JPH0419633B2 - - Google Patents

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JPH0419633B2
JPH0419633B2 JP58125536A JP12553683A JPH0419633B2 JP H0419633 B2 JPH0419633 B2 JP H0419633B2 JP 58125536 A JP58125536 A JP 58125536A JP 12553683 A JP12553683 A JP 12553683A JP H0419633 B2 JPH0419633 B2 JP H0419633B2
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JP
Japan
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circuit
bonding pad
input
capacitance
address
Prior art date
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JP58125536A
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JPS6018894A (ja
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Yoshihiro Takemae
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Dram (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、半導体装置に関し、特にボンデイン
グパツドと内部回路とを接続する内部配線の容量
による影響を除去して各入力端子の容量を軽減し
た半導体装置に関する。
技術の背景 メモリ装置等の半導体装置の信号入力端子の寄
生容量が大きい場合には、外部から半導体記憶装
置に供給される信号の立上がりおよび立下がり時
間が長くなりかつ信号の遅延時間が大きくなる等
の不都合を生ずる。特に、前段の回路の駆動能力
があまり大きくない場合等には信号入力端子の容
量の影響が大きくなり、半導体記憶装置の高速動
作の障害となるので何らかの手段によつて信号入
力端子の容量を軽減する必要がある。
一般に、半導体記憶装置の入力端子容量は (a) パツケージ容量 (b) ボンデイングパツド部の容量 (c) 内部配線部の容量 (d) 内部回路の入力容量 にわけられる。これらの各部容量の内、最近は(a)
のパツケージ容量がQIT(Quadruple Input
Type)パツケージ等の採用により減少し、(c)の
内部配線部の容量が入力端子容量の内で大きな部
分を占めている。したがつて、アルミ配線層等に
よつて形成される内部配線の静電容量を軽減する
か、あるいはこの静電容量による影響を受けない
ようにする工夫が要求される。
従来技術と問題点 第1図は、従来形の半導体記憶装置としてのメ
モリ装置に用いられている半導体チツプの構成を
示す。同図のメモリ装置は、一例として16ピン
64Kビツトのダイナミツクランダムアクセスメモ
リを示し、半導体チツプ1の中央部にメモリセル
アレイ2、メモリセルアレイ2の両辺にアドレス
バツフア3やデコーダ等の周辺回路、該周辺回路
の外側にボンデイングパツド4−1,4−2,
…,4−16が配置されている。アドレスバツフ
ア3は、アドレス信号の各ビツトに対応する8個
のアドレスバツフアユニツト3−1,3−2,
…,3−8を具備し、これらの各アドレスバツフ
アユニツトはメモリセルアレイ2の1辺に沿つて
まとめて配置されている。ボンデイングパツド4
−1,4−2,4−3,4−5,4−6,…,4
−9はそれぞれアドレス信号入力用のボンデイン
グパツドであり、それぞれ入力保護回路5および
アドレス信号線6を介してアドレスバツフア3の
対応するアドレスバツフアユニツトに接続されて
いる。
第2図は、第1図の装置における1つのアドレ
ス信号入力用ボンデイングパツドからアドレスバ
ツフア回路までの詳細な回路構成を示す。同図の
回路においては、ボンデイングパツド4の直後に
入力保護回路5が接続され、入力保護回路5の出
力はアルミ配線層等によつて構成される内部配線
すなわちアドレス信号線6を介してアドレスバツ
フア3の入力トランジスタQ2に接続されている。
入力保護回路5は例えば1KΩの抵抗R1とフイー
ルドトランジスタQ1を具備し、入力ノードN1
に高電圧が印加された場合に該トランジスタQ1
がオンとなつて該高電圧を減衰させ、アドレスバ
ツフア3の入力トランジスタQ2のゲートに高電
圧が印加されることを防止するものである。
なお、フイールドトランジスタQ1は通常の
MOSトランジスタの薄い酸化膜のかわりにフイ
ールドの厚い酸化膜を用いたものであつて、しき
い値電圧が例えば10Vと高くなつており静電気等
による高電圧でオンとなるものである。
ところで、第1図および第2図に示す従来形の
半導体装置においては、ボンデイングパツド4と
