JPH09205150A - 大規模集積回路装置の製造方法 - Google Patents

大規模集積回路装置の製造方法

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JPH09205150A
JPH09205150A JP32184596A JP32184596A JPH09205150A JP H09205150 A JPH09205150 A JP H09205150A JP 32184596 A JP32184596 A JP 32184596A JP 32184596 A JP32184596 A JP 32184596A JP H09205150 A JPH09205150 A JP H09205150A
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JP
Japan
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chip
chips
wiring
forming
substrate
Prior art date
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JP32184596A
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English (en)
Inventor
Yoshihisa Shioashi
慶久 塩足
Kenichi Nagao
建一 長尾
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 多数のICチップの回路を再設計することな
く1チップ化する。 【解決手段】 複数のボンディングパッド相当用パッド
2,3を有し、かつすでに機能が確認されている集積回
路のその機能を遂行するのに必要とする複数のチップ相
当領域A〜Eを、同一半導体基板に同時に形成し、チッ
プ相当領域A〜E上に層間絶縁膜を形成し、層間絶縁膜
上に、ボンディングパッド相当用パッド2,3間、及び
ボンディングパッド相当用パッド2,3とチップ1の周
辺のボンディングパッド4間を接続する配線層6,7を
形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はデ−タ処理装置等の
システム構成の簡単化をはかった大規模集積回路装置の
製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】パ−ソナルコンピュ−タ等のシステムを
構成するには、通常複数個のLSI(大規模集積回路)
を組み合わせて使う。これらはCPU(中央処理装
置)、ROM(リ−ド・オンリ・メモリ)、RAM(ラ
ンダム・アクセス・メモリ)、キ−入力制御部、シリア
ル入出力部、パラレル入出力部、カウンタタイミング制
御部、表示駆動部等多くのチップになり、各チップ間の
相互配線はプリント基板によりなされる。ところがこの
方法は、プリント基板上の相互配線が複雑で製作に手間
がかかり、コストアップの原因となる。またプリント配
線の静電容量が大きいため、各チップのスピ−ドが早く
なっても、システム全体のスピ−ドアップにつながらな
い。また故障率が高い等の理由から、ユ−ザとしての要
求は“システムに使用される複数個のLSIを1チップ
化出来ないか”という要求が大変強い。
【0003】上記1チップ化の要求に応える方法として
は、(イ)全システムを再度設計して新たな1チップL
SIをつくる、(ロ)複数個のチップを1つのパッケ−
ジの中に封入していわゆるハイブリッドIC(集積回
路)とする、等が考えられる。上記(イ)項のシステム
を再設計する方法の場合、現在ある設計手法としては、
[1]全て手設計による方法、[2]電算機を導入した
ビルディングブロック方式の自動設計による方法、
[3]ゲ−トアレイ等による自動設計、等がある。これ
ら[1]〜[3]ともいずれも利点/欠点があるが、再
設計の最大の欠点は、「各チップはすでに開発されて、
機能、特性とも充分評価され可となっているのに、また
同様のものを再度設計するため、設計、評価の手順をも
う一度踏まねばならぬ」ことである。従って設計ミスの
おそれがあったり、開発時間がかかる等種々の問題があ
り、能がない方法と去わざるを得ない。
【0004】上記(ロ)項のハイブリッドICの方法
は、これは外部から見ると1個の部品として見えるだけ
で、上記プリント基板に複数個のチップを実装し、配線
