特開 2024-112284 埋め込み型パッケージ放熱構造及びその作製方法、並びに半導体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024112284

(43)【公開日】2024-08-20

(54)【発明の名称】埋め込み型パッケージ放熱構造及びその作製方法、並びに半導体

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/12 20060101AFI20240813BHJP

   H01L 23/36 20060101ALI20240813BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20240813BHJP

【ＦＩ】

H01L23/12 J

H01L23/36 C

H05K7/20 B

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024001267

(22)【出願日】2024-01-09

(31)【優先権主張番号】202310095795.8

(32)【優先日】2023-02-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(71)【出願人】

【識別番号】520350546

【氏名又は名称】珠海越亜半導体股▲分▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＺＨＵＨＡＩ ＡＣＣＥＳＳ ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ ＣＯ．， ＬＴＤ

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】陳 先 明

(72)【発明者】

【氏名】徐 小 偉

(72)【発明者】

【氏名】黄 高

(72)【発明者】

【氏名】黄 本 霞

(72)【発明者】

【氏名】林 文 健

【テーマコード（参考）】

5E322

5F136

【Ｆターム（参考）】

5E322AA01

5E322AA02

5E322AA04

5E322AA11

5E322FA04

5F136BB02

(57)【要約】      （修正有）

【課題】埋め込み型パッケージ放熱構造及びその作製方法、並びに半導体を提供する。
【解決手段】方法は、第１半完成ボードを形成するステップＳ１と、第１金属層を基にして、埋め込みデバイスの非ピン面に密着している放熱板を形成するステップＳ２と、放熱板上に放熱銅柱を作製するステップＳ３と、放熱銅柱を覆う誘電体層を設けるステップＳ４と、誘電体層上に第２金属層を圧着するステップＳ５と、第２金属層及び誘電体層を部分的にエッチングして、マイクロチャネルを形成するステップＳ６と、薄肉金属層を作製して、マイクロチャネルの内壁に一体構造のバリア層を形成し、第２半完成ボードを得るステップＳ７と、第１被覆層を作製するステップＳ８と、第１被覆層と第２半完成ボードを圧着し、第１被覆層とバリア層を密封的に接続し、埋め込み型パッケージ放熱構造を得るステップＳ９と、を含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

埋め込みデバイス及び第１金属層を含み、前記第１金属層が前記埋め込みデバイスの非ピン面に密着して設けられた第１半完成ボードを形成するステップと、
前記第１金属層を基にして、放熱板を形成するステップであって、前記放熱板は前記埋め込みデバイスの非ピン面に密着しているステップと、
前記放熱板上に放熱銅柱を作製するステップと、
前記放熱銅柱を覆う誘電体層を設けるステップと、
前記誘電体層上に第２金属層を圧着するステップと、
前記第２金属層及び前記誘電体層を部分的にエッチングして、マイクロチャネルを形成するステップであって、前記放熱銅柱及び前記放熱板は前記マイクロチャネルの内部に設けられ、前記マイクロチャネル出口及び入口のいずれも、前記第１半完成ボードの方向に垂直な第１半完成ボードの側面に設けられるステップと、
薄肉金属層を作製して、前記マイクロチャネルの内壁に一体構造のバリア層を形成し、第２半完成ボードを得るステップと、
第１被覆層を作製するステップと、
前記第１被覆層と前記第２半完成ボードを圧着し、前記第１被覆層と前記バリア層を密封的に接続し、埋め込み型パッケージ放熱構造を得るステップと、を含む、ことを特徴とする埋め込み型パッケージ放熱構造の作製方法。

【請求項2】

前記第１金属層を基にして、放熱板を形成する前記ステップは、具体的には、
前記第１金属層を覆うように、フォトレジスト膜を貼り付けるステップと、
前記フォトレジスト膜を露光させて、放熱板パターンを形成するステップと、
前記フォトレジスト膜及び前記放熱板パターンをエッチングして、放熱板を形成するステップと、を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の埋め込み型パッケージ放熱構造の作製方法。

【請求項3】

前記マイクロチャネルの内部に設けられ、前記放熱銅柱を覆う相変化材料がさらに設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載の埋め込み型パッケージ放熱構造の作製方法。

