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JP5237306B2 - Semiconductor integrated circuit device and method for manufacturing semiconductor integrated circuit device - Google Patents
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JP5237306B2 - Semiconductor integrated circuit device and method for manufacturing semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device and method for manufacturing semiconductor integrated circuit device Download PDF

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Description

本発明は、半導体集積回路装置および半導体集積回路装置の製造方法に関し、特に、半導体集積回路のトランジスタを効果的に冷却することが可能な半導体集積回路装置および半導体集積回路装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device and a method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device, and more particularly to a semiconductor integrated circuit device and a method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device that can effectively cool a transistor of the semiconductor integrated circuit.

半導体集積回路のトランジスタを冷却するための実装方法として、特許文献1の特開平07−235620号公報「半導体装置とその製造方法およびその実装構造と実装方法」に記載されているような樹脂を封入する方法等が提案されているが、しかし、該特許文献1に代表される従来の冷却用の実装方法は、いずれの実装方法も、半導体基板を間接的に冷却する方法であるために、十分な冷却効果が得られていない。   As a mounting method for cooling a transistor of a semiconductor integrated circuit, a resin as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-235620 “Semiconductor device and manufacturing method thereof and mounting structure and mounting method thereof” is enclosed. However, the conventional cooling mounting methods represented by Patent Document 1 are sufficient because all the mounting methods are methods for indirectly cooling the semiconductor substrate. The cooling effect is not obtained.

特開平07−235620号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-235620

本発明は、前述のような問題を解決するためになされたものであり、半導体基板上のトランジスタに近い個所を直接冷却することにより、トランジスタの冷却効果を向上させ、半導体集積回路としての動作の安定性を向上させる半導体集積回路装置および半導体集積回路装置の製造方法を提供することを、その目的としている。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and by directly cooling a portion near a transistor on a semiconductor substrate, the cooling effect of the transistor is improved and the operation as a semiconductor integrated circuit is improved. An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device and a method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device that improve the stability.

本発明は、前述の課題を解決するために、以下のごとき各技術手段から構成されている。   The present invention comprises the following technical means in order to solve the above-mentioned problems.

第1の技術手段は、半導体基板に、ビアホールを形成し、該ビアホールに熱伝導性を有する金属を埋め込み、埋め込んだ該金属に接触するように、前記半導体基板の表裏両面に熱伝導性を有する金属を取り付け、前記半導体基板の表裏両面に取り付けた該金属を、パッケージやリッドに接触させた構造の半導体集積回路装置とすることを特徴とする。   According to a first technical means, a via hole is formed in a semiconductor substrate, a metal having thermal conductivity is embedded in the via hole, and both the front and back surfaces of the semiconductor substrate have thermal conductivity so as to contact the embedded metal. A semiconductor integrated circuit device having a structure in which a metal is attached and the metal attached to both the front and back surfaces of the semiconductor substrate is in contact with a package or a lid.

第2の技術手段は、半導体基板に、ビアホールを形成し、該ビアホールに熱伝導性を有する金属を埋め込み、埋め込んだ該金属に接触するように、前記半導体基板の表裏両面に熱伝導性を有する金属を取り付け、前記半導体基板の表面に取り付けた該金属を、パッケージおよびリッドに接触させ、前記半導体基板の裏面に取り付けた該金属を、フリップチップ実装した電極とは分離させて、前記パッケージに接触させた構造の半導体集積回路装置とすることを特徴とする。   According to a second technical means, a via hole is formed in a semiconductor substrate, a metal having thermal conductivity is embedded in the via hole, and both the front and back surfaces of the semiconductor substrate have thermal conductivity so as to contact the embedded metal. A metal is attached, the metal attached to the surface of the semiconductor substrate is brought into contact with the package and the lid, and the metal attached to the back surface of the semiconductor substrate is separated from the flip-chip mounted electrode and is brought into contact with the package A semiconductor integrated circuit device having the structure described above is provided.

第3の技術手段は、前記第1または第2の技術手段に記載の半導体集積回路装置において、各前記金属の代わりに、冷却効果の大きい他の材料を用いることを特徴とする。   According to a third technical means, in the semiconductor integrated circuit device according to the first or second technical means, another material having a large cooling effect is used instead of each metal.

