JPH02119248A - 半導体集積回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、半導体素子から発生する熱を放熱させるため
の構造を保護膜に適用した半導体集積回路に関するもの
である。

従来の技術 従来の半導体集積回路の保護膜の構造を第４図に示す。

本図において、１は保護膜、２は集積回路、３は基板で
ある。以上のように構成された従来の集積回路の保護膜
の作用について説明する。

前記保護膜は、パッケージを通しての外部からの水分、
汚染物の侵入や機械的な損傷から集積回路を保護するた
めのものである。保護膜としては従来、Ｓ　ｉ　Ｈ４（
シラン）、ＰＨ３（ホスフィン）、Ｏ２系のガスを３０
０〜４００℃で熱分解反応（科学気相成長法ｎ　ＣＶＤ
法）により形成したＰＳＧ（リンドープガラス）膜が用
いられていた。

最近さらに耐湿性を高める目的でプラズマ窒化膜が広く
利用されている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、半導体集積回路の
保護膜は、集積回路を保護することが目的で、半導体素
子から発生する熱の放熱を改善するための構造とはなっ
ていないという欠点があった。

本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、集積回
路の保護膜表面に凹凸を設けるか又は、放熱用フィンを
設は有効放熱面積を大きくすることにより放熱特性の改
善を行うことができる半導体集積回路を提供することを
目的とする。

課題を解決するための手段 この目的を達成するために本発明の半導体集積回路は、
表面保護膜表面に凹凸を設けるか又は、表面保護膜表面
に放熱用フィンを設けたことを特徴としている。

作　　　用 この構成によって、パッケージを通しての外部からの水
分、汚染物の侵入や機械的な損傷から集積回路を保護す
るための作用と同時に、保護膜の有効放熱面積の拡張に
より半導体素子から発生する熱の放熱を改善する作用も
兼ねそなえることができる。

実施例 第１図は、本発明の第１の実施例における半導体集積回
路である。第１図において、１は保護膜、２は集積回路
、３は基板、４は凹凸である。

凹凸の製法としては、保護膜１をプラズマ窒化膜で作製
しその上にＰＳＧ膜を作製し、前記プラズマ窒化膜をス
トッパーとして前記ＰＳＧ膜をエツチングすることによ
り作成できる。

集積回路２で発生した電力損失（熱）は、基板３を介し
てケースに放熱されるものと、保護膜ｌと凹凸４を介し
て大気へ放熱されるものがある。

放熱量は、放熱面積に比例するため、保護膜１の表面に
凹凸を形成させて有効放熱面積を大きくすることにより
、放熱量を増加させる効果がある。

第２図は、本発明の第２の実施例における半導体集積回
路である。第２図において、１は保護膜、２は集積回路
、３は基板で、以上は第１図の構成と同様なものである
。第１図の構成と異なるのは、放熱フィン５を保護膜１
の上に設けた点である。放熱フィンの製法としては、保
護膜１をプラズマ窒化膜で作製し、その上に熱伝導率の
高い金属等を選択的に積層させるか又は、前記金属等を
一様に積層させた後にエツチング等により凹凸を設ける
ことで作成できる。以上のように構成された半導体集積
回路についてその動作を説明する。

集積回路２で発生した電力損失（熱）は、基板３を介し
てケースに放熱されるものと、保護膜１と放熱フィンを
介して大気へ放熱されるものがある。放熱量は、放熱面
積に比例するため、保護膜１の表面に放熱フィンを設け
て有効面積を太き（することにより、放熱量を増加させ
る効果がある。

また放熱フィンの熱伝導率は、第１の実施例の凹凸の熱
伝導率よりも高いために、放熱特性の改善効果は更に増
やすことになる。

以下本発明の第３の実施例について説明する。

第３図は本発明の第３の実施例における半導体集積回路
を示すものである。第３図において、１は保護膜、２は
集積回路、３は基板、４は凹凸、６は伝熱媒体、７はパ
ッケージである。以上のように構成された半導体集積回
路について、その動作を説明する。

保護膜１、集積回路２、基板３、凹凸４は、第１の実施
例の構成と同様なものである。異なる点は、パッケージ
７の中に伝熱媒体６を充てんし、半導体集積回路を設置
した点である。

集積回路２で発生した電力損失（熱）は、基板３を介し
てパッケージ７に放熱されるものと、保護膜１と凹凸４
を介して伝熱媒体へ放熱されるものがある。放熱量は、
放熱面積に比例するため、保護膜１の表面に凹凸を形成
させて有効放熱面積を太き（するか又は、第２の実施例
と同様に保護膜とは異なった高い熱伝導率の物質で放熱
フィン５を形成して有効放熱面精を大きくすることによ
り、放熱量を増加できる効果がある。

伝熱媒体６が大気の場合は、凹凸４からの放熱は第１の
実施例と同様であるが、熱伝導率が大気よりも高い気体
（例えば、Ｈｅガス等）又は、熱伝導率の高い絶縁性液
体く例えば、変圧器油等〉を伝熱媒体６の代りに使用す
れば、凹凸４からの放熱をパッケージへ効率良く熱伝達
することが可能となり、ひいては半導体集積回路の温度
上昇を低（抑える効果がある。

この凹凸は第２の実施例における放熱フィン５とおきか
えても同じ効果が得られる。以下、凹凸と放熱フィンを
まとめて放熱フィンと呼ぶ。放熱フィンの物理的寸法の
限界は、放熱フィン間の間隙で熱の対流現象が認められ
るかどうかの限界にある。例えば、伝熱媒体６が大気の
場合、大気を構成する粒子の平均自由行程は約０．１　
ミクロンであるので、前記間隙は少なくとも０．１ミク
ロンは必要である。更に伝熱媒体に使用する気体の圧力
を高くして粒子の平均自由行程を短くすることにより、
前記間隙をもっと狭めることができる。このように放熱
フィンの高さと、放熱フィン間の間隙の比を大きくする
ことにより有効放熱面積も拡大することになり、放熱特
性の改善の効果は極めて大となる。

この放熱フィンは、現在の半導体プロセス技術による微
細加工を直接適用することが可能である。

発明の効果 以上のように本発明は、表面保護膜表面に凹凸を設ける
か又は、表面保護膜表面に放熱用フィンを設けたことに
より、パッケージを通しての外部からの水分、汚染物の
侵入や機械的な損傷から集積回路を保護するための効果
と同時に、保護膜の有効放熱面積の拡張により半導体素
子から発生する熱の放熱を改善する効果も兼ねそなえる
ことができる。また前記放熱フィンの作成は、現在の半
導体プロセス技術による微細加工を直接適用できる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の実施例における半導体集積回
路の断面概略図、第２図は、本発明の第２の実施例にお
ける半導体集積回路の断面概略図、第３図は、本発明の
第３の実施例における半導体集積回路の断面概略図、第
４図は、従来の半導体集積回路の断面概略図である。 １・・・・・・保護膜、２・・・・・・集積回路、３・
・・・・・基板、４・・・・・・凹凸、５・・・・・・
放熱フィン、６・・・・・・伝熱媒体、７・・・・・・
パッケージ。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　ほか１名菓 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 表面保護膜上に０．５ミクロン以上の凹凸を設けたこと
   を特徴とする半導体集積回路。