JPH0425046A - ウェハースケール集積回路 - Google Patents
ウェハースケール集積回路Info
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- JPH0425046A JPH0425046A JP2126160A JP12616090A JPH0425046A JP H0425046 A JPH0425046 A JP H0425046A JP 2126160 A JP2126160 A JP 2126160A JP 12616090 A JP12616090 A JP 12616090A JP H0425046 A JPH0425046 A JP H0425046A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
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- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
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- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73265—Layer and wire connectors
Landscapes
- Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
- Transceivers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は半導体装置に関し、特にウェハー内での信号の
授受に無線回線を用いたウェハースケール集積回路に関
する。
授受に無線回線を用いたウェハースケール集積回路に関
する。
（従来の技術）
近年シリコンＵＬＳＩの進展は著しく １ｃｍ角程度の
チップに６４Ｍ〜２５６ＭｂｉｔのＤＲＡＭを形成する
ばかりでなく、直径６インチ〜８インチのシリコンウェ
ハーの全面に各種回路を形成し、１枚のウェハーが１つ
のシステム（例えばスーパーコンピュータあるいは超大
規模メモリーを構成するといったウェハースケール集積
回路の研究開発も活発に行なわれている。このような例
はエレクトロニックデザイン誌１９８９年１０月２６日
号の５１ページから５４ページにわたってｒ Ｗａｆｅ
ｒ−８ｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ Ａｒｒｉｖ
ｅｓ ＩＮ ”Ｄｉｓｋ”ＦｏｒｍＪと題して紹介され
ている。
チップに６４Ｍ〜２５６ＭｂｉｔのＤＲＡＭを形成する
ばかりでなく、直径６インチ〜８インチのシリコンウェ
ハーの全面に各種回路を形成し、１枚のウェハーが１つ
のシステム（例えばスーパーコンピュータあるいは超大
規模メモリーを構成するといったウェハースケール集積
回路の研究開発も活発に行なわれている。このような例
はエレクトロニックデザイン誌１９８９年１０月２６日
号の５１ページから５４ページにわたってｒ Ｗａｆｅ
ｒ−８ｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ Ａｒｒｉｖ
ｅｓ ＩＮ ”Ｄｉｓｋ”ＦｏｒｍＪと題して紹介され
ている。
第３図は従来例のウェハースケール集積回路の概略を示
す図である。同図において直径１５ｃｍ（６インチ）の
シリコンウェハー」二に１辺が１．５ｃｍの単位機能ブ
ロックが４４個形成されている。各ブロック間は二酸化
ケイ素、チッ化ケイ素などの比誘電率ε、＝４程度の媒
質」二または媒質中に設けられた金属、配線によって接
続されている。例えば図中Ａ点から０点までの配線長は
直交する配線のみを使った場合１３．５ｃｍとなる。
す図である。同図において直径１５ｃｍ（６インチ）の
シリコンウェハー」二に１辺が１．５ｃｍの単位機能ブ
ロックが４４個形成されている。各ブロック間は二酸化
ケイ素、チッ化ケイ素などの比誘電率ε、＝４程度の媒
質」二または媒質中に設けられた金属、配線によって接
続されている。例えば図中Ａ点から０点までの配線長は
直交する配線のみを使った場合１３．５ｃｍとなる。
（発明が解決しようとする課題）
第３図の従来例においてＡ点から０点まで信号が伝わる
時間Ｔａ７Ｅ計算すると、 Ｔａ＝ＴＭ＋Ｔｏ、、、、、、、、、、、、、、、、、
、、、、、、、、、、（１）となる。ここでＴＭはメデ
