JPH05299575A - メモリ内蔵半導体装置 - Google Patents

メモリ内蔵半導体装置

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JPH05299575A
JPH05299575A JP4097858A JP9785892A JPH05299575A JP H05299575 A JPH05299575 A JP H05299575A JP 4097858 A JP4097858 A JP 4097858A JP 9785892 A JP9785892 A JP 9785892A JP H05299575 A JPH05299575 A JP H05299575A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 大容量のメモリを内蔵する半導体装置を提供
する。 【構成】 メモリ回路が形成されたRAM及びROMチ
ップ12,13と、演算回路が形成されたMPU11と
が同一パッケージ14に封止される。さらに、これらの
MPU11、RAMチップ12、ROMチップ13及び
外部リード17間が、パッケージ14内で必要に応じて
電気的に接続される。 【効果】 メモリ回路を有するメモリチップ(RAMチ
ップ及びROMチップ)を独立して設けたことにより、
メモリ容量の大容量化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、メモリを内蔵した半
導体装置、特にRAM(=Random Access Memory )やR
OM(=Read Only Memory )などのメモリチップと、M
PU(=MicroProcessing Unit)が形成された演算チッ
プとが同一パッケージに封止されたメモリ内蔵半導体装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】図8は、メモリを内蔵した半導体装置の
従来例を示す図である。ここでは、パッケージ内部の構
造の理解を助けるために、パッケージ上部を切り取った
状態を示している。
【0003】このメモリ内蔵半導体装置では、同図に示
すように、パッケージ1にRAM回路2及びROM回路
3を内蔵するMPU4が封止されている。なお、MPU
4は演算回路(図示省略)を有するとともに、図示を省
略する配線によってRAM回路2及びROM回路3と電
気的に接続されている。
【0004】また、このMPU4の外周部にボンディン
グパッド5が設けられるとともに、それらボンディング
パッド5はそれぞれワイヤ6によってパッケージ1から
外部に伸びる外部リード7に電気的に接続されている。
このため、この半導体装置は外部リード7及びワイヤ6
を介して外部周辺回路などと電気的に接続されており、
電気信号などの授受を行う。
【0005】次に、上記のように構成されたメモリ内蔵
半導体装置の動作について説明する。この半導体装置に
外部より電源が新たに投入されるか、或いはリセット信
号が印加されると、MPU4は予め決められた番地を出
力する。この番地は通常MPU4に内蔵されたROM回
路3の番地であり、この番地出力によってROM回路3
に記録されているプログラムが実行開始される。また、
MPU4に内蔵されているRAM回路2には、上記プロ
グラムにしたがって処理された結果がデータとして格納
される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来のメモリ内蔵半導
体装置は以上のようにMPU4にRAM回路2及びRO
M回路3を内蔵している、つまり同一チップにRAM回
路2,ROM回路3及び演算回路を形成している。その
ため、設計上、RAM回路2及びROM回路3を形成す
る領域を大きくすることができず、その結果、RAM回
路2及びROM回路3のメモリ容量が比較的小さいもの
となってしまう。特に、MPU4を作動させるために必
要なメモリ容量が内蔵メモリ(RAM回路2および/ま
たはROM回路3)の容量よりも大きい場合には、容量
の大きいRAMおよび/またはROMを外部付加して不
足分のメモリ容量を補っている。この場合、メモリ素子
(ROM,RAMなど)を外付けした分だけ、実装面積
が大きくなってしまう。
【0007】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、大容量のメモリを内蔵する半導
体装置を提供することを第1の目的とする。
【0008】また、上記第1の目的に加え、内蔵メモリ
半導体装置の小型化を図ることをこの発明の第2の目的
とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、上記
目的を達成するために、メモリ回路が形成されたメモリ
チップと、演算回路が形成された演算チップと、前記メ
モリチップと外部の間および/または前記演算チップと
外部の間で、電気信号の授受を行うための複数の外部リ
ードとを備え、前記メモリチップ及び前記演算チップを
同一パッケージに封止するとともに、それらメモリチッ
プ、演算チップ及び外部リードの間を、前記パッケージ
内で必要に応じて電気的に接続している。
【0010】請求項2の発明は、上記第2の目的を達成
するために、前記メモリチップを複数個備えており、そ
れらのメモリチップが相互に積層されるとともに、その
