシタCに相当し、信号出力端OUTがパッドT11またはT12に相当し、第1接地端が接地端GND2に相当し、第2接地端が接地端GND1に相当する。
When the
また、集積化トランス210を先出の集積化トランス133または134として理解した場合には、信号入力端INがパッドT33aまたはT34aに相当し、インダクタ231がボンディングワイヤW23またはW24のインダクタンス成分(=インダクタL)に相当し、キャパシタ232がパッドT23またはT24の下方領域に形成されたキャパシタCに相当し、信号出力端OUTがパッドT23またはT24に相当し、第1接地端が接地端GND1に相当し、第2接地端が接地端GND2に相当する。
Further, when the
なお、上記では、集積化トランス210の上流側にLCローパスフィルタ220を導入する第1実施形態(図3)と、集積化トランス210の下流側にLCローパスフィルタ230を導入する第2実施形態(図5)とを個別に説明したが、第1実施形態と第2実施形態を組み合わせて採用してもよい。すなわち、集積化トランス210の上流側と下流側の双方にLCローパスフィルタ220及び230をそれぞれ導入することも可能である。
In the above, the first embodiment (FIG. 3) in which the LC low-
<キャパシタの形成手法>
次に、LCローパスフィルタを構成するキャパシタCの形成手法について詳述する。<Capacitor forming method>
Next, a method for forming the capacitor C constituting the LC low-pass filter will be described in detail.
図6は、キャパシタCの第1構造例を示す模式図であり、ここでは、キャパシタCが形成されるチップの縦断面図(上段)及び部分上面図(下段)が描写されている。なお、縦断面図(上段)には、部分上面図(下段)のA1−A2線でチップを縦に切断したときの断面が描写されている。当該チップは、第1実施形態(図2)のアイソレータチップ130、若しくは、第2実施形態(図4)の一次側制御チップ110または二次側制御チップ120に相当する。
FIG. 6 is a schematic view showing a first structural example of the capacitor C, and here, a vertical cross-sectional view (upper row) and a partial top view (lower row) of the chip on which the capacitor C is formed are drawn. In the vertical cross-sectional view (upper row), a cross section when the chip is vertically cut along the A1-A2 line in the partial top view (lower row) is depicted. The chip corresponds to the
本図のチップにおいて、パルス信号の伝送経路となるボンディングワイヤ301は、パッド302に接続されている。
In the chip of this figure, the
なお、先述の第1実施形態に即して言えば、図2のボンディングワイヤW21またはW22若しくはボンディングワイヤW13またはW14が本図のボンディングワイヤ301に相当し、図2のパッドT31bまたはT32b若しくはパッドT33aまたはT34aが本図のパッド302に相当する。
According to the first embodiment described above, the bonding wire W21 or W22 in FIG. 2 or the bonding wire W13 or W14 in FIG. 2 corresponds to the
一方、先述の第2実施形態に即して言えば、図4のボンディングワイヤW11またはW12若しくはボンディングワイヤW23またはW24が本図のボンディングワイヤ301に相当し、図4のパッドT11またはT12若しくはパッドT23またはT24が本図のパッド302に相当する。
On the other hand, according to the second embodiment described above, the bonding wire W11 or W12 in FIG. 4 or the bonding wire W23 or W24 corresponds to the
また、本図のチップは、下層側(基板側)から順に、第1メタル層(1stMTL)、層間絶縁層(ILD)、及び、第2メタル層(2ndMTL)が積層形成された2層配線構造とされている。なお、各メタル層(1stMTL、2ndMTL)の素材としては、AlやCuなどを挙げることができる。また、層間絶縁層(ILD)の素材としては、SiO2などを挙げることができる。Further, the chip in this figure has a two-layer wiring structure in which a first metal layer (1st MTL), an interlayer insulation layer (ILD), and a second metal layer (2nd MTL) are laminated in this order from the lower layer side (board side). It is said that. Examples of the material of each metal layer (1st MTL, 2nd MTL) include Al and Cu. Further, as the material of the interlayer insulating layer (ILD), SiO 2 and the like can be mentioned.