ィア遅延で媒質中を信号が伝１般する時間、Ｔｏは配線
容量を充電する時間である。まずＴＭを見積ると、ε、
＝４の中の電磁波の伝搬速度■、は であるから（ｃｏは真空中の光の速さ）、ｖ ＝１．５
Ｘ１０１°ｃｍ／ｓｅｃとなる。したがって１３．５ｃ
ｍを伝１般するのに要する時間は９００ｐｓｅｃとなる
。さらに配線容量を１ｃｍ当り１ｐＦ ｌ、、論理振幅
ＶＬ＝５Ｖ、駆動電流ＩＬ＝１ｍＡとするとＱ＝ＩＬＴ
Ｃ＝ ＣＶＬよりＴＣ＝ ６８ｎｓｅｃとなりＴａ＝６
９ｎｓｅｃとなる。
時間Ｔａ７Ｅ計算すると、 Ｔａ＝ＴＭ＋Ｔｏ、、、、、、、、、、、、、、、、、
、、、、、、、、、、（１）となる。ここでＴＭはメデ
ィア遅延で媒質中を信号が伝１般する時間、Ｔｏは配線
容量を充電する時間である。まずＴＭを見積ると、ε、
＝４の中の電磁波の伝搬速度■、は であるから（ｃｏは真空中の光の速さ）、ｖ ＝１．５
Ｘ１０１°ｃｍ／ｓｅｃとなる。したがって１３．５ｃ
ｍを伝１般するのに要する時間は９００ｐｓｅｃとなる
。さらに配線容量を１ｃｍ当り１ｐＦ ｌ、、論理振幅
ＶＬ＝５Ｖ、駆動電流ＩＬ＝１ｍＡとするとＱ＝ＩＬＴ
Ｃ＝ ＣＶＬよりＴＣ＝ ６８ｎｓｅｃとなりＴａ＝６
９ｎｓｅｃとなる。
このように従来の回路では６インチウェハー上で対角線
上の反対側に信号を伝えるのに６９ｎｓｅｃもかかって
いた。現在スーパーコンピュータでは数ｎ５ｅｃクラス
のクロックが用いられているので、６９ｎｓｅｃの遅延
はシステム設計上致命的な障害となっていた。
上の反対側に信号を伝えるのに６９ｎｓｅｃもかかって
いた。現在スーパーコンピュータでは数ｎ５ｅｃクラス
のクロックが用いられているので、６９ｎｓｅｃの遅延
はシステム設計上致命的な障害となっていた。
本発明の目的は前記欠点を除去しウェハースケール集積
回路における信号遅延を飛躍的に短縮するウェハースケ
ール集積回路を提供することにある。
回路における信号遅延を飛躍的に短縮するウェハースケ
ール集積回路を提供することにある。
（課題を解決するための手段）
」１記目的を達成するために本発明のウェハースケール
集積回路は大口径半導体ウェハー全体が１つの集積回路
として機能する・ウェハースケール集積回路において、
ウェハー内の距ｍ１（：の離れたブロック間の信号の授
受を空間伝搬するマイクロ波ミリ波を介して行うために
、アンテナ付きマイクロ波ミリ波送受信モジュールおよ
び変復調器が、該大口径半導体ウェハー上に複数設けら
れていることを特徴としている。
集積回路は大口径半導体ウェハー全体が１つの集積回路
として機能する・ウェハースケール集積回路において、
ウェハー内の距ｍ１（：の離れたブロック間の信号の授
受を空間伝搬するマイクロ波ミリ波を介して行うために
、アンテナ付きマイクロ波ミリ波送受信モジュールおよ
び変復調器が、該大口径半導体ウェハー上に複数設けら
れていることを特徴としている。
（作用）
このような本発明においてはウェハー内の距離の離れた
ブロック間の信号の授受に電磁波を使っている。この場
合の遅延をＴａ′とするとＴａ’＝ＴＭ”＋ＴＭＯＤＥ
Ｍ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
（３）と表すことができる。（３）式においてＴＭ’は
電磁波が空間を伝搬するのに要する時間、’１１”ＭＯ
ＤＥＭは信号の変復調に要する時間である。
ブロック間の信号の授受に電磁波を使っている。この場
合の遅延をＴａ′とするとＴａ’＝ＴＭ”＋ＴＭＯＤＥ
Ｍ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
（３）と表すことができる。（３）式においてＴＭ’は
電磁波が空間を伝搬するのに要する時間、’１１”ＭＯ
ＤＥＭは信号の変復調に要する時間である。
まずＴＭ’を求めると、電磁波は直進するので第１図に
示されるように点Ａ−Ｃ間の距離は９．６ｃｍとなる。
示されるように点Ａ−Ｃ間の距離は９．６ｃｍとなる。
この９．６ｃｍを伝搬するのに要する時間ＴＭ’は、空
気の８よ、＝１であるから３２０ｐｓｅｃである。また
変復調に要する時間は高々２ｎｓｅｃであるのでＴａ＋
は２．５ｎｓｅｃ以下となり、したがってＴａに比べて
１／２８に飛躍的に短イ宿できる。
気の８よ、＝１であるから３２０ｐｓｅｃである。また
変復調に要する時間は高々２ｎｓｅｃであるのでＴａ＋
は２．５ｎｓｅｃ以下となり、したがってＴａに比べて
１／２８に飛躍的に短イ宿できる。
（実施例）
第２図は本発明の一実施例のウェハースケール集積回路
を示す図で上はウェハーの平面図、下は一部分を拡大し
