KR100630664B1

KR100630664B1 - Integrated circuit device having cooling system

Info

Publication number: KR100630664B1
Application number: KR1020000024618A
Authority: KR
Inventors: 김영필
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2000-05-09
Filing date: 2000-05-09
Publication date: 2006-10-02
Also published as: KR20010103875A

Abstract

냉각 시스템을 가지는 집적 회로 소자를 개시한다. 본 발명의 일 관점은, 기판의 어느 일 면에 형성된 티(T)형 트렌치(trench)와, 티형 트렌치를 채우며 티형 트렌치의 구조적 영향에 의해서 중심부에 보이드 채널(void channel)을 발생하며 형성된 소자 분리막과, 기판의 일 면에 대향되는 다른 면으로부터 기판을 관통하여 보이드 채널에 연결되는 냉매 유도로, 및 기판의 다른 면에 형성되어 냉매 유도로에 연결되어 냉매를 냉매 유도로 및 보이드 채널을 통해 순환시키는 마이크로팬(microfan)을 포함하는 집적 회로 소자를 제공한다.An integrated circuit device having a cooling system is disclosed. An aspect of the present invention provides a device isolation layer formed by forming a tee (T) trench formed on one surface of a substrate, and filling a tee trench and generating a void channel in the center due to the structural effects of the tee trench. And a refrigerant induction furnace penetrating through the substrate from the other side opposite to one side of the substrate and connected to the void channel, and formed on the other side of the substrate and connected to the refrigerant induction furnace to circulate the refrigerant through the refrigerant induction furnace and the void channel. An integrated circuit device including a microfan is provided.

Description

Integrated circuit device having cooling system

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 냉각 시스템을 가지는 집적 회로 소자를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating an integrated circuit device having a cooling system according to an embodiment of the present invention.

도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 냉각 시스템을 가지는 집적 회로 소자 제조 방법을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 단면도들이다. 2 to 4 are cross-sectional views schematically illustrating a method of manufacturing an integrated circuit device having a cooling system according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부호에 대한 간략한 설명><Brief description of the major symbols in the drawings>

100; 반도체 기판, 210; T형 트렌치,100; Semiconductor substrate 210; T trench,

250; 소자 분리막, 310: 회로,250; Device isolation layer, 310: circuit,

330, 350; 절연막, 420; 보이드 채널,330, 350; An insulating film, 420; Void Channel,

450; 냉매 유도로, 470; 개구,450; Refrigerant induction furnace, 470; Aperture,

500; 냉각 마이크로팬.500; Cooling microfan.

본 발명은 집적 회로 소자에 관한 것으로, 특히, 냉각 시스템(cooling system)을 구비한 집적 회로 소자에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD The present invention relates to integrated circuit devices, and more particularly, to integrated circuit devices having a cooling system.

집적 회로 소자, 예컨대, 알파 칩(alpha chip)과 같은 마이크로 프로세서(microprocessor)는 고밀도로 집적된 회로들이 매우 빠른 속도록 동작하도록 설계된다. 이에 따라, 집적 회로 소자의 동작시 집적 회로 소자 자체에 매우 많은 열이 발생한다. DRAM(Direct Random Access Memory) 소자 또는 CPU(Central Process Unit) 소자의 속도에 발맞추어 빠른 입출력을 갖는 회로들이 집적 회로 소자에 적용되고 있는 추세에 따라, 이러한 집적 회로 소자에는 많은 열이 발생하는 것이 일반적이다. Integrated circuit devices, such as microprocessors such as alpha chips, are designed to allow high density integrated circuits to operate at very high speeds. Accordingly, during operation of the integrated circuit device, a great deal of heat is generated in the integrated circuit device itself. In line with the speed of direct random access memory (DRAM) devices or central process unit (CPU) devices, circuits with fast inputs and outputs are being applied to integrated circuit devices, and thus, a lot of heat is generated in these integrated circuit devices. to be.