上記の第2メタル層(2ndMTL)には、メタル配線303及び306が敷設されている。メタル配線303には、その平面視において、矩形状(例えば100μm×100μm)のパッド接続領域が形成されており、当該領域において、パッド302との電気的な接続が確立されている。すなわち、メタル配線303のパッド接続領域は、前段のチップからボンディングワイヤ301とパッド302を介してパルス信号の入力を受け付けるための第1電極として機能する。そこで、以下の説明では、メタル配線303のパッド接続領域を指して、第1電極303と称する場合がある。
一方、メタル配線306にも、上記と同様のパッド接続領域が形成されており、当該領域において、パッド307との電気的な接続が確立されている。なお、パッド307は、所定の基準電位端(=接地端またはこれに準ずる低電位端)に接続されている。また、メタル配線306は、層間絶縁層(ILD)を貫通するビア305を介して、第1メタル層(1stMTL)に敷設されたメタル配線304と接続されている。
On the other hand, the
上記のメタル配線304は、第1電極303の下方領域(=チップの上下方向において第1電極303と互いに重なり合う領域)まで延伸されており、かつ、その平面視において、第1電極303と同一以上の面積を持つ矩形領域が形成されている。ただし、当該矩形領域と第1電極303との間は、層間絶縁層(ILD)を隔てて電気的な絶縁が保たれている。すなわち、上記の矩形領域は、第1電極303と電気的に絶縁されるとともに基準電位端に接続された第2電極として機能する。そこで、以下の説明では、メタル配線304の上記矩形領域を指して、第2電極304と称する場合がある。
The
本構造例を採用することにより、導電体である第1電極303及び第2電極304と、両電極間に挟まれた誘電体(層間絶縁層(ILD))により、キャパシタCを形成することができる。また、本構造例であれば、パッド302の下方領域を有効利用することができるので、キャパシタCの形成に際してチップの面積を不必要に増大することもない。
By adopting this structural example, the capacitor C can be formed by the
図7は、キャパシタCの第2構造例を示す模式図である。本構造例では、先出の第1構造例(図6)をベースとしつつ、第1メタル層(1stMTL)よりも下層側(基板側)に、ポリシリコン層(poly−Si)が積層形成された3層配線構造とされている。 FIG. 7 is a schematic view showing a second structural example of the capacitor C. In this structural example, a polysilicon layer (poly-Si) is laminated and formed on the lower layer side (board side) of the first metal layer (1st MTL) based on the first structural example (FIG. 6) described above. It has a three-layer wiring structure.
すなわち、本図のチップでは、下層側(基板側)から順に、ポリシリコン層(poly−Si)、第1層間絶縁層(1stILD)、第1メタル層(1stMTL)、第2層間絶縁層(2ndILD)、及び、第2メタル層(2ndMTL)が積層形成されている。 That is, in the chip of this figure, the polysilicon layer (poly-Si), the first interlayer insulating layer (1st ILD), the first metal layer (1st MTL), and the second interlayer insulating layer (2nd ILD) are arranged in this order from the lower layer side (board side). ) And the second metal layer (2nd MTL) are laminated.
上記の第2メタル層(2ndMTL)には、第1構造例(図6)と同様、メタル配線303及び306が敷設されている。また、メタル配線303に形成された矩形状のパッド接続領域が先述の第1電極として機能する点についても、先と何ら変わりない。
Similar to the first structural example (FIG. 6),
一方、メタル配線層306は、第2層間絶縁層(2ndILD)を貫通するビア316を介して、第1メタル層(1stMTL)に敷設されたメタル配線315と接続されている。さらに、メタル配線315は、第1層間絶縁層(1stILD)を貫通するビア314を介して、ポリシリコン層(poly−Si)に敷設されたポリシリコン配線313と接続されている。
On the other hand, the
上記のポリシリコン配線313は、第1電極303の下方領域まで延伸されており、かつ、その平面視において、第1電極303と同一以上の面積を持つ矩形領域が形成されている。当該矩形領域は、先述の第2電極として機能する。そこで、以下の説明では、ポリシリコン配線313の上記矩形領域を指して、第2電極313と称する場合がある。
The
ところで、図7における第1電極303と第2電極313との相互間距離は、図6における第1電極303と第2電極304との相互間距離よりも長くなるので、両電極間に形成されるキャパシタCの容量値が減少してしまう。
By the way, since the mutual distance between the
そこで、第1電極303と第2電極313との間には、第1メタル層(1stMTL)を用いて形成された中間電極312が別途新たに設けられている。なお、中間電極312は、第2層間絶縁層(2ndILD)を貫通するビア311を介して第1電極303と短絡されている。一方、中間電極312と第2電極313との間については、第1層間絶縁層(1stILD)を隔てて電気的な絶縁が保たれている。
Therefore, an
本構造例を採用することにより、導電体である中間電極312及び第2電極313と、両電極間に挟まれた誘電体(第1層間絶縁層(1stILD))により、キャパシタCを形成することができる。従って、チップの多層配線化に伴い、第1電極303と第2電極313との相互間距離が伸びても、キャパシタCの容量値を維持することが可能となる。
By adopting this structural example, the capacitor C is formed by the
なお、中間電極312は、その平面視において、第1電極303及び第2電極313とそれぞれ同一以上の面積を持つ矩形状に形成しておくとよい。
The
また、本図では、中間電極312と第1電極303との間を短絡し、中間電極312と第2電極313との間を絶縁する構造を例に挙げたが、逆に、中間電極312と第1電極303との間を絶縁し、中間電極312と第2電極313との間を短絡する構造としてもよい。その場合には、導電体である第1電極303及び中間電極312と、両電極間に挟まれた誘電体(第2層間絶縁層(2ndILD))により、キャパシタCが形成される。
Further, in this figure, a structure in which the
図8は、キャパシタCの第3構造例を示す模式図である。本構造例では、チップの下層側(基板側)から順に、第2電極401(ポリシリコン層)、第1中間電極402(第1メタル層)、第2中間電極403(第2メタル層)、及び、第1電極404(第3メタル層)が積層形成されている。 FIG. 8 is a schematic view showing a third structural example of the capacitor C. In this structural example, the second electrode 401 (polysilicon layer), the first intermediate electrode 402 (first metal layer), the second intermediate electrode 403 (second metal layer), in this order from the lower layer side (board side) of the chip. The first electrode 404 (third metal layer) is laminated and formed.
