JP7464769B2 - Semiconductor memory device - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、半導体記憶装置に関する。 An embodiment of the present invention relates to a semiconductor memory device.

従来、コネクタが形成された基板上に、NANDフラッシュメモリなどの不揮発性半導体記憶素子が搭載された半導体装置が用いられている。また、半導体装置には、不揮発性半導体記憶素子の他に、揮発性半導体記憶素子や、不揮発性半導体素子および揮発性半導体素子を制御するコントローラが搭載される。 Conventionally, semiconductor devices have been used in which nonvolatile semiconductor memory elements such as NAND flash memory are mounted on a substrate on which a connector is formed. In addition to the nonvolatile semiconductor memory elements, the semiconductor device also has volatile semiconductor memory elements and a controller that controls the nonvolatile semiconductor elements and the volatile semiconductor elements.

このような半導体装置は、その使用環境や規格などに合わせて、基板の形状や大きさが制約される場合がある。そして、基板の形状や大きさに合わせて不揮発性半導体記憶素子などを配置しつつ、その性能特性の劣化を抑えることが求められている。 The shape and size of the substrate for such semiconductor devices may be restricted according to the environment in which they are used and the standards they meet. There is a need to arrange non-volatile semiconductor memory elements and other components in accordance with the shape and size of the substrate while suppressing degradation of their performance characteristics.

特開2010-79445号公報JP 2010-79445 A

本発明の一つの実施形態は、基板の形状や大きさの制限に合わせて不揮発性半導体素子などを配置しつつ、その性能特性の劣化を抑えることができる半導体記憶装置を提供することを目的とする。 One embodiment of the present invention aims to provide a semiconductor memory device that can arrange non-volatile semiconductor elements and other components in accordance with the limitations of the substrate shape and size while suppressing degradation of their performance characteristics.

本発明の一つの実施形態によれば、第1の不揮発性半導体メモリと、第2の不揮発性半導体メモリと、揮発性半導体メモリと、回路素子と、コントローラと、第1の信号線と、第2の信号線と、第3の信号線と、コネクタと、基板と、を備える半導体記憶装置が提供される。前記回路素子には、第1電極と、第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に設けられた皮膜と、前記皮膜を覆う膜とが形成される。前記コントローラは、前記第1および第2の不揮発性半導体メモリと前記揮発性半導体メモリとを制御する。前記第1の信号線は、前記コントローラと前記回路素子とを接続する。前記第2の信号線は、前記回路素子と前記第1の不揮発性半導体メモリとを接続し、第1のビアホールを含む。前記第3の信号線は、前記第2の信号線から前記第1のビアホールによって分岐され前記第2の不揮発性半導体メモリと接続される。前記コネクタは、外部機器と接続するために設けられる。前記基板は、前記第1および第2の不揮発性半導体メモリと前記回路素子と前記コントローラと前記コネクタとが搭載される。前記基板は、表面層と、裏面層と、複数の内部配線層と、を有する。前記表面層は、前記基板の表面に形成される配線パターンを備え、前記第1の不揮発性半導体メモリと前記回路素子とが搭載される。前記裏面層は、前記基板の裏面に形成される配線パターンを備え、前記第2の不揮発性半導体メモリが搭載される。前記複数の内部配線層は、前記表面層と前記裏面層との間に設けられ、配線パターンを備える。前記第3の信号線は第2のビアホールを含む。平面視において、前記第1のビアホールが設けられた第1の領域と、前記第2のビアホールが設けられた第2の領域と、が重複しないように構成される。 According to one embodiment of the present invention, a semiconductor storage device is provided that includes a first nonvolatile semiconductor memory, a second nonvolatile semiconductor memory, a volatile semiconductor memory, a circuit element, a controller, a first signal line, a second signal line, a third signal line, a connector, and a substrate. The circuit element is formed with a first electrode, a second electrode, a film provided between the first electrode and the second electrode, and a film covering the film. The controller controls the first and second nonvolatile semiconductor memories and the volatile semiconductor memory. The first signal line connects the controller and the circuit element. The second signal line connects the circuit element and the first nonvolatile semiconductor memory and includes a first via hole. The third signal line is branched from the second signal line by the first via hole and connected to the second nonvolatile semiconductor memory. The connector is provided for connecting to an external device. The first and second nonvolatile semiconductor memories, the circuit element, the controller, and the connector are mounted on the substrate. The substrate has a surface layer, a back layer, and multiple internal wiring layers. The surface layer has a wiring pattern formed on the surface of the substrate, and the first nonvolatile semiconductor memory and the circuit element are mounted on it. The back layer has a wiring pattern formed on the back surface of the substrate, and the second nonvolatile semiconductor memory is mounted on it. The multiple internal wiring layers are provided between the surface layer and the back layer, and have wiring patterns. The third signal line includes a second via hole. In a plan view, the first region in which the first via hole is provided and the second region in which the second via hole is provided are configured not to overlap.

図1は、第1の実施の形態にかかる半導体装置の構成例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a semiconductor device according to a first embodiment. 図2は、半導体装置の概略構成を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a schematic configuration of the semiconductor device. 図3は、半導体装置の詳細な構成を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a detailed configuration of the semiconductor device. 図4は、抵抗素子の概略構成を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a schematic configuration of a resistance element. 図5は、基板の表面層(第1層)における回路構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a circuit configuration on the surface layer (first layer) of the substrate. 図6は、基板の裏面層(第8層)における回路構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the circuit configuration on the back surface layer (eighth layer) of the substrate. 図7は、ドライブ制御回路とNANDメモリとを接続する配線の構成を示す図であって、基板の層構成の概念図である。FIG. 7 is a diagram showing the configuration of wiring connecting the drive control circuit and the NAND memory, and is a conceptual diagram of the layer configuration of the substrate. 図8は、第1の実施の形態の変形例1にかかる半導体装置の概略構成を示す底面図である。FIG. 8 is a bottom view showing a schematic configuration of a semiconductor device according to a first modification of the first embodiment. 図9は、ドライブ制御回路とNANDメモリとを接続する配線の構成を示す図であって、基板の層構成の概念図である。FIG. 9 is a diagram showing the configuration of wiring connecting the drive control circuit and the NAND memory, and is a conceptual diagram of the layer configuration of the substrate. 図10は、第2の実施の形態にかかる半導体装置の詳細な構成を示す平面図である。FIG. 10 is a plan view showing a detailed configuration of the semiconductor device according to the second embodiment. 図11は、図10に示すA-A線に沿った矢視断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 図12は、第2の実施の形態の変形例1にかかる半導体装置の概略構成を示す底面図である。FIG. 12 is a bottom view showing a schematic configuration of a semiconductor device according to a first modification of the second embodiment. 図13は、図12に示すB-B線に沿った矢視断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line BB shown in FIG. 図14は、第3の実施の形態にかかる半導体装置の概略構成を示す平面図である。FIG. 14 is a plan view showing a schematic configuration of a semiconductor device according to the third embodiment. 図15は、NANDメモリの底面を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing the bottom surface of the NAND memory. 図16は、第3の実施の形態の変形例1にかかる半導体装置の概略構成を示す底面図である。FIG. 16 is a bottom view showing a schematic configuration of a semiconductor device according to a first modification of the third embodiment. 図17は、第4の実施の形態にかかる半導体装置の概略構成を示す平面図である。FIG. 17 is a plan view showing a schematic configuration of a semiconductor device according to the fourth embodiment. 図18は、第4の実施の形態の変形例1にかかる半導体装置の概略構成を示す底面図である。FIG. 18 is a bottom view showing a schematic configuration of a semiconductor device according to a first modification of the fourth embodiment.

