KR100253226B1 - 반도체 소자의 열방출부 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

전력 펫의 패드 부분을 이용해서 열방출이 효과적으로 이루어지게 하기 위한 반도체 소자의 열방출부 및 그의 제조방법을 제공하기 위한 것으로, 이와 같은 목적을 달성하기 위한 반도체 소자의 열방출부의 제조방법은 게이트전극과 소스영역 및 드레인영역이 형성된 반도체 소자에 있어서, 상기 게이트전극과 소스영역 및 드레인영역의 패드형성영역에 각각 트랜치를 형성하는 공정과, 상기 각 트랜치를 채우도록 제 1 도금층을 형성하는 공정과, 상기 제 1 도금층과 접하도록 제 2 도금층을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

반도체 소자의 열방출부 및 그의 제조방법
본 발명은 고주파용 전력 펫(Field Effect Transistor:FET)의 열방출에 관한 것으로 특히, 전력 펫의 패드 부분을 이용해서 열방출이 효과적으로 이루어지게 하는 데에 적당한 반도체 소자의 열방출부 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
첨부 도면을 참조하여 종래 반도체 소자의 열방출부에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 1(a) 내지 도 1(c)는 종래 반도체 소자의 열방출부의 제 1 제조방법을 나타낸 공정단면도이고, 도 2(a) 내지 도 2(c)는 종래 반도체 소자의 열방출부의 제 2 제조방법을 나타낸 공정단면도이다.
종래 제 1 제조방법에 따른 반도체 소자의 열방출부는 웨이퍼의 뒷면을 통하여 열방출을 하기 위한 것으로 그 제조방법은 다음과 같다.
먼저, 도 1(a)에 도시한 바와 같이 갈륨비소(GaAs)기판(1)의 앞면에 반도체 소자(2)를 제조한 후에 갈륨비소기판(1)으로 형성된 웨이퍼를 일정 두께까지 갈아낸다.
그리고, 도 1(b)에 도시한 바와 같이 갈륨비소기판(1)의 뒷면에 트랜치를 형성한 후 제 1 금도금층(3)을 증착한 다음 트랜치 내에만 제 1 금도금층(3)이 형성되도록 평탄화한다.
그런 다음, 도 1(c)에 도시한 바와 같이 제 1 금도금층(3)이 형성된 갈륨비소기판(1) 뒷면의 전면에 걸쳐 제 2 금도금층(4)을 얇게 형성한다.
이와 같은 공정을 통하여 갈륨비소기판(1)의 웨이퍼 앞면에 형성된 반도체 소자(2) 즉, 펫(FET)에서 발생한 열은 갈륨비소기판(1)을 통과한 다음 두꺼운 제 1 금도금층(3) 및 얇게 형성된 제 2 금도금층(4)을 통해 방출된다.
다음으로, 종래 제 2 제조방법은 웨이퍼의 앞면을 통하여 열을 방출하기 위한 것으로 그 제조방법은 다음과 같다.
먼저, 도 2(a)에 도시한 바와 같이 갈륨비소기판(1)의 앞면에 소스패드나 드레인패드나 게이트패드와 같은 패드층(5)을 일정간격으로 형성한다.
그리고, 도 2(b)에 도시한 바와 같이 갈륨비소기판(1)의 앞면에 형성된 패드층(5)중에 소스패드(5a)의 상부에만 두껍게 도금층(6)을 형성한다.
이때, 각 도금층(6)의 두께는 같게 형성한다.
마지막으로, 도 2(c)에 도시한 바와 같이 소스패드(5a)상에 형성된 도금층(6)상에 열방출기구(7)을 부착한다.
그러나, 상기의 종래 반도체 소자의 열방출부의 제조에 있어서, 제 1 제조방법은 웨이퍼를 먼저 얇게 간 다음 열방출부의 공정을 진행해야 하는 번거로움 및 웨이퍼의 앞면과 정렬시켜야 하는 번거로움이 있다.
또한, 제 2 제조방법은 소스패드(5a)상의 도금층(6)의 높이를 일정하게 해야하고 열방출기구(7)로 인해 펫을 볼 수 없게 되는 문제가 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 창안된 것으로, 패드 부분을 이용하여 열방출을 효과적으로 할 수 있는 반도체 소자의 열방출부 및 그의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
도 1(a) 내지 도 1(c)는 종래 반도체 소자의 열방출부의 제 1 제조방법을 나타낸 공정단면도.