【請求項4】

前記第２金属層及び前記誘電体層を部分的にエッチングして、マイクロチャネルを形成する前記ステップは、具体的には、
フォトレジスト膜を貼り付けるプロセス、露光プロセス及びエッチングプロセスをこの順で行うことによって、第２金属層上にウィンドウを形成するステップであって、前記ウィンドウの前記半成品に垂直な方向の投影が前記マイクロチャネルの前記半成品に垂直な方向の投影と同じであるステップと、
前記誘電体層をエッチングして、前記放熱板及び前記放熱銅柱を露出させ、マイクロチャネルを形成するステップと、を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の埋め込み型パッケージ放熱構造の作製方法。

【請求項5】

前記第１被覆層は、絶縁層と、金属層と、溶接層と、を含み、前記溶接層は前記バリア層に密封して接続され、前記金属層は、前記絶縁層と前記溶接層との間に設けられ、第１被覆層を作製する前記ステップは、具体的には、
絶縁層上に第１フォトレジスト材料を密着させるステップと、
前記第１フォトレジスト材料に露光、現像、エッチング及びアッシングプロセスを行い、金属層を得るステップと、
前記金属層上に第２フォトレジスト材料を密着させるステップと、
前記第２フォトレジスト材料に露光、現像、錫めっき及びアッシングプロセスを行い、溶接層を得るステップと、を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の埋め込み型パッケージ放熱構造の作製方法。

【請求項6】

埋め込み型パッケージ放熱構造であって、
請求項１に記載の埋め込み型パッケージ放熱構造の作製方法によって得られ、
埋め込みデバイスと、放熱板と、放熱銅柱と、マイクロチャネルと、バリア層と、第１被覆層と、を含み、前記マイクロチャネルの内部に前記放熱板及び前記放熱銅柱が設けられ、前記バリア層は前記マイクロチャネルの内壁に設けられ、前記埋め込みデバイスの非ピン面は前記放熱板に密着しており、前記放熱銅柱は前記放熱板に接続され、前記第１被覆層は、放熱構造に垂直な方向において前記マイクロチャネルを密封する、ことを特徴とする埋め込み型パッケージ放熱構造。

【請求項7】

前記埋め込みデバイスは１つ又は複数である、ことを特徴とする請求項６に記載の埋め込み型パッケージ放熱構造。

【請求項8】

前記第１被覆層は、絶縁層と、金属層と、溶接層と、を含み、前記溶接層は、前記バリア層に密封して接続され、前記金属層は、前記絶縁層と前記溶接層との間に設けられる、ことを特徴とする請求項６に記載の埋め込み型パッケージ放熱構造。

【請求項9】

前記放熱銅柱は１つ又は複数である、ことを特徴とする請求項６に記載の埋め込み型パッケージ放熱構造。

【請求項10】

請求項６～９のいずれか１項に記載の埋め込み型パッケージ放熱構造を含む、ことを特徴とする半導体デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、半導体作製の技術分野に関し、特に埋め込み型パッケージ放熱構造及びその作製方法、並びに半導体に関する。

【背景技術】

【0002】

従来技術では、従来の埋め込みデバイスパッケージ方法において、デバイス全体の放熱の課題を解決するために、埋め込みデバイスの背部にマイクロチャネル及び放熱用金属が設けられるのが一般的であるが、このように考案した方法では、マイクロチャネルが誘電体層を直接エッチングすることにより形成されるので、後続のプロセスでは、誘電体層は高温により部分的に熔解する場合が多く、熔解した誘電体層はマイクロチャネルに浸入して放熱効果を劣化させ、デバイスの耐用年数に悪影響を及ぼす。したがって、埋め込み型パッケージ放熱構造の新しい作製方法が求められる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本願の目的は、少なくともある程度で従来技術に存在する技術的課題のうちの１つを解決することである。