그런데, 이러한 집적 회로 소자가 정상적으로 작동하기 위해서는 집적 회로 소자의 온도가 어느 온도 이상 상승하는 것을 방지하여야 한다. 따라서, 집적 회로 소자의 온도 상승을 막지 위한 냉각 시스템(cooling system)이 집적 회로 소자에 채용되는 방안이 제시되고 있다. However, in order for the integrated circuit device to operate normally, the temperature of the integrated circuit device must be prevented from rising above a certain temperature. Accordingly, a method of applying a cooling system to the integrated circuit device to prevent a temperature rise of the integrated circuit device has been proposed.

집적 회로 소자에서 발생하는 열을 발산시켜 주기 위해서, 집적 회로 소자의 표면에 열전도율이 높은 금속판을 부착하고, 이러한 금속판에 표면적이 큰 금속 구조물, 즉, 방열판을 부착하고, 이러한 방열판에 팬(fan)을 설치하여 공기 흐름을 발생시켜 냉각시키는 냉각 시스템이 채용되고 있다. 이 경우 집적 회로 소자의 부피 보다 훨씬 큰 부피를 상기 방열판 및 팬이 차지하여, 작은 크기의 제품에 적용되는 것은 실질적으로 불가능하다. 따라서, 집적 회로 소자가 미소화됨에 따라 새로운 냉각 시스템을 채용한 집적 회로 소자의 개발이 요구되고 있다. In order to dissipate heat generated in the integrated circuit device, a metal plate having a high thermal conductivity is attached to the surface of the integrated circuit device, a metal structure having a large surface area, that is, a heat sink is attached to the metal plate, and a fan is attached to the heat sink. The cooling system which installs and produces | generates an airflow, and cools is employ | adopted. In this case, the heat sink and the fan occupy a volume much larger than the volume of the integrated circuit element, so it is practically impossible to apply to a small size product. Therefore, as the integrated circuit devices are miniaturized, development of integrated circuit devices employing new cooling systems is required.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 집적 회로 소자 자체에 새로운 냉 각 시스템을 구비하여, 집적 회로 소자가 동작할 때 발생하는 열을 효율적으로 외부로 방출할 수 있는 집적 회로 소자를 제공하는 데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an integrated circuit device having a new cooling system in the integrated circuit device itself, which can efficiently discharge heat generated when the integrated circuit device operates.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 관점은, 기판의 어느 일 면에 형성된 티(T)형 트렌치와, 상기 티형 트렌치를 채우며 상기 티형 트렌치의 구조적 영향에 의해서 중심부에 보이드 채널을 발생하며 형성된 소자 분리막과, 상기 기판의 상기 일 면에 대향되는 다른 면으로부터 상기 기판을 관통하여 상기 보이드 채널에 연결되는 냉매 유도로, 및 상기 기판의 상기 다른 면에 형성되어 상기 냉매 유도로에 연결되어 냉매를 상기 냉매 유도로 및 상기 보이드 채널을 통해 순환시키는 마이크로팬을 포함하는 집적 회로 소자를 제공한다.One aspect of the present invention for achieving the above technical problem, and fills the tee (T) trench formed on one surface of the substrate, and fills the tee trench to generate a void channel in the center due to the structural influence of the tee trench A device isolation film formed, a refrigerant induction furnace penetrating the substrate from the other surface opposite to the one surface of the substrate and connected to the void channel, and a refrigerant formed in the other surface of the substrate and connected to the refrigerant induction furnace It provides an integrated circuit device including a microfan circulating through the refrigerant induction path and the void channel.

본 발명에 따르면, 집적 회로 소자 동작시 발생하는 열을 효율적으로 방출시킬 수 있어, 집적 회로 소자의 동작 신뢰성을 제고할 수 있다.According to the present invention, the heat generated during the operation of the integrated circuit device can be efficiently discharged, and the operation reliability of the integrated circuit device can be improved.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이며, 도면 상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in many different forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape and the like of the elements in the drawings are exaggerated to emphasize a more clear description, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings means the same elements.

본 발명의 실시예는 집적 회로가 형성되는 기판 내부에 냉매가 유통될 수 있 는 냉각로 구조를 구비하고 이러한 냉각로 구조에 연결되는 마이크로팬(microfan)을 구비하는 집적 회로 소자를 제공한다. 보다 상세하게는 도면들을 참조하는 실시예를 통해서 설명한다. Embodiments of the present invention provide an integrated circuit device having a cooling path structure through which a refrigerant can be distributed inside a substrate on which an integrated circuit is formed, and having a microfan connected to the cooling path structure. In more detail will be described through an embodiment with reference to the drawings.

