KR101554913B1 - 방열 기능을 갖는 반도체 장치 및 이를 구비하는 전자 기기 - Google Patents

방열 기능을 갖는 반도체 장치 및 이를 구비하는 전자 기기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방열 기능을 갖는 반도체 장치 및 이를 구비하는 전자 기기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 반도체 장치는, 회로를 구성하는 반도체 소자들이 형성된 전면, 및 요철면으로 이루어진 후면을 구비한다. 따라서, 방열판을 덧붙이지 않고도 반도체 장치의 방열 효과가 극대화된다.

Description

방열 기능을 갖는 반도체 장치 및 이를 구비하는 전자 기기{Semiconductor device with heat emission function and electronic device having the same}
본 발명은 반도체 장치에 관한 것으로서, 특히 방열 기능을 갖는 반도체 장치 및 이를 구비하는 전자 기기에 관한 것이다.
전자 기기, 예컨대 모바일 기기 시장이 성장함에 따라 휴대성이 부각되면서 얇은 기기들이 시장에서 주목을 받고 있고, 소비자들의 반응도 좋다. 이에 모바일 기기 등의 제조업체들은 장치의 두께 경쟁에 나섰고, 기기를 얇게 만드는 것이 앞선 기술력을 가지고 있는 것으로 선전되기도 한다. 모바일 기기 등을 얇게 만들려면 먼저 채용되는 부품들의 두께가 작아져야만 한다.
모바일 기기에 필수적으로 장착되는 것 중 하나로써 카메라를 구현하는데 필요한 이미지 센서가 있다. 이미지 센서는 고집적 제품인 반도체 기판에 이미지 센싱 회로를 구현하는 것이 일반적이다.
반도체 기판에 회로가 형성된 반도체 장치는 크기가 작고, 회로가 집적되어 있어서 동작하는 과정에서 열이 필수적으로 발생하게 된다. 상기 발생하는 열은 반도체 기판에 형성된 반도체 소자들의 오동작을 유발할 수가 있다. 때문에, 상기 발생하는 열을 반도체 기판의 외부로 방출시키기 위하여, 반도체 장치에 메탈을 덧붙이기도 하고, CPU(Central Processing Unit)와 같이 고성능의 반도체 장치의 경우에는 다양한 형태의 방열판을 덧붙이고, 팬(fan)을 추가하여 히트 싱크(heat sink)를 실행하고 있다.
그런데, 모바일 기기들이 휴대성을모바일 기기에 들어가는 반도체 장치 역시 얇아져야만 한다. 이 때문에 반도체 장치에 방열판이나 팬과 같이 방열에 필요한 부재를 덧붙일 수 없는 상황에 이르렀고, 일부 모바일 기기의 경우 방열판이 없는 반도체 장치를 사용하고 있다. 그러나, 반도체 장치는 고성능이고 고집적화된 제품이면서도 크기가 작다 보니 회로의 구동 과정에서 발생하는 열을 처리하는 것이 용이하지 않아 반도체 장치의 성능이 저하되는 경우가 종종 발생하고 있다.
따라서, 반도체 장치에 방열용 부재를 덧붙이지 않으면서도 반도체 장치에서 발생하는 열을 외부로 효과적으로 방출할 수 있는 구조에 대한 필요성이 제기되고 있다.