積層状態で前記複数のメモリチップが相互に電気的に接
続している。
【0011】請求項3の発明は、上記第2の目的を達成
するために、前記メモリチップが前記演算チップ上に積
層されるとともに、その積層状態で前記メモリチップと
前記演算チップとが電気的に接続している。
【0012】
【作用】請求項1の発明では、メモリ回路及び演算回路
がそれぞれ異なる半導体チップ、すなわちメモリチップ
及び演算チップに形成される。そして、それらメモリチ
ップ及び演算チップが同一パッケージ内に封止されると
ともに、適当に電気的に接続される。このようにメモリ
回路を有するメモリチップを独立させることにより、メ
モリ容量の大容量化を図ることができる。また、メモリ
チップと演算チップとが同一パッケージ内に納められて
いるため、外付けのメモリ素子が不要となり、その結
果、実装時の面積が小さくなる。
【0013】請求項2の発明では、複数のメモリチップ
が相互に積層されるとともに、その積層状態で相互に電
気的に接続されるので、上記請求項1の発明にかかる半
導体装置に比べて半導体装置の平面サイズがより小さく
なる。
【0014】請求項3の発明では、複数のメモリチップ
が相互に積層されるとともに、その積層状態で相互に電
気的に接続されるので、半導体装置の平面サイズを小さ
く保ちながら、メモリ容量を大きくすることができる。
【0015】
【実施例】図1は、この発明にかかるメモリ内蔵半導体
装置の第1実施例を示す斜視図である。同図において
も、図8と同様に、半導体装置の構成の理解を助けるた
め、パッケージ上部を切り取った状態を示している。
【0016】この半導体装置では、同図に示すように、
演算回路が形成されたMPU11と、RAM回路が形成
されたメモリチップ(以下「RAMチップ」という)1
2と、ROM回路が形成されたメモリチップ(以下「R
OMチップ」という)13が同一パッケージ14内に封
止されている。これらのMPU11,RAMチップ1
2,ROMチップ13にはそれぞれボンディングパッド
15が設けられており、またワイヤ16によってMPU
11がRAMチップ12及びROMチップ13と適当に
接続されている。さらに、MPU11,RAMチップ1
2,ROMチップ13は、ボンディングパッド15及び
ワイヤ16を介してパッケージ14から外部に伸びる外
部リード17とも電気的に接続されている。
【0017】なお、上記のように構成された半導体装置
の動作については、従来例のそれと同一であるため、こ
こではその説明を省略する。
【0018】以上のように、この発明にかかる半導体装
置では、メモリ回路として機能するRAM回路及びRO
M回路が、MPU11から分離独立して、それぞれRA
M及びROMチップ12,13上に形成されている。そ
のため、単にRAM及びROMチップ12,13のサイ
ズを大きくし、それらのRAM及びROMチップ12,
13に大容量のRAM回路及びROM回路を形成すれ
ば、半導体装置のメモリ容量を大幅にアップさせること
ができる。しかも、これらのRAM及びROMチップ1
2,13はMPU11と同一パッケージ14内に封止さ
れているので、メモリ容量を大きくするために半導体装
置にメモリ素子を外付けする必要がなくなり、その結
果、実装時の面積を小さくすることができる。
【0019】なお、上記第1実施例では、MPU11,
RAMチップ12及びROMチップ13をワイヤボンデ
ィングによって電気的に接続する場合について説明した
が、接続方法はそれに限定されるものではなく、後述す
る実施例のようにしてもよく、上記第1実施例と同様の
効果を奏する。ただし、後述する半導体装置は、接続方
法を除いて、基本的構成及び動作について第1実施例と
同一であるので、それらについては省略する。
【0020】図2は、この発明にかかるメモリ内蔵半導
体装置の第2実施例を示す平面図である。この半導体装
置では、MPU11,RAMチップ12及びROMチッ
プ13がTAB(=Tape Automated Bonding )によって
電気的に接続されている。すなわち、以下のようにし
て、上記接続が行われる。まず、フィルム18に予め配
線19を形成するとともに、MPU11,RAMチップ
12及びROMチップ13の電極にバンプ(図示省略)
を形成しておく。そして、フィルム18と各チップ(M
PU11,RAMチップ12及びROMチップ13)と
を位置合わせした後、バンプを配線19に接続する。
【0021】図3は、この発明にかかるメモリ内蔵半導
体装置の第3実施例を示す斜視図である。この半導体装
置では、MPU11にバンプ20が形成されるととも
に、それらのバンプ20にRAMチップ12及びROM
チップ13の電極がそれぞれ接続されている。したがっ
て、同図に示すようにMPU11上にRAMチップ12
及びROMチップ13が積層された状態のままでMPU
11とRAM,ROMチップ12,13とが電気的に接
続される。そのため、第1実施例に比べてパッケージ1
4のサイズが小さくなり、実装面積をより小さくするこ
とができる。
【0022】また、バンプ20による接続の代わりに、
図4に示すように、スルーホール21を利用してもよ
い。すなわち、RAMチップ12及びROMチップ13
の電極15がそれぞれMPU11の電極15上に位置す
るようにRAM,ROMチップ12,13を配置される