【0004】

このため、本願の実施形態の１つの目的は、埋め込み型パッケージ放熱構造及びその作製方法、並びに半導体を提供することであり、前記作製方法によれば、デバイスの耐用年数を延ばすことができる。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記の技術目的を達成させるために、本願の実施形態で使用される技術案は以下を含む。
埋め込みデバイス及び第１金属層を含み、前記第１金属層が前記埋め込みデバイスの非ピン面に密着して設けられた第１半完成ボードを形成するステップと、
前記第１金属層を基にして、放熱板を形成するステップであって、前記放熱板は前記埋め込みデバイスの非ピン面に密着しているステップと、
前記放熱板上に放熱銅柱を作製するステップと、
前記放熱銅柱を覆う誘電体層を設けるステップと、
前記誘電体層上に第２金属層を圧着するステップと、
前記第２金属層及び前記誘電体層を部分的にエッチングして、マイクロチャネルを形成するステップであって、前記放熱銅柱及び前記放熱板は前記マイクロチャネルの内部に設けられ、前記マイクロチャネル出口及び入口のいずれも、前記第１半完成ボードの方向に垂直な第１半完成ボードの側面に設けられるステップと、
薄肉金属層を作製して、前記マイクロチャネルの内壁に一体構造のバリア層を形成し、第２半完成ボードを得るステップと、
第１被覆層を作製するステップと、
前記第１被覆層と前記第２半完成ボードを圧着し、前記第１被覆層と前記バリア層を密封的に接続し、埋め込み型パッケージ放熱構造を得るステップと、を含む埋め込み型パッケージ放熱構造の作製方法。

【0006】

また、本発明の上記実施形態における埋め込み型パッケージ放熱構造の作製方法によれば、以下の追加の技術的特徴を有してもよい。

【0007】

さらに、本願の実施形態では、前記第１金属層を基にして、放熱板を形成する前記ステップは、具体的には、
前記第１金属層を覆うように、フォトレジスト膜を貼り付けるステップと、
前記フォトレジスト膜を露光させて、放熱板パターンを形成するステップと、
前記フォトレジスト膜及び前記放熱板パターンをエッチングして、放熱板を形成するステップと、を含む。

【0008】

さらに、本願の実施形態では、前記マイクロチャネルの内部に設けられ、前記放熱銅柱を覆う相変化材料がさらに設けられる。

【0009】

さらに、本願の実施形態では、前記第２金属層及び前記誘電体層を部分的にエッチングして、マイクロチャネルを形成する前記ステップは、具体的には、
フォトレジスト膜を貼り付けるプロセス、露光プロセス及びエッチングプロセスをこの順で行うことによって、第２金属層上にウィンドウを形成するステップであって、前記ウィンドウの前記半成品に垂直な方向の投影が前記マイクロチャネルの前記半成品に垂直な方向の投影と同じであるステップと、
前記誘電体層をエッチングして、前記放熱板及び前記放熱銅柱を露出させ、マイクロチャネルを形成するステップと、を含む。

【0010】

さらに、本願の実施形態では、前記第１被覆層は、絶縁層と、金属層と、溶接層と、を含み、前記溶接層は前記バリア層に密封して接続され、前記金属層は、前記絶縁層と前記溶接層との間に設けられ、第１被覆層を作製する前記ステップは、具体的には、
絶縁層上に第１フォトレジスト材料を密着させるステップと、
前記第１フォトレジスト材料に露光、現像、エッチング及びアッシングプロセスを行い、金属層を得るステップと、
前記金属層上に第２フォトレジスト材料を密着させるステップと、
前記第２フォトレジスト材料に露光、現像、錫めっき及びアッシングプロセスを行い、溶接層を得るステップと、を含む。

【0011】

別の態様では、本願の実施形態は、また、
上記のいずれか１つの実施形態に記載の埋め込み型パッケージ放熱構造の作製方法によって得られる埋め込み型パッケージ放熱構造を提供し、前記埋め込み型パッケージ放熱構造は、
埋め込みデバイスと、放熱板と、放熱銅柱と、マイクロチャネルと、バリア層と、第１被覆層と、を含み、前記マイクロチャネルの内部に前記放熱板及び前記放熱銅柱が設けられ、前記バリア層は前記マイクロチャネルの内壁に設けられ、前記埋め込みデバイスの非ピン面は前記放熱板に密着しており、前記放熱銅柱は前記放熱板に接続され、前記第１被覆層は、放熱構造に垂直な方向において前記マイクロチャネルを密封する。

