(57)【要約】【課題】ノイズを低減でき、高周波成分の減衰を抑制することができる半導体装置を提供すること。【解決手段】半導体装置は、基板と、前記基板上に配置され、送信回路と受信回路とを接続する、一対の差動信号配線と、前記基板上に配置され、一定の電圧が印加される、一対のシールド配線とを備える。前記一対のシールド配線は、前記一対の差動信号配線と同一層に設けられる。前記一対の差動信号配線は、前記一対のシールド配線の間に配置される。前記一対の差動信号配線の間隔は、Ｇ１である。前記一対のシールド配線と前記一対の差動信号配線との間の間隔は、Ｇ２である。前記一対の差動信号配線及び前記一対のシールド配線は、Ｇ１＜Ｇ２＜３Ｇ１が成り立つように、配置されている。【選択図】図１
2014067755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に配置され、送信回路と受信回路とを接続する、一対の差動信号配線と、
前記基板上に配置され、一定の電圧が印加される、一対のシールド配線と、
を具備し、
前記一対のシールド配線は、前記一対の差動信号配線と同一層に設けられ、
前記一対の差動信号配線は、前記一対のシールド配線の間に配置され、
前記一対の差動信号配線の間隔は、Ｇ１であり、
前記一対のシールド配線と前記一対の差動信号配線との間の間隔は、Ｇ２であり、
前記一対の差動信号配線及び前記一対のシールド配線は、下記式１が成り立つように、配置されている
（数式１）：Ｇ１＜Ｇ２＜３Ｇ１
半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載された半導体装置であって、
前記Ｇ２は、前記Ｇ１の２倍である
半導体装置。
【請求項３】
請求項１に記載された半導体装置であって、
前記基板は、テープ基板である
半導体装置。
【請求項４】
請求項１に記載された半導体装置であって、
前記送信回路は、前記基板上に搭載されている
半導体装置。
【請求項５】
請求項１に記載された半導体装置であって、
前記受信回路は、前記基板上に搭載されている
半導体装置。
【請求項６】
請求項１に記載された半導体装置であって、
前記基板は、主面及び裏面を有し、
前記一対の差動信号配線及び前記一対のシールド配線は、前記主面上に配置されており、
前記基板の裏面には、一定の電圧が印加される、シールド導体層が形成されている
半導体装置。
【請求項７】
請求項６に記載された半導体装置であって、
前記シールド導体層は、接地されている
半導体装置。
【請求項８】
基板と、
前記基板上に配置され、送信回路と受信回路とを接続する、一対の差動信号配線と、
前記基板上に配置され、一定電圧が印加される、一対のシールド配線と、
を具備し、
前記一対の差動信号配線は、前記一対のシールド配線の間に配置され、
前記基板上には、第１領域、第２領域、及び前記第１領域と第２領域とを接続する中間領域が設けられており、
前記第１領域において、前記一対の差動信号配線の間隔は、Ｇ１１であり、
前記第２領域において、前記一対の差動信号配線の間隔は、前記Ｇ１１より小さいＧ１２であり、
前記第１領域において、前記一対のシールド配線と前記一対の差動信号配線との間の間隔は、Ｇ２１であり、
前記第２領域において、前記一対のシールド配線と前記一対の差動信号配線との間の間隔は、前記Ｇ２１より小さいＧ２２であり、
前記一対の差動信号配線及び前記一対のシールド配線は、下記式２及び３が成り立つように、配置されている
（数式１）：Ｇ１１＜Ｇ２１＜３Ｇ１１
（数式２）：Ｇ２１＜Ｇ２２＜３Ｇ２１
半導体装置。
【請求項９】
基板、一対の差動信号配線、及び一対のシールド配線を備える半導体装置を製造する、半導体装置の製造方法であって、
前記一対の差動信号配線は、前記基板上に配置され、送信回路と受信回路とを接続するように配置され、
前記一対のシールド配線は、前記基板上に配置され、一定の電圧が印加され、
前記一対のシールド配線は、前記一対の差動信号配線と同一層に設けられ、
前記一対の差動信号配線は、前記一対のシールド配線の間に配置され、
前記半導体装置の製造方法は、
