TW201407728A - 半導體晶片 - Google Patents

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Jae-Hyuck Woo
Won-Sik Kang
Sung-Ki Kim
Yang-Hyo Kim
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Abstract

一種半導體晶片包含：半導體基板，半導體基板包含第一表面與第二表面；積體電路(IC)，積體電路位於半導體基板之第一表面上；以及散熱部，散熱部位於半導體基板之第二表面上。散熱部包含在垂直於第二表面之方向上的散熱圖案，及位於散熱圖案之上部部分上的散熱層。散熱圖案包含多個凹處及多個突起，且散熱層包含金屬材料且具有平坦上表面。

Description

包含散熱部之半導體晶片以及製造該半導體晶片的方法 【對相關申請案之交叉參考】
本申請案主張2012年7月12日向韓國智慧財產局申請之韓國專利申請案第10-2012-0076283號之權利，該韓國專利申請案之揭露內容之全文以引用的方式併入本文中。
一些實例實施例是關於一種半導體晶片及製造所述半導體晶片的方法，例如，是關於一種在半導體晶片的一表面上包含散熱部的半導體晶片。
由於要求電子產品以高速提供各種功能，因此整合於電子產品上所安裝之半導體晶片中的電路的處理速度已增加。然而，半導體晶片之功率消耗亦已增加。另外，隨著安裝於諸如智慧型手機之行動電子器件中的顯示器模組之大小及解析度增大， 顯示器驅動晶片之功率消耗已大大增加。因此，隨著半導體晶片產生更多熱量，半導體晶片之熱輻射亦已增加。因此，要求半導體晶片在整合於半導體晶片中之電路操作時有效地向外部環境散逸所產生之熱量。
一些實例實施例提供一種半導體晶片，所述半導體晶片在其一表面上包含散熱部，以將所述半導體晶片中所產生之熱量散逸至外部。
根據實例實施例，半導體晶片包含：半導體基板，其包含第一表面與第二表面；積體電路(integrated circuit；IC)，其位於所述半導體基板之所述第一表面上；以及散熱部，其位於所述半導體基板之所述第二表面上。所述散熱部包含在垂直於所述第二表面之方向上的散熱圖案，及位於所述散熱圖案之上部部分上的散熱層。所述散熱圖案包含多個凹處及多個突起，且散熱層包含金屬材料且具有平坦上表面。
所述散熱層可包含在所述多個凹處中的埋入部分，且所述埋入部分可包含所述金屬材料。所述散熱層可包含：在所述多個凹處中的埋入部分，所述埋入部分包含所述金屬材料；以及曝露部分，所述曝露部分位於所述埋入部分中之每一者的上部部分上及所述多個突起中之每一者的上部部分上。
所述散熱圖案可包含在所述第二表面上的條形圖案，所述條形圖案包含在第一方向上延伸之具有直線形狀的所述多個突 起，所述多個突起是沿著垂直於所述第一方向之第二方向形成且彼此間隔開。所述散熱圖案可包含在所述第二表面上的格子圖案，所述格子圖案包含形成於第一方向及垂直於所述第一方向之第二方向上且彼此間隔開的具有矩形形狀的所述多個突起與所述多個凹處中之一者。
所述散熱圖案可包含在所述第二表面上的圓形圖案，所述圓形圖案包含形成於第一方向及垂直於所述第一方向之第二方向上且彼此間隔開的具有圓形形狀的所述多個突起與所述多個凹處中之一者。所述散熱圖案可包含在所述第二表面上的環形圖案，所述環形圖案包含形成於第一方向及垂直於所述第一方向之第二方向上且彼此間隔開的具有環形形狀的所述多個突起與所述多個凹處中之一者。