以下に添付図面を参照して、実施形態にかかる半導体記憶装置を詳細に説明する。なお、これらの実施形態により本発明が限定されるものではない。 The semiconductor memory device according to the embodiment will be described in detail below with reference to the attached drawings. Note that the present invention is not limited to these embodiments.

(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態にかかる半導体装置の構成例を示すブロック図である。半導体装置100は、SATAインタフェース(ATA I/F)2などのメモリ接続インタフェースを介してパーソナルコンピュータあるいはCPUコアなどのホスト装置(以下、ホストと略す)1と接続され、ホスト1の外部メモリとして機能する。ホスト1としては、パーソナルコンピュータのCPU、スチルカメラ、ビデオカメラなどの撮像装置のCPUなどがあげられる。また、半導体装置100は、RS232Cインタフェース(RS232C I/F)などの通信インタフェース3を介して、デバッグ用機器200との間でデータを送受信することができる。
(First embodiment)
1 is a block diagram showing a configuration example of a semiconductor device according to a first embodiment. The semiconductor device 100 is connected to a host device (hereinafter, abbreviated as host) 1 such as a personal computer or a CPU core via a memory connection interface such as a SATA interface (ATA I/F) 2, and functions as an external memory of the host 1. Examples of the host 1 include the CPU of a personal computer, and the CPU of an imaging device such as a still camera or a video camera. The semiconductor device 100 can also transmit and receive data to and from a debugging device 200 via a communication interface 3 such as an RS232C interface (RS232C I/F).

半導体装置100は、不揮発性半導体記憶素子としてのNAND型フラッシュメモリ(以下、NANDメモリと略す)10と、コントローラとしてのドライブ制御回路4と、NANDメモリ10よりも高速記憶動作が可能な揮発性半導体記憶素子であるDRAM20と、電源回路5と、状態表示用のLED6と、ドライブ内部の温度を検出する温度センサ7とを備えている。温度センサ7は、例えばNANDメモリ10の温度を直接または間接的に測定する。ドライブ制御回路4は、温度センサ7による測定結果が一定温度以上となった場合に、NANDメモリ10への情報の書き込みなどを制限して、それ以上の温度上昇を抑制する。 The semiconductor device 100 includes a NAND flash memory (hereafter abbreviated as NAND memory) 10 as a non-volatile semiconductor memory element, a drive control circuit 4 as a controller, a DRAM 20 as a volatile semiconductor memory element capable of faster storage operation than the NAND memory 10, a power supply circuit 5, an LED 6 for displaying a status, and a temperature sensor 7 for detecting the temperature inside the drive. The temperature sensor 7 measures the temperature of the NAND memory 10 directly or indirectly, for example. When the measurement result by the temperature sensor 7 reaches or exceeds a certain temperature, the drive control circuit 4 restricts writing of information to the NAND memory 10, thereby suppressing any further temperature rise.

電源回路5は、ホスト1側の電源回路から供給される外部直流電源から複数の異なる内部直流電源電圧を生成し、これら内部直流電源電圧を半導体装置100内の各回路に供給する。また、電源回路5は、外部電源の立ち上がりを検知し、パワーオンリセット信号を生成して、ドライブ制御回路4に供給する。 The power supply circuit 5 generates multiple different internal DC power supply voltages from an external DC power supply supplied from the power supply circuit on the host 1 side, and supplies these internal DC power supply voltages to each circuit in the semiconductor device 100. The power supply circuit 5 also detects the rise of the external power supply, generates a power-on reset signal, and supplies it to the drive control circuit 4.

図2は、半導体装置100の概略構成を示す平面図である。図3は、半導体装置100の詳細な構成を示す平面図である。電源回路5、DRAM20、ドライブ制御回路4、NANDメモリ10は、配線パターンが形成された基板8上に搭載される。基板8は、平面視において略長方形形状を呈する。略長方形形状を呈する基板8の一方の短辺側には、ホスト1に接続されて、上述したSATAインタフェース2、通信インタフェース3として機能するコネクタ9が設けられている。コネクタ9は、ホスト1から入力された電源を電源回路5に供給する電源入力部として機能する。コネクタ9は、例えばLIFコネクタである。なお、コネクタ9には、基板8の短手方向に沿った中心位置からずれた位置にスリット9aが形成されており、ホスト1側に設けられた突起(図示せず)などと嵌まり合うようになっている。これにより、半導体装置100が表裏逆に取り付けられることを防ぐことができる。 2 is a plan view showing a schematic configuration of the semiconductor device 100. FIG. 3 is a plan view showing a detailed configuration of the semiconductor device 100. The power supply circuit 5, the DRAM 20, the drive control circuit 4, and the NAND memory 10 are mounted on a substrate 8 on which a wiring pattern is formed. The substrate 8 has a substantially rectangular shape in a plan view. On one short side of the substantially rectangular substrate 8, a connector 9 is provided which is connected to the host 1 and functions as the SATA interface 2 and the communication interface 3 described above. The connector 9 functions as a power input section which supplies the power input from the host 1 to the power supply circuit 5. The connector 9 is, for example, an LIF connector. In addition, a slit 9a is formed in the connector 9 at a position offset from the center position along the short side direction of the substrate 8, and is adapted to fit into a protrusion (not shown) or the like provided on the host 1 side. This makes it possible to prevent the semiconductor device 100 from being attached upside down.

基板8は、合成樹脂を重ねて形成された多層構造になっており、例えば8層構造となっている。なお、基板8の層数は8層に限られない。基板8には、合成樹脂で構成された各層の表面あるいは内層に様々な形状で配線パターンが形成されている。基板8に形成された配線パターンを介して、基板8上に搭載された電源回路5、DRAM20、ドライブ制御回路4、NANDメモリ10同士が電気的に接続される。 The substrate 8 has a multi-layer structure formed by stacking layers of synthetic resin, for example an eight-layer structure. The number of layers of the substrate 8 is not limited to eight. On the substrate 8, wiring patterns of various shapes are formed on the surface or inner layer of each layer made of synthetic resin. The power supply circuit 5, DRAM 20, drive control circuit 4, and NAND memory 10 mounted on the substrate 8 are electrically connected to each other via the wiring patterns formed on the substrate 8.

次に、基板8に対する電源回路5、DRAM20、ドライブ制御回路4、NANDメモリ10の配置について説明する。図2や図3に示すように、電源回路5およびDRAM20がコネクタ9の近傍に配置される。そして、電源回路5およびDRAM20の隣にドライブ制御回路4が配置される。そして、ドライブ制御回路4の隣にNANDメモリ10が配置される。すなわち、基板8の長手方向に沿ってコネクタ9側から、DRAM20、ドライブ制御回路4、NANDメモリ10の順に並べて配置される。 Next, the arrangement of the power supply circuit 5, DRAM 20, drive control circuit 4, and NAND memory 10 on the board 8 will be described. As shown in Figures 2 and 3, the power supply circuit 5 and DRAM 20 are arranged near the connector 9. The drive control circuit 4 is then arranged next to the power supply circuit 5 and DRAM 20. The NAND memory 10 is then arranged next to the drive control circuit 4. That is, the DRAM 20, drive control circuit 4, and NAND memory 10 are arranged in this order from the connector 9 side along the longitudinal direction of the board 8.