【0012】

さらに、本願の実施形態では、前記埋め込みデバイスは１つ又は複数である。

【0013】

さらに、本願の実施形態では、前記第１被覆層は、絶縁層と、金属層と、溶接層と、を含み、前記溶接層は、前記バリア層に密封して接続され、前記金属層は、前記絶縁層と前記溶接層との間に設けられる。

【0014】

さらに、本願の実施形態では、前記放熱銅柱は１つ又は複数である。

【0015】

別の態様では、本願は、また、上記のいずれか１つの実施形態に記載の埋め込み型パッケージ放熱構造を含む、半導体を提供する。

【発明の効果】

【0016】

本願の利点及び有益な効果は、以下の明細書において部分的に示され、部分的には以下の明細書から明らかになるか、又は本願の実施を通じて理解される。

【0017】

本願によれば、マイクロチャネルの内壁にバリア層が設けられ、被覆層とバリア層を密封的に接続することによって、熔解した誘電体層のマイクロチャネルへの滲入を回避し、デバイスの放熱効果を高め、デバイスの耐用年数を延ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明における特定実施形態における埋め込み型パッケージ放熱構造の作製方法のステップ概略図である。

【図2】本発明における特定実施形態における埋め込み型パッケージ放熱構造の構造概略図である。

【図3】本発明における特定実施形態における埋め込み型パッケージ放熱構造の作製方法による構造変化の概略図である。

【図4】本発明における特定実施形態における別の埋め込み型パッケージ放熱構造の作製方法による構造変化の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態における埋め込み型パッケージ放熱構造の作製方法、埋め込み型パッケージ放熱構造、並びに半導体の原理やプロセスについて詳細に説明する。

【0020】

図１を参照して、本発明の埋め込み型パッケージ放熱構造の作製方法は、以下のステップＳ１～Ｓ９を含む。

【0021】

Ｓ１：埋め込みデバイス及び第１金属層を含み、前記第１金属層が前記埋め込みデバイスの非ピン面に密着して設けられた第１半完成ボードを形成する。

【0022】

このステップでは、第１半完成ボードは、埋め込みデバイス及び第１金属層を含んでもよく、その中で、埋め込みデバイスの非ピン面は第１金属層に密着してもよい。埋め込みデバイスに密着している第１金属層は、埋め込みデバイスの熱伝導に寄与し、金属チタン又は高い熱伝導率や熱安定性を持つ他の金属としてもよい。埋め込みデバイスは、アクティブデバイスやパッシブデバイスであってもよい。第１半完成ボードは、配線層をさらに含んでもよい。配線層は、埋め込みデバイスに電気的に接続されてもよく、それによって、埋め込みデバイスの機能が実現される。また、第１金属層と配線層との間に誘電体層が設けられていてもよい。誘電体層は、埋め込みデバイス及び第１金属層を固定して、第１金属層と配線層を電気的に隔離することができる。

【0023】

Ｓ２：前記第１金属層を基にして、放熱板を形成する。

【0024】

このステップでは、露光現像エッチングなどの従来のプロセスによって第１金属層をエッチングして放熱板にしてもよい。放熱板の形成にはエッチングプロセスが使用されているので、埋め込みデバイスの放熱効果を高めるために、金属層を部分的にエッチングして得た放熱板が埋め込みデバイスの非ピン面に密着しなければならない。なお、第１金属層の厚さがエッチングプロセスの要件を満たすのに十分ではない場合、電気めっきなどの一般的なプロセスによって金属層を厚くし、又は、形成された放熱板の厚さが小さく、放熱性能を持たすのに不十分である場合、特定の放熱要件を満たすように、電気めっきプロセスによって放熱板を厚くしてもよい。さらに、いくつかの実施形態では、第１金属層上に配線層を作製することが必要となる場合、従来のプロセスによって放熱板を作製しつつ、第１金属層を基にして配線層を作製してもよい。

【0025】

Ｓ３：前記放熱板上に放熱銅柱を作製する。

【0026】

このステップでは、放熱板上に放熱銅柱が作製されてもよい。放熱銅柱は、フォトレジスト膜の貼り付け、パターンの露光、パターンのエッチング等の従来のプロセスによって作製されてもよい。放熱銅柱は、放熱板に接続されてもよい。放熱銅柱の材料は、放熱板の材料と同じであってもよく、又は放熱板には、熱伝導能力のより高い材料を用いてもよい。