第4の技術手段は、前記第3の技術手段に記載の半導体集積回路装置において、前記金属の代わりに用いる前記他の材料として、炭素または樹脂の材料を用いることを特徴とする。   According to a fourth technical means, in the semiconductor integrated circuit device according to the third technical means, a carbon or resin material is used as the other material used instead of the metal.

第5の技術手段は、半導体基板上に集積回路を形成した後、ビアホールを形成する第1の工程と、形成した該ビアホールに熱伝導性を有する金属を埋め込む第2の工程と、埋め込んだ該金属に接触するように、前記半導体基板の表裏両面に熱伝導性を有する金属を取り付ける第3の工程と、前記半導体基板の裏面に取り付けた該金属を、パッケージに接触させる第4の工程と、前記半導体基板の表面に取り付けた該金属を、リッドおよび前記パッケージに接触させる第5の工程と、を少なくとも有する半導体集積回路装置の製造方法とすることを特徴とする。   According to a fifth technical means, after forming an integrated circuit on a semiconductor substrate, a first step of forming a via hole, a second step of burying a metal having thermal conductivity in the formed via hole, and the embedded step A third step of attaching a metal having thermal conductivity to both front and back surfaces of the semiconductor substrate so as to contact the metal; a fourth step of bringing the metal attached to the back surface of the semiconductor substrate into contact with a package; And a fifth step of bringing the metal attached to the surface of the semiconductor substrate into contact with a lid and the package.

第6の技術手段は、半導体基板上に集積回路を形成した後、ビアホールを形成する第1の工程と、形成した該ビアホールに熱伝導性を有する金属を埋め込む第2の工程と、埋め込んだ該金属に接触するように、前記ビアホールの表裏両面に熱伝導性を有する金属を取り付ける第3の工程と、前記半導体基板の裏面に取り付けた該金属を、フリップチップ実装した電極とは分離させて、パッケージに接触させる第4の工程と、前記半導体基板の表面に取り付けた該金属を、リッドおよび前記パッケージに接触させる第5の工程と、を少なくとも有する半導体集積回路装置の製造方法とすることを特徴とする。   According to a sixth technical means, after forming an integrated circuit on a semiconductor substrate, a first step of forming a via hole, a second step of burying a metal having thermal conductivity in the formed via hole, and the embedded step A third step of attaching a metal having thermal conductivity to both the front and back surfaces of the via hole so as to contact the metal, and separating the metal attached to the back surface of the semiconductor substrate from the flip chip mounted electrode, A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device comprising at least a fourth step of contacting with a package and a fifth step of contacting the metal attached to the surface of the semiconductor substrate with a lid and the package. And

第7の技術手段は、前記第6の技術手段に記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第4の工程として、前記半導体基板の裏面に取り付けた前記金属を前記パッケージに接触させるために、フリップチップボンディングを行うことを特徴とする。   A seventh technical means is the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the sixth technical means, wherein, as the fourth step, the metal attached to the back surface of the semiconductor substrate is brought into contact with the package. Flip chip bonding is performed.

第8の技術手段は、前記第5ないし第7の技術手段のいずれかに記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第2および第3の工程にて用いた各前記金属の代わりに、冷却効果の大きい他の材料を用いることを特徴とする。   According to an eighth technical means, in the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to any one of the fifth to seventh technical means, instead of the metals used in the second and third steps, Another material having a large cooling effect is used.

第9の技術手段は、前記第8の技術手段に記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記金属の代わりに用いる前記他の材料として、炭素または樹脂の材料を用いることを特徴とする。   According to a ninth technical means, in the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the eighth technical means, a carbon or resin material is used as the other material used instead of the metal.

第10の技術手段は、前記第5ないし第9の技術手段のいずれかに記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記ビアホールは、レジスト、SiO、SiN、NiまたはTiのいずれかをマスクとして、塩素系、ブロム系、ヨウ素系のいずれかのガスを用いたリアクティブイオンエッチングにより形成することを特徴とする。 A tenth technical means is the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to any one of the fifth to ninth technical means, wherein the via hole masks any one of resist, SiO 2 , SiN, Ni, or Ti. As described above, it is characterized in that it is formed by reactive ion etching using any one of chlorine, bromine and iodine gases.