なお、複数のNANDメモリ10が基板8上に搭載され、これら複数のNANDメモリ10が基板8の長手方向に沿って並べて配置される。なお、第1の実施の形態では、4つのNANDメモリ10を配置しているが、複数のNANDメモリ10が配置されるのであれば、搭載されるNANDメモリ10の数はこれに限られない。 Note that multiple NAND memories 10 are mounted on the substrate 8, and these multiple NAND memories 10 are arranged side by side along the longitudinal direction of the substrate 8. Note that, in the first embodiment, four NAND memories 10 are arranged, but the number of NAND memories 10 mounted is not limited to this, as long as multiple NAND memories 10 are arranged.

また、4つのNANDメモリ10のうち、2つのNANDメモリ10が基板8の一方の長辺側に寄せて配置され、残りの2つのNANDメモリ10が基板8の他方の長辺側に寄せて配置される。 In addition, of the four NAND memories 10, two NAND memories 10 are arranged close to one long side of the substrate 8, and the remaining two NAND memories 10 are arranged close to the other long side of the substrate 8.

また、基板8には、抵抗素子12が搭載される。抵抗素子12は、ドライブ制御回路4とNANDメモリ10とを接続する配線パターン(配線)の途中に設けられ、NANDメモリ10へ入出力される信号に対する抵抗として機能する。図4は、抵抗素子12の概略構成を示す斜視図である。抵抗素子12は、図4に示すように、電極12cの間に設けられた複数の抵抗皮膜12aが、保護膜12bによってまとめて被覆されて構成されている。1つのNANDメモリ10に対して1つの抵抗素子12が設けられる。そして、それぞれの抵抗素子12が、その抵抗素子12に接続されたNANDメモリ10の近傍に配置される。 Also, a resistive element 12 is mounted on the substrate 8. The resistive element 12 is provided in the middle of the wiring pattern (wiring) that connects the drive control circuit 4 and the NAND memory 10, and functions as a resistor for signals input and output to the NAND memory 10. FIG. 4 is a perspective view showing a schematic configuration of the resistive element 12. As shown in FIG. 4, the resistive element 12 is configured by covering a plurality of resistive films 12a provided between electrodes 12c together with a protective film 12b. One resistive element 12 is provided for one NAND memory 10. Each resistive element 12 is then disposed in the vicinity of the NAND memory 10 to which it is connected.

次に、基板8に形成される配線パターンについて説明する。図3に示すように、電源回路5とドライブ制御回路4との間には、電子部品などがほとんど搭載されていない領域Sがある。基板8の領域Sには、コネクタ9とドライブ制御回路4とを接続する信号線(SATA信号線)が配線パターンの一部として形成されている。このように、基板8上には、ドライブ制御回路4を挟んでコネクタ9側にはSATA信号線14が形成され、その反対側には、NANDメモリ10が基板8の長手方向に沿って一列に並べて配置される。 Next, the wiring pattern formed on the substrate 8 will be described. As shown in FIG. 3, between the power supply circuit 5 and the drive control circuit 4 there is an area S where almost no electronic components are mounted. In the area S of the substrate 8, a signal line (SATA signal line) that connects the connector 9 and the drive control circuit 4 is formed as part of the wiring pattern. In this way, on the substrate 8, the SATA signal line 14 is formed on the connector 9 side across the drive control circuit 4, and on the opposite side, the NAND memories 10 are arranged in a row along the longitudinal direction of the substrate 8.

図5は、基板8の表面層(第1層)L1における回路構成を示す図である。図6は、基板8の裏面層(第8層)L8における回路構成を示す図である。基板8の表面層L1の領域Sでは、ドライブ制御回路4が配置される位置からコネクタ9の近傍までSATA信号線14が形成されている。そして、コネクタ9の近傍でビアホール15によってSATA信号線14は基板8の裏面層L8まで貫通し、裏面層L8に形成されたSATA信号線14によってコネクタ9に到達する。コネクタ9部分で基板8の裏面層L8側に電極を形成する必要がある場合には、このようにSATA信号線14を基板8の裏面層L8まで貫通させる必要がある。 Figure 5 is a diagram showing the circuit configuration in the surface layer (first layer) L1 of the substrate 8. Figure 6 is a diagram showing the circuit configuration in the back layer (eighth layer) L8 of the substrate 8. In the area S of the surface layer L1 of the substrate 8, the SATA signal line 14 is formed from the position where the drive control circuit 4 is arranged to the vicinity of the connector 9. The SATA signal line 14 penetrates to the back layer L8 of the substrate 8 by a via hole 15 near the connector 9, and reaches the connector 9 through the SATA signal line 14 formed on the back layer L8. If it is necessary to form an electrode on the back layer L8 side of the substrate 8 in the connector 9 area, it is necessary to penetrate the SATA signal line 14 to the back layer L8 of the substrate 8 in this way.

基板8の裏面層L8は、SATA信号線14を除くほとんどの領域がグランド18となっている。また、図示は省略するが、基板8の表面層L1と裏面層L8との間の内層においては、SATA信号線14と重なる部分にはSATA信号線14以外の配線パターンがほとんど形成されていない。すなわち、基板8において領域Sと重なる部分には、SATA信号線14以外の配線パターンがほとんど形成されていない。 Most of the back surface layer L8 of the substrate 8 is ground 18, except for the SATA signal line 14. Although not shown, in the inner layer between the front surface layer L1 and the back surface layer L8 of the substrate 8, wiring patterns other than the SATA signal line 14 are hardly formed in the portion that overlaps with the SATA signal line 14. In other words, in the portion of the substrate 8 that overlaps with the region S, wiring patterns other than the SATA signal line 14 are hardly formed.

また、表面層L1において、SATA信号線14の一部が途切れているが、基板8上の該当部分に搭載された中継素子16(図3も参照)によって、SATA信号線14を通る信号は中継されるため特に問題とならない。また、基板8の表面は、図示しない絶縁性の保護膜で覆われており、表面層L1に形成された配線パターンの絶縁性は確保されている。 Although a portion of the SATA signal line 14 is disconnected in the surface layer L1, this does not pose a problem because the signal passing through the SATA signal line 14 is relayed by the relay element 16 (see also FIG. 3) mounted in the corresponding portion on the substrate 8. In addition, the surface of the substrate 8 is covered with an insulating protective film (not shown), ensuring the insulation of the wiring pattern formed on the surface layer L1.

図7は、ドライブ制御回路4とNANDメモリ10とを接続する配線の構成を示す図であって、基板8の層構成の概念図である。なお、図7では、図面の簡略化のために基板8の層構造の一部を省略して示している。 Figure 7 shows the wiring configuration connecting the drive control circuit 4 and the NAND memory 10, and is a conceptual diagram of the layer structure of the substrate 8. Note that in Figure 7, some of the layer structure of the substrate 8 is omitted to simplify the drawing.

図7に示すように、ドライブ制御回路4と抵抗素子12とを接続する配線は、基板8の表面層L1でドライブ制御回路4に接続されて、ビアホール21によって基板8の内層に引き込まれる。そして、その配線は基板8の内層を引き回されて再度ビアホール22によって基板8の表面層L1に引き出され、抵抗素子12に接続される。 As shown in FIG. 7, the wiring connecting the drive control circuit 4 and the resistive element 12 is connected to the drive control circuit 4 on the surface layer L1 of the substrate 8, and is drawn into the inner layer of the substrate 8 by a via hole 21. The wiring is then routed through the inner layer of the substrate 8, and is again drawn out to the surface layer L1 of the substrate 8 by a via hole 22, where it is connected to the resistive element 12.