予め定められた前記一対の差動信号配線の間隔Ｇ１を示すＧ１データを取得するステップと、
前記一対のシールド配線と前記一対の差動信号配線との間の間隔Ｇ２と、前記一対の差動信号配線を介して送受信される信号の減衰率との関係を示す、減衰率データを取得するステップと、
前記Ｇ１データと前記減衰率データとに基づいて、前記一対のシールド配線と前記一対の差動信号配線との間の間隔を決定するステップと、
前記基板上に、前記決定するステップで決定された間隔で配置されるように、前記一対の差動信号配線及び前記一対のシールド配線を形成するステップと、
を具備する
半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置、半導体装置の設計方法、及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
信号を高速に伝送するため、差動信号が用いられる。差動信号を用いる場合、送信回路と受信回路とが、一対の差動信号配線を介して接続される。送信回路と受信回路との間では、シリアル化された信号が、差動信号（コンプリメンタリ信号）として、一対の差動信号配線を介して伝送される。
【０００３】
差動信号の振幅は、一般的に、小さい。そのため、差動信号の波形（いわゆるアイパターン）は、他の配線からのノイズによって歪みやすい。高速で信号を伝達する場合も、ノイズがアイパターンに影響を与え易い。他の配線により生じるノイズを除去する為に、一対の差動信号配線と他の配線との間に、シールド配線が設けられる場合がある。シールド配線の電位は、固定される。
【０００４】
関連技術が、特許文献１（特開２０１０−２１２４３９号公報）に開示されている。特許文献１には、グランド層と前記グランド層に対して絶縁体層を介して信号配線を配設してなる回路基板において、前記グランド層とは反対面の前記信号配線を覆う絶縁被覆層上には導電性素材によるシールド層が形成される点が開示されている。また、特性インピーダンスの制御が必要な前記信号配線に対峙する前記絶縁被覆層上は、前記シールド層が敷設されないシールド層の開口部になされる点が開示されている。また、信号配線が差動伝送されるペア配線である場合には、ペア配線間の距離をＳとしたとき、線間距離Ｓの位置におけるペア配線の両外側とシールド層の開口端との距離Ｕが、３Ｓ≦Ｕ≦２０Ｓの範囲に設定される点が開示されている。
【０００５】
他の関連技術が、特許文献２（特開２００９−４５００８号公報）に開示されている。特許文献２には、差動配線装置が、差動ペアの差動配線中あるいは差動配線後に、指定の差動配線を囲むようにシールド配線を発生させる点が開示されている。また、差動配線とシールド配線との間隔は、設定された間隔と同一とし、その間隔を維持することができない箇所ではシールドを発生させない点が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２１２４３９号公報
【特許文献２】特開２００９−４５００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、一対の差動信号配線には、ノイズの低減に加え、高周波成分の減衰を抑制した上で信号を伝達することも求められる。シールド配線層が一対の差動信号配線と同一の配線層に設けられる半導体装置においては、どのように各配線を配置すれば、ノイズを低減でき、且つ、高周波成分の減衰を抑制できるのかが、明かではなかった。
【０００８】
尚、特許文献１には、信号配線を覆う絶縁被覆層上にシールド層を設けることは開示されているが、同一配線層に差動信号配線とシールド層が設けられた半導体装置についての記述はない。
【０００９】
一方、特許文献２には、差動配線と同一層にシールド配線を設ける点については開示されているが、信号の減衰が少ない伝送路を設計する点については、開示がない。
【００１０】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明かになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