구체적으로, 본 발명의 실시예는 집적 회로가 형성되는 기판(100) 내부에 냉각로 구조를 구비한다. 냉각로 구조는, 기판(100)에 집적 회로를 형성하기 위해서 준비되는 소자 분리막(250), 예컨대, 기판(100)에 식각 공정에 의해서 형성된 T형 트렌치(210)를 채우는 소자 분리막(250) 내부에 발생되는 보이드 채널(void channel;420)과 상기 보이드 채널(420)에 연결되도록 기판(100)을 관통하여 형성되는 냉매 유도로(450)를 포함하여 이루어진다. Specifically, the embodiment of the present invention has a cooling furnace structure inside the substrate 100 in which the integrated circuit is formed. The cooling furnace structure may include a device isolation film 250 prepared to form an integrated circuit on the substrate 100, for example, inside the device isolation film 250 filling the T-type trench 210 formed by an etching process on the substrate 100. And a refrigerant induction path 450 formed through the substrate 100 to be connected to the void channel 420 and the void channel 420.

일반적으로 기판(100) 상에 도전 물질을 이용한 회로(310)를 형성하고, 이러한 회로를 절연시키는 절연막(330, 350)을 형성함으로써, 집적 회로가 기판(100) 상에 형성된다. 이러한 회로(310)를 형성할 때, 커패시터(capacitor) 등과 같은 능동 소자들간을 분리시키기 위해서, 기판(100)에는 소자 분리막(250)이 도입된다.In general, an integrated circuit is formed on the substrate 100 by forming a circuit 310 using a conductive material on the substrate 100 and forming insulating layers 330 and 350 that insulate the circuit. In forming the circuit 310, an isolation layer 250 is introduced to the substrate 100 to separate active elements such as capacitors.

소자 분리막(250)은 집적 회로 소자의 집적도가 높아짐에 따라, 기판(100)을 식각하여 형성되는 트렌치에 절연 물질을 채우는 트렌치 소자 분리 형태로 형성되고 있다. 이러한 트렌치 형태의 소자 분리막(250)은 보다 완전한 소자 분리를 위해서, 점차 T형 트렌치(210)를 이용하고 있다. The device isolation layer 250 is formed in a trench isolation structure in which an insulating material is filled in a trench formed by etching the substrate 100 as the integration degree of the integrated circuit device increases. The trench isolation device 250 gradually uses the T-type trench 210 for more complete device isolation.

이러한 T형 트렌치(210)를 채우는 소자 분리막(250)은, 소자 분리막(250) 형 성 시 T형 트렌치(210)의 극대화된 종횡비(aspect ratio)에 의해서 그 내부에 보이드 채널(void channel;420)이 자발적으로 발생한다고 알려져 있다. 이는 T형 트렌치(210)의 높은 종횡비에 따른 소자 분리막(210)을 이루는 절연 물질의 증착 특성에 따라 발생하는 현상이다. The device isolation layer 250 filling the T-type trench 210 may include a void channel 420 therein due to the maximized aspect ratio of the T-type trench 210 when the device isolation layer 250 is formed. ) Is known to occur spontaneously. This is a phenomenon that occurs depending on the deposition characteristics of the insulating material constituting the device isolation layer 210 according to the high aspect ratio of the T-type trench (210).

한편, 이러한 보이드 채널(420)은, 소자 분리막(250)이 전체 기판(100) 상 곳곳으로 연결되어 형성되므로, 전체적으로 소자 분리막(250)이 이르는 곳에 모두 연결된 상태로 형성된다. 따라서, 보이드 채널(420)은 소자 분리막(250)의 중심부를 가로질러 형성되는 통로로 이용될 수 있다. 또한, 이러한 보이드 채널(420)은, 소자 분리막(250) 폐쇄 영역(closed region)으로 형성됨에 따라, 폐쇄된 순환 통로로 형성될 수 있다. On the other hand, since the void channel 420 is formed by connecting the device isolation layer 250 to various parts of the entire substrate 100, the void isolation layer 420 is formed in a state where all of the device isolation layers 250 reach. Accordingly, the void channel 420 may be used as a passage formed across the center of the device isolation layer 250. In addition, as the void channel 420 is formed as a closed region of the device isolation layer 250, the void channel 420 may be formed as a closed circulation passage.