본 발명은 방열 기구를 덧붙이지 않으면서도 방열 성능이 좋은 반도체 장치 및 이를 구비하는 전자 기기를 제공하기 위한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,
회로를 구성하는 반도체 소자들이 형성된 반도체 기판의 전면; 및 요철면으로 이루어진 반도체 기판의 후면을 구비하는 반도체 장치를 제공한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 또한,
회로를 구성하는 반도체 소자들이 형성된 반도체 기판의 전면; 상기 요철면으로 이루어진 반도체 기판의 후면; 및 상기 요철면의 표면에 형성된 방출막을 구비하는 반도체 장치를 제공한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 또한,
회로를 구성하는 반도체 소자들이 형성된 반도체 기판의 전면; 요철면으로 이루어진 반도체 기판의 후면; 및 상기 요철면 중에서 볼록면들 각각의 표면에 형성된 방출막을 구비하고, 상기 방출막의 테두리는 상기 볼록면의 표면의 테두리보다 더 넓은 반도체 장치를 제공한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 또한,
회로를 구성하는 반도체 소자들이 형성된 반도체 기판의 전면; 요철면으로 이루어진 반도체 기판의 후면; 및 상기 요철면 중에서 볼록면들 각각의 표면에 형성된 복수층의 방출막을 구비하고, 상기 복수층의 방출막의 테두리들은 교번적으로 다른 넓이를 갖는 반도체 장치를 제공한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 또한,
전자 기기에 있어서, 상기 전자 기기의 일 면에 접착된 반도체 장치를 구비하고, 상기 반도체 장치의 전면에는 회로를 구성하는 반도체 소자들이 형성되고, 상기 반도체 장치의 후면은 요철면으로 이루어지며, 상기 반도체 장치의 후면과 상기 전자 기기의 일면 사이에는 복수개의 유체 홀들이 형성되며, 상기 복수개의 유체 홀들에는 공기 또는 유체가 채워지며, 상기 반도체 기판에서 발생하는 열은 상기 유체 홀들에 채워진 공기 또는 유체 중으로 방출되는 전자 기기를 제공한다.
본 발명에 따르면, 반도체 장치의 후면에 요철면을 형성함으로써, 반도체 장치만으로 반도체 장치 자체에서 발생하는 열을 반도체 장치의 외부로 방출하는 방열 효과를 극대화하여 반도체 장치에 형성된 반도체 소자들을 상기 열로부터 보호할 수가 있다.
즉, 본 발명에 따르면, 반도체 장치에 방열판을 덧붙이지 않고도 반도체 장치의 방열 효과를 극대화할 수가 있다.
이와 같이, 반도체 장치에 방열판을 덧붙이지 않음으로써, 반도체 장치가 장착되는 전자 기기의 두께나 높이가 늘어나지 않게 되고, 그 결과, 상기 전자 기기를 얇게 제조할 수가 있다.
또한, 반도체 장치에 방열판을 덧붙이지 않음으로써, 반도체 장치가 장착되는 전자 기기의 제조 가격이 절감되어, 상기 전자 기기의 생산성이 크게 향상된다.
또한, 반도체 장치에 방열판을 덧붙이지 않음으로써, 반도체 장치가 장착되는 전자 기기의 제조 공정이 그만큼 단순해지게 되어 상기 전자 기기의 생산 수율이 향상된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 장치의 단면도이다.
도 2a 내지 도 2c는 도 1에 도시된 반도체 장치의 후면을 보여주는 사시도들이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체 장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 반도체 장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 반도체 장치의 단면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 반도체 장치가 장착된 본 발명의 전자 기기의 단면도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참고하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 각 도면에 제시된 참조부호들 중 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 장치(101)의 구조를 보여준다. 도 1을 참조하면, 반도체 장치(101)는 반도체 기판(110)을 구비하며, 반도체 기판(110)의 전면(111)에는 회로를 구성하는 반도체 소자들(도시 안됨)이 형성되고, 반도체 기판(110)의 후면(112)에는 요철면(120)이 형성되어 있다. 요철면(120)은 반도체 기판(110) 중에서 상기 반도체 소자들이 형성되지 않은 면 즉, 후면에 형성된다. 요철면(120)은 복수개의 볼록면들(122)과 복수개의 오목면들(121)로 이루어진다.
이와 같이, 반도체 장치(101)의 후면(112)에 복수개의 오목면들(121)이 형성됨으로써, 반도체 장치(101)의 후면(112)의 단면적이 대폭적으로 증가한다. 단면적이 대폭적으로 증가함으로 인해, 반도체 장치(101)의 후면(112)이 공기와 접촉하는 면적이 대폭적으로 증가한다.