一実施の形態によれば、半導体装置は、基板と、前記基板上に配置され、送信回路と受信回路とを接続する、一対の差動信号配線と、前記基板上に配置され、一定の電圧が印加される、一対のシールド配線とを有する。前記一対のシールド配線は、前記一対の差動信号配線と同一層に設けられる。前記一対の差動信号配線は、前記一対のシールド配線の間に配置される。前記一対の差動信号配線の間隔は、Ｇ１である。前記一対のシールド配線と前記一対の差動信号配線との間の間隔は、Ｇ２である。前記一対の差動信号配線及び前記一対のシールド配線は、下記式１が成り立つように、配置されている。
（数式１）：Ｇ１＜Ｇ２＜３Ｇ１
【発明の効果】
【００１２】
上記一実施の形態によれば、差動信号配線を伝送する信号の減衰を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。
【図２】図２は、一対の差動信号配線を伝達する差動信号の波形を示す概念図である。
【図３】図３は、本願発明者によって行なわれた実験結果を示すグラフである。
【図４】図４は、第２の実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。
【図５】図５は、第３の実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。
【図６】図６は、第４の実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。
【図７】図７は、第１領域における半導体装置を示す断面図である。
【図８】図８は、第５の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
【図９】図９は、第６の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
【図１０】図１０は、半導体装置の設計装置を示す構成図である。
【図１１】図１１は、半導体装置の設計装置を示す機能ブロック図である。
【図１２】図１２は、半導体装置の設計装置の動作方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しつつ、実施形態について説明する。
【００１５】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係る半導体装置１０を示す平面図である。図１に示されるように、半導体装置１０は、基板１１、一対の差動信号配線１３（１３Ｐ及び１３Ｎ）、一対のシールド配線１４（１４−１、１４−２）、及び受信回路１２を備えている。
【００１６】
本実施形態に係る半導体装置１０は、ＴＡＢテープパッケージである。すなわち、基板１１は、可撓性を有するテープ状基板である。
【００１７】
一対の差動信号配線１３、一対のシールド配線１４、及び受信回路１２は、基板１１の主面上に設けられている。
【００１８】
受信回路１２は、半導体チップに設けられている。すなわち、基板１１上には、受信回路１２が設けられた半導体チップが実装されている。
【００１９】
基板１１上には、配線層が設けられており、一対の差動信号配線１３、及び一対のシールド配線１４は、その配線層に配置されている。配線層は、単一（単層）である。
【００２０】
一対の差動信号配線１３は、一端で、受信回路１２に接続されている。一対の差動信号配線１３の他端は、半導体装置１０の外部に設けられた送信回路５１に接続される。送信回路５１は、例えば、マザーボード等の基板上に設けられる。すなわち、受信回路１２は、一対の差動信号配線１３を介して、送信回路５１に接続される。受信回路１２と送信回路５１との間では、一対の差動信号配線１３を介して、差動信号が伝送される。
【００２１】
一対のシールド配線１４は、差動信号にノイズが混入することを防止するために設けられている。一対のシールド配線１４（１４−１、１４−２）は、一対の差動信号配線１３（１３Ｐ、１３Ｎ）の外側に設けられている。すなわち、一対の差動信号配線１３（１３Ｐ、１３Ｎ）は、一対のシールド配線１４（１４−１、１４−２）の間に配置されている。一対のシールド配線１４の電位は、少なくとも動作時に、固定される。例えば、一対のシールド配線１４は、接地されている。