所述多個突起中之每一者的縱向橫截面之頂端與所述多個凹處中之每一者的縱向橫截面之底端中的一者為直的與圓的中之一者。所述多個凹處中之每一者可具有倒三角形橫截面與倒梯形橫截面中之一者。所述金屬材料可包含矽化合物，所述矽化合物包含碳與銀中之一者。所述IC可包含經配置以驅動顯示面板之驅動電路。
根據實例實施例，一種製造半導體晶片之方法包含：在半導體基板之第一表面中形成電路區域；背繞(backwrap)所述半導體基板的面對所述第一表面之第二表面；藉由在所述第二表面上產生多個凹處與多個突起來形成散熱圖案；藉由將金屬材料塗覆至所述散熱圖案之上部部分上來形成散熱層；以及平坦化所 述散熱層之頂面。
所述散熱圖案可形成於所述第二表面之整個區域上。可藉由在低於100℃之溫度下進行光微影製程來形成所述散熱圖案。
根據實例實施例，半導體晶片包含：半導體基板，所述半導體基板包含第一表面與第二表面；積體電路(IC)，所述積體電路位於所述半導體基板之所述第一表面上；以及散熱部，所述散熱部位於所述半導體基板之所述第二表面上。所述散熱部包含多個凹處及在所述多個凹處中的金屬材料。
所述散熱部可具有平坦上表面。所述散熱部可更包含由所述多個凹處分開的多個突起。所述多個突起中之每一者的縱向橫截面之頂端與所述多個凹處中之每一者的縱向橫截面之底端中的一者可為直的與圓的中之一者。所述多個突起可具有在第一方向上延伸，且沿著垂直於所述第一方向之第二方向形成的直線形狀。所述多個突起與所述多個凹處中之至少一者可具有在第一方向及垂直於所述第一方向之第二方向上形成的圓形、環形及矩形形狀中之一者。所述多個凹處中之每一者可具有倒三角形橫截面與倒梯形橫截面中之一者。所述金屬材料可包含矽化合物，所述矽化合物包含碳與銀中之一者。
10‧‧‧散熱圖案
11‧‧‧凹處
12‧‧‧突起
20‧‧‧散熱層
20a‧‧‧散熱層
21‧‧‧埋入部分
22‧‧‧曝露部分
30‧‧‧散熱材料
100‧‧‧半導體基板
110‧‧‧第一表面
120‧‧‧第二表面
200‧‧‧散熱部
200a‧‧‧散熱部
300‧‧‧積體電路
400‧‧‧散熱部件
401‧‧‧散熱片
410‧‧‧主體部分
1000‧‧‧半導體晶片
1000a‧‧‧半導體晶片
1000b‧‧‧半導體晶片
1100‧‧‧顯示器驅動晶片
1200‧‧‧顯示面板
1300‧‧‧印刷電路板
1301‧‧‧佈線
1400‧‧‧可撓性印刷電路板
1500‧‧‧散熱板
1600‧‧‧偏光板
1700‧‧‧觸控式面板
1800‧‧‧觸碰控制器
1900‧‧‧窗玻璃
2000‧‧‧顯示器模組
2000'‧‧‧顯示器模組
3000‧‧‧顯示器件
3100‧‧‧行動電話
3200‧‧‧電視
3300‧‧‧自動櫃員機
3400‧‧‧電梯
3500‧‧‧售票機
3600‧‧‧攜帶型多媒體播放器
3700‧‧‧電子書籍
3800‧‧‧導航器件
d1‧‧‧厚度
d2‧‧‧厚度
d3‧‧‧給定厚度
SL‧‧‧劃線區域
SCR‧‧‧電路區域
結合附圖，自下文實施方式，將更清楚地理解本發明概念之實例實施例，其中：
圖1為根據實例實施例之半導體晶片的縱向橫截面圖。
圖2A至圖2C為圖1中所說明之半導體晶片之散熱部的透視圖。
圖3A至圖3M為圖1之散熱部之散熱圖案的平面圖；圖4A至圖4I為圖1之散熱部的縱向橫截面圖。
圖5為根據另一實例實施例之半導體晶片的縱向橫截面圖。
圖6A至圖6I為圖5中所說明之半導體晶片之散熱部的縱向橫截面圖。
圖7A至圖7E及圖8說明一種製造根據實例實施例之半導體晶片的方法。
圖9為根據另一實例實施例之半導體晶片的縱向橫截面圖。
圖10為根據實例實施例的安裝有顯示器驅動晶片之顯示器模組的縱向橫截面圖。
圖11為根據另一實例實施例之顯示器模組的平面圖。
圖12說明根據實例實施例之顯示器件的結構。
