JPH11195744A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPH11195744A
JPH11195744A JP9368413A JP36841397A JPH11195744A JP H11195744 A JPH11195744 A JP H11195744A JP 9368413 A JP9368413 A JP 9368413A JP 36841397 A JP36841397 A JP 36841397A JP H11195744 A JPH11195744 A JP H11195744A
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JP
Japan
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semiconductor
chip
protection
circuit
circuit element
Prior art date
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Application number
JP9368413A
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English (en)
Inventor
Akira Seshimoto
明 瀬志本
Kazuo Takeuchi
和男 竹内
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New Japan Radio Co Ltd
Original Assignee
New Japan Radio Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 静電破壊防止用保護素子または保護回路を備
えた、低コストのマルチチップ構成の半導体集積回路を
提供する。 【解決手段】 少なくとも入出力端子部6、6’のいず
れかに静電破壊防止用保護素子または保護回路を備えた
第一の半導体回路素子チップ3と、入出力端子部9に静
電破壊防止用保護素子または保護回路を有さないかある
いは上記第一の半導体回路素子チップに比較し静電破壊
強度の低い静電破壊防止用保護素子あるいは保護回路を
有した第二の半導体回路素子チップ8とを具備し、上記
半導体パッケージから導出する上記半導体集積回路11
の外部接続端子1と上記第一の半導体回路素子チップの
出力端子6とを接続部材2により電気的に接続し、上記
第一の半導体回路素子チップ3の静電破壊防止用保護素
子4を経由した入力端子6’と上記第二の半導体回路素
子チップの出力端子9とを接続部材7を介して電気的に
接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、同一半導体パッケ
ージに複数個の半導体回路素子チップを有するマルチチ
ップ構成の半導体集積回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体集積回路の静電破壊防止あ
るいは強度の向上のため、半導体集積回路の入出力端子
部に外部より半導体集積回路に加わる静電気エネルギー
をバイパスを経由させるか、吸収させるために主に受動
素子を用いた保護素子あるいは能動素子を含んだ保護回
路を配置するのが一般的であった。
【0003】例えば、SHF帯以上の周波数領域の通信
用LSIとして、高周波フロントエンド用のガリウム砒
素ICチップと周波数変調後の低周波信号処理用のシリ
コンICチップとを同一の半導体パッケージに組み込ん
だマルチチップ構成の半導体集積回路があり、これらは
各半導体チップの各入出力端子ごとに静電エネルギーに
よる破壊防止用の保護素子あるいは保護回路が配置され
ていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述の保護素子や保護
回路の大きさは一般的に製造方法やICチップの素材等
により異なるが、1万〜10万μm2になる場合があ
り、さらにこれら保護素子や保護回路がICチップの外
周部に配置されることが多い。この結果保護素子や保護
回路の配置によってはICチップのサイズが一辺あたり
0.1〜0.4mm程度大きくなってしまい、コストア
ップの要因になっていた。
【0005】特にガリウム砒素ICの場合、利用する回
路が高周波信号帯域に限定されることが多いためIC内
の素子や配線間の距離を比較的大きくして素子、配線間