도 2(a) 내지 도 2(c)는 종래 반도체 소자의 열방출부의 제 2 제조방법을 나타낸 공정단면도
도 3은 본 발명에 따른 반도체 소자의 열방출부를 나타낸 평면도
도 4(a) 및 도 4(b)는 도 3의 A-A 선상을 따라 본 발명 반도체 소자의 열방출부의 제조방법을 나타낸 공정단면도
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***
11 : 갈륨비소기판 12 : 제 1 금도금층
13 : 제 2 금도금층 13a : 게이트패드
13b : 소스패드 13d : 드레인패드
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 반도체 소자의 열방출부는, 게이트전극과 소스영역 및 드레인 영역이 형성된 반도체 소자에 있어서, 상기 게이트전극과 소스영역 및 드레인 영역의 패드형성영역에 형성된 트랜치와, 상기 트랜치내에 형성된 제 1 도금층과, 상기 제 1 도금층과 접하도록 형성된 제 2 도금층을 포함하여 구성된다.
상기와 같은 구조를 이루기 위한 본 발명 반도체 소자의 열방출부의 제조방법은 게이트전극과 소스영역 및 드레인영역이 형성된 반도체 소자에 있어서, 상기 게이트전극과 소스영역 및 드레인영역의 패드형성영역에 각각 트랜치를 형성하는 공정과, 상기 각 트랜치를 채우도록 제 1 도금층을 형성하는 공정과, 상기 제 1 도금층과 접하도록 제 2 도금층을 형성하는 공정으로 포함하여 이루어진다.
첨부 도면을 참조하여 본 발명 반도체 소자의 열방출부 및 그의 제조방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
일반적으로 전력 펫에서 드레인, 소스, 게이트패드를 형성하는 부분의 면적은 전체 전력 펫 면적의 30-50% 정도가 되는데, 본 발명은 이러한 패드들을 열방출기구로 이용하고자 한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 반도체 소자의 열방출부를 나타낸 평면도이고, 도 4(a) 및 도 4(b)는 도 3의 A-A 선상을 따라 본 발명 반도체 소자의 열방출부의 제조방법을 나타낸 공정단면도이다.
본 발명 반도체 소자의 열방출부는, 도 3과 도 4(b)에 도시한 바와 같이 펫에 형성된 게이트전극과 소스 및 드레인영역 각각에 게이트패드(13a)와 드레인패드(13c) 및 소스패드(13b)가 형성되어 있다. 이때 각각의 게이트패드(13a)와 드레인패드(13c) 및 소스패드(13b)가 형성된 갈륨비소기판(11)내에는 제 1 금도금층(12)이 일정깊이를 갖고 형성되어 있다. 그리고 상기 제 1 금도금층(12)상에는 제 2 금도금층(13)이 얇게 형성되어 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명 반도체 소자의 열방출부의 제조방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 4(a)에 도시한 바와 같이 갈륨비소기판(11)에 드레인영역과 소스영역과 게이트전극을 형성한다. 이후, 형성된 각 소자의 패드를 형성하기 전에 패드를 형성할 각 부분의 갈륨비소기판(11)을 깊게 식각하여 트랜치를 형성한다. 그리고 각 트랜치를 채우도록 제 1 금도금층(12)을 형성한다.
그런 다음, 도 4(b)에 도시한 바와 같이 전면에 제 2 금도금층(13)을 얇게 증착한 후에 선택적으로 패터닝한다. 이때 제 1 금도금층(12)과 접하는 제 2 금도금층(13)은 각각 드레인패드(13c), 게이트패드(13a) 및 소스패드(13b)로 사용된다. 이와 같이 패드를 형성함과 동시에 이 패드를 통하여 소자의 동작시 발생하는 열을 방출한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 열방출부를 웨이퍼를 얇게 갈기전에 형성하므로 웨이퍼가 깨질 위험성이 없고 또한 종래 제 2 방법과 같이 펫을 볼 수 없다는 문제도 해결할 수 있으므로 보다 신뢰성있는 열방출부를 쉽게 형성할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 게이트전극과 소스영역 및 드레인 영역이 형성된 반도체 소자에 있어서,
    상기 게이트전극과 소스영역 및 드레인 영역의 패드형성영역에 형성된 트랜치와,
    상기 트랜치내에 형성된 제 1 도금층과,
    상기 제 1 도금층과 접하도록 형성된 제 2 도금층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 열방출부.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 도금층과 접하는 제 2 도금층은 각각 게이트패드와 소스패드 및 드레인패드를 구성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 열방출부.
  3. 게이트전극과 소스영역 및 드레인영역이 형성된 반도체 소자에 있어서,
    상기 게이트전극과 소스영역 및 드레인영역의 패드형성영역에 각각 트랜치를 형성하는 공정과,
    상기 각 트랜치를 채우도록 제 1 도금층을 형성하는 공정과,
    상기 제 1 도금층과 접하도록 제 2 도금층을 형성하는 공정으로 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 열방출부의 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 도금층과 접하는 제 2 도금층은 각각 게이트패드와 소스패드 및 드레인패드로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 열방출부의 제조방법.
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