圖13說明包含根據實例實施例的顯示器件之各種電子產品的實例。
如本文中所使用，術語「及/或」包含相關聯之所列出項中之一或多者的任何以及所有組合。
參考用於說明實例實施例之附圖，以便充分理解本發明概念及其優點，及由本發明概念之實施實現的目標。然而，本發明概念可體現為很多不同形式，且不應解釋為限制於本文中所闡 述之實施例；相反地，提供此等實施例以便本揭露內容會是全面且完整的，並會向熟習此項技術者充分傳達本發明概念。相同參考數字指代相同元件。為闡明本發明概念，附圖中之結構的大小相比實際大小進行了放大或縮小。
本文中所使用之術語僅出於描述特定實施例之目的，且並不意欲限制本發明概念。除非上下文另外清楚地指示，否則如本文中所使用，單數形式「一」及「所述」意欲亦包含複數形式。應進一步理解，術語「包括」或「包含」在本說明書中使用時指定所述特徵、區域、整數、步驟、操作、元件及/或組件之存在，但不排除一或多個其他特徵、區域、整數、步驟、操作、元件、組件及/或其群組的存在或添加。
除非另有定義，否則本文中所使用之所有術語(包含技術及科學術語)具有與一般熟習實例實施例所屬技術者通常理解之含義相同的含義。將進一步理解，術語(諸如常用詞典中所定義之術語)應被解譯為具有與其在相關技術之上下文中之意義一致的意義，且不會以理想化或過於正式的意義來解譯，除非本文中明確如此定義。
圖1為根據實例實施例之半導體晶片1000的縱向橫截面圖。參看圖1，根據實例實施例之半導體晶片1000包含形成於半導體基板100之第一表面110上的積體電路(integrated circuit；IC)300，及形成於半導體基板100的面對第一表面110之第二表面120上的散熱部200。
半導體基板100可為包含第一表面110及面對第一表面 110之第二表面120的半導體晶圓。半導體基板100可包含矽(Si)。另外，半導體基板100可包含半導體元件，諸如鍺(Ge)，或諸如碳化矽(SiC)、砷化鎵(GaAs)、砷化銦(InAs)及磷化銦(InP)之化合物半導體。
IC 300形成於半導體基板100之第一表面110上。IC 300經配置具有將電壓施加至諸如電晶體、電容器及/或二極體、及類似者之半導體器件或電連接所述半導體器件的佈線。
IC 300可具有各種類型。舉例而言，當半導體晶片1000為顯示器驅動晶片時，IC 300可為產生用於驅動顯示面板之驅動信號的電路。另外，當半導體晶片1000為記憶體晶片時，IC 300可為包含記憶胞及其周邊電路的電路。另外，IC 300可包含根據半導體晶片之類型而執行功能的各種類型之電路。
散熱部200可包含形成於半導體基板100之整個第二表面120上的散熱圖案10及散熱層20。散熱圖案10具有包含凹處11與突起12之散熱結構。多個凹處11形成於半導體基板100之第二表面120上，且所述多個凹處11彼此間隔開給定距離(抑或是，預定距離)，使得可形成多個突起12。因此，可形成包含多個凹處11與多個突起12之散熱圖案10。
只要可增大散熱面積，就不限制散熱圖案10之形狀。散熱圖案10可為如圖3A至圖3M中所說明之條形圖案(圖3A至圖3B)、格子圖案(圖3E至圖3G)或圓形圖案(圖3H至圖3M)。另外，在本實施例中，每一凹處11之底端及每一突起10之頂端具有直線形狀之橫截面；然而，此僅為實例，且本發明概念並不 限制於此。如圖4A至圖4I中所說明的，凹處11之橫截面的形狀與突起12之橫截面的形狀可改變。