の相互干渉による特性への影響を防止する必要があるた
め、集積度が低周波用のシリコンICほど高くなってい
ない。そのため実際に求められる機能を動作させる素子
領域よりもこれら保護素子や保護回路及びボンディング
パッド等の外部接続用端子の数や大きさでチップサイズ
がほぼ決定されてしまう。
【0006】さらにこれら保護素子や保護回路は、IC
チップの最外周に位置させる場合が多く、チップサイズ
を大きくさせコストに占める割合が相対的に大きくなっ
ていた。特に保護回路に費やされる面積は保護素子より
もさらに大きくなっていた。
【0007】一般にガリウム砒素ICチップは高価な半
導体材料であるガリウム砒素を用いるため、シリコンI
Cチップよりコストが高く、ガリウム砒素のチップ上に
保護素子あるいは保護回路を配置することは、このマル
チチップ半導体集積回路においても全体のコストアップ
の重要な要因となっていた。
【0008】さらにまた、シリコンICにおいても特に
高速動作が求められる場合は、各素子寸法の微細化に伴
い静電破壊耐圧が小さくなっているため、上記のような
保護素子や保護回路を利用することが避けられなく、保
護素子や保護回路が半導体集積回路のコストに占める割
合が大きくなっていた。
【0009】本発明は、上記問題点を解消し、静電破壊
防止用保護素子または保護回路を備えた、低コストのマ
ルチチップ構成の半導体集積回路を提供することを目的
とする。
【0010】
【問題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、同一半導体パッケージ内に互いに接続部
材を介して電気的に接続した複数個の半導体回路素子チ
ップを有するマルチチップ構成の半導体集積回路におい
て、少なくとも入出力端子部のいずれかに静電破壊防止
用保護素子または保護回路を備えた第一の半導体回路素
子チップと、入出力端子部に静電破壊防止用保護素子ま
たは保護回路を有さないかあるいは上記第一の半導体回
路素子チップに比較し静電破壊強度の低い静電破壊防止
用保護素子あるいは保護回路を有した第二の半導体回路
素子チップとを具備し、上記半導体パッケージから導出
する上記半導体集積回路の外部接続端子と上記第一の半
導体回路素子チップの入力または出力端子とを接続部材
により電気的に接続し、上記第一の半導体回路素子チッ
プと上記第二の半導体回路素子チップそれぞれの出力端
子及び入力端子または入力端子及び出力端子を上記第一
の半導体回路素子チップの静電破壊防止用保護素子ある
いは保護回路を経由し接続部材を介して電気的に接続
し、上記第二の半導体回路素子チップに入力する外部か
らの静電エネルギーを上記静電破壊防止用保護素子ある
いは保護回路によって吸収することを特徴とするもので
ある。
【0011】また、上記第一の半導体回路素子チップと
上記第二の半導体回路素子チップの一方あるいは両方を
複数個有するものである。
【0012】また、上記第一の半導体回路素子チップを
静電破壊防止用保護素子あるいは静電破壊防止用保護回
路専用として構成するものである。
【0013】
【発明の実施の形態】図1は、本発明のマルチチップ構
成の半導体集積回路の概念を示した図、図2は本発明の
実施例として構成したマルチチップ半導体装置の接続方
法を示した説明図、図3は本発明の他の実施例を示した
説明図である。
【0014】図1で、静電破壊強度の低い第二の半導体
回路素子チップ8の出力端子9が、接続部材7により静
電破壊強度の高い第一の半導体回路素子チップ3の出力
端子6と電気的に接続されている入力端子6'に接続さ
れ、出力端子6は、マルチチップで構成された半導体集
積回路11の外部接続端子1に接続部材2により接続さ
れ、半導体集積回路11から信号が外部に出力される。
【0015】接続部材2及び7は、それぞれ抵抗成分及
びインダクタンス成分を有する。第一の半導体回路素子
チップ3の出力端子6には静電エネルギー吸収を行う静
電破壊防止用保護素子4が接続され、また第二の半導体
回路素子チップ8に対する入力端子6'には静電エネル
ギー吸収を行う静電破壊防止用素子5を介して接続され
ている。
【0016】このような上記の構成により、半導体集積
回路11の外部接続端子1から印加された静電エネルギ
ーは、第一の半導体回路素子チップ3上の保護素子4
と、保護素子5を介して接続された第二の半導体回路素
子チップ8の回路10の入力インピーダンスとで分流さ
れることになり、保護素子4のインピーダンスを第二の
半導体回路素子チップ8の入力インピーダンスより低下
させる構成とすることにより、第二の半導体回路素子チ