냉매 유도로(450)는 기판(100)을 관통하여 형성되어, 이러한 보이드 채널(420)에 연결된다. 이때, 이러한 냉매 유도로(450)는, 보이드 채널(420)의 적어도 어느 두 부분에 형성되어 보이드 채널(420)로 냉매를 공급하거나 배출하는 역할을 한다. The refrigerant induction path 450 is formed through the substrate 100 and is connected to the void channel 420. At this time, the refrigerant induction path 450 is formed in at least two portions of the void channel 420 to serve to supply or discharge the refrigerant to the void channel 420.

냉매 유도로(450)가 기판(100) 외부로 노출되는 기판(100)의 일면, 예컨대, 회로(310)가 형성되는 기판(100)의 면의 반대면에는 냉각 마이크로팬(500)이 부착된다. 이러한 냉각 마이크로팬(500)은 초미세 가공 기술(micromachining)에 의해서 별도의 기판 또는 상기한 회로(310)가 형성되는 기판(100)의 후면에 직접 형성될 수 있다. 이러한 초미세 가공 기술에 의해서 마이크로팬(500)을 형성하는 것은 미합중국 특허 제5,296,775호에서 크로닌(Cronin) 등에 의해서 제시된 바 있다. The cooling microfan 500 is attached to one surface of the substrate 100 to which the refrigerant induction path 450 is exposed to the outside of the substrate 100, for example, a surface opposite to the surface of the substrate 100 on which the circuit 310 is formed. . The cooling microfan 500 may be formed directly on the back surface of the substrate 100 on which the separate substrate or the circuit 310 is formed by ultramachining. The formation of the microfan 500 by such an ultra-fine processing technique has been proposed by Cronin et al. In US Pat. No. 5,296,775.

냉각 마이크로팬(500)은 냉매 유도로(450)에 연결되는 개구(470)를 통해 냉매를 상기한 냉매 유도로(450) 및 상기 냉매 유도로(450)에 연결되는 보이드 채널(420)에 제공하여 순환시키는 역할을 한다. 이때, 냉매는 공기 또는 물, 기름 등의 액체를 이용할 수 있다. 액상의 냉매를 이용할 경우 이러한 냉매를 보관하는 용기(도시되지 않음)를 상기한 기판(100) 내부 또는 외부에 설치할 수 있다. The cooling microfan 500 provides the refrigerant to the refrigerant induction path 450 and the void channel 420 connected to the refrigerant induction path 450 through an opening 470 connected to the refrigerant induction path 450. To circulate. At this time, the refrigerant may be a liquid such as air or water, oil. When a liquid refrigerant is used, a container (not shown) for storing the refrigerant may be installed inside or outside the substrate 100.

이와 같이 냉각 마이크로팬(500)에 의해서 순환되는 냉매는 보이드 채널(420)로 유입되어 순환되므로, 기판(100) 또는 회로(310) 주위를 직접 냉각시킬 수 있다. 따라서, 이러한 냉각 시스템은 집적 회로 소자를 보다 효율적으로 냉각시킬 수 있어, 집적 회로 소자에서 발생되는 열을 효율적으로 방출시킬 수 있다. As such, the refrigerant circulated by the cooling microfan 500 is introduced into the void channel 420 and circulated, thereby directly cooling around the substrate 100 or the circuit 310. Thus, such a cooling system can cool the integrated circuit elements more efficiently, and can efficiently dissipate heat generated in the integrated circuit elements.