散熱層20可形成於散熱圖案10之上部部分上。可藉由將散熱材料(亦即，金屬)埋入凹處11中來形成散熱層20。在此狀況中，所述散熱材料可為諸如碳或銀之具有較高導熱性的材料。或者，散熱材料可為與碳或銀混合之矽化合物。散熱層20是藉由將具有較高導熱性之材料埋入凹處11中來形成，使得半導體晶片1000中所產生之熱量可以相對高的速度散逸至外部環境。另外，矽化合物被塗覆至半導體基板100之第二表面120上，使得可防止或抑制半導體晶片100中出現裂縫。
散熱層20之厚度可與散熱圖案10之厚度相同。將散熱材料埋入突起12之縱向區段之間的邊界中，使得散熱層20的厚度可與散熱圖案10之厚度相同。另外，散熱部200之頂面可為平坦的。
可在進行半導體晶圓之背繞製程(backwrap process)之後產生散熱部200。將半導體晶片1000形成於厚度為幾百微米的基於晶圓之半導體基板上，且半導體晶片之厚度將被縮減至最大幾十微米以內，以便堆疊半導體晶片1000或增大封裝密度。在將半導體晶片之電路形成於晶圓上之後對所述晶圓之後表面進行拋光，以便縮減半導體晶片之厚度的製程被稱為背繞製程。參看圖1，在IC 300已形成於半導體基板100之第一表面110上之後，藉由進行背繞製程來對半導體基板100之第二表面120的一部分進行拋光。隨後，可在半導體基板100之第二表面120上形成散熱 部200。
將間接方法用以解決與半導體晶片之熱輻射有關的問題，所述方法諸如：降低施加至半導體晶片之電源電壓的位準，以便降低半導體晶片所消耗之功率的方法，或在顯示器模組之狀況中，將散熱薄板附接至所述顯示器模組之後表面上，以便將半導體晶片中所產生之熱量散逸至外部環境的方法。然而，圖1中所說明之半導體晶片1000可經由形成於半導體基板100之第二表面120上的散熱部200而直接將IC 300之操作所產生的熱量散逸至外部。另外，將散熱部200形成於面對半導體基板100之第一表面110的第二表面120上，其中IC 300形成於所述第一表面上。因此，散熱部200可具有相對大的面積，而無需增大半導體晶片1000之大小。
圖2A至圖2C為根據其他實例實施例的圖1之半導體晶片1000的示意性透視圖，以便說明散熱部200之散熱圖案10的結構。為了便於解釋，未展示散熱層20。在實例實施例中，半導體晶片1000具有與顯示器驅動晶片相似的長邊長度遠大於短邊長度之矩形形狀。然而，本發明概念並不限制於此。圖1中所說明之半導體晶片1000可具有各種形狀。另外，圖1之半導體晶片1000可包含各種類型之電路，諸如記憶體、類比電路、邏輯電路及類似者。
參看圖2A至圖2C，多個凹槽(未繪示)以垂直或平行於半導體晶片1000之長邊的方向形成於半導體基板100之第二表面120中，使得可形成包含多個凹處11及多個突起12的散熱圖 案10。多個凹處11可彼此間隔開給定距離(抑或是，預定距離)，且多個凹處11之間的距離可為一致的。多個突起12經配置於多個凹處11之間。多個突起12亦彼此間隔開給定距離(抑或是，預定距離)。
在一實例實施例中，凹處11之厚度與突起12之厚度可為相同的。由多個凹處11與多個突起12形成之散熱圖案10可為，經配置而垂直於半導體晶片1000之長邊的方向中的條形圖案(如圖2A中所說明)，或者是經配置而平行於半導體晶片1000之長邊的方向中的條形圖案(如圖2B中所說明)。另外，散熱圖案10可為格子圖案，所述格子圖案是在形成於垂直於半導體晶片1000之長邊的方向上的多個凹處11與形成於平行於半導體晶片1000之長邊的方向上的多個突起12彼此交叉時形成(如圖2C中所說明)。然而，圖2A至圖2C僅為用於說明散熱部200之散熱圖案10的實施例，且本發明概念並不限制於此。散熱圖案10之形狀及構成散熱圖案10之凹處11與突起12的形狀可改變。在下文中，將參考圖3A至圖3M以及圖4A至圖4I更詳細地描述散熱圖案10。