本発明の半導体集積回路装置および半導体集積回路装置の製造方法によれば、半導体基板上のトランジスタに近い個所を直接冷却することが可能な構造を採用しているので、以下のごとき効果を奏することができる。   According to the semiconductor integrated circuit device and the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device of the present invention, since the structure capable of directly cooling a portion close to the transistor on the semiconductor substrate is employed, the following effects can be achieved. Can do.

第1の効果は、サブミリ波帯(30〜300GHz)の高周波帯に及ぶまで安定して動作することが可能な半導体集積回路モジュールを製造することができることである。   The first effect is that it is possible to manufacture a semiconductor integrated circuit module that can operate stably up to the high frequency band of the submillimeter wave band (30 to 300 GHz).

第2の効果は、パワー密度の高いトランジスタであっても安定して動作することが可能な半導体集積回路モジュールを製造することができることである。   The second effect is that a semiconductor integrated circuit module that can operate stably even with a transistor having a high power density can be manufactured.

本発明に係る半導体集積回路装置の断面構造の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram showing an example of a cross-sectional structure of a semiconductor integrated circuit device according to the present invention. 本発明に係る半導体集積回路装置の製造方法としてフリップチップ実装方法を適用した場合の半導体集積回路装置の断面構造の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram showing an example of a cross-sectional structure of a semiconductor integrated circuit device when a flip chip mounting method is applied as a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention.

以下に、本発明に係る半導体集積回路装置および半導体集積回路装置の製造方法の好適な実施形態について、その一例を、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of a semiconductor integrated circuit device and a method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(本発明の特徴)
本発明の実施形態の説明に先立って、本発明の特徴についてその概要をまず説明する。本発明は、半導体基板上の集積回路のトランジスタに近い個所を直接冷却することを可能として、半導体基板の冷却効果を向上させ、而して、トランジスタの冷却効果を向上させて、半導体集積回路の動作を安定させることを可能としていることを主要な特徴としている。
(Features of the present invention)
Prior to the description of the embodiments of the present invention, an outline of the features of the present invention will be described first. The present invention makes it possible to directly cool a portion of an integrated circuit on a semiconductor substrate that is close to the transistor, thereby improving the cooling effect of the semiconductor substrate, and thus improving the cooling effect of the transistor. The main feature is that the operation can be stabilized.

より具体的には、半導体基板にビアホールを形成し、当該ビアホールに熱伝導性を有する金属を埋め込む(つまり、半導体ウェハを貫通させたビアホールに熱伝導性を有する金属を埋め込む)とともに、半導体基板の表裏両面に、当該ビアホールに埋め込んだ金属に接触するように熱伝導性を有する金属を取り付け、取り付けた当該金属を、パッケージやリッドに接触させて実装した構造とすることを特徴としている。   More specifically, a via hole is formed in the semiconductor substrate, and a metal having thermal conductivity is embedded in the via hole (that is, a metal having thermal conductivity is embedded in the via hole penetrating the semiconductor wafer). A feature is that a metal having thermal conductivity is attached to both the front and back surfaces so as to be in contact with the metal embedded in the via hole, and the attached metal is brought into contact with a package or a lid to be mounted.

(本発明の実施形態)
次に、本発明に係る半導体集積回路装置の製造方法の実施形態について、その一例を、図1を用いて説明する。図1は、本発明に係る半導体集積回路装置の断面構造の一例を示す模式図である。
(Embodiment of the present invention)
Next, an example of a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a cross-sectional structure of a semiconductor integrated circuit device according to the present invention.

図1の断面構造に示すように、本半導体集積回路装置においては、半導体基板1に、集積回路のトランジスタの近傍を直接冷却するための適切な位置としてあらかじめ定めた複数の位置にビアホール2を形成し、形成した各ビアホール2には熱伝導性を有する金属3を埋め込む。さらに、各ビアホール2に埋め込んだ金属3に接触するように、半導体基板1の表裏両面に金属4,5を取り付け、表面側に取り付けた金属4を、パッケージ6およびリッド7に接触させ、裏面側に取り付けた金属5を、パッケージ6に接触させる。   As shown in the cross-sectional structure of FIG. 1, in the present semiconductor integrated circuit device, via holes 2 are formed in a plurality of predetermined positions on the semiconductor substrate 1 as appropriate positions for directly cooling the vicinity of the transistors of the integrated circuit. The via holes 2 thus formed are filled with a metal 3 having thermal conductivity. Further, the metal 4 and 5 are attached to both the front and back surfaces of the semiconductor substrate 1 so as to contact the metal 3 embedded in each via hole 2, and the metal 4 attached to the front surface side is brought into contact with the package 6 and the lid 7. The metal 5 attached to is brought into contact with the package 6.