なお、第1中間電極402は、第1電極404と短絡されている。一方、第2中間電極403は、第2電極401と短絡されている。
The first
すなわち、第1電極404と第2電極401との間には、先述の中間電極として、第1電極401に短絡された少なくとも一層の第1中間電極402と、第2電極401に短絡された少なくとも一層の第2中間電極403とが交互に積層されている。
That is, between the
このような構造を採用することにより、第2電極401と第1中間電極402との間に形成されるキャパシタCx、第1中間電極402と第2中間電極403との間に形成されるキャパシタCy、及び、第2中間電極403と第1電極404との間に形成されるキャパシタCzを並列に接続してキャパシタCを形成することができるので、その容量値(C=Cx+Cy+Cz)を高めることが可能となる。
By adopting such a structure, the capacitor Cx formed between the
<インダクタンス値の調整手法>
次に、LCローパスフィルタを形成するインダクタLのインダクタンス値を調整する手法について、図9を参照しながら説明する。本図で示すように、パルス信号の送信側となる第1チップ510には、パルス信号を出力するためのパッド511が設けられている。一方、パルス信号の受信側となる第2チップ520には、パルス信号の入力を受け付けるためのパッド521が設けられている。なお、パッド511とパッド521との間に、ボンディングワイヤ530によって接続されている。<Inductance value adjustment method>
Next, a method of adjusting the inductance value of the inductor L forming the LC low-pass filter will be described with reference to FIG. As shown in this figure, the
ここで、LCローパスフィルタを形成するインダクタLのインダクタンス値を調整するためには、ボンディングワイヤ530の長さl、直径φ、本数n、若しくは、素材などを調整することが考えられる。例えば、ボンディングワイヤ530の長さlを調整する場合には、両チップ間の距離dを変更してもよいし、パッド511またはパッド521の位置を変更してもよい。
Here, in order to adjust the inductance value of the inductor L forming the LC low-pass filter, it is conceivable to adjust the length l, the diameter φ, the number n, the material, and the like of the
図10は、インダクタンス値の調整手法を具体的に説明するための模式図である。本図では、先出の図4をベースとしつつ、パッドT32a及びT32bの位置を変更した例が挙げられている。 FIG. 10 is a schematic diagram for specifically explaining the method of adjusting the inductance value. In this figure, an example in which the positions of the pads T32a and T32b are changed is given based on FIG. 4 described above.
より具体的に述べると、電源IC100の平面視において、紙面の上下左右方向を電源IC100(延いてはアイソレータチップ130)の上下左右方向として定義した場合、パッドT32aは、集積化トランス132の左側(=一次側制御チップ110の近縁側)ではなく、集積化トランス132の下側に設けられている。また、パッドT32bは、集積化トランス132の右側(=二次側制御チップ120の近縁側)ではなく、集積化トランス132の上側に設けられている。
More specifically, in the plan view of the
このような配置により、パッドT32a及びT32bにそれぞれ接続されるボンディングワイヤW12及びW22を他のボンディングワイヤよりも長くして、それぞれのインダクタンス値を高めることが可能となる。 With such an arrangement, the bonding wires W12 and W22 connected to the pads T32a and T32b, respectively, can be made longer than the other bonding wires, and the respective inductance values can be increased.
すなわち、ボンディングワイヤの長さl(延いてはLCローパスフィルタを形成するインダクタLのインダクタンス値)は、パッドの位置により任意に調整することができる。 That is, the length l of the bonding wire (and the inductance value of the inductor L forming the LC low-pass filter) can be arbitrarily adjusted depending on the position of the pad.
なお、本図では、説明を簡単とするために、パッドT32a及びT32bの配置のみを他と異なるように描写したが、その他のパッドについても、それぞれに接続されるボンディングワイヤの必要長(延いては、LCローパスフィルタを形成するインダクタLのインダクタンス値)に応じて、それぞれの配置を調整すればよいことは言うまでもない。 In this figure, for the sake of simplicity, only the arrangement of the pads T32a and T32b is described differently from the others, but for the other pads as well, the required length of the bonding wire connected to each (extended). Needless to say, the respective arrangements may be adjusted according to the inductance value of the inductor L forming the LC low-pass filter).
<容量値の調整手法>
なお、LCローパスフィルタを形成するインダクタLのインダクタンス値は、ボンディングワイヤの長さlだけでなく、直径φ、本数n、若しくは、素材などによっても変化する。そのため、LCローパスフィルタのカットオフ周波数を最適化するためには、インダクタLのインダクタンス値に合わせて、キャパシタCの容量値も調整する必要がある。以下では、キャパシタCの容量値を調整する手法について、具体例を挙げながら詳述する。<Capacity value adjustment method>
The inductance value of the inductor L forming the LC low-pass filter changes not only with the length l of the bonding wire but also with the diameter φ, the number n, the material, and the like. Therefore, in order to optimize the cutoff frequency of the LC low-pass filter, it is necessary to adjust the capacitance value of the capacitor C according to the inductance value of the inductor L. In the following, a method for adjusting the capacitance value of the capacitor C will be described in detail with specific examples.