【0027】

Ｓ４：記放熱銅柱を覆う誘電体層を設ける。

【0028】

このステップでは、誘電体層を設けてもよい。誘電体層は放熱銅柱を覆ってもよく、樹脂膜を用いてもよい。樹脂膜は、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を圧着したものであってもよく、これらのうちのいずれか１つの材料を用いてもよい。誘電体層は、放熱銅柱を完全に覆うことが必要であり、後のプロセスのための支持を与える。

【0029】

Ｓ５：前記誘電体層上に第２金属層を圧着する。

【0030】

このステップでは、第２金属層は、銅とは別の金属材料を含んでもよく、保護層として誘電体層を保護し、後のプロセスにおける誘電体層の過度の処理による後の加工への影響を回避する。

【0031】

Ｓ６：前記第２金属層及び前記誘電体層を部分的にエッチングして、マイクロチャネルを形成する。

【0032】

このステップでは、露光現像エッチングなどの従来のプロセスによって、第２金属層を部分的にエッチングし、及びＰｌａｓｍａの方式によって誘電体層を部分的にエッチングして、マイクロチャネルを形成してもよい。ここで、上記のステップによって得られる放熱銅柱及び放熱板は、マイクロチャネルの内部に設けられてもよい。マイクロチャネルの出口及び入口のいずれも、第１半完成ボードの方向に垂直な第１半完成ボードの側面に設けられる。

【0033】

Ｓ７：薄肉金属層を作製して、前記マイクロチャネルの内壁に一体構造のバリア層を形成し、第２半完成ボードを得る。

【0034】

このステップでは、片面Ｓｐｕｔｔｅｒスパッタリングプロセスによって薄肉金属層を作製し、チャネルの内部に一体構造のバリア層を形成してもよい。バリア層の材料は、金属材料であってもよい。バリア層により、後続の圧着プロセスにおいて、誘電体材料が高温により熔解してマイクロチャネルに滲入してしまい、マイクロチャネルの放熱機能を低下させることを回避でき、また、バリア層には金属が使用され、金属は優れた熱伝導性を持つので、マイクロチャネルの放熱機能をさらに向上させることができる。

【0035】

Ｓ８：第１被覆層を作製する。

【0036】

このステップでは、第１被覆層は、複数回の化学エッチングによって作製されてもよい。第１被覆層は、バリア層に密封している溶接層、金属層及び絶縁層を含んでもよい。第１被覆層の溶接層は、マイクロチャネル内壁のバリア層とともにマイクロチャネルを密封してもよく、それによって、圧着プロセスにおいて、誘電体層が熔解してマイクロチャネルに滲入してしまい、放熱効果に悪影響を与えることを回避できる。

【0037】

Ｓ９：前記第１被覆層と前記第２半完成ボードを圧着し、前記第１被覆層と前記バリア層を密封的に接続し、埋め込み型パッケージ放熱構造を得る。

【0038】

このステップでは、溶接により第１被覆層と第２半完成ボードを圧着してもよい。溶接によって、第１被覆層とバリア層の密封が可能になり、また、溶接には安定性が優れ、後続のプロセスにおける第１被覆層とバリア層との間の密封性が損なわれることを回避できる。

【0039】

さらに、本願のいくつかの実施形態では、前記第１金属層を基にして、放熱板を形成する前記ステップは、具体的には、以下のステップＳ２１～Ｓ２３を含んでもよい。

【0040】

Ｓ２１：前記第１金属層を覆うように、フォトレジスト膜を貼り付ける。

【0041】

Ｓ２２：前記フォトレジスト膜を露光させて、放熱板パターンを形成する。

【0042】

Ｓ２３：前記フォトレジスト膜及び前記放熱板パターンをエッチングして、放熱板を形成する。

【0043】

本実施形態では、フォトレジスト膜を貼り付けることで第１金属層を覆い、その後、フォトレジスト膜を露光させ、放熱板のパターンを形成し、フォトレジスト膜をエッチングし、及び第１金属層を部分的にエッチングすることによって、放熱板を形成してもよい。放熱板は、埋め込みデバイスに完全又は部分的に密着しなければならない。