圖3A至圖3M為圖1之散熱部200之散熱圖案10的平面圖。如上文在圖1中所描述的，散熱部200可形成於半導體基板(參看圖1之100)之整個第二表面120上。可如圖3A至圖3M中所說明取決於散熱部200之凹處11與突起12的各種形狀與配置而形成散熱圖案10。
首先，參看圖3A及圖3B，散熱部200之散熱圖案10可為直條形圖案。參看圖3A，凹處11可具有在第一方向上，例 如在垂直於半導體晶片(參看圖1之1000)之長邊的方向(在下文中稱為第一方向)上延伸的直線形狀，且多個凹處11可被形成為彼此間隔開給定距離(抑或是，預定距離)。因此，散熱圖案10可為多個凹處11在第一方向上延伸的直條形圖案。
另外，參看圖3B，凹處11可具有在第二方向上，例如在平行於半導體晶片(參看圖1之1000)之長邊的方向(在下文中稱為第二方向)上延伸的直線形狀，且多個凹處11可被形成為彼此間隔開給定距離(抑或是，預定距離)。因此，散熱圖案10可為多個凹處11在第二方向上延伸的直條形圖案。
參看圖3C與圖3D，散熱圖案10可為波浪條形圖案。參看圖3C，凹處11可具有凹處11在第一方向上延伸的波浪條形形狀，且多個凹處11可被形成為彼此間隔開給定距離(抑或是，預定距離)。因此，散熱圖案10可為多個凹處11在第一方向上延伸的波浪條形圖案。
另外，參看圖3D，凹處11可具有凹處11在第二方向上延伸的波浪條形形狀，且多個凹處11可被形成為彼此間隔開給定距離(抑或是，預定距離)。因此，散熱圖案10可為多個凹處11在第二方向上延伸的波浪條形圖案。
參看圖3E與圖3F，散熱部200之散熱圖案10可為格子圖案。參看圖3E，凹處11可具有凹處11分別在第一方向與第二方向上延伸的直線形狀，且多個凹處11可經配置為彼此間隔開給定距離(抑或是，預定距離)。因此，散熱圖案10可為第一方向上的多個凹處11與第二方向上的多個凹處11彼此交叉的格子 圖案。
另外，參看圖3F，與圖3E相反，突起12可具有突起12分別在第一方向與第二方向上延伸的直線形狀，且多個突起12可經配置為彼此間隔開給定距離(抑或是，預定距離)。因此，散熱圖案10可為第一方向上的多個突起12與第二方向上的多個突起12彼此交叉的格子圖案。
參看圖3G，散熱圖案10可為菱形圖案。凹處11與突起12中之每一者可具有菱形形狀，且多個凹處11與多個突起12可交替地沿著第三方向，例如，在相對於半導體晶片(參看圖1之1000)之長邊的斜線的方向(在下文中稱為第三方向)上配置。因此，如圖3G中所說明的，散熱圖案10可為菱形圖案。
參看圖3H與圖3K，散熱圖案10可為圓形圖案。如圖3H與圖3I中所說明的，凹處11可具有圓形形狀，且多個凹處11可沿著第一方向及沿著第二方向配置(圖3H)，或可在第一方向與第二方向上彼此間隔開給定距離(抑或是，預定距離)(圖3I)。或者，如圖3J與圖3K中所說明的，突起12可具有圓形形狀，且多個突起12可沿著第一方向及沿著第二方向配置(圖3J)，或可在第一方向與第二方向上彼此間隔開給定距離(抑或是，預定距離)(圖3K)。因此，散熱圖案10可為圓形圖案。
參看圖3L與圖3M，散熱圖案10可為環形圖案。參看圖3L，凹處11可具有環形形狀，且多個凹處11可沿著第一方向及沿著第二方向配置。或者，參看圖3M，突起12可具有環形形狀，且多個突起12可沿著第一方向及沿著第二方向配置。因此， 散熱圖案10可為環形圖案。
如上文所描述，已參考圖3A至圖3M描述散熱部200之散熱圖案10的各種實例。然而，本發明概念並不限制於此。考慮到散熱面積與散熱效率，散熱部200可具有各種形狀的散熱圖案10。