図11は、キャパシタCの第4構造例を示す模式図であり、ここでは、キャパシタCが形成されるチップの縦断面図が描写されている。当該チップは、第1実施形態(図2)のアイソレータチップ130に相当する。
FIG. 11 is a schematic view showing a fourth structural example of the capacitor C, and here, a vertical cross-sectional view of a chip on which the capacitor C is formed is depicted. The chip corresponds to the
本構造例のチップは、下層側(基板側)から順に、ポリシリコン層600とメタル層610〜640が積層形成された5層配線構造とされている。また、ポリシリコン層600とメタル層610との間には、層間絶縁層650が形成されている。同様に、メタル層610〜640相互間には、それぞれ、層間絶縁層660〜680が形成されている。
The chip of this structural example has a five-layer wiring structure in which the
すなわち、本図のチップでは、下層側(基板側)から順に、ポリシリコン層600、層間絶縁層650、メタル層610、層間絶縁層660、メタル層620、層間絶縁層670、メタル層630、層間絶縁層680、及び、メタル層640が積層形成されている。
That is, in the chip of this figure, the
なお、メタル層610〜640の素材としては、AlやCuなどが挙げられる。また、層間絶縁層650〜680の素材としては、SiO2などが挙げられる。Examples of the material of the metal layers 610 to 640 include Al and Cu. Further, examples of the material of the
ポリシリコン層600には、ポリシリコン配線601が敷設されている。なお、ポリシリコン配線601は、ボンディングワイヤを介してパルス信号の入力を受け付けるパッド(=後述するメタル配線641)の下方領域まで延伸されている。
メタル層610には、メタル配線611及び612が敷設されている。メタル配線611は、ポリシリコン配線601とのオーバーラップ領域(=層間絶縁層650を挟んでポリシリコン配線601と対向する領域)を持つ。ただし、ポリシリコン配線601とメタル配線611との間は、層間絶縁層650を隔てて電気的な絶縁が保たれている。メタル配線612は、層間絶縁層650を貫通するビア651を介して、ポリシリコン配線601と接続されている。
メタル層620には、メタル配線621〜623が敷設されている。メタル配線621は、層間絶縁層660を貫通するビア661を介して、メタル配線611と接続されている。また、メタル配線621は、ポリシリコン配線601とのオーバーラップ領域(=メタル層611を介さずに層間絶縁層650及び660を挟んでポリシリコン配線601と対向する領域)を持つ。ただし、ポリシリコン配線601とメタル配線621との間は、層間絶縁層650及び660を隔てて電気的な絶縁が保たれている。メタル配線622及び623は、それぞれ、層間絶縁層660を貫通するビア662及び663を介して、メタル配線612と接続されている。
Metal wirings 621 to 623 are laid on the
メタル層630には、メタル配線631及び632が敷設されている。メタル配線631は、層間絶縁層670を貫通するビア671及び672を介して、メタル配線621及び622と接続されている。メタル配線632は、層間絶縁層670を貫通するビア673を介してメタル配線623と接続されている。なお、本図の中央部に敷設されている導電経路(メタル配線631→ビア672→メタル配線622→ビア662→メタル配線612)により、集積化トランスの入力巻線が形成されている。
メタル層640には、メタル配線641及び642が敷設されている。メタル配線641は、層間絶縁層680を貫通するビア681を介してメタル配線631と接続されている。なお、メタル配線641は、その平面視において矩形状に形成されており、ボンディングワイヤを介してパルス信号の入力を受け付けるためのパッドとして機能する。すなわち、メタル配線641は、第1実施形態(図2)のパッドT31bまたはT32b若しくはパッドT33aまたはT34aに相当する。
一方、メタル配線642は、層間絶縁層680を貫通するビア682を介してメタル配線632と接続されている。なお、メタル配線642は、その平面視において矩形状に形成されており、所定の基準電位端(=接地端またはこれに準ずる低電位端)に接続されるGNDパッドとして機能する。
On the other hand, the
また、層間絶縁層680の上層には、メタル配線641及び642の周囲を埋めるように絶縁層691が形成されている。さらに、チップの最表面には、パッドとして機能するメタル配線641及び642の少なくとも一部を露出しつつ、チップの表面を保護する保護層692が形成されている。なお、保護層692の素材としては、ポリイミドなどが挙げられる。このような保護層792を設けることにより、パッケージング時の応力を緩和したり、プローブ検査時の引っ掻き傷を防止したりすることができる。ただし、絶縁層791や保護層692については、割愛しても構わない。
Further, an insulating
本構造例を採用することにより、メタル配線611及び621を第1電極とし、ポリシリコン配線601を第2電極とし、両電極間に挟まれた層間絶縁層650及び660を誘電体とするキャパシタCを形成することができる。
By adopting this structural example, a capacitor C in which the
すなわち、本構造例のチップでは、パッド(=メタル配線641)に接続されるボンディングワイヤがLCローパスフィルタを形成するインダクタLとして機能し、パッドとして機能するメタル配線641(さらにはこれに接続されるメタル配線611及び621)がLCローパスフィルタを形成するキャパシタCの第1電極として機能する。
That is, in the chip of this structural example, the bonding wire connected to the pad (= metal wiring 641) functions as the inductor L forming the LC low-pass filter, and the metal wiring 641 (further connected to this) functions as the pad. The
また、本構造例のチップであれば、ボンディングワイヤを介してパルス信号の入力を受け付けるパッド(=メタル配線641)の下方領域を有効利用することができるので、キャパシタCの形成に際してチップの面積を不必要に増大することもない。 Further, in the case of the chip of this structure example, the lower region of the pad (= metal wiring 641) that receives the input of the pulse signal via the bonding wire can be effectively used, so that the area of the chip is increased when the capacitor C is formed. It does not increase unnecessarily.