또한, 소자 분리막(250)은 소자의 집적도가 높은 부위에서는 자연히 높은 밀도로 형성된다. 따라서, 보이드 채널(420)의 밀도 또한 소자의 집적도가 높은 부위에서 자연스럽게 높게 된다. 소자의 집적도가 높은 부위는 열원이 많은 곳이어서 냉각 효율이 높아야 할 곳이다. 그런데, 상기한 바와 같이 보이드 채널(420)의 밀도가 이러한 소자의 집적도가 높은 부위에서는 높아지므로 자연스럽게 이러한 부위에서의 냉매의 흐름도 많아지게 된다. 즉, 열원이 높은 곳에서는 냉매의 흐름도 자연스럽게 많아져 효율적인 냉각 효과를 얻을 수 있다. In addition, the device isolation layer 250 is naturally formed at a high density at a high integration degree of the device. Therefore, the density of the void channel 420 is also naturally high in the high integration area of the device. The high integration area of the device is a place with a lot of heat sources, where the cooling efficiency should be high. However, as described above, since the density of the void channel 420 becomes high at the site where the integration degree of the device is high, the flow rate of the refrigerant at such a site naturally increases. In other words, the flow rate of the refrigerant is naturally increased in the place where the heat source is high, so that an efficient cooling effect can be obtained.

도 1에 제시된 바와 같은 본 발명의 실시예에 의한 냉각 시스템을 구비하는 집적 회로 소자는, 다음의 도 2 내지 도 4에 제시된 바와 같은 방법에 의해서 제조될 수 있다. An integrated circuit device having a cooling system according to an embodiment of the present invention as shown in FIG. 1 may be manufactured by a method as shown in the following FIGS. 2 to 4.

도 2를 참조하면, 기판(100)에 통상의 식각 공정을 이용하여 T형 트렌치(210)를 형성한 후, 이러한 T형 트렌치(210)를 채우는 소자 분리막(250)을 형성한다. 소자 분리막(250)은 여러 가지 절연 물질로 형성될 수 있으나, 기판(100)이 실리콘(Si)으로 이루어질 때 산화 실리콘(SiO₂)으로 이루어질 수 있다. 이러한 소자 분리막(250)이 T형 트렌치(210)를 채울 때, T형 트렌치(210)의 매우 높은 종횡비에 의해서 소자 분리막(250)의 중심부에 보이드 채널(420)이 형성된다는 것은 알려진 사실이다. Referring to FIG. 2, after the T-type trench 210 is formed on the substrate 100 using a conventional etching process, the device isolation layer 250 filling the T-type trench 210 is formed. The device isolation layer 250 may be formed of various insulating materials, but may be made of silicon oxide (SiO ₂ ) when the substrate 100 is made of silicon (Si). When the device isolation layer 250 fills the T-type trench 210, it is known that the void channel 420 is formed in the center of the device isolation layer 250 due to the very high aspect ratio of the T-type trench 210.

소자 분리막(250)은 통상 회로를 집적할 때 활성 영역을 에워싸 분리하는 소자 분리 영역의 역할을 한다. 따라서, 소자 분리막(250)은 서로 연결되도록 폐쇄 영역 형태로 기판(100)에 형성된다. 따라서, 상기한 바와 같이 소자 분리막(250)의 중심부에 소자 분리막(250)을 이루는 절연 물질의 증착 특성에 의해서 형성되는 보이드 채널(420)은 소자 분리 영역을 모두 연결하는 통로로 형성된다. The device isolation layer 250 generally serves as a device isolation region that surrounds and separates an active region when the circuit is integrated. Therefore, the device isolation layer 250 is formed on the substrate 100 in the form of a closed region so as to be connected to each other. Accordingly, as described above, the void channel 420 formed by the deposition property of the insulating material forming the device isolation layer 250 in the center of the device isolation layer 250 is formed as a passage connecting all the device isolation regions.

한편, T형 트렌치(210)를 형성할 시 넓은 영역의 소자 분리 영역에서는 보이드 채널(420)이 형성되지 않을 수 있다. 이는 이러한 넓은 영역의 소자 분리 영역에서는 T형 트렌치의 종횡비가 좁은 영역의 소자 분리 영역에서의 T형 트렌치(210)에 비해 낮은 종횡비를 나타내는 데 기인한다. Meanwhile, when forming the T-type trench 210, the void channel 420 may not be formed in the device isolation region of the wide region. This is because the aspect ratio of the T-type trench in the large device isolation region is lower than the T-type trench 210 in the device isolation region in the narrow region.