복수개의 오목면들(121)은 반도체 장치(101)가 특정 장치, 예컨대 휴대폰의 카메라(도 6의 601)에 장착될 경우에, 반도체 장치(101)와 상기 특정 장치 사이에 복수개의 유체 홀(hole)들(도 6의 125)을 형성하게 된다. 구체적으로, 반도체 장치(101)의 요철면(120)이 형성된 후면(112)이 상기 특정 장치의 일 면(도 6의 641)에 접착될 경우에, 반도체 장치(101)의 후면(112)과 상기 특정 장치의 일 면 사이에는 복수개의 유체 홀들(도 6의 125)이 형성된다. 복수개의 유체 홀들(도 6의 125)은 공기 또는 유체가 통과하는 통로를 형성하게 된다. 따라서, 복수개의 유체 홀들(도 6의 125)을 통해서 반도체 장치(101)의 후면(112)을 공기 또는 유체가 통과할 수가 있다.
외부에서 전원전압이 반도체 장치(101)의 전면(111)에 형성된 반도체 소자들에 인가되면, 상기 반도체 소자들이 동작을 시작하며, 그에 따라 반도체 장치(101)에는 열이 발생한다. 상기 발생된 열은 상기 반도체 소자들의 오동작을 유발할 수가 있다. 따라서, 반도체 장치(101)에 발생하는 열을 반도체 장치(101)의 외부로 신속히 방출시키는 것이 필요하다. 반도체 장치(101)에 형성되는 상기 반도체 소자들의 수가 많으면 많을수록 반도체 장치(101)에서 발생하는 열은 많아진다. 따라서, 반도체 장치(101)의 후면에 형성되는 오목면들(121)의 개수나 깊이는 반도체 장치(101)에 형성되는 반도체 소자들의 개수나 성능에 따라 적절히 조정되는 것이 바람직하다. 예컨대, 상기 반도체 소자들의 개수가 많거나 전력 소모가 많을 경우, 오목면들(121)의 깊이를 깊게 하여 통과하는 공기의 양을 많게 함으로써, 반도체 장치(101)에서 발생하는 열은 중으로 빨리 방출될 수가 있다.
본 발명에 따른 반도체 장치(101)는 도 1에 도시된 바와 같이, 그 후면(112)에 복수개의 오목면들(121)이 형성되어 있어서, 반도체 장치(101)에 열이 발생할 경우에 상기 열은 복수개의 오목면들(121)을 채우고 있는 공기 중으로 신속하게 방출된다. 따라서, 반도체 장치(101)에 형성된 상기 반도체 소자들은 열에 의한 오동작을 하지 않고 안정적으로 동작할 수가 있다.
이와 같이, 반도체 장치(101)의 회로가 형성되지 않은 면 즉, 반도체 장치(101)의 후면(112)에 요철면(120)을 형성함으로써, 반도체 장치(101)의 후면(112)의 단면적이 대폭적으로 증가하며, 그에 따라, 반도체 장치(101)의 후면(112)이 공기와 접촉하는 면적이 대폭적으로 증가한다. 따라서, 반도체 장치(101)이 특정 장치에 장착된 상태에서, 반도체 장치(101)의 반도체 소자들이 동작할 경우에, 반도체 장치(101)에서 발생하는 열은 복수개의 유체 홀들(도 6의 125)을 통해서 공기 또는 유체 중으로 신속하게 방출되고, 그로 인하여 반도체 장치(101)의 상기 반도체 소자들이 오동작을 하지 않고 안정적으로 동작하게 된다.
반도체 장치(101)의 후면(112)의 요철면(120)은 반도체 장치(101)의 제조 공정 즉, 반도체 장치(101)들이 복수개 구비되는 웨이퍼의 제조 공정에서 기존의 공정을 이용하여 간단하게 형성될 수가 있다. 예컨대, 반도체 장치(101)의 후면(112)의 요철면(120)을 형성하기 위해서는 반도체 기판(110)의 후면(112)의 표면에 포토레지스트층(photoresist layer)을 형성하고, 상기 포토레지스트층을 패터닝(patterning)한 다음, 상기 패터닝된 포토레지스트층을 마스크로 이용하여 반도체 기판(110)을 식각한다. 그리고 나서 반도체 기판(110)의 후면(112)에 남아있는 포포레지스트층을 제거하면, 도 1과 같이 반도체 장치(101)의 후면(112)에 요철면(120)이 형성된다.