また、抵抗素子12とNANDメモリ10とを接続する配線は、基板8の表面層L1で抵抗素子12に接続されて、ビアホール23によって基板8の内層に引き込まれる。そして、その配線は基板8の内層を引き回されて再度ビアホール24によって基板8の表面層L1に引き出され、NANDメモリ10に接続される。 The wiring connecting the resistive element 12 and the NAND memory 10 is connected to the resistive element 12 on the surface layer L1 of the substrate 8 and is drawn into the inner layer of the substrate 8 by a via hole 23. The wiring is then routed through the inner layer of the substrate 8 and again drawn out to the surface layer L1 of the substrate 8 by a via hole 24, and connected to the NAND memory 10.

上述したように、NANDメモリ10の近傍に抵抗素子12が配置されるため、ドライブ制御回路4と抵抗素子12とを接続する配線よりも、抵抗素子12とNANDメモリ10とを接続する配線のほうが短くなる。 As described above, since the resistive element 12 is placed near the NAND memory 10, the wiring connecting the resistive element 12 to the NAND memory 10 is shorter than the wiring connecting the drive control circuit 4 to the resistive element 12.

ここで、半導体装置100にはNANDメモリ10が複数設けられているので、抵抗素子12とNANDメモリ10とを接続する配線も基板8に複数形成される。NANDメモリ10の近傍に抵抗素子12が配置されるため、抵抗素子12とNANDメモリ10とを接続する複数の配線同士の長さのばらつきが抑えられる。 Here, since the semiconductor device 100 is provided with multiple NAND memories 10, multiple wirings connecting the resistive elements 12 and the NAND memories 10 are also formed on the substrate 8. Since the resistive elements 12 are disposed in the vicinity of the NAND memories 10, the variation in length between the multiple wirings connecting the resistive elements 12 and the NAND memories 10 is suppressed.

以上説明したように、電源回路5、ドライブ制御回路4、DRAM20、NANDメモリ10、SATA信号線14を配置することで、平面視において略長方形形状を呈する基板8上に、これらの各要素を適切に配置することができる。 As described above, by arranging the power supply circuit 5, drive control circuit 4, DRAM 20, NAND memory 10, and SATA signal line 14, each of these elements can be appropriately arranged on the substrate 8, which has a roughly rectangular shape in a plan view.

また、電源回路5がコネクタ9の近傍、かつSATA信号線14を避けた位置に配置されることで、電源回路5から発生するノイズを他の要素やSATA信号線14が拾いにくくなり、半導体装置100の動作の安定性の向上を図ることができる。 In addition, by locating the power supply circuit 5 near the connector 9 and away from the SATA signal line 14, noise generated by the power supply circuit 5 is less likely to be picked up by other elements or the SATA signal line 14, which improves the stability of the operation of the semiconductor device 100.

また、DRAM20がSATA信号線14を避けた位置に配置されることで、DRAM20から発生するノイズをSATA信号線14が拾いにくくなり、半導体装置100の動作の安定性の向上を図ることができる。 In addition, by placing the DRAM 20 in a position that avoids the SATA signal line 14, the SATA signal line 14 is less likely to pick up noise generated by the DRAM 20, which improves the operational stability of the semiconductor device 100.

また、一般的にDRAM20はドライブ制御回路4の近傍に配置するのが好ましい。第1の実施の形態では、DRAM20をドライブ制御回路4の近傍に配置しているので、半導体装置100の性能特性の劣化を抑えることができる。 In addition, it is generally preferable to place the DRAM 20 near the drive control circuit 4. In the first embodiment, the DRAM 20 is placed near the drive control circuit 4, which can suppress deterioration of the performance characteristics of the semiconductor device 100.

また、4つのNANDメモリ10のうち、2つのNANDメモリ10が基板8の一方の長辺側に寄せて配置され、残りの2つのNANDメモリ10が基板8の他方の長辺側に寄せて配置される。このように構成することで、配線パターンが基板8の一方に偏るのを抑えることができ、バランスよく配線パターンを形成することができる。 In addition, of the four NAND memories 10, two NAND memories 10 are arranged close to one long side of the substrate 8, and the remaining two NAND memories 10 are arranged close to the other long side of the substrate 8. By configuring in this way, it is possible to prevent the wiring pattern from being biased to one side of the substrate 8, and a wiring pattern can be formed in a balanced manner.

また、NANDメモリ10の近傍に抵抗素子12が配置されるため、抵抗素子12とNANDメモリ10とを接続する配線同士の長さのばらつきが抑えられるため、半導体装置100の性能特性の劣化を抑えることができる。 In addition, since the resistive element 12 is placed near the NAND memory 10, the variation in the length of the wiring connecting the resistive element 12 and the NAND memory 10 is suppressed, thereby suppressing deterioration of the performance characteristics of the semiconductor device 100.

また、基板8の裏面層L8において、SATA信号線14を除くほとんどの領域がグランド18となっているので、例えば、半導体装置100をホスト1に取り付けた状態でホスト1側の機器が半導体装置100の裏面層側に存在する場合、その装置からのノイズの影響が、半導体装置100の配線パターンや、NANDメモリ10などの各要素に及ぶのを抑えることができる。同様に、半導体装置100の配線パターンや各要素からのノイズの影響を、ホスト1側の装置が拾いにくくなる。 In addition, most of the area of the back surface layer L8 of the substrate 8, except for the SATA signal line 14, is ground 18. Therefore, for example, when the semiconductor device 100 is attached to the host 1 and a device on the host 1 side is present on the back surface layer side of the semiconductor device 100, the influence of noise from that device can be prevented from reaching the wiring pattern of the semiconductor device 100 and each element such as the NAND memory 10. Similarly, the device on the host 1 side is less likely to pick up the influence of noise from the wiring pattern and each element of the semiconductor device 100.

また、本実施の形態のように、コネクタ9部分で基板8の裏面層側に電極を形成する必要がある場合に、コネクタ9の近傍でSATA信号線14を基板8の裏面層L8まで貫通させることで、裏面層L8に形成されるSATA信号線14をより短くすることができる。これにより、ホスト1側の機器が半導体装置100の裏面層側に存在する場合、その装置からのノイズをSATA信号線14が拾いにくくなる。 In addition, as in this embodiment, when it is necessary to form an electrode on the back layer side of the substrate 8 at the connector 9 portion, the SATA signal line 14 can be made shorter by penetrating the SATA signal line 14 to the back layer L8 of the substrate 8 near the connector 9. As a result, if a device on the host 1 side is present on the back layer side of the semiconductor device 100, the SATA signal line 14 is less likely to pick up noise from that device.

また、基板8において領域Sと重なる部分には、SATA信号線14以外の配線パターンがほとんど形成されていないため、SATA信号線14に対するインピーダンスの管理を容易にすることができる。 In addition, since almost no wiring patterns other than the SATA signal line 14 are formed in the portion of the substrate 8 that overlaps with the area S, it is easy to manage the impedance for the SATA signal line 14.

なお、本実施の形態では、8層構造の基板8を例示したが、これに限られず、異なる層数の基板8であっても構わない。 In this embodiment, a substrate 8 having an eight-layer structure is illustrated, but the present invention is not limited to this and the substrate 8 may have a different number of layers.

図8は、第1の実施の形態の変形例1にかかる半導体装置100の概略構成を示す底面図である。図9は、ドライブ制御回路4とNANDメモリ10とを接続する配線の構成を示す図であって、基板8の層構成の概念図である。なお、図9では、図面の簡略化のために基板8の層構造の一部を省略して示している。 Figure 8 is a bottom view showing a schematic configuration of a semiconductor device 100 according to a first modified example of the first embodiment. Figure 9 shows the configuration of wiring connecting the drive control circuit 4 and the NAND memory 10, and is a conceptual diagram of the layer structure of the substrate 8. Note that in Figure 9, a portion of the layer structure of the substrate 8 is omitted to simplify the drawing.