【0044】

さらに、本願のいくつかの実施形態では、前記第２金属層及び前記誘電体層を部分的にエッチングして、マイクロチャネルを形成する前記ステップは、具体的には、以下のステップＳ３１とＳ３２を含んでもよい。

【0045】

Ｓ３１：フォトレジスト膜を貼り付けるプロセス、露光プロセス及びエッチングプロセスをこの順で行うことによって、第２金属層上にウィンドウを形成し、前記ウィンドウの前記半成品に垂直な方向の投影が前記マイクロチャネルの前記半成品に垂直な方向の投影と同じである。

【0046】

Ｓ３２：前記誘電体層をエッチングして、前記放熱板及び前記放熱銅柱を露出させ、マイクロチャネルを形成する。

【0047】

本実施形態では、まず、従来のフォトレジスト膜を貼り付けるプロセス、露光プロセス及びエッチングプロセスによって、第２金属を部分的にエッチングして、ウィンドウを形成し、次に、ウィンドウを通じて、Ｐｌａｓｍａプロセスによって誘電体層をエッチングし、放熱板及び放熱銅柱を露出させ、マイクロチャネルを形成する。

【0048】

さらに、本願のいくつかの実施形態では、前記第１被覆層は、絶縁層と、金属層と、溶接層と、を含み、前記溶接層は前記バリア層に密封して接続され、前記金属層は、前記絶縁層と前記溶接層との間に設けられ、第１被覆層を作製する前記ステップは、具体的には、以下のステップＳ４１～Ｓ４４を含む。

【0049】

Ｓ４１：絶縁層上に第１フォトレジスト材料を密着させる。

【0050】

Ｓ４２：前記第１フォトレジスト材料に露光、現像、エッチング及びアッシングプロセスを行い、金属層を得る。

【0051】

Ｓ４３：前記金属層上に第２フォトレジスト材料を密着させる。

【0052】

Ｓ４４：前記第２フォトレジスト材料に露光、現像、錫めっき及びアッシングプロセスを行い、溶接層を得る。

【0053】

このステップでは、第１被覆層は、絶縁層と、金属層と、溶接層と、を含んでもよい。溶接層は、バリア層に密封して接続されてもよい。このステップでは、従来の露光、現像、エッチング及びアッシングプロセスによって絶縁層上に金属層を得てもよい。金属層を得た後、従来の露光、現像、錫めっき及びアッシングプロセスによって金属層上に溶接層を得てもよい。溶接層には、スズが溶接材料として使用されてもよい。

【0054】

さらに、本願のいくつかの実施形態では、埋め込み型パッケージ放熱構造の作製方法は、相変化材料を設けるステップをさらに含んでもよい。相変化材料は、マイクロチャネルの内部に設けられてもよい。相変化材料は、放熱銅柱の高さと同じ高さですべての放熱銅柱を囲んでてもよく、また、すべての放熱銅柱を完全に覆ってもよい。相変化材料により、デバイスの放熱が促進されつつ、マイクロチャネルの内部の放熱銅柱を熔解した誘電体層で覆うことが回避され、放熱効率がさらに改善される。

【0055】

さらに、図２を参照して、図１の方法に対応して、本願の実施形態では、埋め込み型パッケージ放熱構造がさらに提供される。この埋め込み型パッケージ放熱構造は、上記のいずれかの実施形態に記載の埋め込み型パッケージ放熱構造の作製方法によって得られ、埋め込みデバイス１０１と、放熱板１０２と、放熱銅柱１０３と、マイクロチャネル１０４と、バリア層１０５と、第１被覆層１０６と、を含んでもよい。マイクロチャネル１０４の内部に放熱板１０２及び放熱銅柱１０３が設けられる。バリア層１０５はマイクロチャネル１０４の内壁に設けられる。前記バリア層１０５は、誘電体層をマイクロチャネル１０４の内部からバリアし、後続のプロセスにより誘電体層が熔解してマイクロチャネル１０４の内部に滲入することを回避することができる。埋め込みデバイス１０１の非ピン面は放熱板１０２に密着してもよい。放熱銅柱１０３は放熱板１０２に接続されてもよい。第１被覆層１０６は、放熱構造に垂直な方向及び放熱構造に平行な方向においてマイクロチャネル１０４を密封してもよい。