일반적으로, 포토레지스트층을 패터닝하는 공정은 포토레지스트층 위에 특정 형태의 패턴을 갖는 마스크를 배치하는 마스킹 공정, 상기 마스크의 상부로부터 빛을 조사하는 노광 공정, 및 상기 노광된 포토레지스트층을 현상하여 특정 패턴을 갖는 포토레지스트층만 남기는 현상 공정을 포함한다. 이러한 패터닝 공정은 일반적인 공정 기술로 얼마든지 구현이 가능하다.
이와 같이, 반도체 장치(101)의 후면(112)의 요철면(120)을 형성하기 위하여 별도의 제조 공정을 설치할 필요가 없다.
또한, 상기 반도체 장치(101)의 후면(112)에 포토레지스트층을 형성하는 장비, 상기 포토레지스트층을 패터닝하는 장비 및 반도체 장치(101)을 식각하는 장비는 기존의 웨이퍼 제조에 사용되는 장비를 이용할 수가 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 반도체 장치(101)의 후면(112)에 요철면(120)을 형성하기 위한 별도의 반도체 제조 장비를 구비할 필요도 없다.
결과적으로, 본 발명에 따른 반도체 장치(101)의 후면(112)의 요철면(120)을 형성하는 데 따른 제조 비용은 거의 추가되지 않는다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 반도체 장치(101)의 회로가 형성되지 않은 후면(112)에 요철면(120)이 형성되어 있어서, 반도체 장치(101)의 후면(112)의 단면적이 대폭 증가하며, 그에 따라 반도체 장치(101)의 후면(112)은 공기와 접촉되는 면적이 넓어진다. 공기와 접촉되는 면적이 넓어지면, 반도체 장치(101)의 회로에서 발생하는 열이 공기 중으로 방출되는 속도가 월등하게 빨라지게 되고, 그에 따라 반도체 장치(101)의 방열 효과가 현저하게 좋아진다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 반도체 장치(101) 자체로도 방열 효과가 좋아서 종래와 같이 반도체 장치(101)에 방열판(도시 안됨)을 덧붙이지 않아도 된다.
따라서, 반도체 장치(101)가 장착되는 전자 기기의 두께나 높이가 늘어나지 않게 되고, 그 결과, 상기 전자 기기를 얇게 제조할 수가 있다.
또한, 반도체 장치(101)에 상기 방열판을 덧붙이지 않음으로써, 반도체 장치(101)가 장착되는 전자 기기의 제조 가격이 절감되어, 상기 전자 기기의 생산성이 크게 향상될 뿐만 아니라, 반도체 장치(101)가 장착되는 전자 기기의 제조 공정이 그만큼 단순해지게 되어 상기 전자 기기의 생산 수율이 향상된다.
도 2a 내지 도 2c는 도 1에 도시된 반도체 장치(101)의 요철면(120)의 다양한 모양들을 보여준다.
도 2a를 참조하면, 반도체 장치(101)의 요철면(120)은 복수개의 직육면체 모양의 볼록면들(122)과 상기 볼록면들(122) 사이에 형성된 복수개의 길다란 오목면들(121)로 구성되어 있다.
이와 같이, 반도체 장치(101)의 회로가 형성되지 않은 후면(112)에 복수개의 직육면체 모양의 볼록면들(122)을 형성함으로써, 상기 볼록면들(122) 사이사이에 복수개의 길다란 오목면들(121)이 생겨난다.
상기 복수개의 직육면에 모양의 볼록면들(122)과 그 사이의 오목면들(121)로 인하여 반도체 장치(101)의 후면(112)의 단면적이 대폭 증가하며, 그에 따라 반도체 장치(101)의 후면(112)은 공기와 접촉되는 면적이 넓어진다. 공기와 접촉되는 면적이 넓어지면, 반도체 장치(101)의 반도체 소자들에서 발생하는 열이 공기 중으로 방출되는 속도가 월등하게 빨라지게 되고, 그에 따라 반도체 장치(101)의 방열 효과가 현저하게 좋아진다.