また、小型化・薄型化・高密度化を図るために、チップ上に直接電極を形成して接合するフリップチップ実装(FTA:Flip Tip Attach)を採用した場合の半導体集積回路の断面構造の一例を図2に示している。図2は、本発明に係る半導体集積回路装置の製造方法としてフリップチップ実装方法を適用した場合の半導体集積回路装置の断面構造の一例を示す模式図である。   Also, an example of a cross-sectional structure of a semiconductor integrated circuit in the case of adopting flip chip mounting (FTA) in which electrodes are directly formed on a chip and bonded in order to reduce size, thickness and density Is shown in FIG. FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a cross-sectional structure of a semiconductor integrated circuit device when a flip chip mounting method is applied as a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention.

図2の断面構造に示すように、フリップチップ実装方法を適用した場合においても、図1の場合と同様に、半導体基板1に、集積回路のトランジスタの近傍を直接冷却するための適切な位置としてあらかじめ定めた複数の位置にビアホール2を形成し、形成した各ビアホール2には熱伝導性を有する金属3を埋め込む。さらに、各ビアホール2に埋め込んだ金属3に接触するように、半導体基板1の表裏両面に熱伝導性を有する金属4,5を取り付け、表面側に取り付けた金属4を、パッケージ6およびリッド7に接触させ、裏面側に取り付けた金属5を、電極8とは分離させて、パッケージ6に接触させる。   As shown in the cross-sectional structure of FIG. 2, even when the flip chip mounting method is applied, as in the case of FIG. 1, the semiconductor substrate 1 has an appropriate position for directly cooling the vicinity of the transistor of the integrated circuit. Via holes 2 are formed at a plurality of predetermined positions, and a metal 3 having thermal conductivity is buried in each formed via hole 2. Furthermore, the metal 4 and 5 which has thermal conductivity are attached to both the front and back surfaces of the semiconductor substrate 1 so as to contact the metal 3 embedded in each via hole 2, and the metal 4 attached to the front side is attached to the package 6 and the lid 7. The metal 5 attached to the back side is brought into contact with the package 6 separately from the electrode 8.

なお、熱伝導性を有する金属3,4,5の代わりに、熱伝導性を有し、冷却効果が大きい他の材料例えば炭素や樹脂等の材料を用いて構成するようにしても良い。   In place of the metal 3, 4 and 5 having thermal conductivity, other materials having thermal conductivity and a large cooling effect, such as carbon or resin, may be used.

かくのごとき実装方法を用いることによって、半導体基板1上のトランジスタに近い個所を直接冷却することが可能となり、而して、トランジスタの冷却効果を向上させて、半導体集積回路の動作を安定させることが可能となる。その結果、例えば、サブミリ波帯(30〜300GHz)の高周波帯に及ぶまで安定して動作する半導体集積回路モジュールを製造することができ、また、パワー密度の高いトランジスタであっても安定して動作する半導体集積回路モジュールを製造することができる。   By using such a mounting method, it is possible to directly cool a portion on the semiconductor substrate 1 close to the transistor, thus improving the cooling effect of the transistor and stabilizing the operation of the semiconductor integrated circuit. Is possible. As a result, for example, a semiconductor integrated circuit module that operates stably up to the high frequency band of the submillimeter wave band (30 to 300 GHz) can be manufactured, and even a transistor with high power density operates stably. A semiconductor integrated circuit module can be manufactured.

次に、図1、図2に示す断面構造の半導体集積回路装置の製造方法に関する具体的な実施例について、いくつかの例を説明する。   Next, several examples will be described as specific examples relating to the method of manufacturing the semiconductor integrated circuit device having the cross-sectional structure shown in FIGS.