圖4A至圖4I為圖1之散熱部200的縱向橫截面圖。為了解釋圖1之散熱部200的縱向橫截面，圖4A至圖4I為圖1之半導體晶片1000的示意性縱向橫截面圖。為了便於解釋，放大了圖1的包含散熱部200之半導體晶片1000的縱向橫截面。
參看圖4A，散熱部200之凹處11之橫截面的底端與散熱部200之突起12之橫截面的頂端可為直的。多個凹處11或多個突起12彼此間隔開給定距離(抑或是，預定距離)，使得凹處11與突起12可交替地進行配置。因此，如圖4A中所說明，凹處11之橫截面與突起12之橫截面可為矩形的，且藉由將散熱材料埋入凹處11中而形成之散熱層20的橫截面可為與凹處11之橫截面相似的矩形。在以下圖案中，散熱層20之橫截面與凹處11之橫截面具有相同形狀。因此，將省略對散熱層20之描述。
參看圖4B，散熱部200之凹處11之橫截面的底端可為直的，而突起12之橫截面的頂端可為圓的。凹處11與突起12可交替地進行配置。因此，突起12之橫截面可具有柱狀，其包含在向上方向上的凸面區域。
參看圖4C，與圖4B相反，凹處11之橫截面的底端可為圓的，而突起12之橫截面的頂端可為直的。因此，凹處11之 橫截面可具有柱狀，其包含在向下方向上的凸面區域。
參看圖4D，凹處11之橫截面的底端與突起12之橫截面的底端可為圓的。因此，如圖4D中所說明的，包含凹處11與突起12之散熱圖案10的橫截面可具有波浪條形形狀。
參看圖4E，突起12之橫截面的頂端可為直的，且可形成多個突起12。因此，突起12之橫截面可具有在向上方向上凸起之半圓形形狀。
參看圖4F，與圖4E相反，凹處11之橫截面的底端可為圓的，且可形成多個凹處11。因此，凹處11之橫截面可具有在向下方向上凸起之半圓形形狀。
參看圖4G，凹處11可具有倒三角形橫截面，且突起12可具有矩形橫截面。因此，包含凹處11與突起12之散熱圖案10可具有鋸齒橫截面。
參看圖4H，凹處11可具有倒三角形橫截面，且突起12可具有梯形形狀。各具有倒三角形橫截面之凹處11可彼此間隔開給定距離(抑或是，預定距離)，使得突起12可具有梯形橫截面。
或者，如圖4I中所說明的，凹處11可具有倒梯形橫截面，且突起12可具有三角形橫截面。各具有三角形橫截面之突起12可彼此間隔開給定距離(抑或是，預定距離)，使得凹處11可具有倒梯形橫截面。
如上文中所描述的，已描述了凹處11之橫截面與突起12之橫截面的各種實例。然而，本發明概念並不限制於此。只要可增大散熱圖案10之面積，就不限制凹處11之橫截面的形狀與 突起12之橫截面的形狀。
圖5為根據另一實例實施例之半導體晶片1000a的縱向橫截面圖。參看圖5，根據本發明概念之本實施例的半導體晶片1000a包含形成於半導體基板100之第一表面110上的IC 300、及形成於半導體基板100的面對第一表面110之第二表面120上的散熱部200a。圖5之半導體晶體1000a與圖1之半導體晶片1000的差別在於散熱部200a的結構。
散熱部200a形成於半導體基板100之第二表面120上。如上文參考圖1所描述的，散熱部200a可形成於半導體基板100之整個第二表面120上，且可在進行半導體晶圓之背繞製程之後形成。
散熱部200a可包含由凹處11與突起12形成之散熱圖案10及散熱層20a。散熱圖案10具有由多個凹處11與多個突起12形成之散熱結構。多個凹處11形成於半導體基板100之第二表面120上，且彼此間隔開給定距離(抑或是，預定距離)，使得多個突起12可形成於所述多個凹處11之間。多個凹處11與多個突起12可彼此間隔開給定距離(抑或是，預定距離)。散熱圖案10由多個凹處11與多個突起12形成於半導體基板100之第二表面120上。在此狀況中，散熱圖案10可實質上與圖1之半導體晶片1000之散熱部200的散熱圖案10相同。因此，可如圖3A至圖3M中所說明地形成散熱圖案10。