た斜視図である。直径６インチ（約１５ｃｍ）のシリコ
ン基板１上に４４個の１．５ｃｍ角の単位機能ブロック
２ガ設けられている。このシリコン基板１−の４隅およ
び中央に合わせて５個のアンテナ付ミリ波送受信モジュ
ール３が設けられている。このモジュール３は裏面に接
地金属２０を有する半絶縁性ＧａＡｓ基板（チップ）１
２Ｊ：、に構成され、変復調器６、高出力増幅器５、低
雑音増幅器４、送受切換スイッチ７およびマイクロスト
リップダイポールアンテナ８を備えている。５０ＧＨｚ
の周波数を用いた場合、ε、、＝１２，７のＧａＡｓ上
の２分の１波長は約１ｍｍとなり、従ってアンテナの幅
Ｗも約１ｍｍとなる。このモジュール３はシリコン基板
１に接着され、シリコン基板］二の回路とはボンディン
グ線工１によって電気的に接続されている。
を示す図で上はウェハーの平面図、下は一部分を拡大し
た斜視図である。直径６インチ（約１５ｃｍ）のシリコ
ン基板１上に４４個の１．５ｃｍ角の単位機能ブロック
２ガ設けられている。このシリコン基板１−の４隅およ
び中央に合わせて５個のアンテナ付ミリ波送受信モジュ
ール３が設けられている。このモジュール３は裏面に接
地金属２０を有する半絶縁性ＧａＡｓ基板（チップ）１
２Ｊ：、に構成され、変復調器６、高出力増幅器５、低
雑音増幅器４、送受切換スイッチ７およびマイクロスト
リップダイポールアンテナ８を備えている。５０ＧＨｚ
の周波数を用いた場合、ε、、＝１２，７のＧａＡｓ上
の２分の１波長は約１ｍｍとなり、従ってアンテナの幅
Ｗも約１ｍｍとなる。このモジュール３はシリコン基板
１に接着され、シリコン基板］二の回路とはボンディン
グ線工１によって電気的に接続されている。
（発明の効果）
このような本発明の実施例においてはウェハースケール
集積回路の距離の離れたブロック間をミノ波を用いた無
線通信で結ぶため、配線の充放電時間による遅延および
誘電体による遅延を除去することができる。ミリ波モジ
ュールの送信および受信に係る遅延はモジュールの寸法
が高々２ｍｍ角以内であること、さらに化合物半導体を
用いることにより信号処理時間を短くできることなどに
より、各々：Ｌｎｓｅｃ以内である。また電磁波が８ｒ
＝１の空中を伝達することならびに直進することから、
メディア遅延も約１７３に減することができる。このた
めウェハー内の最も遠いブロック間の信号伝搬遅延は６
９ｎｓｅｃから２．５ｎｓｅｃへと飛躍的に改善される
。
集積回路の距離の離れたブロック間をミノ波を用いた無
線通信で結ぶため、配線の充放電時間による遅延および
誘電体による遅延を除去することができる。ミリ波モジ
ュールの送信および受信に係る遅延はモジュールの寸法
が高々２ｍｍ角以内であること、さらに化合物半導体を
用いることにより信号処理時間を短くできることなどに
より、各々：Ｌｎｓｅｃ以内である。また電磁波が８ｒ
＝１の空中を伝達することならびに直進することから、
メディア遅延も約１７３に減することができる。このた
めウェハー内の最も遠いブロック間の信号伝搬遅延は６
９ｎｓｅｃから２．５ｎｓｅｃへと飛躍的に改善される
。
各モジュール間での混信を避けるために、拡散スヘクト
ラム変調方式や、その他のマツチドフィルタ方式、アダ
プティブアンテナ方式を採用することも可能である。ま
た本実施例においてはＧａＡｓチップをシリコン基板に
はりつけているが、有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）
によりＳｉ基板に直接ＧａＡｓを選択結晶成長すること
ももちろん可能でありコープレーナ回路を用いれば送受
信モジュールを含めて完全モノリシック化することも可
能である。さらに本実施例では６インチのシリコン基板
を用いている力へ基板の大きさは６インチ限らず、さら
に基板の種類もＧａＡｓ、 ＩｎＰ、 ＧａＰ等の化合
物半導体を用いても良いことはいうまでもない。
ラム変調方式や、その他のマツチドフィルタ方式、アダ
プティブアンテナ方式を採用することも可能である。ま
た本実施例においてはＧａＡｓチップをシリコン基板に
はりつけているが、有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）
によりＳｉ基板に直接ＧａＡｓを選択結晶成長すること
ももちろん可能でありコープレーナ回路を用いれば送受
信モジュールを含めて完全モノリシック化することも可
能である。さらに本実施例では６インチのシリコン基板
を用いている力へ基板の大きさは６インチ限らず、さら