【００２２】
本実施形態に係る半導体装置１０では、送信回路５１が、差動信号を送信する。差動信号は、一対の差動信号配線１３（１３Ｐ、１３Ｎ）を伝送し、受信回路１２によって受信される。この際、一対のシールド配線１４の電位が固定されていることにより、外来ノイズが抑制される。
【００２３】
ここで、配線の間隔について説明する。図１に示されるように、一対の差動信号配線１３（１３Ｐ、１３Ｎ）の間の間隔が、Ｇ１として、定義される。また、一対のシールド配線１４（１４−１、１４−２）と、一対の差動信号配線１３（１３Ｐ、１３Ｎ）との間の間隔が、Ｇ２として、定義される。すなわち、間隔Ｇ２は、差動信号配線１３Ｎとシールド配線１４−１との間の間隔、及び、差動信号配線１３Ｐとシールド配線１４−２との間の間隔を示す。
【００２４】
間隔Ｇ１は、例えば、以下のようにして決定される。一対の差動信号配線１３の特性インピーダンスは、送信回路５１及び受信回路１２に整合していることが望まれる。一対の差動信号配線１３は、平衡型である。そのため、一対の差動信号配線１３の特性インピーダンスは、一対の差動信号配線１３の間隔Ｇ１、その厚み、差動信号配線１３とシールド配線１４との間の間隔Ｇ２、その物理的形状及び、基板１１及び空気の誘電率等により決まる。従って、間隔Ｇ１及び隔Ｇ２は、一対の差動信号配線１３の特性インピーダンスが目標とする特性インピーダンスになるように、設定される。
【００２５】
一方、間隔Ｇ２は、下記数式１が成り立つように、決定される。
（数式１）：Ｇ１＜Ｇ２＜３Ｇ１
【００２６】
Ｇ１＜Ｇ２が成り立つことにより、十分なシールド効果を維持しつつ、十分な信号伝達特性が得られる。また、Ｇ２＜３Ｇ１が成り立つことにより、配線密度の低下が防止される。以下に、これらの点について、説明する。
【００２７】
まず、シールド効果について説明する。図２は、一対の差動信号配線１３を伝達する差動信号の波形を示す概念図であり、いわゆるアイパターンを示す図である。図２において、横軸は時間を示し、縦軸は、各差動信号配線（１３Ｐ、１３Ｎ）の電圧を示す。作動信号配線１３Ｐの電圧が信号Ｐとして示され、差動信号配線１３Ｎの電圧が信号Ｎとして示されている。差動信号は、いわゆるコンプリメンタリ信号である。すなわち、信号Ｎと信号Ｐとは、逆の論理値を示す。例えば、信号Ｐの電圧がハイレベルに対応する電圧である場合、信号Ｎの電圧は、ローレベルに対応する電圧となる。一方、信号Ｐの電圧がローレベルに対応する電圧である場合、信号Ｎの電圧は、ハイレベルに対応する電圧となる。各信号の論理値（電圧）は、時間経過と共に、変化する。ここで、各信号がローレベルからハイレベルに変化する際、各信号の電圧は、瞬時に変化する訳ではない。送信回路５１及び受信回路１２のジッタ成分などにより、各信号の電圧がローレベルからハイレベルに切り替わるまでには、時間が費やされる。各信号がハイレベルからローレベルに切り替わる場合についても、同様である。
【００２８】
受信回路１２が正しく信号を受信するためには、信号Ｐと信号Ｎとの間の電圧差が、所定期間Δｔ以上、所定の差電圧ΔＶ以上でなければならない。例えば、時刻ｔ１に信号Ｐと信号Ｎとの差電圧がΔＶであるものとする。そして、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間、差電圧がΔＶ以上であるものとする。時刻ｔ１から時刻ｔ２までが期間Δｔ以上であれば、受信回路１２は、差動信号を安定して受信できる。
【００２９】
ここで、図２に示される例では、時刻ｔ３において、外来ノイズがアイパターンに混入している。この場合、差電圧がΔＶ以上である期間が、必要な期間Δｔだけ確保することができなくなり、受信回路１２が信号の受信に失敗する蓋然性が高くなる。
【００３０】
外来ノイズについては、既述のように、一対のシールド配線１４を一対の差動信号配線１３の外側に配置することにより、上述の外来ノイズの影響を抑制することが可能である。
【００３１】