ップ8の回路10にダメージを与えないレベルに静電エ
ネルギーを低下させることができる。
【0017】なお、図1では、本発明に関係する配線の
み表示し、実際に半導体集積回路を構成するその他の配
線部を省略してある。
【0018】図2は、本発明のマルチチップ構成の半導
体集積回路の接続方法の実施例を示し、静電破壊強度の
高い第一の半導体回路素子チップ3a上に、静電破壊強
度の低い第二の半導体回路素子チップ8aを搭載して実
装するチップ−オン−チップ構造となっている。第二の
半導体回路素子チップ8aの出力端子9aを第一の半導
体回路素子チップ3a上の入力端子6'aに接続部材で
あるワイヤー7aにより電気的に接続し、さらに第一の
半導体回路素子チップ3aの出力端子6aからこの半導
体集積回路11aの外部接続端子1aに接続部材である
ワイヤー2aにより電気的に接続させている。
【0019】このような実装方法により、回路構成上、
図1と同一の効果を得ることができ、静電破壊強度の低
い第二の半導体回路素子チップ8aは静電破壊強度の高
い第一の半導体回路素子チップ3aの保護素子によって
静電エネルギーによる破壊から保護することができる。
【0020】図2では一つの接続しか示していないが、
第二の半導体回路素子チップ8aの素子サイズが第一の
半導体回路素子チップ3aの素子サイズよりも小さけれ
ば、接続部材による素子間の接続が任意に可能になるた
め、第二の半導体回路素子チップ8aの端子を第一の半
導体回路素子チップ3aの任意の端子に接続することが
できる。
【0021】上記の実施例では、半導体回路素子チップ
間の接続部材をワイヤーとしたが、ワイヤーの替わりに
半導体回路素子チップの電極部にバンプを設け、チップ
の接続面を対向させた半導体回路素子チップ間を、バン
プによる接続構造とすることも可能である。
【0022】図3は、本発明の他の実施例によるマルチ
チップ構成の半導体集積回路の実装方法を示したもの
で、第一の半導体回路素子チップ3bと第二の半導体回
路素子チップ8bをリードフレームや実装基板の同一面
上に実装した構造となっている。この場合は、第一の半
導体回路素子チップ3bと第二の半導体回路素子チップ
8bの接続部材2b及び7bによる接続が図2の場合よ
り規制されるが、予め半導体回路素子チップ上の保護す
べき端子を定めておくことにより、第二の半導体回路素
子チップ8bを静電エネルギーより保護することができ
る。1bはリードフレームあるいは実装基板の外部接続
端子、5bは静電破壊防止用素子、6b及び9bはそれ
ぞれ第一及び第二の半導体回路素子チップ3b、8bの
出力端子、6’bは第一の半導体回路素子チップ3bの
入力端子、11bは半導体集積回路を示す。
【0023】上記の実施例では、半導体回路素子間の接
続をワイヤーとしたが、TAB配線部材を用いた接続構
造とすることも可能である。
【0024】図2、図3の実施例では、静電破壊強度の
高い半導体回路素子チップと静電破壊強度の低い半導体
回路素子チップがそれぞれ一個ずつの場合について説明
したが、静電破壊強度の高い素子、低い素子のどちら
か、または両方が複数個有り、上記のような構成を取っ
た場合でも同様の効果があるのは明らかである。
【0025】また、静電破壊強度の高い半導体回路素子
チップに相当する半導体回路素子チップを保護素子専用
として一つあるいは複数の専用素子チップに纏め、上記
のような構成の接続方法により同一半導体パッケージに
収める方法も可能である。
【0026】このように特に保護素子専用チップとした
場合、保護すべき複雑な回路構成の半導体回路素子チッ
プ中の静電破壊保護素子や保護回路を省略することがで
きるので、この半導体回路素子の素子サイズ縮小が可能
となり、半導体集積回路全体のコストを低減させること
が出来る。
【0027】さらに保護素子専用チップとした半導体回
路素子チップは、比較的工程数の少ない製造方法を適用
することが可能であり、上記の静電破壊強度の高いより
複雑な半導体回路素子チップを製造する場合よりも簡単
な工程で製造することができるため製造コストの低減を
はかることが出来る。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のマルチチ
ップ構成の半導体集積回路により、静電破壊強度の低い
半導体回路素子チップを静電破壊強度の高い半導体回路
素子チップが保護するように構成したので、静電破壊強
度の低い半導体回路素子チップには、印可される静電エ
ネルギーの量が小さくなるため、従来に比べ複雑で高価
な回路構成の半導体回路素子チップの静電破壊保護素子