する方法を単に小さくしただけにすぎない。勿論小さく
しただけのメリットはそれなりにあるが、実際の実装技
術として、どれだけの個数のチップがハイブリッド化で
きるか疑問が残るところであり、実現出来たとしても相
当のコストアップとなるであろう。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記実情に鑑
みてなされたもので、再設計、ハイブリッド化いずれと
も異なる新たなシステムの1チップ化を可能とする大規
模集積回路装置の製造方法を提供しようとするものであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の大規模集積回路装置の製造方法は、複数の
チップの機能及び特性を評価した後、前記チップの製造
プロセスと同一のプロセスを用いて、同時に、前記チッ
プの機能及び特性を基板上に形成し、チップ相当領域と
成し、前記基板上に導電膜を形成し、前記チップ相当領
域の間の配線を行うと共に前記基板の周辺部にボンディ
ングパッドを形成する、という一連の工程から構成され
る。
【0007】本発明の大規模集積回路装置の製造方法
は、複数のチップの機能及び特性を評価した後、前記チ
ップの製造プロセスと同一のプロセスを用いて、同時
に、前記チップの機能及び特性を基板上に形成し、チッ
プ相当領域と成し、前記基板上に絶縁膜を形成し、前記
絶縁膜にビア・コンタクトを形成し、前記絶縁膜上に導
電膜を形成する、という一連の工程から構成される。
【0008】本発明の大規模集積回路装置の製造方法
は、複数のチップの機能及び特性を評価した後、前記チ
ップの製造プロセスと同一のプロセスを用いて、同時
に、前記チップの機能及び特性を基板上に形成し、チッ
プ相当領域と成すとともに、前記基板上に導電膜を形成
し、前記チップ相当領域の間の配線を行う、という一連
の工程から構成される。
【0009】本発明は所望の装置を実現するのに、既に
設計評価されている各チップのパタ−ンをそのまま使用
して1チップ化するようにしたものである。しかも上記
のようにすれば、従来ばらばらに形成されていた各チッ
プ及びそれらの間の配線を、1つの半導体基板に一挙に
形成することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態を説明する。図1において1は半導体チップ、
A,Bはチップ1内で同一工程でいっしょに形成された
チップ相当領域で、これら領域はそれぞれ以前にチップ
A、チップBとして評価ずみのものである。2,3はチ
ップ相当領域A,Bが以前チップA,Bであった時のボ
ンディングパッド(これを仮にインナ−ボンディングパ
ッドというが、本発明ではボンディングパッド相当用パ
ッドという)、4はチップ1のボンディングパッド(こ
れを仮にアウタ−ボンディングパッドという)である。
このように既に評価確認ずみのチップ相当領域AとBを
適当なスペ−ス5を置いてチップ1内に配置形成する。
このスペ−ス5はチップ相当領域A,B間の相互配線6
の配線領域であり、また周縁付近には1チップ化した後
にLSIからのリ−ド端子として外部と接続するための
ボンディングパッドとの配線(これを仮に外部配線とい
う)7に使用される配線領域も設けられる。即ち、チッ
プ相当領域AとB間の相互配線6を、領域A,B各々が
有している該当ボンディングパッド間で上記配線領域5
を利用して領域A,Bのプロセスによる配線層(ポリシ
リコン、アルミニウム等)でつくる。更に外部配線7に
相当するボンディングパッド4をチップ周辺に必要個数
レイアウトし、外部配線7を、該当する領域A,Bのボ
ンディングパッド2,3とアウタ−ボンディングパッド
4の間で、やはりポリシリコン,アルミニウム等でつく
る。
【0011】図2は図1の一部断面を示すもので、11
はチップ相当領域AまたはBのトランジスタ領域、12
はN型基板、13,14はP+ 型ソ−ス,ドレイン領
域、15は絶縁膜、16はポリシリコンゲ−ト電極、1
7はアルミニウム配線、18は配線領域5での配線交差
領域で、171 ,172 は図1の配線6に対応するアル
ミニウム配線層、19はポリシリコン配線層である。
【0012】上記例は、各チップ相当領域の相互配線及
び外部配線を、各チップのウエハプロセスを変えること
なく配線領域5を設けることにより実現する手法であっ
た。いわばプリント基板配線をチップと同一ウエハ上に
配線領域を設けて焼きつけたものであり、1チップ化後
のチップサイズは各チップ相当領域A,Bの合成面積よ