なお、キャパシタCの容量値は、C=S/dで表されることから、第1電極と第2電極との対向面積Sまたは電極間距離dに応じて任意に調整することが可能である。例えば、対向面積Sは、ポリシリコン配線601に対向するメタル配線611及び621の面積や個数により調整することができる。
Since the capacitance value of the capacitor C is represented by C = S / d, it can be arbitrarily adjusted according to the facing area S between the first electrode and the second electrode or the distance d between the electrodes. .. For example, the facing area S can be adjusted by adjusting the area and number of the
また、電極間距離dは、積層形成された複数の配線層のうち、キャパシタCの第1電極及び第2電極としていずれの配線層を用いるかにより調整することができる。より具体的に述べると、本構造例のチップでは、メタル配線611及び621の双方をキャパシタCの第1電極として用いているが、例えば、メタル配線611を割愛してメタル配線621のみをキャパシタCの第1電極とした場合には、電極間距離dを伸ばしてキャパシタCの容量値を引き下げることができる。また、電極間距離dは、チップの製造プロセスを変更して層間絶縁層の厚さ自体を最適化することでも、任意に調整することが可能である。
Further, the distance d between the electrodes can be adjusted depending on which wiring layer is used as the first electrode and the second electrode of the capacitor C among the plurality of wiring layers formed in a laminated manner. More specifically, in the chip of this structural example, both the
上記を鑑みると、チップの配線段数(積層数)が多く層間絶縁層が薄いほど、キャパシタCの特性(容量値や等価直列抵抗値)を調整し易いと言える。 In view of the above, it can be said that the larger the number of wiring stages (number of layers) of the chip and the thinner the interlayer insulating layer, the easier it is to adjust the characteristics (capacity value and equivalent series resistance value) of the capacitor C.
図12は、キャパシタCの第5構造例を示す模式図であり、ここでは、キャパシタCが形成されるチップの縦断面図(上段)、部分平面図(中段)、及び、部分拡大図(下段)が描写されている。なお、縦断面図(上段)には、部分平面図(中段)のA3−A4線でチップを縦に切断したときの断面が描写されている。また、部分平面図(中段)には、チップ表面からの透視によるメタル配線711及び712が描写されている。また、部分拡大図(下段)には、部分平面図(中段)の丸枠内が部分的に拡大して描写されている。
FIG. 12 is a schematic view showing a fifth structural example of the capacitor C, and here, a vertical sectional view (upper row), a partial plan view (middle row), and a partially enlarged view (lower row) of the chip on which the capacitor C is formed are shown. ) Is depicted. In the vertical cross-sectional view (upper row), a cross section when the chip is vertically cut along the A3-A4 line in the partial plan view (middle row) is depicted. Further, in the partial plan view (middle stage),
本構造例のチップは、下層側(基板側)から順に、ポリシリコン層700とメタル層710及び720が積層形成された3層配線構造とされている。また、ポリシリコン層700とメタル層710との間には、層間絶縁層730が形成されている。同様に、メタル層710とメタル層720との間には、層間絶縁層740が形成されている。
The chip of this structural example has a three-layer wiring structure in which the
すなわち、本図のチップでは、下層側(基板側)から順に、ポリシリコン層700、層間絶縁層730、メタル層710、層間絶縁層740、及び、メタル層720が積層形成されている。なお、チップ表面を被覆する絶縁層や保護層については、その描写が割愛されている。
That is, in the chip of this figure, the
ポリシリコン層700には、ポリシリコン配線701が敷設されている。なお、ポリシリコン配線701は、ボンディングワイヤを介してパルス信号の入力を受け付けるパッド(=後述するメタル配線721)の下方領域まで延伸されている。
Polysilicon wiring 701 is laid on the
メタル層710には、メタル配線711〜713が敷設されている。メタル配線711及び713は、それぞれ、層間絶縁層730を貫通するビア731及び732を介して、ポリシリコン配線701と接続されている。一方、ポリシリコン配線701とメタル配線721との間は、層間絶縁層730を隔てて電気的な絶縁が保たれている。なお、メタル配線711及び712は、それぞれの平面形状に特徴を有していするが、この点については後ほど詳述する。
Metal wirings 711 to 713 are laid on the
メタル層720には、メタル配線721及び722が敷設されている。メタル配線721は、層間絶縁層740を貫通するビア741を介してメタル配線712と接続されている。なお、メタル配線721は、その平面視において矩形状に形成されており、ボンディングワイヤを介してパルス信号の入力を受け付けるためのパッドとして機能する。
一方、メタル配線722は、層間絶縁層740を貫通するビア742を介してメタル配線713と接続されている。なお、メタル配線722は、その平面視において矩形状に形成されており、所定の基準電位端(=接地端またはこれに準ずる低電位端)に接続されるGNDパッドとして機能する。
On the other hand, the
本構造例を採用することにより、メタル配線712を第1電極とし、ポリシリコン配線701及びメタル配線711を第2電極とし、両電極間に挟まれた層間絶縁層730及び740を誘電体とするキャパシタCを形成することができる。
By adopting this structural example, the
特に、本構造例のチップにおいて、メタル配線712(=キャパシタCの第1電極に相当)とメタル配線711(=キャパシタCの第2電極に相当)は、同一のメタル層710に形成されており、所定の電極間距離を隔てて相互に噛み合う櫛歯711a及び711bを備えている(いわゆるMIM[Metal-Insulator-Metal]構造)。このような構造によれば、メタル配線712(=第1電極)とメタル配線711(=第2電極)との対向面積Sを拡大することができるので、キャパシタCの容量値を増大することが可能となる。