や保護回路を省略したり、削減できるため半導体回路素
子チップのサイズを小さくすることが可能になりマルチ
チップ構成の半導体集積回路全体のコストを低減させる
ことが出来る。
【0029】また、3個以上の半導体回路素子チップを
同一パッケージに実装した半導体集積回路について本発
明のマルチチップ構成の半導体集積回路を適用すること
により、さらにコスト低減を図ることが可能になる。
【0030】さらに、本発明のマルチチップ構成の半導
体集積回路において、第一の半導体回路素子チップを静
電破壊防止保護素子あるいは保護回路専用として構成し
た場合は、従来に比べ第二の半導体回路素子チップのサ
イズを小さくすることが出来、マルチチップ構成の半導
体集積回路全体のコストを低減させるとともに、保護素
子あるいは保護回路専用の半導体回路素子チップは比較
的工程数の少ない製造方法が可能であり、さらにコスト
の低減をはかることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のマルチチップ構成の半導体集積回路の
概念を示した図である。
【図2】本発明のマルチチップ構成の半導体集積回路の
実施例を示す図である。
【図3】本発明のマルチチップ構成の半導体集積回路の
他の実施例を示す図である。
【符号の説明】
1、1a、1b 外部接続端子 2、2a、2b 接続部材 3、3a、3b 静電破壊強度の高い第一の半導体回路
素子チップ 4、4a、4b、5、5a、5b 静電破壊防止用保護
素子 6、6a、6b 出力端子 6'、6'a、6'b 入力端子 7、7a、7b 接続部材 8、8a、8b 第二の半導体回路素子チップ 9、9a、9b 出力端子 10 第二の半導体回路素子チップの回路 11、11a、11b マルチチップ構成の半導体集積
回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 同一半導体パッケージ内に互いに接続部
    材を介して電気的に接続した複数個の半導体回路素子チ
    ップを有するマルチチップ構成の半導体集積回路におい
    て、少なくとも入出力端子部のいずれかに静電破壊防止
    用保護素子または保護回路を備えた第一の半導体回路素
    子チップと、入出力端子部に静電破壊防止用保護素子ま
    たは保護回路を有さないかあるいは上記第一の半導体回
    路素子チップに比較し静電破壊強度の低い静電破壊防止
    用保護素子あるいは保護回路を有した第二の半導体回路
    素子チップとを具備し、上記半導体パッケージから導出
    する上記半導体集積回路の外部接続端子と上記第一の半
    導体回路素子チップの入力または出力端子とを接続部材
    により電気的に接続し、上記第一の半導体回路素子チッ
    プと上記第二の半導体回路素子チップそれぞれの出力端
    子及び入力端子または入力端子及び出力端子を上記第一
    の半導体回路素子チップの静電破壊防止用保護素子ある
    いは保護回路を経由し接続部材を介して電気的に接続
    し、上記第二の半導体回路素子チップに入力する外部か
    らの静電エネルギーを上記静電破壊防止用保護素子ある
    いは保護回路によって吸収することを特徴とする半導体
    集積回路。
  2. 【請求項2】 上記第一の半導体回路素子チップと上記
    第二の半導体回路素子チップの一方あるいは両方を複数
    個有することを特徴とする請求項1記載の半導体集積回
    路。
  3. 【請求項3】 上記第一の半導体回路素子チップを静電
    破壊防止用保護素子あるいは静電破壊防止用保護回路専
    用として構成したことを特徴とする請求項1乃至2記載
    の半導体集積回路。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6404060B1 (en) 1999-02-04 2002-06-11 Rohm Co., Ltd. Semiconductor device having a chip-on-chip structure

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6404060B1 (en) 1999-02-04 2002-06-11 Rohm Co., Ltd. Semiconductor device having a chip-on-chip structure

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