따라서, 상기한 바와 같이 모든 소자 분리 영역에 상기한 보이드 채널(420)이 연결되기 위해서는, 이러한 넓은 소자 분리 영역에서도 좁은 T형 트렌치(210)가 형성되도록 유도하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 넓은 소자 분리 영역에는 더미 활성 영역(dummy active region)을 설정함으로써, 즉, 넓은 소자 분리 영역 내에 더미 활성 영역을 형성하여 소자 분리 영역의 폭을 좁혀 상기한 바와 같은 좁은 T 형 트렌치(210)가 형성되도록 유도할 수 있다. Therefore, in order to connect the void channel 420 to all device isolation regions as described above, it is preferable to induce a narrow T-type trench 210 to be formed even in such a wide device isolation region. For example, by setting a dummy active region in the wide device isolation region, that is, forming a dummy active region in the wide device isolation region to narrow the width of the device isolation region, the narrow T-type trench as described above ( 210 may be induced to form.

상술한 바와 같이 보이드 채널(420)이 내부에 발생된 소자 분리막(250)을 형성한 후, 기판(100) 상에 도전 물질을 증착하고 패터닝하여 회로(310)를 형성한다. 이후에, 회로(310)를 절연하는 절연막(330, 350)을 형성한다. 이와 같이 통상의 회로 형성 공정을 통해서 기판(100) 상에 회로를 구성한다. As described above, after the device isolation layer 250 in which the void channel 420 is generated is formed, the circuit 310 is formed by depositing and patterning a conductive material on the substrate 100. Thereafter, insulating films 330 and 350 that insulate the circuit 310 are formed. Thus, a circuit is comprised on the board | substrate 100 through a normal circuit formation process.

도 3은 보이드 채널(420)에 연결되는 냉매 유도로(450)를 형성하는 단계를 개략적으로 나타낸다. 3 schematically illustrates a step of forming a refrigerant induction path 450 connected to the void channel 420.

도 3을 참조하면, 회로(310)가 형성되는 반대면에 기판(100)을 관통하여 보이드 채널(450)에 연결되는 냉매 유도로(450)를 형성한다. 이러한 냉매 유도로(450)는 통상의 사진 식각 공정 또는 레이저(laser) 천공 공정 등을 이용하여 보이드 채널(450)에 다다르도록 기판(100)을 관통하여 형성될 수 있다. Referring to FIG. 3, the refrigerant induction path 450 connected to the void channel 450 is formed through the substrate 100 on the opposite surface on which the circuit 310 is formed. The refrigerant induction path 450 may be formed to penetrate the substrate 100 to reach the void channel 450 using a conventional photolithography process or a laser drilling process.

이때, 기판(100)의 배면에 접하는 냉매 유도로(450)의 초입 부분에는 냉매 유도로(450) 보다 넓은 폭의 개구(470)를 형성하여, 냉매가 냉매 유도로(450)로 유입되거나 이러한 냉매 유도로(450)로 유출되는 것을 원활하게 유도할 수 있다. 한편, 이러한 냉매 유도로(450)는 상술한 바와 같이 통상의 회로 형성 공정 후에 형성될 수도 있으나, 보이드 채널(420)이 형성된 직후에 형성될 수도 있다. In this case, an opening 470 having a wider width than that of the refrigerant induction path 450 is formed in the initial portion of the refrigerant induction path 450 in contact with the back surface of the substrate 100 so that the refrigerant flows into the refrigerant induction path 450 or is It is possible to smoothly guide the outflow to the refrigerant induction furnace 450. Meanwhile, the coolant induction path 450 may be formed after the conventional circuit forming process as described above, but may be formed immediately after the void channel 420 is formed.

도 4는 냉각 마이크로팬(500)을 냉매 유도로(450)에 연결되도록 기판(100)의 배면에 부착하는 단계를 개략적으로 나타낸다. 4 schematically illustrates attaching the cooling microfan 500 to the back of the substrate 100 to be connected to the refrigerant induction path 450.