도 2b를 참조하면, 반도체 장치(101)의 요철면(120)은 복수개의 사각기둥 볼록면들(122)과 상기 사각기둥 볼록면들(122) 사이사이에 형성된 공간으로 구성되어 있다.
이와 같이, 반도체 장치(101)의 회로가 형성되지 않은 후면(112)에 복수개의 사각기둥 볼록면들(122)을 형성함으로써, 사각기둥 볼록면들(122) 사이사이에 공간(121)이 생겨난다.
상기 복수개의 사각기둥 볼록면들(122)과 그 사이의 공간(121)으로 인하여 반도체 장치(101)의 후면(112)의 단면적이 대폭 증가하며, 그에 따라 반도체 장치(101)의 후면(112)은 공기와 접촉되는 면적이 넓어진다. 공기와 접촉되는 면적이 넓어지면, 반도체 장치(101)의 반도체 소자들에서 발생하는 열이 공기 중으로 방출되는 속도가 월등하게 빨라지게 되고, 그에 따라 반도체 장치(101)의 방열 효과가 현저하게 좋아진다.
도 2c를 참조하면, 반도체 장치(101)의 요철면(120)은 복수개의 원형기둥 볼록면들(122)과 상기 원형기둥 볼록면들(122) 사이사이에 형성된 공간(121)으로 구성되어 있다.
이와 같이, 반도체 장치(101)의 회로가 형성되지 않은 후면(112)에 복수개의 원형기둥 볼록면들(122)을 형성함으로써, 원형기둥 볼록면들(122) 사이사이에 공간(121)이 생겨난다.
상기 복수개의 원형기둥 볼록면들(122)과 그 사이의 공간(121)으로 인하여 반도체 장치(101)의 후면(112)의 단면적이 대폭 증가하며, 그에 따라 반도체 장치(101)의 후면(112)은 공기와 접촉되는 면적이 넓어진다. 공기와 접촉되는 면적이 넓어지면, 반도체 장치(101)의 반도체 소자들에서 발생하는 열이 공기 중으로 방출되는 속도가 월등하게 빨라지게 되고, 그에 따라 반도체 장치(101)의 방열 효과가 현저하게 좋아진다.
본 발명에 따른 반도체 장치(101)의 후면(112)에 형성되는 볼록면은 도 2a 내지 도 2c에 도시된 모양 외에, 삼각형, 육각형, 별모양 등의 다양한 모양으로 변형이 가능하다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체 장치의 구조를 보여준다. 도 3을 참조하면, 반도체 장치(102)는 반도체 기판(110)을 구비하고, 반도체 기판(110)의 전면(111)에는 회로를 구성하는 반도체 소자들(도시 안됨)이 형성되어 있고, 반도체 기판(110)의 후면(112) 즉, 상기 반도체 소자들이 형성되지 않은 면에는 요철면(120)이 형성되어 있다. 또한, 요철면(120)의 표면에는 열전도성이 좋은 물질, 예컨대 메탈, 탄소 섬유, 그래파이트(graphite), 세라믹, 플라스틱 등으로 구성된 방출막(131)이 형성되어 있다.
반도체 기판(110)의 구조 및 제조 방법은 도 1을 참조하여 설명된 반도체 기판(110)과 동일함으로, 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(110)에서 반도체 소자들이 형성되지 않은 후면(112)에 요철면(120)이 형성되고, 상기 요철면(120)의 표면에 열전도성이 좋은 방출막(131)이 형성되어 있어서, 반도체 장치(102)의 후면(112)은 공기와 접촉되는 단면적이 대폭적으로 증가한다. 공기와 접촉되는 면적이 넓어지면, 반도체 장치(102)에 발생하는 열이 공기 중으로 방출되는 속도가 빨라지게 된다.