とともに、各チップ12,13に貫通形成されたスルー
ホール21にアルミニューム(Al)などの金属を充填
することによってMPU11の電極15と電気的に接続
されている。
【0023】また、スルーホール21の代わりに、図5
に示すように、拡散層22を利用することも可能であ
る。この場合、RAMチップ12では表面に形成された
電極15に対応して裏面側に電極23が形成されるとと
もに、これら電極15,23に挟まれた領域に適当な不
純物を拡散させてRAMチップ12の基板とは逆の導電
型の拡散層22が形成されている。また、ROMチップ
13についても、RAMチップ12と同様に、電極1
5,23に挟まれた領域に逆導電型の拡散層22が形成
されている。一方、MPU11では、電極15上にバン
プ24が設けられている。そして、バンプ24に各電極
23を接続することによって、MPU11上にRAMチ
ップ12及びROMチップ13が積層された状態のまま
で、MPU11とRAM,ROMチップ12,13とが
電気的に接続される。
【0024】上記実施例では、RAMチップ12及びR
OMチップ13をそれぞれMPU11に積層する場合に
ついて説明したが、RAMチップ12上にROMチップ
13を積層させて積層型のメモリチップ30を形成し
(図6)、そのメモリチップ30とMPU11を、第1
実施例と同様に、同一パッケージ14に封止するように
してもよい。すなわち、図6に示すように、RAMチッ
プ12の電極15上にバンプ25を形成し、さらにその
バンプ25にROMチップ13の電極15を接続するこ
とによって、メモリチップ30が形成されている。な
お、MPU11,メモリチップ30及び外部リード17
は、図7に示すように、ワイヤ16により相互に電気的
に接続されている。このように、RAMチップ12とR
OMチップ13とを積層させることによって、メモリチ
ップ(RAM,ROMチップ)の平面サイズが第1実施
例のそれより小さくなる。
【0025】なお、上記実施例では、RAMチップ12
及びROMチップ13を備えたメモリ内蔵半導体装置に
ついて説明したが、少なくとも1つ以上のメモリチップ
を有する半導体装置全般に本発明を適用することができ
る。
【0026】
【発明の効果】以上のように、請求項1の発明によれ
ば、メモリ回路及び演算回路をそれぞれメモリチップ及
び演算チップに形成し、それらメモリチップ及び演算チ
ップを同一パッケージ内に封止し、さらに適当に電気的
に接続しているので、メモリ容量の大容量化を図ること
ができる。
【0027】また、請求項2の発明によれば、複数のメ
モリチップを相互に積層するとともに、その積層状態で
相互に電気的に接続しているので、上記請求項1の発明
にかかる半導体装置に比べて半導体装置の平面サイズを
より小さくすることができ、半導体装置を小型化するこ
とができる。
【0028】さらに、請求項3の発明によれば、複数の
メモリチップを相互に積層するとともに、その積層状態
で相互に電気的に接続しているので、半導体装置を大型
化させることなく、メモリ容量を大きくすることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明にかかるメモリ内蔵半導体装置の第1
実施例を示す斜視図である。
【図2】この発明にかかるメモリ内蔵半導体装置の第2
実施例を示す平面図である。
【図3】この発明にかかるメモリ内蔵半導体装置の第3
実施例を示す斜視図である。
【図4】この発明にかかるメモリ内蔵半導体装置の第4
実施例を示す断面図である。
【図5】この発明にかかるメモリ内蔵半導体装置の第5
実施例を示す断面図である。
【図6】この発明にかかるメモリ内蔵半導体装置の第6
実施例を示す部分断面図である。
【図7】この発明にかかるメモリ内蔵半導体装置の第6
実施例を示す斜視図である。
【図8】従来のメモリ内蔵メモリ内蔵半導体装置を示す
斜視図である。
【符号の説明】
11 MPU 12 RAMチップ 13 ROMチップ 14 パッケージ 17 外部リード

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メモリ回路が形成されたメモリチップ
    と、 演算回路が形成された演算チップと、 前記メモリチップと外部の間および/または前記演算チ
    ップと外部の間で、電気信号の授受を行うための複数の
    外部リードとを備え、 前記メモリチップ及び前記演算チップを同一パッケージ
    に封止するとともに、それらメモリチップ、演算チップ
    及び外部リードの間を、前記パッケージ内で必要に応じ
    て電気的に接続したことを特徴とするメモリ内蔵半導体
    装置。
  2. 【請求項2】 前記メモリチップを複数個備えており、
    それらのメモリチップが相互に積層されるとともに、そ
    の積層状態で前記複数のメモリチップが相互に電気的に
    接続された請求項1記載のメモリ内蔵半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記メモリチップが前記演算チップ上に
    積層されるとともに、その積層状態で前記メモリチップ
    と前記演算チップとが電気的に接続された請求項1記載
    のメモリ内蔵半導体装置。
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