本実施例は、図1に示した断面構造の半導体集積回路装置の製造方法の一例を示すものである。半導体基板1のInP基板またはGaAs基板の上に半導体集積回路を製作した後、第1の工程として、100μm□(または100μmφ)程度のビアホール2を、半導体集積回路のトランジスタの近傍を直接冷却するための適切な位置としてあらかじめ定めた複数の位置に形成する。ここで、該ビアホール2を形成するためには、例えば、レジスト、SiO、SiN、NiまたはTi等をマスクとして、塩素系、ブロム系、ヨウ素系等のガスを用いたリアクティブイオンエッチング(Reactive Ion Etching)を行う。 This embodiment shows an example of a manufacturing method of the semiconductor integrated circuit device having the cross-sectional structure shown in FIG. After manufacturing a semiconductor integrated circuit on the InP substrate or GaAs substrate of the semiconductor substrate 1, as a first step, the via hole 2 of about 100 μm □ (or 100 μmφ) is directly cooled in the vicinity of the transistor of the semiconductor integrated circuit. Are formed at a plurality of predetermined positions. Here, in order to form the via hole 2, for example, reactive ion etching (reactive ion etching) using a gas such as chlorine, bromine, iodine or the like using a resist, SiO 2 , SiN, Ni, or Ti as a mask. Ion Etching).

次に、第2の工程として、メッキにより、形成したビアホール2に熱伝導性を有する金属3を埋め込む。   Next, as a second step, a metal 3 having thermal conductivity is embedded in the formed via hole 2 by plating.

次に、第3の工程として、ビアホール2に埋め込んだ金属3に接触するように、半導体基板1の表裏に金属4,5をメッキまたはリフトオフ法により形成する。   Next, as a third step, the metals 4 and 5 are formed on the front and back of the semiconductor substrate 1 by plating or a lift-off method so as to contact the metal 3 embedded in the via hole 2.

次に、第4の工程として、半導体基板1の裏面上に取り付けた金属5すなわちビアホール2に埋め込んだ金属3の裏面上に形成した金属5をパッケージ6に接触するように、ダイボンディングを行う。   Next, as a fourth step, die bonding is performed so that the metal 5 attached on the back surface of the semiconductor substrate 1, that is, the metal 5 formed on the back surface of the metal 3 embedded in the via hole 2 comes into contact with the package 6.

しかる後、半導体基板1上の集積回路とパッケージ6とにワイヤーボンディング等により配線を形成した後、第5の工程として、パッケージ6とリッド7とに、半導体基板1の表面上に取り付けた金属4すなわちビアホール2に埋め込んだ金属3の表面上に形成した金属4を接触させるようにして、封止を行う。   Thereafter, after wiring is formed on the integrated circuit on the semiconductor substrate 1 and the package 6 by wire bonding or the like, the metal 4 attached on the surface of the semiconductor substrate 1 to the package 6 and the lid 7 as a fifth step. That is, the sealing is performed by bringing the metal 4 formed on the surface of the metal 3 embedded in the via hole 2 into contact.

本実施例は、図2に示した断面構造の半導体集積回路装置の製造方法の一例を示すものである。半導体基板1のInP基板またはGaAs基板の上に半導体集積回路を製作した後、実施例1の場合と同様、第1の工程として、100μm□(または100μmφ)程度のビアホール2を、半導体集積回路のトランジスタの近傍を直接冷却するための適切な位置としてあらかじめ定めた複数の位置に形成する。ここで、該ビアホール2を形成するためには、実施例1の場合と同様に、例えば、レジスト、SiO、SiN、NiまたはTi等をマスクとして、塩素系、ブロム系、ヨウ素系等のガスを用いたリアクティブイオンエッチング(Reactive Ion Etching)を行う。 This embodiment shows an example of a method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device having the cross-sectional structure shown in FIG. After the semiconductor integrated circuit is manufactured on the InP substrate or GaAs substrate of the semiconductor substrate 1, as in the case of the first embodiment, as a first step, a via hole 2 of about 100 μm □ (or 100 μmφ) is formed in the semiconductor integrated circuit. The vicinity of the transistor is formed at a plurality of predetermined positions as appropriate positions for direct cooling. Here, in order to form the via hole 2, as in the case of Example 1, for example, a gas such as chlorine, bromine, iodine, etc., using resist, SiO 2 , SiN, Ni, Ti or the like as a mask. Reactive Ion Etching is used.

次に、実施例1の場合と同様、第2の工程として、メッキにより、形成したビアホール2に熱伝導性を有する金属3を埋め込む。   Next, as in the case of Example 1, as a second step, a metal 3 having thermal conductivity is embedded in the formed via hole 2 by plating.