ここで、本願発明者は、シミュレーションにより、Ｇ１に対するＧ２の比とシールド特性との関係を確認した。その結果、Ｇ２が大きくなるほど、シールド特性が下がることが判明した。すなわち、一対のシールド配線１４が一対の差動信号配線１３に近いほど（Ｇ２が小さいほど）、高いシールド効果が得られ、ノイズが抑制されやすくなる。一方、一対のシールド配線１４が一対の差動信号配線１３から離れているほど（Ｇ２が大きいほど）、シールド効果が小さくなる。具体的には、シミュレーションの結果、Ｇ２＜３Ｇ１が成り立っていれば、受信回路１２が安定して差動信号を受信することができる程度に、ノイズを抑制することができることが判った。尚、Ｇ２がＧ１の３倍以上である場合には、同一配線層内における配線密度が低下してしまいやすくなる。
【００３２】
続いて、信号伝達特性について説明する。図２に示されるように、各信号（信号Ｎ、信号Ｐ）の立ち上がり期間及び立ち下がり期間が小さいほど、受信回路１２が正確に信号を受信しやすくなる。ここで、立ち上がり期間又は立ち下がり期間は、一対の差動信号配線１３の信号伝達特性に依存する。具体的には、各信号の高周波成分の減衰率が小さければ、立ち上がり期間及び立下り期間が小さくなり、受信回路１２が差動信号を正確に受信しやすくなる。
【００３３】
差動信号における高周波成分の減衰率は、Ｇ２の大きさにも依存する。本願発明者は、一対の差動信号配線１３にネットワークアナライザを接続し、一対の差動信号配線１３を伝達する差動信号の周波数と、減衰率との関係を測定した。図３は、本願発明者によって行なわれた実験結果を示すグラフである。図３において、横軸は、差動信号の周波数（ＧＨｚ）を示し、縦軸は、減衰率（−ｄＢ）を示す。また、図３には、実線ａ及び破線ｂが示されている。実線ａは、Ｇ２＝２Ｇ１の場合における結果を示し、破線ｂは、Ｇ２＝Ｇ１の場合における結果を示している。
【００３４】
図３に示されるように、約２ＧＨｚ以下の領域においては、実線ａと破線ｂとの間において、減衰率に殆ど差はない。しかしながら、破線ｂにより示されるように、Ｇ２＝Ｇ１が成り立つ場合、周波数が２ＧＨｚを超える部分において、減衰率が−３ｄＢ以下になっている。一方、実線ａにより示されるように、Ｇ２＝２Ｇ１である場合、周波数が約３ＧＨｚ以下の領域においては、減衰率として、−３ｄＢ以上の値が維持されている。すなわち、Ｇ２が小さい場合、高周波成分の減衰率が大きくなる。
【００３５】
Ｇ２がＧ１よりも大きい値であれば、受信回路１２が安定して差動信号を受信することができると同時に、高周波成分の減衰率低下の抑制効果を維持することが可能となる。また、Ｇ２＝２Ｇ１とすることにより、減衰率の低下をより効果的に抑制することができる。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態によれば、Ｇ２が、Ｇ１より大きく、３Ｇ１より小さくなるように、設定されている。その結果、単一の配線層を有する半導体装置において、配線密度の低下を抑制した上で、十分なシールド特性及び十分な信号伝達特性を得ることが可能になる。
【００３７】
尚、本実施形態では、半導体装置１０がＴＡＢテープパッケージである場合について説明した。ＴＡＢテープパッケージでは、可撓性を維持するために、配線層が単一であることが求められる。その結果、一対のシールド配線１４が一対の差動信号配線１３と同一の配線層に設けられることが多い。但し、本実施形態は、半導体装置１０としてＴＡＢテープパッケージを用いた場合に限定されるものではなく、他の種類の半導体装置１０に適用することも可能である。
【００３８】
（第２の実施形態）
続いて、第２の実施形態について説明する。図４は、本実施形態に係る半導体装置１０を示す平面図である。本実施形態では、基板１１上に、２対の差動信号配線１３（１３−１、１３−２）、及び２対のシールド配線１４が設けられている。その他の点については、第１の実施形態と同様の構成を採用することができるので、詳細な説明については省略する。
【００３９】