또한, 요철면(120)의 표면에 열전도성이 좋은 방출막(131)을 형성함으로써, 반도체 장치(102)에 발생하는 열이 방출막(131)을 통해서 외부로 더욱 빨리 방출될 수가 있다.
이와 같이, 반도체 기판(110)에서 반도체 소자들이 형성되지 않은 후면(112)에 요철면(120)이 형성되고, 상기 요철면(120)의 표면에 열전도성이 좋은 방출막(131)이 형성됨으로써, 반도체 장치(102)의 방열 효과가 현저하게 향상된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 반도체 장치(102) 자체의 방열 효과가 향상되어 종래와 같이 반도체 장치(102)에 방열판을 덧붙이지 않아도 된다.
따라서, 반도체 장치(102)가 장착되는 전자 기기의 두께나 높이가 늘어나지 않게 되고, 그 결과, 상기 전자 기기를 얇게 유지할 수가 있다.
또한, 반도체 장치(102)에 방열판을 덧붙이지 않음으로써, 반도체 장치(102)가 장착되는 전자 기기의 제조 가격이 절감되어, 상기 전자 기기의 생산성이 크게 향상될 뿐만 아니라, 반도체 장치(102)가 장착되는 전자 기기의 공정이 그만큼 단순해지게 되어 상기 전자 기기의 생산 수율이 향상된다.
도 3에 도시된 반도체 장치(102)의 요철면(120)은, 도 2a에 도시된 바와 같이, 복수개의 직육면체 모양의 볼록면들(122)과 상기 볼록면들(122) 사이에 형성된 복수개의 길다란 오목면들(121)로 구성되거나, 도 2b에 도시된 바와 같이, 복수개의 사각기둥 볼록면들(122)과 상기 사각기둥 볼록면들(122) 사이사이에 형성된 공간(121)으로 구성되거나, 또는 도 2c에 도시된 바와 같이, 복수개의 원형기둥 볼록면들(122)과 상기 원형기둥 볼록면들(122) 사이사이에 형성된 공간(121)으로 구성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 반도체 장치(103)의 단면도이다. 도 4를 참조하면, 반도체 장치(103)는 반도체 기판(110)을 구비하고, 반도체 기판(110)의 전면(111)에는 회로를 구성하는 반도체 소자들(도시 안됨)이 형성되어 있고, 반도체 기판(110)의 후면(112)은 요철면(120)으로 이루어져 있다. 요철면(120)은 반도체 기판(110) 중에서 상기 반도체 소자들이 형성되어 있지 않은 곳, 예컨대 후면(112)에 형성된다.
반도체 기판(110)의 구조 및 제조 방법은 도 1을 참조하여 설명된 반도체 기판(110)과 동일함으로, 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
반도체 장치(103)의 요철면(120) 중에서 볼록면들(122) 각각의 표면에는 방출막(141)이 형성되어 있고, 방출막(141)의 테두리는 볼록면(122)의 표면의 테두리보다 더 넓게 형성되어 있다. 여기서, 방출막(141)은 열전도성이 좋은 물질, 예컨대 메탈, 탄소 섬유, 그래파이트, 세라믹, 플라스틱 등으로 구성되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 반도체 장치(103)의 반도체 소자들이 형성되지 않은 후면(112)에 요철면(120)이 형성되고, 상기 요철면(120) 중 볼록면들(122) 각각의 표면에 방출막(141)이 형성되며, 방출막(141)의 테두리가 볼록면(122)의 표면의 테두리보다 더 넓게 형성됨으로써, 반도체 장치의 후면(112)의 단면적이 대폭적으로 늘어나게 되고, 그로 인하여 반도체 장치(103)의 후면(112)이 공기와 접촉하는 면적이 대폭적으로 증가한다.
따라서, 반도체 장치(103)의 방열 효과가 극대화된다. 그 결과, 반도체 장치(103)에 방열판을 덧붙일 필요가 없게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따르면, 반도체 장치(103)에 종래와 같이 방열판을 덧붙이지 않아도 반도체 장치(103)의 방열 효과를 극대화할 수가 있다.