り配線領域5分だけ大きくなるが、次に示す例は図1,
図2の例を改良し、配線領域5をほとんど零にすること
ができる1チップ化の手法で本発明の実施例である。
【0013】図3,図4がその例を示すものであるが、
ここでは説明を簡単にするためにチップ相当領域A,B
それぞれは、図1,図2の場合と同様シリコンゲ−トプ
ロセスで構成されたLSIとする。従ってチップ相当領
域A,Bは各々配線層として、ソ−ス、ドレインを形成
する不純物拡散層(P+ ,N+ 拡散等)、ゲ−ト電極を
構成するポリシリコン層、そして通常配線層として多用
されるメタル配線層の3種類を有し、それらはチップ
A,B上で回路構成に応じて電気的に絶縁されたり、結
合されたりする。チップ相当領域A,Bの入力信号及び
出力信号は、通常チップ周辺に配置されたボンディング
パッド4よりパッケ−ジのリ−ドに結合されてLSIの
外部と接続される。ボンディングパッドはメタル層で形
成されるのが通常である。
【0014】図4は図3の一部断面を示すものである
が、これは図2に対応させた場合の例であるから、対応
個所には同一符号を付して説明を省略し、特徴とする点
を説明する。図4において21はPウエル層、22,2
3はNチャネル型トランジスタ25のソ−ス,ドレイン
層、24はポリシリコンよりなるゲ−ト電極、26は層
間絶縁膜、27はこの絶縁膜上に設けられた第2層目の
アルミニウム配線層で、図3の配線6または7と対応す
るものである。28はアルミニウム配線17,27間を
つなぐためのコンタクトである。
【0015】このように図3、図4の手法は、絶縁膜2
6を挟んでメタル配線17,27を形成し、この第2層
目のメタル配線層をチップ相当領域A,B間の相互配線
6及び外部配線7として使用する。第2層目のメタル配
線27による信号は、チップ相当領域A,B各々の入出
力信号(電源含む)のみでよい。また第2層目のメタル
配線27と第1層目のメタルにより形成されたインナ−
ボンディングパッド間にて除去し、層間のコンタクトホ
−ルをつくることより可能である。このようなコンタク
ト28を通常ビア・コンタクト(VIA contac
t)と称している。即ちボンディングパッド2または3
の上にビア・コンタクトをつくり、その上に第2層目の
メタル(アルミニウム)を蒸着することで各層のメタル
配線が結合される。しかしビア・コンタクトは必ずしも
ボンディングパッド2または3上に形成する必要がない
ことは明らかである。チップ相当領域A,Bが複合され
た新LSIも、最終的にLSI外部と信号伝達するボン
ディングパッド(アウタ−ボンディングパッド)4が必
要であるが、これは第2層目のメタルで形成する。
【0016】図3,図4の如く構成されたLSIにあっ
ては、チップ相当領域A,B上に第2層目の配線27が
形成でき、図1の場合のように特に配線領域5を特に設
ける必要がないため、チップサイズを小さくできる。ま
た第1層目と第2層目の配線の交差点にアルミニウムを
使用できるため、該抵抗を小に保持できて高速設計が可
能となる。また第1層目の配線17と第2層目の配線2
7は同一平面上で交差しないため、配線設計の自由度が
増すものである。
【0017】図5は図3,図4の手法を用いたパタ−ン
配置例である。A〜Eが既に開発され機能が確認されて
いるLSI(チップ相当領域)で、同一チップ相当領域
が重複しても可である(例えばD=E)。また各チップ
相当領域間の配線は第2層目のアルミニウム配線27
(図5の配線6または7に相当)でつくる。各チップ相
当領域が本来有しているパッド2,3と第2層目の配線
6,7はビア・コンタクトで接続する。外周のパッド4
が新LSIのボンディングパッドとなり、第2層目のア
ルミニウムでつくるものである。
【0018】なお本発明は実施例のみに限られることな
く種々の応用が可能である。例えば実施例では、チップ
相当領域A,B等の構造がシリコンゲ−ト型の場合を説
明したが、アルミニウムゲ−ト型、タングステンゲ−ト
型、モリブデンゲ−ト型等種々の場合に適用できる。ま
た配線のメタル材料としては、アルミニウムのみに限ら
ずタングステン、モリブデン等種々の材料が使用でき
る。また実施例ではチップ相当領域A,Bの外側領域に
アウタ−ボンディングパッド4を形成しているが、パタ
−ン形状が許せばチップ相当領域A,Bのボンディング
パッド2,3と同一ライン上にパッド4を形成してもよ
い。またメタル配線層としてアルミニウムを用いた2層
配線の場合を説明したが、3層,4層等の多層配線とし
てもよい。
【0019】
【発明の効果】以上説明した如く本発明によれば、チッ