本変形例1では、基板8の裏面層側に対してもNANDメモリ10が搭載され、半導体装置100は8つのNANDメモリ10を備える。基板8の裏面層側に搭載されるNANDメモリ10は、基板8の表面層側に搭載されたNANDメモリ10と対称となる位置に配置される。 In this first modified example, a NAND memory 10 is also mounted on the back layer side of the substrate 8, and the semiconductor device 100 has eight NAND memories 10. The NAND memory 10 mounted on the back layer side of the substrate 8 is disposed in a position symmetrical to the NAND memory 10 mounted on the front layer side of the substrate 8.

なお、抵抗素子12は、基板8の裏面層側には搭載されず、表面層側にのみ搭載される。そのため、抵抗素子12とNANDメモリ10とを接続する配線は、基板8の内層を引き回されてビアホール24によって分岐され、基板8の表面層L1だけでなく裏面層L8にも引き出される。そして、表面層L1に引き出された配線には表面層側に設けられたNANDメモリ10が接続され、裏面層L8に引き出された配線には裏面層側に設けられたNANDメモリ10が接続される。すなわち、1つの抵抗素子12に対して2つのNANDメモリ10が接続されることとなる。 The resistive element 12 is not mounted on the back layer side of the substrate 8, but only on the front layer side. Therefore, the wiring connecting the resistive element 12 and the NAND memory 10 is routed through the inner layer of the substrate 8, branched by via holes 24, and drawn out to the back layer L8 as well as the front layer L1 of the substrate 8. The NAND memory 10 provided on the front layer side is connected to the wiring drawn out to the back layer L8, and the NAND memory 10 provided on the back layer side is connected to the wiring drawn out to the back layer L8. In other words, two NAND memories 10 are connected to one resistive element 12.

このように、基板8の両面にNANDメモリ10を搭載することで、半導体装置100の記憶容量をより大きくすることが可能となる。また、抵抗素子12に対して、途中で配線を分岐することで複数(本変形例では2つ)のNANDメモリ10を接続することができ、ドライブ制御回路4の有するチャンネル数以上のNANDメモリ10を半導体装置100に備えることが可能となる。本変形例では、ドライブ制御回路4が4つのチャンネルを有しているが、それに対して8つのNANDメモリ10を設けることが可能となっている。なお、1つの配線に対して接続された2つのNANDメモリ10のうち、いずれのNANDメモリ10が動作するかは、NANDメモリ10のCE(チップイネーブル)がアクティブになっているか否かによってNANDメモリ10自身が判断する。 In this way, by mounting the NAND memories 10 on both sides of the substrate 8, it is possible to increase the storage capacity of the semiconductor device 100. In addition, by branching the wiring midway, multiple (two in this modification) NAND memories 10 can be connected to the resistance element 12, and the semiconductor device 100 can be equipped with NAND memories 10 greater than the number of channels that the drive control circuit 4 has. In this modification, the drive control circuit 4 has four channels, but it is possible to provide eight NAND memories 10 for it. Note that the NAND memory 10 itself determines which of the two NAND memories 10 connected to one wiring is operating, depending on whether the CE (chip enable) of the NAND memory 10 is active or not.

(第2の実施の形態)
図10は、第2の実施の形態にかかる半導体装置の詳細な構成を示す平面図である。図11は、図10に示すA-A線に沿った矢視断面図である。なお、上記実施の形態と同様の構成については、同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
Second Embodiment
Fig. 10 is a plan view showing a detailed configuration of a semiconductor device according to a second embodiment. Fig. 11 is a cross-sectional view taken along line A-A shown in Fig. 10. Note that the same components as those in the above-mentioned embodiments are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

第2の実施の形態では、半導体装置102が備える4つのNANDメモリ10のすべてが、基板8の一方の長辺、より具体的には電源回路5が設けられている側の長辺側に寄せて並列配置されている。そして、すべてのNANDメモリ10を一方の長辺側に寄せることで他方の長辺側に空いたスペースに、抵抗素子12がまとめて配置される。 In the second embodiment, all of the four NAND memories 10 included in the semiconductor device 102 are arranged in parallel along one long side of the substrate 8, more specifically, along the long side on which the power supply circuit 5 is provided. By moving all of the NAND memories 10 toward one long side, the resistive elements 12 are arranged together in the space that is freed up on the other long side.

一般的に、NANDメモリ10は、基板8上に搭載される他の要素よりも高く構成される場合が多い。そのため、基板8の他方の長辺に沿った領域Tのうち抵抗素子12がまとめて配置される部分では、図11に示すように、NANDメモリ10が配置される領域Uよりも半導体装置102の高さを低く抑えることができる。 In general, the NAND memory 10 is often configured to be taller than other elements mounted on the substrate 8. Therefore, in the portion of the region T along the other long side of the substrate 8 where the resistive elements 12 are arranged together, the height of the semiconductor device 102 can be kept lower than the region U where the NAND memory 10 is arranged, as shown in FIG. 11.

したがって、半導体装置102の一部の領域を、規格などの要求によって他の領域よりも低くしなければならない場合には、その領域を避けるようにNANDメモリ10を配置することで、その要求を満足する半導体装置102を得ることができる場合がある。本実施の形態では、基板8の他方の長辺に沿った領域を他の領域よりも低くしなければならない場合を例に挙げている。なお、DRAM20や温度センサ7も領域Tに設けられている。しかしながら、DRAM20や温度センサ7もNANDメモリ10より低く構成される場合が多いため、領域T全体で、領域Uよりも半導体装置102の高さを低く抑えることができる。 Therefore, if some areas of the semiconductor device 102 must be lower than other areas due to requirements such as standards, it may be possible to obtain a semiconductor device 102 that satisfies the requirement by arranging the NAND memory 10 to avoid that area. In this embodiment, an example is given of a case where the area along the other long side of the substrate 8 must be lower than other areas. The DRAM 20 and temperature sensor 7 are also provided in area T. However, since the DRAM 20 and temperature sensor 7 are often configured lower than the NAND memory 10, the height of the semiconductor device 102 can be kept lower in the entire area T than in area U.

図12は、第2の実施の形態の変形例1にかかる半導体装置102の概略構成を示す底面図である。図13は、図12に示すB-B線に沿った矢視断面図である。本変形例1では、第1の実施の形態の変形例1と同様に、基板8の裏面層側であって、表面層側に配置されたNANDメモリ10と対称な位置にもNANDメモリ10を設けている。これにより、半導体装置102の記憶容量をより大きくすることが可能となる。 Figure 12 is a bottom view showing a schematic configuration of a semiconductor device 102 according to a first modification of the second embodiment. Figure 13 is a cross-sectional view taken along line B-B in Figure 12. In this first modification, similar to the first modification of the first embodiment, a NAND memory 10 is also provided on the back layer side of the substrate 8 in a position symmetrical to the NAND memory 10 arranged on the front layer side. This makes it possible to increase the memory capacity of the semiconductor device 102.

また、基板8の表面層側に配置されたNANDメモリ10と対称な位置にNANDメモリ10を設けることで、基板8の裏面層側でも一方の長辺側にNANDメモリ10が寄せて配置されるので、領域Tにおいて半導体装置102の高さを低く抑えることができる。 In addition, by providing the NAND memory 10 at a position symmetrical to the NAND memory 10 arranged on the front layer side of the substrate 8, the NAND memory 10 is also arranged close to one of the long sides on the back layer side of the substrate 8, so that the height of the semiconductor device 102 in the region T can be kept low.