따라서, 반도체 장치(103)가 장착되는 전자 기기의 두께나 높이가 늘어나지 않게 되고, 그 결과, 상기 전자 기기를 얇게 유지할 수가 있다.
또한, 반도체 장치(103)에 방열판을 덧붙이지 않음으로써, 반도체 장치(103)가 장착되는 전자 기기의 제조 가격이 절감되어, 상기 전자 기기의 생산성이 크게 향상될 뿐만 아니라, 반도체 장치(103)가 장착되는 전자 기기의 공정이 그만큼 단순해지게 되어 상기 전자 기기의 생산 수율이 향상된다.
도 4에 도시된 반도체 장치(103)의 요철면(120)은, 도 2a에 도시된 바와 같이, 복수개의 직육면체 모양의 볼록면들(122)과 상기 볼록면들(122) 사이에 형성된 복수개의 길다란 오목면들(121)로 구성되거나, 도 2b에 도시된 바와 같이, 복수개의 사각기둥 볼록면들(122)과 상기 사각기둥 볼록면들(122) 사이사이에 형성된 공간으로 구성되거나, 또는 도 2c에 도시된 바와 같이, 복수개의 원형기둥 볼록면들(122)과 상기 원형기둥 볼록면들(122) 사이사이에 형성된 공간으로 구성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 반도체 장치(104)의 단면도이다. 도 5를 참조하면, 반도체 장치(104)는 반도체 기판(110)을 구비하고, 반도체 기판(110)의 전면(111)에는 회로를 구성하는 반도체 소자들(도시 안됨)이 형성되어 있고, 반도체 기판(110)의 후면(112)에는 반도체 소자들이 형성되어 있지 않으며, 요철면(120)으로 이루어져 있다. 즉, 요철면(120)은 반도체 기판(110) 중에서 상기 반도체 소자들이 형성되지 않은 곳에 형성된다.
반도체 기판(110)의 구조 및 제조 방법은 도 1을 참조하여 설명된 반도체 기판(110)과 동일함으로, 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
요철면(120) 중에서 볼록면들(122) 각각의 표면에는 복수층의 방출막(140)이 형성되어 있고, 상기 복수층의 방출막(140)의 테두리는 상하 교번적으로 다른 넓이를 갖도록 형성되어 있다. 여기서, 방출막(140)은 열전도성이 좋은 물질, 예컨대 메탈, 탄소 섬유, 그래파이트, 세라믹, 플라스틱 등으로 구성되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 반도체 장치의 회로가 형성되지 않은 후면(112)에 요철면(120)이 형성되고, 상기 요철면(120) 중 볼록면들(122) 각각의 표면에 복수층의 방출막(140)이 형성되며, 복수층의 방출막(140)의 테두리들이 교번적으로 다른 넓이를 갖도록 형성됨으로써, 반도체 장치(104)의 후면(112)의 단면적이 대폭적으로 늘어나게 되고, 그로 인하여 반도체 장치(104)의 후면(112)이 공기와 접촉하는 면적이 대폭적으로 증가한다.
따라서, 반도체 장치(104)의 방열 효과가 극대화된다. 그 결과, 반도체 장치(104)에 종래와 같이 방열판을 덧붙일 필요가 없게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따르면, 반도체 장치(104)에 방열판을 덧붙이지 않고도 반도체 장치(104)의 방열 효과를 극대화할 수가 있다.
따라서, 반도체 장치(104)가 장착되는 전자 기기의 두께나 높이가 늘어나지 않게 되고, 그 결과, 상기 전자 기기를 얇게 유지할 수가 있다.
또한, 반도체 장치(104)에 상기 방열판을 덧붙이지 않음으로써, 반도체 장치(104)가 장착되는 전자 기기의 제조 가격이 절감되어, 상기 전자 기기의 생산성이 크게 향상될 뿐만 아니라, 반도체 장치(104)가 장착되는 전자 기기의 공정이 그만큼 단순해지게 되어 상기 전자 기기의 생산 수율이 향상된다.