In particular, in the chip of this structural example, the metal wiring 712 (= corresponding to the first electrode of the capacitor C) and the metal wiring 711 (= corresponding to the second electrode of the capacitor C) are formed on the
図13は、キャパシタCの第5構造例を示す模式図であり、ここでは、キャパシタCが形成されるチップの縦断面図(上段)と上面図(下段)が描写されている。なお、縦断面図(上段)には、上面図(下段)のA5−A6線でチップを縦に切断したときの断面が描写されている。 FIG. 13 is a schematic view showing a fifth structural example of the capacitor C, and here, a vertical cross-sectional view (upper row) and a top view (lower row) of the chip on which the capacitor C is formed are drawn. In the vertical cross-sectional view (upper row), a cross section when the chip is vertically cut along the A5-A6 line in the upper surface view (lower row) is depicted.
本構造例のチップは、ボンディングワイヤ800を介してパルス信号の入力を受け付けるためのパッド801と、所定の基準電位端(=接地端またはこれに準ずる低電位端)に接続されるパッド802と、パッド801及び802の周囲を埋めるように形成された絶縁層803と、パッド801及び802の少なくとも一部(=大破線で囲まれた領域)を露出しつつチップの表面を被覆する保護層804と、を有する。
The chip of this structural example includes a
これらのパッド801及び802は、チップ表面上で互いに隣接して形成されており、所定の電極間距離を隔てて相互に噛み合う櫛歯801a及び801bを備えている。このような構造によれば、パッド801(=キャパシタCの第1電極に相当)とパッド802(=キャパシタCの第2電極に相当)との対向面積Sを拡大することができるので、キャパシタCの容量値を増大することが可能となる。
These
<その他の変形例>
なお、本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。例えば、LCローパスフィルタの導入対象は、電源IC100の内部でパルス信号を取り扱う各種チップ(一次側制御チップ110、二次側制御チップ120、及び、アイソレータチップ130)に限定されるものではなく、ボンディングワイヤを介してパルス信号が入力されるチップ全般に拡張して理解することができる。<Other variants>
In addition to the above-described embodiment, the various technical features disclosed in the present specification can be modified in various ways without departing from the spirit of the technical creation. For example, the introduction target of the LC low-pass filter is not limited to various chips (primary
このように、上記実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。 As described above, it should be considered that the above-described embodiment is exemplary in all respects and is not restrictive, and the technical scope of the present invention is not the description of the above-mentioned embodiment but the scope of claims. It should be understood that it is as indicated by and includes all modifications that fall within the meaning and scope of the claims.
本明細書中に開示されている半導体装置は、例えば、車載機器や産業機器に利用することが可能である。 The semiconductor device disclosed in the present specification can be used, for example, in an in-vehicle device or an industrial device.
1 絶縁型スイッチング電源
1p 一次回路系(GND1系)
1s 二次回路系(GND2系)
2 負荷
10 整流部
11 フィルタ
12 ダイオードブリッジ
13、14 キャパシタ
20 DC/DC変換部
100 電源IC
110 一次側制御チップ
111 RSフリップフロップ
112、113 パルス信号生成部
120 二次側制御チップ
121、122 パルス信号生成部
123 RSフリップフロップ
130 アイソレータチップ
131〜134 集積化トランス
210 集積化トランス
211 入力巻線
212 出力巻線
220、230 LCローパスフィルタ
221、231 インダクタ
222、232 キャパシタ
301 ボンディングワイヤ
302、307 パッド
303 メタル配線(第1電極)
304 メタル配線(第2電極)
312 中間電極
313 ポリシリコン配線(第2電極)
306、315 メタル配線
305、311、314、316 ビア
401 第2電極
402 第1中間電極
403 第2中間電極
404 第1電極
510 第1チップ
511 パッド
520 第2チップ
521 パッド
530 ボンディングワイヤ
600 ポリシリコン層
601 ポリシリコン配線
610、620、630、640 メタル層
611、612、621〜623、631、632 メタル配線
641、642 メタル配線(パッド)
650、660、670、680 層間絶縁層
651、661〜663、671〜673、681、682 ビア
691 絶縁層
692 保護層
700 ポリシリコン層 701 ポリシリコン配線
710、720 メタル層
711、712、713 メタル配線
711a、712a 櫛歯
721、722 メタル配線(パッド)
730、740 層間絶縁層
731、732、741、742 ビア
800 ボンディングワイヤ
801、802 パッド
801a、802a 櫛歯
803 絶縁層
804 保護層
C1 キャパシタ
D1 ダイオード
Lp 一次巻線
Ls 二次巻線
N1 Nチャネル型MOS電界効果トランジスタ
PW 商用交流電源
R1、R2 抵抗
Rs センス抵抗
T11〜T14 パッド
T21〜T24 パッド
T31a〜T34a パッド
T31b〜T34b パッド
TR トランス
W11〜W14、W21〜W24 ボンディングワイヤ
X 電子機器1 Insulated switching
1s secondary circuit system (GND2 system)
2
110 Primary
304 Metal wiring (second electrode)
312
306, 315
650, 660, 670, 680
730, 740
Claims (19)
前記パルス信号の受信側となるように構成された第2チップと、
集積化トランスを用いて前記第1チップと前記第2チップとの間を電気的に絶縁しつつ前記第1チップから前記第2チップに前記パルス信号を伝送するように構成された第3チップと、
を有し、