また、抵抗素子12を基板8の表面層側のみに設けることや、1つの抵抗素子12に2つのNANDメモリ10を接続する構成や効果は、第1の実施の形態の変形例1で説明したものと同様である。 In addition, the configuration and effects of providing the resistive element 12 only on the surface layer side of the substrate 8 and connecting two NAND memories 10 to one resistive element 12 are the same as those described in Variation 1 of the first embodiment.

(第3の実施の形態)
図14は、第3の実施の形態にかかる半導体装置の概略構成を示す平面図である。なお、上記実施の形態と同様の構成については、同様の符号を付して詳細な説明を省略する。本実施の形態では、ドライブ制御回路4に対してコネクタ9側に2つのNANDメモリ10が配置され、その反対側にさらに2つのNANDメモリ10が配置される。すなわち、基板8の長手方向に沿って、ドライブ制御回路4を挟むように複数のNANDメモリ10が配置されている。
Third Embodiment
14 is a plan view showing a schematic configuration of a semiconductor device according to a third embodiment. The same components as those in the above-mentioned embodiments are given the same reference numerals and detailed description is omitted. In this embodiment, two NAND memories 10 are arranged on the connector 9 side with respect to the drive control circuit 4, and two more NAND memories 10 are arranged on the opposite side. That is, a plurality of NAND memories 10 are arranged along the longitudinal direction of the substrate 8 so as to sandwich the drive control circuit 4 therebetween.

このようにNANDメモリ10を分けて配置することで、4つのNANDメモリ10をドライブ制御回路4の一方側に並列配置するよりも、NANDメモリ10とドライブ制御回路4とを接続する配線の配線長のばらつきを抑えることができる。例えば、本実施の形態では、NANDメモリ10とドライブ制御回路4とを接続する配線のうち、一番短い配線と一番長い配線との比率は2倍程度に抑えることができる。一方、同じく4つのNANDメモリ10をドライブ制御回路4の一方側に並列配置した場合には、一番短い配線と一番長い配線との比率は4倍程度となってしまう。 By arranging the NAND memories 10 separately in this manner, it is possible to suppress variation in the wiring length of the wiring connecting the NAND memories 10 and the drive control circuit 4, compared to arranging four NAND memories 10 in parallel on one side of the drive control circuit 4. For example, in this embodiment, the ratio of the shortest wiring to the longest wiring among the wiring connecting the NAND memories 10 and the drive control circuit 4 can be suppressed to about two times. On the other hand, if the same four NAND memories 10 are arranged in parallel on one side of the drive control circuit 4, the ratio of the shortest wiring to the longest wiring will be about four times.

このように、本実施の形態では配線長のばらつきを抑えることで、NANDメモリ10に対する最適なドライバー設定の差を小さくすることができる。そのため、データのエラー発生を抑えて、半導体装置103の動作の安定化を図ることができる。 In this way, in this embodiment, by suppressing the variation in wiring length, it is possible to reduce the difference in the optimal driver settings for the NAND memory 10. As a result, it is possible to suppress the occurrence of data errors and stabilize the operation of the semiconductor device 103.

ドライブ制御回路4に対してコネクタ9側に設けられるNANDメモリ10は、SATA信号線14の上方に設けられることとなる。本実施の形態では、NANDメモリ10に、BGA(Ball Grid Array)タイプのものが用いられているため、表面層L1にSATA信号線14を形成する場合には、NANDメモリ10に形成されたボール状電極(バンプ)を避ける必要がある。 The NAND memory 10 provided on the connector 9 side of the drive control circuit 4 is provided above the SATA signal line 14. In this embodiment, a BGA (Ball Grid Array) type NAND memory 10 is used, so when forming the SATA signal line 14 on the surface layer L1, it is necessary to avoid the ball-shaped electrodes (bumps) formed on the NAND memory 10.

しかしながら、図15に示すように、NANDメモリ10の底面には多くのボール状電極25が設けられているため、ボール状電極25を避けてSATA信号線14を形成することは難しい。そこで、本実施の形態では、コネクタ9とドライブ制御回路4とを接続するSATA信号線14は、基板8の内層に形成されている。 However, as shown in FIG. 15, many ball-shaped electrodes 25 are provided on the bottom surface of the NAND memory 10, so it is difficult to form the SATA signal line 14 while avoiding the ball-shaped electrodes 25. Therefore, in this embodiment, the SATA signal line 14 that connects the connector 9 and the drive control circuit 4 is formed on the inner layer of the substrate 8.

また、基板8の一方の長辺側にNANDメモリ10が寄せて配置されるので、他方の長辺に沿った領域において半導体装置103の高さを低く抑えることができる。また、抵抗素子12をNANDメモリ10の近傍に配置することで半導体装置103の性能特性の劣化を抑えることができる。なお、半導体装置103が備えるNANDメモリ10の数は4つに限られず、複数であればそれ以上であっても構わない。 In addition, since the NAND memory 10 is arranged close to one long side of the substrate 8, the height of the semiconductor device 103 can be kept low in the area along the other long side. In addition, by arranging the resistive element 12 near the NAND memory 10, deterioration of the performance characteristics of the semiconductor device 103 can be suppressed. Note that the number of NAND memories 10 included in the semiconductor device 103 is not limited to four, and may be more than one.

図16は、第3の実施の形態の変形例1にかかる半導体装置の概略構成を示す底面図である。本変形例1では、第1の実施の形態の変形例1と同様に、基板8の裏面層側であって、表面層側に配置されたNANDメモリ10と対称な位置にもNANDメモリ10を設けている。これにより、半導体装置103の記憶容量をより大きくすることが可能となる。 Figure 16 is a bottom view showing a schematic configuration of a semiconductor device according to a first modification of the third embodiment. In this first modification, similar to the first modification of the first embodiment, a NAND memory 10 is also provided on the back layer side of the substrate 8 at a position symmetrical to the NAND memory 10 arranged on the front layer side. This makes it possible to further increase the memory capacity of the semiconductor device 103.

また、基板8の表面層側に配置されたNANDメモリ10と対称な位置にNANDメモリ10を設けることで、基板8の裏面層側でも一方の長辺側にNANDメモリ10が寄せて配置されるので、他方の長辺に沿った領域において半導体装置103の高さを低く抑えることができる。 In addition, by providing the NAND memory 10 at a position symmetrical to the NAND memory 10 arranged on the front layer side of the substrate 8, the NAND memory 10 is also arranged close to one of the long sides on the back layer side of the substrate 8, so that the height of the semiconductor device 103 can be kept low in the area along the other long side.

また、抵抗素子12を基板8の表面層側のみに設けることや、1つの抵抗素子12に2つのNANDメモリ10を接続する構成や効果は、第1の実施の形態の変形例1で説明したものと同様である。 In addition, the configuration and effects of providing the resistive element 12 only on the surface layer side of the substrate 8 and connecting two NAND memories 10 to one resistive element 12 are the same as those described in Variation 1 of the first embodiment.