次に、実施例1の場合と同様、第3の工程として、ビアホール2に埋め込んだ金属3に接触するように、半導体基板1の表裏に金属4,5をメッキまたはリフトオフ法により形成する。   Next, as in the case of the first embodiment, as a third step, the metals 4 and 5 are formed on the front and back surfaces of the semiconductor substrate 1 by plating or a lift-off method so as to come into contact with the metal 3 embedded in the via hole 2.

次に、実施例1の場合とは異なり、第4の工程として、半導体基板1の裏面上に取り付けた金属5すなわちビアホール2に埋め込んだ金属3の裏面上に形成した金属5を、フリップチップ実装した電極8とは分離させて、パッケージ6に接触するように、フリップチップボンディングを行う。   Next, unlike the case of the first embodiment, as a fourth step, the metal 5 attached on the back surface of the semiconductor substrate 1, that is, the metal 5 formed on the back surface of the metal 3 embedded in the via hole 2 is flip-chip mounted. Flip chip bonding is performed so as to be separated from the electrode 8 and to come into contact with the package 6.

しかる後、半導体基板1上の集積回路とパッケージ6とにワイヤーボンディング等により配線を形成した後、実施例1の場合と同様に、第5の工程として、パッケージ6とリッド7とに、半導体基板1の表面上に取り付けた金属4すなわちビアホール2に埋め込んだ金属3の表面上に形成した金属4を接触させるようにして、封止を行う。   Thereafter, after wiring is formed on the integrated circuit and the package 6 on the semiconductor substrate 1 by wire bonding or the like, as in the case of the first embodiment, as a fifth step, the package 6 and the lid 7 are connected to the semiconductor substrate. Sealing is performed by contacting the metal 4 attached on the surface of 1, that is, the metal 4 formed on the surface of the metal 3 embedded in the via hole 2.

本実施例は、前述の実施例1および実施例2における、金属3,4,5の代わりに、冷却効果の大きい炭素を用いるものである。   In this embodiment, carbon having a large cooling effect is used in place of the metals 3, 4 and 5 in the first and second embodiments.

本実施例は、前述の実施例1および実施例2における、金属3,4,5の代わりに、冷却効果の大きい樹脂を用いるものである。   In this embodiment, a resin having a large cooling effect is used in place of the metals 3, 4, and 5 in Embodiments 1 and 2 described above.

1…半導体基板、2…ビアホール、3…金属、4…金属、5…金属、6…パッケージ、7…リッド、8…電極。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor substrate, 2 ... Via hole, 3 ... Metal, 4 ... Metal, 5 ... Metal, 6 ... Package, 7 ... Lid, 8 ... Electrode.

Claims (10)