前記第2チップと前記第3チップは、それぞれ、前段のチップからボンディングワイヤを介して前記パルス信号の入力を受け付けるように構成された第1電極を備えており、
各チップの前記第1電極のうち、少なくとも一方の下方領域には、前記第1電極と電気的に絶縁されるとともに基準電位端に接続されるように構成された第2電極が設けられており、
前記第2電極は、その平面視において、前記第1電極よりも大きい面積を持ち、前記第1電極と重なり合わない位置に設けられたビアを介して、前記基準電位端に接続されたパッドと接続されている、半導体装置。 A first chip configured to be the transmitting side of the pulse signal,
A second chip configured to be the receiving side of the pulse signal,
A third chip configured to transmit the pulse signal from the first chip to the second chip while electrically insulating between the first chip and the second chip using an integrated transformer. ,
Have,
The second chip and the third chip each include a first electrode configured to receive an input of the pulse signal from a chip in the previous stage via a bonding wire.
One of the first electrode of each chip, at least one of the lower region, and a second electrode provided that are configured so that is connected to the reference potential terminal while being insulated first electrode and electrically ,
The second electrode has a larger area than the first electrode in a plan view, and is connected to a pad connected to the reference potential end via a via provided at a position not overlapping with the first electrode. A semiconductor device that is connected.
前記パルス信号の受信側となるように構成された第2チップと、
集積化トランスを用いて前記第1チップと前記第2チップとの間を電気的に絶縁しつつ前記第1チップから前記第2チップに前記パルス信号を伝送するように構成された第3チップと、
を有し、
前記第2チップと前記第3チップは、それぞれ、前段のチップからボンディングワイヤを介して前記パルス信号の入力を受け付けるように構成された第1電極を備えており、
各チップの前記第1電極のうち、少なくとも一方の下方領域には、前記第1電極と電気的に絶縁されるとともに基準電位端に接続されるように構成された第2電極が設けられており、
前記第1電極と前記第2電極との間には、前記第2電極に短絡された少なくとも一層の中間電極が設けられている、半導体装置。 A first chip configured to be the transmitting side of the pulse signal,
A second chip configured to be the receiving side of the pulse signal,
A third chip configured to transmit the pulse signal from the first chip to the second chip while electrically insulating between the first chip and the second chip using an integrated transformer. ,
Have,
The second chip and the third chip each include a first electrode configured to receive an input of the pulse signal from a chip in the previous stage via a bonding wire.
One of the first electrode of each chip, at least one of the lower region, and a second electrode provided that are configured so that is connected to the reference potential terminal while being insulated first electrode and electrically ,
A semiconductor device in which at least one intermediate electrode short-circuited to the second electrode is provided between the first electrode and the second electrode.
前記半導体装置により制御されるスイッチング出力段と、
を有する、絶縁型スイッチング電源。 The semiconductor device according to claim 6 and
The switching output stage controlled by the semiconductor device and
Has an isolated switching power supply.
前記絶縁型スイッチング電源から電力供給を受けて動作するように構成された負荷と、
を有する、電子機器。 The isolated switching power supply according to any one of claims 7 to 9,
A load configured to operate by receiving power from the isolated switching power supply,
Have an electronic device.
前記第1電極の下方領域に設けられて前記第1電極と電気的に絶縁されるとともに基準電位端に接続されるように構成された第2電極と、
を集積化して成り、
前記第2電極は、その平面視において、前記第1電極よりも大きい面積を持ち、前記第1電極と重なり合わない位置に設けられたビアを介して、前記基準電位端に接続されたパッドと接続されている、チップ。 A first electrode configured to receive a pulse signal input via a bonding wire,
A second electrode configured to so that is connected to the reference potential terminal with insulated electrically with the first electrode disposed in the lower region of the first electrode,
Ri formed by integrated,
The second electrode has a larger area than the first electrode in a plan view, and is connected to a pad connected to the reference potential end via a via provided at a position not overlapping with the first electrode. The chip that is connected.