【0056】

さらに、本願のいくつかの実施形態では、埋め込みデバイスは１つ又は複数であり、埋め込み型パッケージ放熱構造ごとに埋め込みデバイスの数が異なるが、具体的な数は、実際のニーズに応じて調整してもよい。

【0057】

さらに、本願のいくつかの実施形態では、放熱銅柱は１つ又は複数であり、放熱銅柱の数が多いほど、その放熱効率が高いが、作製難度や作製コストを考慮して、具体的な数は、実際のニーズに応じて調整してもよい。

【0058】

さらに、本願のいくつかの実施形態では、前記第１被覆層は、絶縁層と、金属層と、溶接層と、を含み、前記溶接層は、前記バリア層に密封して接続され、前記金属層は、前記絶縁層と前記溶接層との間に設けられる。

【0059】

上記の方法の実施形態における内容はすべて本埋め込み型パッケージ放熱構造の実施形態に適用しており、本埋め込み型パッケージ放熱構造の実施形態が具体的に実現する機能は、上記の方法の実施形態と同じであり、また、達成させる有益な効果は、上記の方法の実施形態で達成させる有益な効果とも同じである。

【0060】

図２の埋め込み型パッケージ放熱構造に対応して、本願の実施形態はまた、上記のいずれかの実施形態に記載の埋め込み型パッケージ放熱構造を含み得る半導体を提供する。

【0061】

なお、上記の方法の実施形態における内容はすべて本半導体の実施形態に適用しており、本半導体の実施形態が具体的に実現する機能は、上記の方法の実施形態と同じであり、また、達成させる有益な効果は、上記の方法の実施形態で達成させる有益な効果とも同じである。

【0062】

以下、特定実施形態を参照して、本願の埋め込み型パッケージ放熱構造の作製方法について説明する。
実施形態１

【0063】

本実施形態では、埋め込みデバイスは４つ、導通銅柱は１５個であり、第１金属層は銅材料であり、第２金属層はチタン材料である。

【0064】

図３のａ～ｈを参照して、ステップ１：従来技術によって半完成ボード２０１を作製し、半完成ボード２０１は、４つの埋め込みデバイス２０２と、銅層２０３と、埋め込みデバイス２０２に接続された配線層２０４と、を含み、銅層２０３は、埋め込みデバイス２０２の非ピン面に密着して設けられる。

【0065】

ステップ２：銅層２０３を基にして、一般的な作製プロセスによって放熱板２０５を形成する。放熱板２０５は、埋め込みデバイス２０２の非ピン面に密着している。

【0066】

ステップ３：一般的なフォトレジスト膜を貼り付けるプロセスや露光現像エッチングプロセスによって、放熱板２０５上に１５個の放熱銅柱２０６を作製する。

【0067】

ステップ４：放熱板２０５及び放熱銅柱２０６上に誘電体層２０７を覆い、次に、チタン層２０８を圧着して設ける。

【0068】

ステップ５：チタン層２０８及び誘電体層２０７をエッチングにより部分的に除去し、マイクロチャネル２０９を形成する。１５個の放熱銅柱２０６及び放熱板２０５は、マイクロチャネル２０９の内部に設けられ、マイクロチャネル２０９の出口及び入口のいずれも、半完成ボード２０１の方向に垂直な半完成ボード２０１の側面に設けられる。

【0069】

ステップ６：従来技術によってチタン層２０８の残りの部分を除去し、片面Ｓｐｕｔｔｅｒスパッタリングプロセスによって薄肉金属層を作製し、チャネルの内部に一体構造のバリア層２１０を形成し、第２半完成ボード２１５を形成する。

【0070】

ステップ７：絶縁層２１２と、金属層２１３と、スズ材料層である溶接層２１４と、を含む第１被覆層２１１を作製する。

【0071】

ステップ８：第１被覆層２１１と第２半完成ボード２１５を圧着し、第１被覆層２１１とバリア層２１０を密封的に接続し、溶接層２１４とバリア層２１０を溶接により密封して接続し、埋め込み型パッケージ放熱構造を得る。
実施形態２

【0072】

本実施形態では、埋め込みデバイスは４つであり、導通銅柱は１５個であり、第１金属層は銅材料であり、第２金属層はチタン材料である。

【0073】

図４のａ～ｉを参照して、ステップ１：従来技術によって半完成ボード３０１を作製し、半完成ボード３０１は、４つの埋め込みデバイス３０２と、銅層３０３と、埋め込みデバイス３０２に接続された配線層３０４と、を含み、銅層３０３は埋め込みデバイス３０２の非ピン面に密着して設けられる。

【0074】

ステップ２：銅層３０３を基にして、一般的な作製プロセスによって放熱板３０５を形成する。放熱板３０５は埋め込みデバイス３０２の非ピン面に密着している。

【0075】

ステップ３：一般的なフォトレジスト膜を貼り付けるプロセスや露光現像エッチングプロセスによって、放熱板３０５上に１５個の放熱銅柱３０６を作製する。

【0076】

ステップ４：放熱板３０５及び放熱銅柱３０６上に誘電体層３０７を覆い、次に、チタン層３０８を圧着して設ける。

【0077】

ステップ５：チタン層３０８及び誘電体層３０７をエッチングにより部分的に除去し、マイクロチャネル３０９を形成する。１５個の放熱銅柱３０６及び放熱板３０５は、マイクロチャネル３０９の内部に設けられ、マイクロチャネル３０９の出口及び入口のいずれも、半完成ボード３０１の方向に垂直な半完成ボード３０１の側面に設けられる。

【0078】

ステップ６：従来技術によってチタン層３０８の残りの部分を除去し、片面Ｓｐｕｔｔｅｒスパッタリングプロセスによって薄肉金属層を作製し、チャネルの内部に一体構造のバリア層３１０を形成し、第２半完成ボード３１５を形成する。

【0079】

ステップ７：マイクロチャネル３０９に相変化材料３１６を設け、相変化材料は、マイクロチャネルの内部に設けられてもよく、すべての放熱銅柱を囲んでもよい。

【0080】

ステップ８：絶縁層３１２と、金属層３１３と、スズ材料層である溶接層３１４と、を含む、第１被覆層３１１を作製する。

【0081】

ステップ９：第１被覆層３１１と第２半完成ボード３１５を圧着し、第１被覆層３１１とバリア層３１０を密封的に接続し、溶接層３１４とバリア層３１０を溶接により密封して接続し、埋め込み型パッケージ放熱構造を得る。

【0082】

いくつかの選択可能な実施形態では、ブロック図に記載された機能／動作は、動作図に記載された順序ではなくてもよい。例えば、関連する機能／動作に応じて、連続して示された２つのブロックは実質的に同時に実行されてもよく、又は場合によっては逆の順序で実行されてもよい。さらに、本願のフローチャートで提示及び説明された実施形態は、技術的なより包括的な理解を提供することを目的として、例示的に提供される。開示される方法は、本明細書で提示される動作及び論理フローに限定されない。様々な動作の順序が変更され、より大きな動作の一部として説明されるサブ動作が独立して実行される、選択可能な実施形態が考えられる。

【0083】

本明細書の前述の説明において、「一実施形態／実施例」、「別の実施形態／実施例」、又は「いくつかの実施形態／実施例」などの用語を参照する説明は、実施形態又は例を参照して説明された特定の特徴、構造、材料、又は特性が、本願の少なくとも１つの実施形態又は例に含まれることを意味する。本明細書において、上述の用語の概略的な表現は、必ずしも同じ実施形態又は例を指すものではない。さらに、説明された特定の特徴、構造、材料、もしくは特性は、任意の１つ又は複数の実施形態もしくは例において、適切な方法で組み合わされてもよい。

【0084】

本願の実施形態が示され、説明されているが、これらの実施形態は、本願の原理及び目的から逸脱することなく、様々な変更、修正、置換及び変形が可能であり、本願の範囲は特許請求の範囲及びその均等物によって限定されることを当業者は理解する。

【0085】

以上は、本願の好ましい実施形態を具体的に説明したが、本願は、前記実施形態に限定されるものではなく、当業者は、本願の精神に反することなく、様々な均等な変形又は置換を行うことができ、これらの均等な変形又は置換は、本願の特許請求の範によって限定される範囲内に含まれるものとする。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】