半導体基板に、ビアホールを形成し、該ビアホールに熱伝導性を有する金属を埋め込み、埋め込んだ該金属に接触するように、前記半導体基板の表裏両面に熱伝導性を有する金属を取り付け、前記半導体基板の表裏両面に取り付けた該金属を、パッケージやリッドに接触させた構造とすることを特徴とする半導体集積回路装置。   A via hole is formed in a semiconductor substrate, a metal having thermal conductivity is embedded in the via hole, and a metal having thermal conductivity is attached to both the front and back surfaces of the semiconductor substrate so as to contact the embedded metal, and the semiconductor substrate A semiconductor integrated circuit device having a structure in which the metal attached to both the front and back surfaces is in contact with a package or a lid. 半導体基板に、ビアホールを形成し、該ビアホールに熱伝導性を有する金属を埋め込み、埋め込んだ該金属に接触するように、前記半導体基板の表裏両面に熱伝導性を有する金属を取り付け、前記半導体基板の表裏両面に熱伝導性を有する金属を取り付け、前記半導体基板の表面に取り付けた該金属を、パッケージおよびリッドに接触させ、前記半導体基板の裏面に取り付けた該金属を、フリップチップ実装した電極とは分離させて、前記パッケージに接触させた構造とすることを特徴とする半導体集積回路装置。   A via hole is formed in a semiconductor substrate, a metal having thermal conductivity is embedded in the via hole, and a metal having thermal conductivity is attached to both the front and back surfaces of the semiconductor substrate so as to contact the embedded metal, and the semiconductor substrate A metal having thermal conductivity is attached to both front and back surfaces of the semiconductor substrate, the metal attached to the front surface of the semiconductor substrate is brought into contact with a package and a lid, and the metal attached to the back surface of the semiconductor substrate is flip-chip mounted. A semiconductor integrated circuit device having a structure in which is separated and brought into contact with the package. 請求項1または2に記載の半導体集積回路装置において、各前記金属の代わりに、冷却効果の大きい他の材料を用いることを特徴とする半導体集積回路装置。   3. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein another material having a large cooling effect is used instead of each metal. 請求項3に記載の半導体集積回路装置において、前記金属の代わりに用いる前記他の材料として、炭素または樹脂の材料を用いることを特徴とする半導体集積回路装置。   4. The semiconductor integrated circuit device according to claim 3, wherein a carbon or resin material is used as the other material used in place of the metal. 半導体基板上に集積回路を形成した後、ビアホールを形成する第1の工程と、形成した該ビアホールに熱伝導性を有する金属を埋め込む第2の工程と、埋め込んだ該金属に接触するように、前記半導体基板の表裏両面に熱伝導性を有する金属を取り付ける第3の工程と、前記半導体基板の裏面に取り付けた該金属を、パッケージに接触させる第4の工程と、前記半導体基板の表面に取り付けた該金属を、リッドおよび前記パッケージに接触させる第5の工程と、を少なくとも有することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。   After forming an integrated circuit on a semiconductor substrate, a first step of forming a via hole, a second step of embedding a metal having thermal conductivity in the formed via hole, and a contact with the embedded metal, A third step of attaching a metal having thermal conductivity to both front and back surfaces of the semiconductor substrate; a fourth step of bringing the metal attached to the back surface of the semiconductor substrate into contact with a package; and attaching the metal to the surface of the semiconductor substrate. And a fifth step of bringing the metal into contact with the lid and the package. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising: 半導体基板上に集積回路を形成した後、ビアホールを形成する第1の工程と、形成した該ビアホールに熱伝導性を有する金属を埋め込む第2の工程と、埋め込んだ該金属に接触するように、前記ビアホールの表裏両面に熱伝導性を有する金属を取り付ける第3の工程と、前記半導体基板の裏面に取り付けた該金属を、フリップチップ実装した電極とは分離させて、パッケージに接触させる第4の工程と、前記半導体基板の表面に取り付けた該金属を、リッドおよび前記パッケージに接触させる第5の工程と、を少なくとも有することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。   After forming an integrated circuit on a semiconductor substrate, a first step of forming a via hole, a second step of embedding a metal having thermal conductivity in the formed via hole, and a contact with the embedded metal, A third step of attaching a metal having thermal conductivity to both the front and back surfaces of the via hole, and a fourth step of bringing the metal attached to the back surface of the semiconductor substrate into contact with the package while separating the metal from the flip chip mounted electrode. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising at least a step and a fifth step of bringing the metal attached to the surface of the semiconductor substrate into contact with a lid and the package. 請求項6に記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第4の工程として、前記半導体基板の裏面に取り付けた前記金属を前記パッケージに接触させるために、フリップチップボンディングを行うことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。   7. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 6, wherein, as the fourth step, flip chip bonding is performed to bring the metal attached to the back surface of the semiconductor substrate into contact with the package. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device. 請求項5ないし7のいずれかに記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第2および第3の工程にて用いた各前記金属の代わりに、冷却効果の大きい他の材料を用いることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。   8. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 5, wherein another material having a large cooling effect is used in place of each of the metals used in the second and third steps. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device. 請求項8に記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記金属の代わりに用いる前記他の材料として、炭素または樹脂の材料を用いることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。   9. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 8, wherein a carbon or resin material is used as the other material used instead of the metal. 請求項5ないし9のいずれかに記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記ビアホールは、レジスト、SiO、SiN、NiまたはTiのいずれかをマスクとして、塩素系、ブロム系、ヨウ素系のいずれかのガスを用いたリアクティブイオンエッチングにより形成することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。 The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to any one of claims 5 to 9, wherein the via hole, resist, SiO 2, SiN, one of Ni or Ti as a mask, chlorine, bromine system, the iodine A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, wherein the method is formed by reactive ion etching using any gas.
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