[发明专利]半导体器件

说明书

技术领域

本发明涉及一种在芯片尺寸封装(Chip Size Package，CSP)中安装了具有电压调节器(voltage regulator)的IC芯片的半导体器件，具体地说，涉及一种具有电压调节器的半导体器件，该电压调节器具有连接在电压调节器的输出端与接地端之间的、用于相位补偿的电容器。

背景技术

在相关技术中，在包括电压调节器的IC芯片中，输出电容器与负载并联地连接到电压调节器的输出端。通常，电解电容器或钽质电解电容器被用作输出电容器，但近来，体积小、容量大的多层陶瓷电容器(stacked ceramiccondenser)已经被开发出来并且已经投入实际应用。

电解电容器、钽质电解电容器(tantalum condenser)和多层陶瓷电容器具有不同的等效串联电阻(需要时缩写为“ESR(equivalent series resistance)”)。例如，电解电容器的等效串联电阻为0.1-100Ω，钽质电解电容器的等效串联电阻为0.1-10Ω，而陶瓷电容器的等效串联电阻为0.001-0.1Ω。由于连接到输出端的电容器的等效串联电阻不同，因此有时不能根据电容器的类型适当地执行电压调节器的相位补偿。

通常，还在电压调节器的电路中对电压调节器进行相位补偿；当输出电容器与电压调节器结合(combine)时，在频率特性曲线中出现零点，因此，在频率增益接近0dB的区域中出现相位容限(phase margin)。但是，当等效串联电阻很小的陶瓷电容器被连接到电压调节器时，频率特性曲线中的上述零点移动到高频侧，在频率增益接近0dB的区域中不出现相位容限，而这会引起振荡。为了解决这个问题，当陶瓷电容器被用作输出电容器时，将电阻值为0.001mΩ到1.5Ω的电阻器与陶瓷电容器串联连接，以弥补等效串联电阻的不足。

例如，已经公开的日本专利申请No.2003-86683公开了一种这个领域中的技术。

图11为示出了相关技术的半导体器件的例子的电路图，其中，具有电压调节器的IC芯片被安装在芯片尺寸封装(CSP)中。

图11中示出的半导体器件包括CSP 101、负载102、起输入电源作用的直流电源103、具有电压调节器的半导体芯片110和陶瓷电容器C121。

陶瓷电容器C121的等效串联电阻用Resr表示，并且，陶瓷电容器C121的电容用Co表示。

CSP 101中的电阻器R113用于补偿陶瓷电容器C121的等效串联电阻。电阻器R113利用布置在CSP 101的插入器(interposer)中再配线(rerouting wire)的配线电阻形成，并且位于具有电压调节器的半导体芯片110的输出端113与CSP 101的输出端OUT之间。

由于在CSP 101中形成电阻器R113，因此，即使当输出电容器C121为陶瓷电容器时，也能够适当地对电压调节器进行相位补偿，并且，即使没有与输出电容器C121串联连接的负载102，也能够防止振荡。

但是，由于在半导体芯片110的输出端113与CSP101的输出端OUT之间形成R113，因此，当通过负载102的输出电流变大时，电阻器R113两边的电压降增加并且不能再被忽略。由于这个原因，电阻器R113的电阻不得不相对较小，例如，电阻器R113的电阻在10mΩ到200mΩ的范围内。这样的输出电容器C121会导致相位容限变小，此外，在涉及大电流的应用中，具有这样的小电阻值的电阻器R113两边的电压降仍然可以变得很大，以至不能被忽略。

此外，由于输出电容器C121作为外部零件(external part)出现，不能将安装面积减小很多；另外，从制造和管理的观点看，需要对输出电容器C121进行库存控制以及进行安装的工作量，并且，从输出电压的稳定性的观点看，用户必须考虑使输出电容器C121与电压调节器匹配。由于这些原因，不能显著提高器件的质量以及使用的简易性。

发明内容

本发明可以解决相关技术的一个或多个问题。

本发明的优选实施例可以在没有用于相位补偿的外部输出电容器的情况下，提供具有电压调节器的半导体器件。

按照本发明的第一方面，提供了一种半导体器件，包括：

半导体芯片，包括电压调节器，并且具有电源输入端、接地端以及用于将产生的恒定电压输出的输出端；以及

相位补偿电容器，连接在输出端与用于接地端之间，用于对电压调节器进行相位补偿，

其中，半导体芯片和相位补偿电容器被容纳在单一封装中。

按照本发明的第二方面，提供了一种半导体器件，包括：