図４に示されるように、基板１１上には、１対の差動信号配線１３−１、１対の差動信号配線１３−２、一対のシールド配線１４Ａ、及び一対のシールド配線１４Ｂが設けられている。一対の差動信号配線１３−１は、信号配線１３−１Ｎ及び信号配線１３−１Ｐを有している。一対の差動信号配線１３−２３は、信号配線１３−２Ｎ及び信号配線１３−２Ｐを有している。
【００４０】
一対のシールド配線１４Ａは、１対の差動信号配線１３−１に対応して設けられており、シールド配線１４−１Ａ及びシールド配線１４−２Ａを有している。すなわち、１対の差動信号配線１３−１は、シールド配線１４−１Ａとシールド配線１４−２Ａとの間に、配置されている。また、一対のシールド配線１４Ｂは、１対の差動信号配線１３−２に対応して設けられており、シールド配線１４−１Ｂ及びシールド配線１４−２Ｂを有している。１対の差動信号配線１３−２は、シールド配線１４−１Ｂとシールド配線１４−２Ｂとの間に配置されている。尚、シールド配線１４−１Ａとシールド配線１４−１Ｂは、共通である。
【００４１】
ここで、一対の差動信号配線１３−１の間隔（信号配線１３−１Ｎと信号配線１３−１Ｐの間隔）が、Ｇ１Ａとして、定義される。また、一対のシールド配線１４Ａと一対の差動信号配線１３−１との間の間隔が、Ｇ２Ａとして定義される。また、一対の差動信号配線１３−２の間隔が、Ｇ１Ｂとして定義される。更に、一対のシールド配線１４Ｂと一対の差動信号配線１３−２との間の間隔が、Ｇ２Ｂとして定義される。
【００４２】
２対の差動信号配線１３−１、１３−２、及び２対のシールド配線１４Ａ、１４Ｂは、下記式２、３が成り立つように、配置される。
（数式２）Ｇ１Ａ＜Ｇ２Ａ＜３Ｇ１Ａ
（数式３）Ｇ１Ｂ＜Ｇ２Ｂ＜３Ｇ１Ｂ
【００４３】
より好ましくは、２対の差動信号配線１３−１、１３−２、２対のシールド配線１４Ａ、１４Ｂは、下記式４、５が成り立つように配置される。
（数式４）Ｇ２Ａ＝２Ｇ１Ａ
（数式５）Ｇ２Ｂ＝２Ｇ１Ｂ
【００４４】
上述のように各配線が配置されていることにより、複数対の差動信号配線１３が設けられている場合であっても、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００４５】
尚、Ｇ１ＡとＧ１Ｂとは、同一であることが好ましいが、異なっていてもよい。同様に、Ｇ２ＡとＧ２Ｂとも、同一であることが好ましいが、異なっていてもよい。
【００４６】
（第３の実施形態）
続いて、第３の実施形態について説明する。図５は、本実施形態に係る半導体装置１０を示す平面図である。
【００４７】
既述の実施形態においては、基板１１上に受信回路１２が設けられており、送信回路５１が半導体装置１０の外部に設けられている場合について説明した。これに対して、本実施形態では、基板１１上に送信回路５１が設けられており、受信回路１２は半導体装置１０の外部に設けられている。その他の点については、既述の実施形態と同様の構成を採用することができるので、詳細な説明は省略する。
【００４８】
図５に示されるように、基板１１上には、送信回路５１、一対の差動信号配線１３（１３Ｐ、１３Ｎ）、及び一対のシールド配線１４（１４−１、１４−２）が設けられている。一対の差動信号配線１３は、一端で送信回路５１に接続されている。一対の差動信号配線１３の他端は、半導体装置１０の外部に設けられた受信回路１２に接続されている。
【００４９】
一対の差動信号配線１３の間隔は、Ｇ１である。一対のシールド配線１４と一対の差動信号配線１３との間の間隔は、Ｇ２である。各配線は、下記式６が成り立つように配置され、より好ましくは下記式７が成り立つように配置される。
（数式６）Ｇ１＜Ｇ２＜３Ｇ１
（数式７）Ｇ２＝２Ｇ１
【００５０】
本実施形態のように、基板１１上に送信回路５１が設けられている場合であっても、上式６、７が成り立つように各配線を配置することにより、既述の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００５１】
（第４の実施形態）
続いて、第４の実施形態について説明する。図６は、本実施形態に係る半導体装置１０を示す平面図である。本実施形態では、一対の差動信号配線１３（１３Ｐ、１３Ｎ）の間隔が、位置によって異なっている。その他の点については、既述の実施形態と同様の構成を採用することができるので、詳細な説明は省略する。