散熱層20可包含：藉由將散熱材料埋入凹處11中所形成的多個埋入部分21；以及形成於散熱圖案10中之每一者的上部 部分上的曝露部分22。散熱材料被塗覆至散熱圖案10之整個區域上，使得可藉由將散熱材料埋入凹處11中來形成埋入部分12，且曝露部分22可形成於突起12中之每一者的上部部分上。因此，散熱層20之厚度可大於散熱圖案10的厚度。
圖5之半導體晶片1000a的散熱部200a包含埋入部分21及曝露部分22，使得半導體晶片1000中所產生的熱量可經由凹處11與突起12而轉移至散熱部200a。因此，IC 300中所產生的熱量可快速轉移至散熱部200a，且散熱部200a可將熱量散逸至外部環境。
圖6A至圖6I為圖5中所說明之半導體晶片1000a之散熱部200a的縱向橫截面圖。為了便於解釋，放大了包含散熱部200a之半導體晶片1000a的縱向橫截面。
圖6A至圖6I之散熱部200a的散熱圖案10的橫截面形狀與圖4A至圖4F的散熱圖案的橫截面形狀類似。如上文參考圖4A至圖4I所描述的，凹處11之底端可為直的或半球形的，且凹處11可為半圓形橫截面、倒三角形橫截面或倒梯形橫截面。另外，突起12之頂端可為直的或半球形的，且突起12之橫截面可為半圓形的、三角形的或梯形的。在一實例實施例中，散熱圖案10之厚度可小於圖4A至圖4I之散熱部200的散熱圖案10的厚度。
換言之，圖6A至圖6I之散熱部200a的突起12的高度可小於圖4A至圖4F之散熱部200的突起12的高度。突起12之厚度及形成於突起12的上部部分上以及埋入部分21中之每一者的上部部分上的曝露部分22的厚度可與圖4A至圖4I之散熱圖案 10的厚度與圖6A至圖6I之散熱圖案10的厚度之間的差相同。另外，已參考圖4A至圖4I描述散熱圖案10之橫截面的形狀，且因此將省略所述形狀之詳細描述。
圖7A至圖7F及圖8說明一種製造根據實例實施例之半導體晶片的方法。
圖7A說明IC 300形成於半導體基板100之一表面上的狀況。半導體基板100為半導體晶圓，且包含第一基板110及面對第一表面110之第二表面120。可藉由在一表面(例如，半導體基板100之第一表面110)上圖案化半導體器件或佈線來形成IC 300。
參看圖7B，在形成IC 300之後，藉由進行背繞製程來拋光面對形成有IC 300之第一表面110的第二表面120。
在進行背繞製程之前，半導體基板100的厚度d1(亦即，晶圓之厚度d1)可約為幾百微米。舉例而言，直徑為20至30公分之矽晶圓的厚度可約為750微米。然而，為了堆疊半導體晶片或為了增大封裝密度，可將半導體晶片之厚度縮減至小於幾十微米。因此，在將IC 300形成於半導體基板100之第一表面110上之後，對第二表面120進行拋光，以便移除半導體基板100的具有給定厚度(抑或是，預定厚度)d3之一部分。因此，可將半導體基板100之厚度d1縮減至厚度d2(亦即，縮減為小於幾十微米)。
詳言之，可藉由使用以下方法來進行背繞製程，諸如藉由將研磨漿注入至晶圓中的使用鑽石磨輪之拋光、化學機械拋光 (chemical mechanical polishing；CMP)、使用矽石黏合墊的乾式拋光、使用化學藥劑的濕式蝕刻、或使用電漿。
參看圖7C，將散熱圖案10形成於半導體基板100之第二表面120上。凹槽(未繪示)可按照規則間隔形成於第二表面120中，使得可形成包含多個凹處11與多個突起120之散熱圖案10。