アドレスバツフア3との間を接続する内部配線6
の配線距離がかなり長くなるため配線容量が大き
くなり入力端子容量が増加するという不都合があ
つた。入力端子容量は、一般的には、例えば5pF
以下にする必要があるが、上述の従来形の装置に
おいては内部配線6だけで約2pFに達するととも
に、入力保護回路の抵抗R1のため入力回路の時
定数が例えば2nsec程度となりアドレス信号の遅
延がかなり大きくなつてメモリ装置の高速化の障
害となつていた。
また、一般に半導体記憶装置においては、メモ
リ容量が小さい場合にはボンデイングパツドと該
ボンデイングパツドと接続される回路との間を近
接するよう各回路素子等をレイアウトすることが
可能であつたが、メモリ容量が大きくなると以下
の理由により第1図のようなレイアウトにならざ
るを得ない。
(a) 半導体記憶装置においては、その大部分を占
めるメモリセルアレイが半導体チツプ上で最優
先的に配置される。
(b) パツケージの外形との関係から第1図のチツ
プの矩辺方向への拡大には限界があり、したが
つて大容量の記憶装置を実現しようとすると第
1図のチツプの長辺方向に拡大し、チツプ形状
が長方形になる。
(c) 第1図のチツプの矩辺方向にはメモリセルア
レイが最優先に配置されてしまうので、周辺回
路とボンデイングパツドはメモリセルアレイの
対向する2辺に沿つて配置される。
(d) したがつて、ボンデイングパツドの配置位置
とは反対側に位置する周辺回路と該ボンデイン
グパツドとを接続する必要が生ずる。
これらの理由から、特に大容量の半導体記憶装
置においては内部配線の配線距離が長くなり前述
の問題点が顕著となつていた。
発明の目的 本発明の目的は、前述の従来形の問題点に鑑
み、半導体装置において、ボンデイングパツド直
後にバツフア回路を挿入するという構想に基づ
き、ボンデイングパツドから内部回路に至る内部
配線の静電容量による影響を除去して信号入力端
子の入力容量を軽減し、半導体装置の高速化を図
ることにある。
発明の構成 そしてこの目的は、本発明によればボンデイン
グパツド4と、 内部回路2と、 該内部回路2の対向する2辺に沿つて配置され
該ボンデイングパツド4の反対側に位置する周辺
回路3と、 該ボンデイングパツド4と該周辺回路3に接続
する内部配線6と を具備する半導体装置1′において、 前記ボンデイングパツド4の直後に入力信号に
応答して前記内部配線6を駆動するバツフア回路
7,8が接続されていることを特徴とする半導体
装置を提供することによつて達成される。
発明の実施例 以下、図面により本発明の実施例を説明する。
第3図は、本発明の1実施例に係わる半導体記
憶装置としての16ピン64Kビツトダイナミツク
RAMに用いられている半導体チツプ上の回路配
置を示す。同図の半導体チツプ1′が第1図に示
される半導体チツプ1と異なる点は、各アドレス
信号入力用のボンデイングパツド4−1,4−
2,4−3,4−5,…,4−9にそれぞれ接続
された入力保護回路5の直後にそれぞれインバー
タ回路7が追加されている点でありその他の部分
は第1図のものと同じであり同一参照数字で示さ
れている。
第4図は、第3図の半導体チツプ1′の1つの
ボンデイングパツドからアドレスバツフアに至る
部分の回路を示す。同図の回路は、入力保護回路
5の出力と内部信号線6の間にインバータ回路7
が設けられている点において第2図の回路と異な
り、その他の部分は第2図の回路と同じであり同
一参照数字で示されている。インバータ回路7
は、デプレツシヨン型トランジスタQ3とエンハ
ンスメント型トランジスタQ4とを具備し、デプ
レツシヨン型トランジスタQ3は負荷トランジス
タとして用いられている。
第4図の回路においては、ボンデイングパツド
4に通常のレベルのアドレス信号が印加された場
合には保護回路5は動作せず、該アドレス信号が
インバータ回路7を介して内部信号線6に入力さ
れかつアドレスバツフア3に転送される。ボンデ
イングパツド4に例えば静電気による高電圧が印
加された場合には、前述のようにフイールドトラ
ンジスタQ1がオンとなつて該高電圧を遮断し回
路破壊を防止する。
ところで、第4図の回路においては、ボンデイ
ングパツド4が入力保護回路5の抵抗R1を介し
て直接内部配線6に接続されることがなく、単に
インバータ回路7のトランジスタQ4のゲートに
接続されるだけとなり入力端子容量を大幅に減少
させることが可能になる。具体的には、トランジ
スタQ4のゲート容量は0.1pF程度以下であり、内
部信号線6の容量に比較して充分少ないため、入
力端子容量を約2pF程度減少させることが可能に
なる。したがつて、入力保護回路5の抵抗R1
よる信号の遅延をも極めて少なくすることが可能
になり、半導体記憶装置の高速化を図ることがで
きる。
第5図は、入力端子容量の軽減のために用いら
れる他のインバータ回路の例を示す。第5図のイ
ンバータ回路は、デプレツシヨン型のトランジス
タQ5とエンハンスメント型のインバータトラン
ジスタQ6の他に、エンハンスメント型トランジ
スタQ7を設けたものであり、これらの各トラン
ジスタQ5,Q6,Q7は電源Vccとグランド間に直
列に接続されている。第5図のインバータ回路に
おいては、トランジスタQ7が信号φ0によつてオ