前記第1電極の下方領域に設けられて前記第1電極と電気的に絶縁されるとともに基準電位端に接続されるように構成された第2電極と、
を集積化して成り、
前記第1電極と前記第2電極との間には、前記第2電極に短絡された少なくとも一層の中間電極が設けられている、チップ。 A first electrode configured to receive a pulse signal input via a bonding wire,
A second electrode configured to so that is connected to the reference potential terminal with insulated electrically with the first electrode disposed in the lower region of the first electrode,
Ri formed by integrated,
A chip in which at least one layer of intermediate electrodes short-circuited to the second electrode is provided between the first electrode and the second electrode.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017212795 | 2017-11-02 | ||
JP2017212795 | 2017-11-02 | ||
PCT/JP2018/037537 WO2019087699A1 (en) | 2017-11-02 | 2018-10-09 | Semiconductor device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2019087699A1 JPWO2019087699A1 (en) | 2020-12-03 |
JP6901583B2 true JP6901583B2 (en) | 2021-07-14 |
Family
ID=66332057
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019550949A Active JP6901583B2 (en) | 2017-11-02 | 2018-10-09 | Semiconductor device |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6901583B2 (en) |
CN (1) | CN111295746B (en) |
WO (1) | WO2019087699A1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2022176188A1 (en) * | 2021-02-22 | 2022-08-25 | ||
CN114497026A (en) * | 2021-12-07 | 2022-05-13 | 南通通富微电子有限公司 | Fan-out type packaging device and preparation method thereof |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06209574A (en) * | 1993-01-06 | 1994-07-26 | Sony Corp | Power supply circuit |
JP3190941B2 (en) * | 1994-09-27 | 2001-07-23 | 松下電子工業株式会社 | Semiconductor integrated circuit device for insulated switching power supply device |
JP2003297930A (en) * | 2002-03-29 | 2003-10-17 | Gurinikusu:Kk | Comb capacitor |
JP2005005881A (en) * | 2003-06-10 | 2005-01-06 | Tdk Corp | Balancing circuit for communication line, and power line communication circuit |
JP4166635B2 (en) * | 2003-06-24 | 2008-10-15 | Tdk株式会社 | Multilayer high frequency module |
JP2005327987A (en) * | 2004-05-17 | 2005-11-24 | Seiko Epson Corp | Semiconductor device |
JP2006128319A (en) * | 2004-10-27 | 2006-05-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor integrated circuit device |
JP5303167B2 (en) * | 2008-03-25 | 2013-10-02 | ローム株式会社 | Switch control device and motor drive device using the same |
JP5387499B2 (en) * | 2010-05-14 | 2014-01-15 | 三菱電機株式会社 | Internally matched transistor |
JP2015012571A (en) * | 2013-07-02 | 2015-01-19 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | Oscillator and phase-locked loop |
JP6565130B2 (en) * | 2013-10-31 | 2019-08-28 | 三菱電機株式会社 | amplifier |
JP6358815B2 (en) * | 2014-03-03 | 2018-07-18 | ローム株式会社 | Control circuit for digital control power supply circuit, control method, digital control power supply circuit using the same, electronic device and base station |
JP6563651B2 (en) * | 2014-12-24 | 2019-08-21 | ローム株式会社 | Insulation synchronous rectification type DC / DC converter, synchronous rectification controller, power supply device using the same, power supply adapter, and electronic device |
-
2018
- 2018-10-09 WO PCT/JP2018/037537 patent/WO2019087699A1/en active Application Filing
- 2018-10-09 CN CN201880070579.5A patent/CN111295746B/en active Active
- 2018-10-09 JP JP2019550949A patent/JP6901583B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111295746A (en) | 2020-06-16 |
CN111295746B (en) | 2023-08-11 |
WO2019087699A1 (en) | 2019-05-09 |
JPWO2019087699A1 (en) | 2020-12-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11657953B2 (en) | Semiconductor device and semiconductor module | |
US8970148B2 (en) | Method and apparatus for reducing radiated emissions in switching power converters | |
TWI492507B (en) | Magnetic field cancellation in switching regulators | |
JP7220743B2 (en) | Isolated components and modules | |
US10978241B2 (en) | Transformers having screen layers to reduce common mode noise | |
JP6901583B2 (en) | Semiconductor device | |
US9847166B2 (en) | Embedded magnetic component transformer device | |
JP2021073687A (en) | Semiconductor device | |
WO2019069489A1 (en) | Power conversion circuit | |
US20170093275A1 (en) | Radio frequency interference suppression circuit | |
US7982302B2 (en) | Power semiconductor module with control functionality and integrated transformer | |
WO2016143149A1 (en) | Noise filter | |
JP5644298B2 (en) | DC-DC converter module | |
US6498713B2 (en) | Low-inductance capacitor and a method for minimizing inductance in a snubber circuit | |
CN109872869B (en) | Isolation coupling structure | |
JP5920392B2 (en) | DC-DC converter module | |
JP6780787B2 (en) | Power module and reverse conduction IGBT | |
JP3019611B2 (en) | One-chip switching power supply | |
JP6168189B2 (en) | DC-DC converter module | |
JP6575312B2 (en) | LC composite device and processor | |
DE102014112517B3 (en) | Converter means | |
JP2012099512A (en) | Composite electronic component | |
DE102017119527A1 (en) | Vehicle-own device | |
TWI653814B (en) | Isolated coupled structure, device, element, a chip including the same, and a printed circuit board | |
JP6531880B2 (en) | Noise removal circuit and noise removal element |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200406 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210224 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210407 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210608 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210617 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6901583 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |