CN113539993A - 集成半导体器件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于集成半导体器件制造技术领域，尤其是集成半导体器件，包括括自下而上依次设置的散热基层、绝缘层和金属层，所述散热基层上设有圆形腔，所述散热基层上开设有多个呈环形均匀设置的散热孔，所述圆形腔和散热孔之间转动安装有水平设置的横轴，横轴上安装有散热扇叶，所述散热基层的底部设有马达，马达的输出轴与多个横轴传动连接，所述金属层的顶部设有芯片槽，所述芯片槽内焊接有芯片；本发明实现半导体器件周围热量的及时排出，环形散热，加速周围的空气流动，极大的提高散热效率，保证半导体器件稳定运行,本发明降低了集成半导体器件制造成本及简化制造工艺，操作简单，易于推广。

Description

集成半导体器件及其制造方法
技术领域
本发明涉及成半导体器件制造技术领域，尤其集成半导体器件及其制造方法。
背景技术
现有的集成半导体器件上的芯片位置散热效率较低，现有的通过散热片进行散热，不能满足高效散热需求，热量不能及时散热会影响芯片的稳定工作，同时影响集成半导体器件的使用寿命，现有的集成半导体器件传统制造方法，工艺比较复杂，制造成本比较高，为此我们集成半导体器件及其制造方法。
发明内容
本发明的目的在于提供集成半导体器件，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：集成半导体器件，包括自下而上依次设置的散热基层、绝缘层和金属层，所述散热基层上设有圆形腔，所述散热基层上开设有多个呈环形均匀设置的散热孔，所述圆形腔和散热孔之间转动安装有水平设置的横轴，横轴上安装有散热扇叶，所述散热基层的底部设有马达，马达的输出轴与多个横轴传动连接，所述金属层的顶部设有芯片槽，所述芯片槽内焊接有芯片，所述芯片槽的的内侧壁底部与圆形腔之间设有多个呈环形均匀设置的输送管，输送管竖直设置。
优选的，所述圆形腔内转动安装有主动锥齿轮，马达的输出轴与主动锥齿轮传动连接，所述横轴远离散热孔的一端固定有从动锥齿轮，从动锥齿轮与主动锥齿轮啮合。
优选的，所述金属层的底部与芯片槽的底部之间设有多个呈环形均匀分布的竖孔一，所述绝缘层上设有多个呈环形均匀分布的竖孔二，所述散热基层的顶部与圆形腔之间设有多个呈环形均分布的竖孔三，所述竖孔一位于竖孔二的正上方，竖孔二位于竖孔三的正上方。
优选的，所述输送管的底部贯穿竖孔一、竖孔二、竖孔三,输送管与竖孔一、竖孔二和竖孔三的内壁固定连接，竖孔一、竖孔二和竖孔三与输送管输送管的内壁固定连接。
优选的，所述散热基层和所述金属层均由铝、铜、钼、铝合金、铜合金或钼合金制成。
优选的，所述绝缘层由树脂以及用于调节其导热系数和热膨胀系数的陶瓷材料制成。
优选的，所述散热基层、绝缘层和金属层之间通过胶粘连接。
一种集成半导体器件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在散热基层上设置有源区；
S2、在散热基层表面形成伪栅结构和多晶硅层；
S3、对所述有源区执行杂质的离子注入；
S4、在所述有源区和和多晶硅层上生长介质层，通过一次掩膜曝光、刻蚀形成接触孔；
S5、在所述介质层上表面和接触孔内生长金属层，通过一次掩膜曝光、刻蚀形成金属连线；
S6、通过真空压板工艺将所述散热基层、所述绝缘层和所述金属层制作成一体式结构。
优选的，所述多晶硅层与伪栅结构的多晶硅栅极的形成工艺为化学气相沉积或原子层堆积。
优选的，步骤S3中，注入杂质为硼离子，其注入能量为180～220千电子伏，其注入剂量为8E12～10E12原子/平方厘米。
本发明的有益效果：
通过在半导体器件上的芯片工作时，启动马达带动主动锥齿轮转动，使得从动锥齿轮转动，带动横轴转动使得多个散热扇叶转动，引导圆形腔内的热气流被排出，在输送管的作用下，使得芯片槽与圆形腔连通，使得芯片周围的热气流通过输送管进入到圆形腔，从多个散热孔，实现芯片周围热量的及时排出，环形散热，加速芯片周围的空气流动，极大的提高散热效率，保证芯片的正常工作，使得半导体器件稳定运行。
本发明降低了制造成本及传统工艺的复杂操作，简化制作工艺，操作简单，并且也达到了保证器件和集成电路的性能的效果，易于推广。
附图说明
图1为本发明的集成半导体器件结构示意图。
图2为图1中A处的放大结构示意图。
图中：1、散热基层；2、绝缘层；3、金属层；4、圆形腔；5、散热孔；6、芯片槽；7、芯片；8、散热扇叶；9、输送管；10、马达；11、主动锥齿轮；12、横轴；13、从动锥齿轮；14、竖孔三；15、竖孔一；16、竖孔二。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
集成半导体器件，包括自下而上依次设置的散热基层1、绝缘层2和金属层3，散热基层1上设有圆形腔4，散热基层1上开设有多个呈环形均匀设置的散热孔5，圆形腔4和散热孔5之间转动安装有水平设置的横轴12，横轴12上安装有散热扇叶8，散热基层1的底部设有马达10，马达10的输出轴与多个横轴12传动连接，金属层3的顶部设有芯片槽6，芯片槽6内焊接有芯片7，芯片槽6的的内侧壁底部与圆形腔4之间设有多个呈环形均匀设置的输送管9，输送管9竖直设置。
在本实施例中，圆形腔4内转动安装有主动锥齿轮11，马达10的输出轴与主动锥齿轮11传动连接，横轴12远离散热孔5的一端固定有从动锥齿轮13，从动锥齿轮13与主动锥齿轮11啮合。
在本实施例中，金属层3的底部与芯片槽6的底部之间设有多个呈环形均匀分布的竖孔一15，绝缘层2上设有多个呈环形均匀分布的竖孔二16，散热基层1的顶部与圆形腔4之间设有多个呈环形均分布的竖孔三14，竖孔一15位于竖孔二16的正上方，竖孔二16位于竖孔三14的正上方。
在本实施例中，输送管9的底部贯穿竖孔一15、竖孔二16、竖孔三14,输送管9与竖孔一15、竖孔二16和竖孔三14的内壁固定连接，竖孔一15、竖孔二16和竖孔三14与输送管9输送管9的内壁固定连接。
在本实施例中，散热基层1和金属层3均由铝、铜、钼、铝合金、铜合金或钼合金制成。
在本实施例中，绝缘层2由树脂以及用于调节其导热系数和热膨胀系数的陶瓷材料制成。
在本实施例中，散热基层1、绝缘层2和金属层3之间通过胶粘连接。
实施例一
一种集成半导体器件的制造方法，包括以下步骤：
S1、在散热基层上设置有源区；
S2、在散热基层表面形成伪栅结构和多晶硅层；多晶硅层与伪栅结构的多晶硅栅极的形成工艺为化学气相沉积。
S3、对所述有源区执行杂质的离子注入，注入杂质为硼离子，其注入能量为180千电子伏，其注入剂量为8E12原子/平方厘米；
S4、在所述有源区和和多晶硅层上生长介质层，通过一次掩膜曝光、刻蚀形成接触孔；
S5、在所述介质层上表面和接触孔内生长金属层，通过一次掩膜曝光、刻蚀形成金属连线；
S6、通过真空压板工艺将所述散热基层、所述绝缘层和所述金属层制作成一体式结构。
实施例二
一种集成半导体器件的制造方法，包括以下步骤：
S1、在散热基层上设置有源区；
S2、在散热基层表面形成伪栅结构和多晶硅层；多晶硅层与伪栅结构的多晶硅栅极的形成工艺为原子层堆积。
S3、对所述有源区执行杂质的离子注入，注入杂质为硼离子，其注入能量为200千电子伏，其注入剂量为9E12原子/平方厘米；
S4、在所述有源区和和多晶硅层上生长介质层，通过一次掩膜曝光、刻蚀形成接触孔；
S5、在所述介质层上表面和接触孔内生长金属层，通过一次掩膜曝光、刻蚀形成金属连线；
S6、通过真空压板工艺将所述散热基层、所述绝缘层和所述金属层制作成一体式结构。
实施例三
一种集成半导体器件的制造方法，包括以下步骤：
S1、在散热基层上设置有源区；
S2、在散热基层表面形成伪栅结构和多晶硅层；多晶硅层与伪栅结构的多晶硅栅极的形成工艺为化学气相沉积。
S3、对所述有源区执行杂质的离子注入，注入杂质为硼离子，其注入能量为220千电子伏，其注入剂量为10E12原子/平方厘米；
S4、在所述有源区和和多晶硅层上生长介质层，通过一次掩膜曝光、刻蚀形成接触孔；
S5、在所述介质层上表面和接触孔内生长金属层，通过一次掩膜曝光、刻蚀形成金属连线；
S6、通过真空压板工艺将所述散热基层、所述绝缘层和所述金属层制作成一体式结构。
通过在半导体器件上的芯片7工作时，启动马达10带动主动锥齿轮11转动，使得从动锥齿轮转动，带动横轴12转动使得多个散热扇叶8转动，引导圆形腔4内的热气流被排出，在输送管9的作用下，使得芯片槽6与圆形腔4连通，使得芯片周围的热气流通过输送管9进入到圆形腔4，从多个散热孔5，实现芯片周围热量的及时排出，环形散热，加速芯片周围的空气流动，极大的提高散热效率，保证芯片的正常工作，使得半导体器件稳定运行。本发明降低了制造成本及传统工艺的复杂操作，简化制作工艺，操作简单，并且也达到了保证器件和集成电路的性能的效果，易于推广。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.集成半导体器件，其特征在于，包括自下而上依次设置的散热基层(1)、绝缘层(2)和金属层(3)，所述散热基层(1)上设有圆形腔(4)，所述散热基层(1)上开设有多个呈环形均匀设置的散热孔(5)，所述圆形腔(4)和散热孔(5)之间转动安装有水平设置的横轴(12)，横轴(12)上安装有散热扇叶(8)，所述散热基层(1)的底部设有马达(10)，马达(10)的输出轴与多个横轴(12)传动连接，所述金属层(3)的顶部设有芯片槽(6)，所述芯片槽(6)内焊接有芯片(7)，所述芯片槽(6)的的内侧壁底部与圆形腔(4)之间设有多个呈环形均匀设置的输送管(9)，输送管(9)竖直设置。
2.根据权利要求1所述的集成半导体器件，其特征在于，所述圆形腔(4)内转动安装有主动锥齿轮(11)，马达(10)的输出轴与主动锥齿轮(11)传动连接，所述横轴(12)远离散热孔(5)的一端固定有从动锥齿轮(13)，从动锥齿轮(13)与主动锥齿轮(11)啮合。
3.根据权利要求1所述的集成半导体器件，其特征在于，所述金属层(3)的底部与芯片槽(6)的底部之间设有多个呈环形均匀分布的竖孔一(15)，所述绝缘层(2)上设有多个呈环形均匀分布的竖孔二(16)，所述散热基层(1)的顶部与圆形腔(4)之间设有多个呈环形均分布的竖孔三(14)，所述竖孔一(15)位于竖孔二(16)的正上方，竖孔二(16)位于竖孔三(14)的正上方。
4.根据权利要求3所述的集成半导体器件，其特征在于，所述输送管(9)的底部贯穿竖孔一(15)、竖孔二(16)、竖孔三(14),输送管(9)与竖孔一(15)、竖孔二(16)和竖孔三(14)的内壁固定连接，竖孔一(15)、竖孔二(16)和竖孔三(14)与输送管(9)输送管(9)的内壁固定连接。
5.根据权利要求1所述的集成半导体器件，其特征在于，所述散热基层(1)和所述金属层(3)均由铝、铜、钼、铝合金、铜合金或钼合金制成。
6.根据权利要求1所述的集成半导体器件，其特征在于，所述绝缘层(2)由树脂以及用于调节其导热系数和热膨胀系数的陶瓷材料制成。
7.根据权利要求1所述的集成半导体器件，其特征在于，所述散热基层(1)、绝缘层(2)和金属层(3)之间通过胶粘连接。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的集成半导体器件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在散热基层上设置有源区；
S2、在散热基层表面形成伪栅结构和多晶硅层；
S3、对所述有源区执行杂质的离子注入；
S4、在所述有源区和和多晶硅层上生长介质层，通过一次掩膜曝光、刻蚀形成接触孔；
S5、在所述介质层上表面和接触孔内生长金属层，通过一次掩膜曝光、刻蚀形成金属连线；
S6、通过真空压板工艺将所述散热基层、所述绝缘层和所述金属层制作成一体式结构。
9.根据权利要求8所述的集成半导体器件的制造方法，其特征在于，所述多晶硅层与伪栅结构的多晶硅栅极的形成工艺为化学气相沉积或原子层堆积。
10.根据权利要求8所述的集成半导体器件的制造方法，其特征在于，步骤S3中，注入杂质为硼离子，其注入能量为180～220千电子伏，其注入剂量为8E12～10E12原子/平方厘米。
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