(第4の実施の形態)
図17は、第4の実施の形態にかかる半導体装置の概略構成を示す平面図である。なお、上記実施の形態と同様の構成については、同様の符号を付して詳細な説明を省略する。本実施の形態では、ドライブ制御回路4に対してコネクタ9側に1つのNANDメモリ10が配置され、その反対側にさらに1つのNANDメモリ10が配置される。すなわち、半導体装置104は2つのNANDメモリ10を備える。
(Fourth embodiment)
17 is a plan view showing a schematic configuration of a semiconductor device according to a fourth embodiment. Note that the same components as those in the above-mentioned embodiments are given the same reference numerals and detailed description is omitted. In this embodiment, one NAND memory 10 is arranged on the connector 9 side with respect to the drive control circuit 4, and another NAND memory 10 is arranged on the opposite side. That is, the semiconductor device 104 includes two NAND memories 10.

本実施の形態のように、ドライブ制御回路4を挟むように2つのNANDメモリ10を配置した場合には、ドライブ制御回路4とNANDメモリ10とを接続する複数の配線の長さを略等しくすることができる。一方、同じく2つのNANDメモリ10をドライブ制御回路4の一方側に並列配置した場合には、一番短い配線と一番長い配線との比率は2倍程度となってしまう。 When two NAND memories 10 are arranged on either side of the drive control circuit 4 as in this embodiment, the lengths of the multiple wirings connecting the drive control circuit 4 and the NAND memory 10 can be made approximately equal. On the other hand, when two NAND memories 10 are arranged in parallel on one side of the drive control circuit 4, the ratio of the shortest wiring to the longest wiring is approximately twice as long.

このように、本実施の形態では複数の配線の配線長を略等しくすることで、NANDメモリ10に対する最適なドライバー設定も略等しくすることができる。そのため、データのエラー発生を抑えて、半導体装置104の動作の安定化を図ることができる。 In this manner, in this embodiment, by making the wiring lengths of the multiple wirings approximately equal, the optimal driver settings for the NAND memory 10 can also be made approximately equal. This makes it possible to suppress the occurrence of data errors and stabilize the operation of the semiconductor device 104.

なお、SATA信号線14は、第3の実施の形態と同様に、基板8の内層に形成されている。また、基板8の一方の長辺側にNANDメモリ10が寄せて配置されるので、他方の長辺に沿った領域において半導体装置104の高さを低く抑えることができる。また、抵抗素子12をNANDメモリ10の近傍に配置することで半導体装置104の性能特性の劣化を抑えることができる。 The SATA signal line 14 is formed in the inner layer of the substrate 8, as in the third embodiment. In addition, since the NAND memory 10 is arranged close to one long side of the substrate 8, the height of the semiconductor device 104 can be kept low in the area along the other long side. In addition, by arranging the resistive element 12 near the NAND memory 10, deterioration of the performance characteristics of the semiconductor device 104 can be suppressed.

図18は、第4の実施の形態の変形例1にかかる半導体装置の概略構成を示す底面図である。本変形例1では、第1の実施の形態の変形例1と同様に、基板8の裏面層側であって、表面層側に配置されたNANDメモリ10と対称な位置にもNANDメモリ10を設けている。これにより、半導体装置104の記憶容量をより大きくすることが可能となる。 Figure 18 is a bottom view showing a schematic configuration of a semiconductor device according to a first modification of the fourth embodiment. In this first modification, similar to the first modification of the first embodiment, a NAND memory 10 is also provided on the back layer side of the substrate 8 at a position symmetrical to the NAND memory 10 arranged on the front layer side. This makes it possible to increase the memory capacity of the semiconductor device 104.

また、基板8の表面層側に配置されたNANDメモリ10と対称な位置にNANDメモリ10を設けることで、基板8の裏面層側でも一方の長辺側にNANDメモリ10が寄せて配置されるので、他方の長辺に沿った領域において半導体装置104の高さを低く抑えることができる。 In addition, by providing the NAND memory 10 at a position symmetrical to the NAND memory 10 arranged on the front layer side of the substrate 8, the NAND memory 10 is also arranged close to one of the long sides on the back layer side of the substrate 8, so that the height of the semiconductor device 104 can be kept low in the area along the other long side.

また、抵抗素子12を基板8の表面層側のみに設けることや、1つの抵抗素子12に2つのNANDメモリ10を接続する構成や効果は、第1の実施の形態の変形例1で説明したものと同様である。 In addition, the configuration and effects of providing the resistive element 12 only on the surface layer side of the substrate 8 and connecting two NAND memories 10 to one resistive element 12 are the same as those described in Variation 1 of the first embodiment.

1 ホスト、2 SATAインタフェース(ATA /IF)、3 通信インタフェース、4 ドライブ制御回路(コントローラ)、5 電源回路、7 温度センサ、8 基板、9 コネクタ、9a スリット、10 NANDメモリ(NAND型フラッシュメモリ,不揮発性半導体記憶素子)、12 抵抗素子、12a 抵抗皮膜、12b 保護膜、12c 電極、14 SATA信号線(信号線)、15 ビアホール、18 グランド、20 DRAM(揮発性半導体記憶素子)、21,22,23,24 ビアホール、25 ボール状電極、100,102,103,104 半導体装置、200 デバッグ用機器、S,T,U 領域。 1 host, 2 SATA interface (ATA/IF), 3 communication interface, 4 drive control circuit (controller), 5 power supply circuit, 7 temperature sensor, 8 substrate, 9 connector, 9a slit, 10 NAND memory (NAND type flash memory, non-volatile semiconductor memory element), 12 resistance element, 12a resistance film, 12b protective film, 12c electrode, 14 SATA signal line (signal line), 15 via hole, 18 ground, 20 DRAM (volatile semiconductor memory element), 21, 22, 23, 24 via hole, 25 ball-shaped electrode, 100, 102, 103, 104 semiconductor device, 200 debugging equipment, S, T, U area.

Claims (18)