ンオフされ、所要時のみにインバータ回路に電流
を流すことによつて回路の低消費電力化が図られ
ている。φ0は例えばメモリ装置の場合は、ロー
アドレスストローブ信号およびコラムアド
レスストローブ信号によつてメモリチツプ
が活性化された場合のみ高レベルになつてトラン
ジスタQ7をオンとする。これにより第5図のイ
ンバータ回路においては、必要時のみに電流が流
れ、回路の消費電力が少なくする。これに対し
て、第4図の回路に用いられているインバータ回
路においては常時電流が流れるため、いわゆるス
タンバイ電流が多くなる可能性がある。
第6図は、CMOS回路により構成されたイン
バータ回路の例を示す。同図のインバータ回路
は、PチヤンネルMOSトランジスタQ8およびN
チヤンネルMOSトランジスタQ9によつて構成さ
れ、入力信号がいずれの場合にも負荷回路に対す
る駆動能力を大きくすることが可能であると共
に、インバータ回路自体の消費電力を少なくする
ことができるという利点を有している。
第7図は、本発明のさらに他の実施例に係わる
半導体記憶装置の入力部の回路を示す。同図の回
路においては、入力保護回路5の直後にバツフア
回路8を設け、ノード3およびN3にそれぞれ
反転アドレス信号および非反転アドレス信号を出
力し、これらの各アドレス信号を内部配線6−1
および6−2を介してアドレスバツフア3に供給
している。バツフア回路8はデプレツシヨン型ト
ランジスタQ10およびエンハンスメント型トラン
ジスタQ11を具備する第1のインバータと、該第
1のインバータの出力を受けデプレツシヨン型ト
ランジスタQ12およびエンハンスメント型トラン
ジスタQ13を具備する第2のインバータとによつ
て構成されている。このような2個のインバータ
回路によつてボンデイングパツド4および入力保
護回路5を介して印加された入力アドレス信号か
ら反転および非反転アドレス信号を作成してい
る。
第7図の回路においても、入力保護回路5の出
力はバツフア回路8のトランジスタQ11のゲート
に接続されているのみであるから入力端子容量を
極めて少なくすることが可能になる。また、アド
レスバツフア3は反転アドレス信号および非反転
アドレス信号、すなわち差動信号を受けることが
できるからアドレスバツフア内部で反転アドレス
信号または非反転アドレス信号を作成する必要が
なくなり、かつ回路の高速化を図ることが可能と
なる。
なお、上述の各実施例においては各バツフア回
路としてインバータ回路を用いたが、これらは必
ずしもインバータ形式の回路である必要はなく、
種々の形式のバツフア回路を用いることができる
ことは明らかである。
発明の効果 このように、本発明によれば、ボンデイングパ
ツドが内部配線を介して内部回路に接続された半
導体装置において、該ボンデイングパツドの近く
にバツフア回路を挿入したから、内部配線の容量
による影響を除去することが可能になり、端子容
量を大幅に軽減し、かつ回路の高速化を図ること
が可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来形の半導体記憶装置の半導体チツ
プ上の回路配置を示す概略図、第2図は第1図の
装置における入力回路部分の詳細を示すブロツク
回路図、第3図は本発明の1実施例に係わる半導
体記憶装置の半導体チツプ上の回路配置を示す概
略図、第4図は第3図の装置の入力回路部分の詳
細を示すブロツク回路図、第5図および第6図は
インバータ回路の他の例を示す電気回路、そして
第7図は本発明の他の実施例に係わる半導体記憶
装置の入力回路部分の詳細な構成を示すブロツク
回路である。 1……半導体チツプ、2……メモリセルアレ
イ、3……アドレスバツフア、3−1,3−2,
…,3−8……アドレスバツフアユニツト、4,
4−1,4−2,…,4−16……ボンデイング
パツド、5……入力保護回路、6,6−1,6−
2……内部配線、7……インバータ回路、8……
バツフア回路、Q1,Q2,…,Q13……トランジス
タ、R1……抵抗。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ボンデイングパツド4と、 内部回路2と、 該内部回路2の対向する2辺に沿つて配置され
    該ボンデイングパツド4の反対側に位置する周辺
    回路3と、 該ボンデイングパツド4を該周辺回路3に接続
    する内部配線6と を具備する半導体装置1′において、 前記ボンデイングパツド4の直後に入力信号に
    応答して前記内部配線6を駆動するバツフア回路
    7,8が接続されていることを特徴とする半導体
    装置。 2 前記信号入力用のボンデイングパツドはアド
    レス信号入力用のボンデイングパツドである特許
    請求の範囲第1項に記載の半導体装置。 3 前記信号入力用のボンデイングパツドはデー
    タ信号入力用のボンデイングパツドである特許請
    求の範囲第1項に記載の半導体装置。
JP58125536A 1983-07-12 1983-07-12 半導体装置 Granted JPS6018894A (ja)

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