に基板の種類もＧａＡｓ、 ＩｎＰ、 ＧａＰ等の化合
物半導体を用いても良いことはいうまでもない。
第１図は本発明の詳細な説明する図、第２図は本発明の
一実施例を説明する図、第３図は従来例を示す図である
。 図において １・・・シリコンウェハー、２・・・単位機能ブロック
、３・・・アンテナ付きミリ波送受信モジュール、４・
・・低雑音増幅器、５・・・高出力増幅器、６・・・変
復調器、７・・・送受切替スイッチ、８・・・マイクロ
ストリップダイポールアンテナ、１１・・・ボンディン
グ線、工２・・・ＧａＡｓチップ、２０・・・接地金属 である。
一実施例を説明する図、第３図は従来例を示す図である
。 図において １・・・シリコンウェハー、２・・・単位機能ブロック
、３・・・アンテナ付きミリ波送受信モジュール、４・
・・低雑音増幅器、５・・・高出力増幅器、６・・・変
復調器、７・・・送受切替スイッチ、８・・・マイクロ
ストリップダイポールアンテナ、１１・・・ボンディン
グ線、工２・・・ＧａＡｓチップ、２０・・・接地金属 である。
Claims (1)
- 大口径半導体ウェハー全体が１つの集積回路として機
能するウェハースケール集積回路において、ウェハー内
の距離の離れたブロック間の信号の授受を空間伝搬する
マイクロ波ミリ波を介して行うために、アンテナ付きマ
イクロ波ミリ波送受信モジュールおよび変復調器が該大
口径半導体ウェハー上に複数設けられていることを特徴
とするウェハースケール集積回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2126160A JP2621577B2 (ja) | 1990-05-16 | 1990-05-16 | ウェハースケール集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2126160A JP2621577B2 (ja) | 1990-05-16 | 1990-05-16 | ウェハースケール集積回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0425046A true JPH0425046A (ja) | 1992-01-28 |
| JP2621577B2 JP2621577B2 (ja) | 1997-06-18 |
Family
ID=14928165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2126160A Expired - Fee Related JP2621577B2 (ja) | 1990-05-16 | 1990-05-16 | ウェハースケール集積回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2621577B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2005074029A1 (ja) * | 2004-01-28 | 2005-08-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | モジュール及びこれを用いた実装構造体 |
| JP2007088768A (ja) * | 2005-09-21 | 2007-04-05 | Mitsubishi Electric Corp | 高周波モジュール装置 |
| JP2008135018A (ja) * | 2006-10-31 | 2008-06-12 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置 |
| US7454229B2 (en) | 2004-07-06 | 2008-11-18 | Seiko Epson Corporation | Electronic apparatus and wireless communication terminal |
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-
1990
- 1990-05-16 JP JP2126160A patent/JP2621577B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2621577B2 (ja) | 1997-06-18 |
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