第1の不揮発性半導体メモリと、
第2の不揮発性半導体メモリと、
揮発性半導体メモリと、
第1電極と、第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に設けられた皮膜と、前記皮膜を覆う膜とが形成された回路素子と、
前記第1および第2の不揮発性半導体メモリと前記揮発性半導体メモリとを制御するコントローラと、
前記コントローラと前記回路素子とを接続する第1の信号線と、
前記回路素子と前記第1の不揮発性半導体メモリとを接続し、第1のビアホールを含む第2の信号線と、
前記第2の信号線から前記第1のビアホールによって分岐され前記第2の不揮発性半導体メモリと接続される第3の信号線と、
外部機器と接続するためのコネクタと、
前記第1および第2の不揮発性半導体メモリと前記回路素子と前記コントローラと前記コネクタとが搭載された基板と、を備え、
前記基板は、
前記基板の表面に形成される配線パターンを備え、前記第1の不揮発性半導体メモリと前記回路素子とが搭載される表面層と、
前記基板の裏面に形成される配線パターンを備え、前記第2の不揮発性半導体メモリが搭載される裏面層と、
前記表面層と前記裏面層との間に設けられ、配線パターンを備える複数の内部配線層と、を有し、
前記第3の信号線は第2のビアホールを含み、
平面視において、前記第1のビアホールが設けられた第1の領域と、前記第2のビアホールが設けられた第2の領域と、が重複しないように構成される半導体記憶装置。
A first non-volatile semiconductor memory;
A second non-volatile semiconductor memory;
A volatile semiconductor memory;
a circuit element including a first electrode, a second electrode, a coating provided between the first electrode and the second electrode, and a film covering the coating;
a controller that controls the first and second nonvolatile semiconductor memories and the volatile semiconductor memory;
a first signal line connecting the controller and the circuit element;
a second signal line connecting the circuit element and the first nonvolatile semiconductor memory and including a first via hole;
a third signal line branched from the second signal line by the first via hole and connected to the second nonvolatile semiconductor memory;
A connector for connecting to an external device;
a substrate on which the first and second nonvolatile semiconductor memories, the circuit element, the controller, and the connector are mounted,
The substrate is
a surface layer including a wiring pattern formed on a surface of the substrate, the surface layer having the first nonvolatile semiconductor memory and the circuit element mounted thereon;
a back surface layer having a wiring pattern formed on a back surface of the substrate and on which the second nonvolatile semiconductor memory is mounted;
a plurality of internal wiring layers provided between the front surface layer and the back surface layer and having wiring patterns;
the third signal line includes a second via hole;
A semiconductor memory device configured such that a first region in which the first via hole is provided and a second region in which the second via hole is provided do not overlap each other in a plan view.
前記第2の信号線は、前記複数の内部配線層の何れかの配線層である第1の配線層に形成される信号線と、前記複数の内部配線層の何れかの配線層であって前記第1の配線層と異なる第2の配線層に形成される信号線とを含む請求項1に記載の半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the second signal line includes a signal line formed in a first wiring layer that is one of the plurality of internal wiring layers, and a signal line formed in a second wiring layer that is one of the plurality of internal wiring layers and different from the first wiring layer. 前記第3の信号線は、前記複数の内部配線層の何れかの配線層であって前記第1の配線層および前記第2の配線層と異なる第3の配線層に形成される信号線を含む請求項2に記載の半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 2, wherein the third signal line includes a signal line formed in a third wiring layer that is one of the plurality of internal wiring layers and is different from the first wiring layer and the second wiring layer. 平面視において、前記揮発性半導体メモリは、前記第1の不揮発性半導体メモリまたは前記第2の不揮発性半導体メモリから見て前記コネクタと同じ側に設けられるように構成される請求項1または請求項2に記載の半導体記憶装置。 The semiconductor storage device according to claim 1 or 2, wherein the volatile semiconductor memory is configured to be provided on the same side as the connector when viewed from the first nonvolatile semiconductor memory or the second nonvolatile semiconductor memory in a plan view. 前記第2の信号線は、前記第1の配線層に形成される信号線と前記第2の配線層に形成される信号線とを接続するために前記基板の表面とほぼ垂直方向に伸びる部分を含む請求項2に記載の半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 2, wherein the second signal line includes a portion that extends in a direction substantially perpendicular to the surface of the substrate to connect a signal line formed in the first wiring layer and a signal line formed in the second wiring layer. 前記基板は、前記コントローラと前記コネクタとを接続する第4の信号線が設けられた領域と、前記揮発性半導体メモリが設けられた領域とが、平面視において、重複しないように構成される請求項4に記載の半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 4, wherein the substrate is configured such that an area in which a fourth signal line connecting the controller and the connector is provided and an area in which the volatile semiconductor memory is provided do not overlap in a plan view. 前記第4の信号線はSATA信号線である請求項6に記載の半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 6, wherein the fourth signal line is a SATA signal line. 前記コネクタは、前記外部機器と接続するための電極を前記基板の前記裏面に備え、
前記第4の信号線は、前記基板の裏面層を通って前記コネクタの電極に接続される部分と、前記複数の内部配線層の何れかの配線層に形成される部分と、を備える請求項6または請求項7に記載の半導体記憶装置。
the connector includes electrodes on the rear surface of the substrate for connection to the external device;
8. The semiconductor memory device according to claim 6, wherein the fourth signal line has a portion that passes through a back surface layer of the substrate and is connected to an electrode of the connector, and a portion that is formed in any one of the plurality of internal wiring layers.
前記第1の不揮発性半導体メモリは底面に複数のボール状電極を備え、
前記第1の不揮発性半導体メモリの複数のボール状電極を経由して前記第1の不揮発性半導体メモリは前記基板と接続され、
前記第2の不揮発性半導体メモリは底面に複数のボール状電極を備え、
前記第2の不揮発性半導体メモリの前記複数のボール状電極を経由して前記第2の不揮発性半導体メモリは前記基板と接続される請求項1に記載の半導体記憶装置。
the first nonvolatile semiconductor memory has a plurality of ball-shaped electrodes on a bottom surface;
the first nonvolatile semiconductor memory is connected to the substrate via a plurality of ball-shaped electrodes of the first nonvolatile semiconductor memory;
the second nonvolatile semiconductor memory has a plurality of ball-shaped electrodes on a bottom surface;
2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein said second nonvolatile semiconductor memory is connected to said substrate via said plurality of ball-shaped electrodes of said second nonvolatile semiconductor memory.
前記基板は、平面視において、第1の辺とこれに直角な第2の辺とを備え、
前記コネクタは、前記基板の前記第1の辺に設けられ、
前記第1および第2の不揮発性半導体メモリは、平面視において、前記コントローラの位置から見て前記コネクタと反対側に設けられる請求項1に記載の半導体記憶装置。
The substrate has a first side and a second side perpendicular to the first side in a plan view,
the connector is provided on the first side of the substrate,
2. The semiconductor storage device according to claim 1, wherein the first and second nonvolatile semiconductor memories are provided on an opposite side of the connector from the position of the controller in a plan view.
温度センサをさらに備える請求項1に記載の半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 1, further comprising a temperature sensor. 前記第1の信号線は、前記表面層に形成される第1の部分と、前記裏面層に形成される第2の部分と、前記第1の部分と前記第2の部分とを接続するために前記基板の表面とほぼ垂直方向に伸びる第3の部分とを含む請求項1に記載の半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the first signal line includes a first portion formed on the surface layer, a second portion formed on the back layer, and a third portion extending in a direction substantially perpendicular to the surface of the substrate to connect the first portion and the second portion. 前記第1の不揮発性半導体メモリと、前記第2の不揮発性半導体メモリとは前記基板に対して対称に配置される請求項1に記載の半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the first non-volatile semiconductor memory and the second non-volatile semiconductor memory are arranged symmetrically with respect to the substrate. 前記基板の層数は8である請求項1に記載の半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the number of layers of the substrate is eight. 前記第1の不揮発性半導体メモリは、前記第1の不揮発性半導体メモリのチップイネーブルに基づいて、前記第2の信号線からの信号に対して動作するか否かを判断する請求項1に記載の半導体記憶装置。 The semiconductor storage device according to claim 1, wherein the first non-volatile semiconductor memory determines whether or not to operate in response to a signal from the second signal line based on a chip enable of the first non-volatile semiconductor memory. 前記第1および第2の不揮発性半導体メモリは、前記第1および第2の不揮発性半導体メモリの各々のチップイネーブルがアクティブになっているか否かにより、個別に動作可能なように構成されている請求項1に記載の半導体記憶装置。 The semiconductor storage device according to claim 1, wherein the first and second non-volatile semiconductor memories are configured to be able to operate individually depending on whether the chip enable of each of the first and second non-volatile semiconductor memories is active or not. 前記基板に搭載される電源回路を更に備え、前記電源回路は、外部から前記コネクタを介して供給される電源に基づいて内部電圧を生成し、前記生成された内部電圧を前記第1および第2の不揮発性半導体メモリへ供給するように構成される請求項1に記載の半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 1, further comprising a power supply circuit mounted on the substrate, the power supply circuit configured to generate an internal voltage based on a power source supplied from the outside via the connector, and to supply the generated internal voltage to the first and second non-volatile semiconductor memories. 前記コネクタは、ホストと接続可能であり、前記ホストから入力された電源を前記電源回路に供給する請求項17に記載の半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 17, wherein the connector is connectable to a host and supplies power input from the host to the power supply circuit.
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