プ相当領域は従来のチップ構成にほとんど手を加えない
ので、機能、特性共に評価ずみのものが同一プロセスで
そのまま1チップ化できる。また1チップ化できるた
め、従来のプリント基板を用いるものと比べ信頼線が向
上する。また本装置を得るのに従来のウエハプロセスを
そのまま利用でき、製造工程の簡略化が可能である。ま
たチップ相当領域上に第2層目以降の配線が形成できる
ためチップサイズの縮小が可能である。また、第1、第
2層目等の交差配線部に共にアルミニウムを使用できる
ため、抵抗を小にできて高速設計が可能となる。また第
2層目以降の配線は第1層目のそれと同一平面上で交差
しないため、配線設計の自由度が増すものである。また
本発明では、配線6に、機械的接続(ボンディングワイ
ヤによる)を用いない通常のICプロセスによるIC配
線が可能で、大幅なIC微細化が可能となるし、この事
に加えて本発明は、ICチップ内でのボンディングおよ
びボンディングワイヤの交差部も生じないことから、量
産性に優れ、また工程が簡単化される利点もある。また
本発明は、チップ内でのボンディングが不要だから、ボ
ンディング回数が減ると共にチップに機械的ストレスを
与える機会が大幅に減少する。したがってこの点でも従
来の装置と比べ、信頼性が向上するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】改良前のLSIの概略平面図。
【図2】図1の一部断面図。
【図3】本発明の一実施例の概略平面図。
【図4】図3の一部断面図。
【図5】上記実施例の応用例を示す概略平面図。
【符号の説明】
1…半導体チップ、2〜4…ボンディングパッド、6,
7…配線、12…N型基板、17,27…配線、21…
Pウエル層、26…層間絶縁膜、28…ビア・コンタク
ト、A,B…チップ相当領域。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のチップの機能及び特性を評価する
    工程と、上記工程の後、前記チップの製造プロセスと同
    一のプロセスを用いて、同時に、前記チップの機能及び
    特性を基板上に形成し、チップ相当領域と成す工程と、
    前記基板上に導電膜を形成し、前記チップ相当領域の間
    の配線を行うと共に前記基板の周辺部にボンディングパ
    ッドを形成する工程とを具備することを特徴とする大規
    模集積回路装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 複数のチップの機能及び特性を評価する
    工程と、上記工程の後、前記チップの製造プロセスと同
    一のプロセスを用いて、同時に、前記チップの機能及び
    特性を基板上に形成し、チップ相当領域と成す工程と、
    前記基板上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜にビ
    ア・コンタクトを形成する工程と、前記絶縁膜上に導電
    膜を形成する工程とを具備することを特徴とする大規模
    集積回路装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 複数のチップの機能及び特性を評価する
    工程と、上記工程の後、前記チップの製造プロセスと同
    一のプロセスを用いて、同時に、前記チップの機能及び
    特性を基板上に形成し、チップ相当領域と成すととも
    に、前記基板上に導電膜を形成し、前記チップ相当領域
    の間の配線を行う工程とを具備することを特徴とする大
    規模集積回路装置の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015526905A (ja) * 2012-08-16 2015-09-10 ザイリンクス インコーポレイテッドXilinx Incorporated マルチダイ集積回路に使用するための柔軟なサイズのダイ

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4918285A (ja) * 1972-06-09 1974-02-18
JPS5484984A (en) * 1977-12-20 1979-07-06 Fujitsu Ltd Semiconductor integrated circuit

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