도 5에 도시된 반도체 장치의 요철면(120)은, 도 2a에 도시된 바와 같이, 복수개의 직육면체 모양의 볼록면들(122)과 상기 볼록면들(122) 사이에 형성된 복수개의 길다란 오목면들(121)로 구성되거나, 도 2b에 도시된 바와 같이, 복수개의 사각기둥 볼록면들(122)과 상기 사각기둥 볼록면들(122) 사이사이에 형성된 공간으로 구성되거나, 또는 도 2c에 도시된 바와 같이, 복수개의 원형기둥 볼록면들(122)과 상기 원형기둥 볼록면들(122) 사이사이에 형성된 공간으로 구성될 수 있다.
도 6은 도 1에 도시된 반도체 장치가 장착된 본 발명의 전자 기기의 단면도이다. 도 6을 참조하면, 전자 기기(601), 예컨대 광학 모듈(601)은 본체(611), 본체(611)의 상부에 장착된 광학계(621), 광학계(621)의 하부에 장착된 칼라 필터(631), 칼라 필터(631)의 하부에 장착된 이미지 센서(101)를 구비한다.
외부에서 입사되는 빛은 광학계(621)와 칼라 필터(631)를 통과하여 이미지 센서(101)에 도달한다. 이 때, 칼라 필터(631)는 상기 빛에 포함된 적외선을 차단하고, 가시광선만을 통과시킨다. 따라서, 이미지 센서(101)는 광학계(621)를 통해 입사되는 이미지를 정확하게 감지할 수가 있다.
이미지 센서(101)는 도 1, 및 도 3 내지 도 5에 도시된 반도체 장치들(101∼104) 중 하나로 구현될 수 있다.
이미지 센서(101)가 본체(611)의 내부의 일 면(641) 즉, 본체(611) 내부의 저면(641)에 장착되면, 이미지 센서(101)와 상기 저면(611) 사이에 복수개의 유체 홀들(125)이 형성된다. 복수개의 유체 홀들(125)을 통해서 공기 또는 유체가 통과한다.
따라서, 광학 모듈(601)이 동작하는 동안, 이미지 센서(101)에서 열이 발생하면, 상기 발생되는 열은 복수개의 유체 홀들(125)을 통해서 공기 또는 유체 중으로 방출된다. 그에 따라, 이미지 센서(101)는 열에 의한 영향을 받지 않고 안정적으로 동작하게 된다.
이와 같이, 이미지 센서(101) 자체만으로도 방열 효과가 좋아서 이미지 센서(101)에 종래에 사용되던 방열판이 부착하지 않아도 된다.
따라서, 광학 모듈(601)의 두께나 높이가 늘어나지 않게 되고, 그 결과, 광학 모듈(601)은 얇게 제조될 수가 있다.
또한, 이미지 센서(101)에 상기 방열판을 덧붙이지 않음으로써, 이미지 센서(101)가 장착되는 광학 모듈(601)의 제조 가격이 절감되어, 광학 모듈(601)의 생산성이 크게 향상될 뿐만 아니라, 광학 모듈(601)의 제조 공정이 그만큼 단순해지게 되어 광학 모듈(601)의 생산 수율이 향상된다.
본 발명은 도면들에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이들로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 회로를 구성하는 반도체 소자들이 형성된 반도체 기판의 전면;
    요철면으로 이루어진 반도체 기판의 후면; 및
    상기 요철면 중에서 볼록면들 각각의 표면에 형성된 방출막을 구비하고,
    상기 방출막의 테두리는 상기 볼록면의 표면의 테두리보다 더 넓은 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 방출막은 금속, 탄소섬유, 그래파이트, 세라믹 또는 플라스틱으로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  9. 회로를 구성하는 반도체 소자들이 형성된 반도체 기판의 전면;
    요철면으로 이루어진 반도체 기판의 후면; 및
    상기 요철면 중에서 볼록면들 각각의 표면에 형성된 복수층의 방출막을 구비하고,
    상기 복수층의 방출막의 테두리들은 교번적으로 다른 넓이를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 방출막은 금속, 탄소섬유, 그래파이트, 세라믹 또는 플라스틱으로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  11. 삭제
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