도 4를 참조하면, 냉각 마이크로팬(500)을 초미세 가공 기술을 이용하여 별도의 기판에 형성한다. 이와 같이 초미세 가공 기술을 이용하여 형성된 냉각 마이 크로팬(500)은 개구(470)에 연결되도록 기판(100)의 배면에 부착될 수 있다. 냉각 마이크로팬(500)은 냉매를 개구(470)를 통해 냉매 유도로(450)로 유입시켜 보이드 채널(420)을 순환하도록 하는 역할을 한다. Referring to FIG. 4, the cooling microfan 500 is formed on a separate substrate by using an ultrafine processing technique. As such, the cooling micropan 500 formed by using the ultra-fine processing technology may be attached to the rear surface of the substrate 100 to be connected to the opening 470. The cooling microfan 500 serves to circulate the void channel 420 by introducing the refrigerant into the refrigerant induction path 450 through the opening 470.

냉매, 예컨대, 공기, 물 또는 기름은 보이드 채널(420)을 통해 순환하며 회로(310) 등이 동작하며 발생되는 열에 의해서 집적 회로 소자의 온도가 상승하는 것을 억제한다. 이러한 냉매로 물 또는 기름 혹은 다른 냉각액을 이용할 경우, 이러한 냉매를 제공하는 용기를 별도로 준비하여 상기 마이크로팬(500)에 연결할 수 있다. The coolant, for example, air, water, or oil, circulates through the void channel 420, and suppresses an increase in temperature of the integrated circuit device due to heat generated by the operation of the circuit 310 or the like. In the case of using water, oil, or other coolant as the refrigerant, a container for providing the refrigerant may be separately prepared and connected to the microfan 500.

상술한 바와 같이 냉각 마이크로팬(500)을 별도의 기판에 형성하여 집적 회로 소자의 기판(100)의 배면에 부착할 수 있으나, 집적 회로 소자의 기판(100)의 배면에 상기한 바와 같은 초미세 가공 기술을 이용하여 직접 형성할 수도 있다. 이 경우, 마이크로팬을 형성하는 공정은 집적 회로 소자를 형성하는 공정 이전 또는 이후에 수행되어도 무방하다. As described above, the cooling microfan 500 may be formed on a separate substrate and attached to the back surface of the substrate 100 of the integrated circuit device. It can also form directly using a processing technique. In this case, the process of forming the micropan may be performed before or after the process of forming the integrated circuit device.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다. As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail through the specific Example, this invention is not limited to this, It is clear that the deformation | transformation and improvement are possible by the person of ordinary skill in the art within the technical idea of this invention.

상술한 본 발명에 따르면, 초미세 가공 기술을 이용하여 마이크로팬을 형성하여 기판 배후에 부착하거나 기판 배면에 직접 마이크로팬을 형성하고, T형 트렌치 소자 분리막에 발생되는 보이드 채널과 이러한 보이드 채널에 연결되는 냉각 유 도로로 냉매를 상기 마이크로팬을 이용하여 순환시킴으로써, 집적 회로 소자의 기판을 직접적으로 냉각시킬 수 있다. According to the present invention described above, by using a micro-fabrication technology to form a micropan to attach to the back of the substrate or to form a micropan directly on the back of the substrate, the void channel generated in the T-type trench isolation layer and connected to the void channel By circulating the refrigerant using the microfan with a cooling flow path, the substrate of the integrated circuit device can be directly cooled.

이에 따라, 집적 회로 소자가 동작할 때 발생하는 열을 효율적으로 방출할 수 있다. 따라서, 집적 회로 소자가 고속으로 동작하여 다량의 열을 발생하더라도, 이러한 열에 의해서 집적 회로 소자가 오동작하거나 동작 되지 않는 불량을 방지할 수 있다. Accordingly, heat generated when the integrated circuit device is operated can be efficiently released. Therefore, even if the integrated circuit device operates at a high speed to generate a large amount of heat, it is possible to prevent a defect in which the integrated circuit device malfunctions or does not operate by such heat.

Claims

A tee (T) type trench formed on one surface of the substrate;

A device isolation layer filling the tee trench and generating a void channel in a central portion thereof by a structural influence of the tee trench;

A refrigerant induction furnace passing through the substrate from the other surface opposite to the one surface of the substrate and connected to the void channel; And

And a microfan formed on the other side of the substrate and connected to the refrigerant induction path to circulate a refrigerant through the refrigerant induction path and the void channel.

The method of claim 1, wherein the micropan

And formed directly on the other side of the substrate by ultra-fine processing technology.

The method of claim 1, wherein the micropan

And the other side of the substrate.