【００５２】
図６に示されるように、基板１１上には、第１領域、第２領域、及び中間領域が設定されている。一対の差動信号配線１３は、基板１１の外部端子（送信回路５１に接続される端子）側から、第１領域、中間領域、第２領域の順に伸び、基板１１上に設けられた受信回路１２に接続されている。第１領域における一対の差動信号配線１３の間隔は、Ｇ１１であり、第２領域における一対の差動信号配線の間隔は、Ｇ２１である。Ｇ１１は、Ｇ２１よりも大きい。
【００５３】
一対のシールド配線１４も、一対の差動信号配線１３に対応するように、第１領域、中間領域、及び第２領域に設けられている。
【００５４】
図７は、第１領域における半導体装置１０を示す断面図であり、図６のＡＡ’断面を示す図である。第１領域において、一方のシールド配線１４−１と差動信号配線１３Ｎとの間の間隔は、Ｇ１２である。また、第１領域において、他方のシールド配線１４−２と差動信号配線１３Ｐとの間の間隔は、Ｇ１３である。一対のシールド配線１４は、第１領域において、下記式８及び式９が成り立つように、配置される。また、好ましくは、一対のシールド配線１４は、第１領域において、下記式１０が成り立つように配置される。
（数式８）Ｇ１１＜Ｇ１２＜３Ｇ１１
（数式９）Ｇ１１＜Ｇ１３＜３Ｇ１１
（数式１０）Ｇ１２＝Ｇ１３＝２Ｇ１１
【００５５】
一方、第２領域において、一方のシールド配線１４−１と差動信号配線１３Ｎとの間の間隔は、Ｇ２２である。また、第２領域において、他方のシールド配線１４−２と差動信号配線１３Ｐとの間の間隔は、Ｇ２３である。一対のシールド配線１４は、第２領域において、下記式１１及び式１２が成り立つように、配置される。また、好ましくは、一対のシールド配線１４は、第２領域において、下記式１２が成り立つように配置される。
（数式１１）Ｇ２１＜Ｇ２２＜３Ｇ２１
（数式１２）Ｇ２１＜Ｇ２３＜３Ｇ２１
（数式１３）Ｇ２２＝Ｇ２３＝２Ｇ２１
【００５６】
更に、中間領域においても、上述のように、一対のシールド配線１４と一対の差動信号配線との間の間隔は、一対の差動信号配線の間隔よりも大きく、一対の差動信号配線の間隔の３倍よりも小さくなるように、設定される。
【００５７】
半導体装置では、通常、外部端子部分の配線ピッチより、半導体チップに接続される内部端子のピッチの方が小さい。そのため、通常、一対の差動信号配線１３の間隔は、外部端子側と内部端子側とで、異なる。本実施形態によれば、一対の差動信号配線１３の間隔が領域によって異なっている場合であっても、既述の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００５８】
（第５の実施形態）
続いて、第５の実施形態について説明する。図８は、本実施形態に係る半導体装置１０を示す断面図であり、第４の実施形態の図７に対応する断面を示す図である。図８に示されるように、本実施形態においては、基板１１の裏面に、シールド配線層３２が設けられている。シールド配線層３２は、接地されている。その他の点については、第４の実施形態と同様の構成を採用することができるので、詳細な説明は省略する。
【００５９】
本実施形態によれば、裏面にシールド配線層３２が配置されているので、より大きなシールド効果を得ることができる。但し、可撓性とコストの観点からは、既述の実施形態の方が好ましい。尚、シールド配線層３２の形状、厚み、材質などは、一対の差動信号配線１３の特性インピーダンスが所望する値になるように、設計される。
【００６０】
（第６の実施形態）
続いて、第６の実施形態について説明する。図９は、本実施形態に係る半導体装置１０を示す断面図であり、図８（第５の実施形態）に対応する断面を示す図である。図９に示されるように、本実施形態では、基板１１の主面上に、配線層（一対の差動信号配線１３、一対のシールド配線１４）を被覆するように、絶縁層４３が設けられている。絶縁層４３上には、他の配線４４が設けられている。その他の点については、第５の実施形態と同様である。
【００６１】
本実施形態に係る半導体装置１０の構造は、ＰＷＢ（ｐｒｉｎｔｅｄ  ｗｉｒｉｎｇ  ｂｏａｒｄ）等で採用される構造である。本実施形態においても、一対の差動信号配線及び一対のシールド配線１４は、既述の実施形態と同様の間隔で配置される。これにより、既述の実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００６２】
（第７の実施形態）
続いて、第７の実施形態について説明する。本実施形態では、半導体装置の設計装置について説明する。具体的には、本実施形態に係る半導体装置の設計装置は、既述の実施形態において説明した一対のシールド配線１４と一対の差動信号配線１３との間の間隔Ｇ２を決定する装置である。
【００６３】
図１０は、半導体装置の設計装置６１を示す構成図である。図１０に示されるように、半導体装置の設計装置６１は、コンピュータにより実現され、ＣＰＵ６２、ＲＡＭ６５、ＲＯＭ６３、及び入出力部６４を備えている。これらは、バスを介して接続されている。ＲＯＭ６３には、半導体装置の設計プログラムが格納されている。ＣＰＵ６２がその設計プログラムを実行することにより、半導体装置の設計装置６１が実現される。
【００６４】
図１１は、半導体装置の設計装置６１を示す機能ブロック図である。半導体装置の設計装置６１は、入出力部６４、Ｇ１データ取得部６６、減衰率データ取得部６７、及び間隔決定部６８を備えている。Ｇ１データ取得部６６、減衰率データ取得部６７、及び間隔決定部６８は、半導体装置の設計プログラム６５により実現される。
【００６５】
図１２は、半導体装置の設計装置６１の動作方法を示すフローチャートである。
【００６６】
まず、Ｇ１データ取得部６６が、入出力部６４を介して、一対の差動信号配線１３の間隔Ｇ１を示すＧ１データを取得する（ステップＳ１）。Ｇ１データは、既述の実施形態で説明したように、特性インピーダンス等を考慮して、決められる。
【００６７】
次いで、減衰率データ取得部６７が、入出力部６４を介して、減衰率データを取得する（ステップＳ２）。減衰率データは、間隔Ｇ２と、一対の差動信号配線１３を介して送受信される信号の減衰率との関係を示すデータであり、シミュレーションなどにより、予め求められる。
【００６８】
次いで、間隔決定部６８が、Ｇ１データ及び減衰率データに基づいて、設計対象回路における一対の差動信号配線１３と一対のシールド配線１４との間の間隔Ｇ２を決定する（ステップＳ３）。すなわち、間隔決定部６８は、減衰率が所望する値よりも小さくなるように、間隔Ｇ２を決定する。また、この際、間隔決定部６８は、Ｇ２とシールド特性との関係を示すデータ、及びＧ２と配線密度との関係を示すデータ等を更に考慮して、Ｇ２を決定してもよい。
【００６９】
次いで、間隔決定部６８は、入出力部６４を介して、決定された間隔Ｇ２を示すＧ２間隔データを出力する（ステップＳ４）。
【００７０】
以上説明したステップＳ１乃至Ｓ４の動作により、一対の差動信号配線１３と一対のシールド配線１４との間の間隔が設計される。その後、設計された間隔で、基板１１上に配線層が形成され、半導体装置１０が製造される。
【００７１】
本実施形態によれば、所望の減衰率が得られるように、一対の差動信号配線１３及び一対のシールド配線１４を設計することが可能になる。
【００７２】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００７３】
１０  半導体装置
１１  基板
１２  受信回路
１３  一対の差動信号配線
１４  一対のシールド配線
３２  シールド導体層
４３  絶縁層
４４  配線
５１  送信回路
６１  半導体装置の設計装置
６２  ＣＰＵ
６３  ＲＯＭ
６４  入出力部
６５  半導体装置の設計プログラム
６６  Ｇ１データ取得部
６７  減衰率データ取得部
６８  間隔決定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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