可藉由進行光微影製程來形成散熱圖案10。舉例而言，可藉由使用二氧化矽(SiO2)形成光罩來形成突起12，且可藉由使用氫氧化鉀(KOH)水溶液進行濕式蝕刻來形成凹處11。在此狀況中，可在低於100℃之低溫下蝕刻散熱圖案10，以免在蝕刻製程中損壞IC 300。上述光微影製程僅為形成散熱圖案10之實施例，且形成散熱圖案10之製程並不限制於此。可使用刀片或鑽頭(cutting bit)或藉由進行雷射鑽孔製程來形成散熱圖案10。另外，可使用各種方法形成具有所要結構之散熱圖案10。
參看圖7D，將散熱材料30塗覆至散熱圖案10之上部部分上。散熱材料30可為與碳或銀混合之矽化合物。散熱材料30被均勻地塗覆至散熱圖案10之上部部分上，至少達到與散熱圖案10相同的厚度。
參看圖7E，藉由拋光散熱圖案10的上部部分來形成散熱層20，使得散熱部200之上部部分可為平坦的，其中所述散熱圖案10在圖7D中不必要地塗覆有散熱材料30。可藉由進行CMP製程或類似者來移除不必要地塗覆有散熱材料30的散熱圖案10之上部部分。
參看圖7E，在如圖7D中所說明的塗覆有散熱材料30的突起12之上部部分與塗覆有散熱材料30的凹處11之部分中移除散熱材料30被塗覆到高於突起12之縱向區段之高度的部分，以便藉由使用埋入至凹處11中之埋入部分來形成散熱層20，且使得散熱層20之頂面平坦。因此，可製造圖1之半導體晶片1000。
另外，參看對應於圖7E之圖8，移除圖7D中塗覆至突起12的上部部分的散熱材料20的部分，且圖7D中散熱材料30被塗覆到高於突起12之縱向區段之高度的高度之突起11的部分的部分，以便形成包含埋入部分21及曝露部分22且具有平坦頂面的散熱層20。因此，可製造圖5之半導體晶片1000a。
圖9為根據另一實例實施例之半導體晶片1000b的縱向橫截面圖。
參看圖9，根據本實施例之半導體晶片1000b包含配置於半導體基板100之第一表面110上的IC 300及散熱部件400、以及形成於半導體基板100的面對第一表面110之第二表面120上的散熱部200。形成於第二表面120上的散熱部200可實質上與圖1的散熱部200或圖5的散熱部200a相同。因此，將省略其詳細描述。
半導體基板100之第一表面110可劃分為電路區域SCR及劃線(scribe lane)區域SL。電路區域SCR為將形成有IC 300之區域，且位於第一表面110的中心。劃線區域SL為將在其中切割晶圓，以便將形成於所述晶圓上之多個晶片劃分為個別晶片的區域。大體上，劃線區域SL相比切割晶圓實體所需之區域更寬。 由於在切割晶圓時顆粒可到達接近晶圓切割面的部分，因此，劃線區域SL之寬度可大於晶圓切割實際所需的寬度，以便防止或抑制顆粒到達電路區域SCR。因此，劃線區域SL包含即使在切割晶圓之後仍保留在半導體晶片1000b上的空間。圖9中所說明的半導體晶片1000b可包含配置於劃線區域SL中的散熱部件400。
散熱部件400可包含由具有高導熱性之金屬形成的多個散熱片401。舉例而言，多個散熱片401可由鋁、銅、鎢或其混合物形成。
多個散熱片401可在垂直於半導體基板100之第一表面110的方向上延伸，且可彼此間隔開給定距離(抑或是，預定距離)。在一實例實施例中，散熱片401可彼此間隔開給定距離(抑或是，預定距離)。舉例而言，所述給定距離(抑或是，預定距離)可為滿足半導體晶片1000b之製造方法之最小設計規則的最小距離。當藉由縮減散熱片401之間的所述給定距離(抑或是，預定距離)來形成更多所述散熱片401時，可增大散熱面積。
散熱部件400可更包含主體部分410。主體部分410可由與散熱片401相似的具有較高導熱性的金屬形成，可與半導體基板100之第一表面110的上部部分平行，且可連接至多個散熱片401。
另外，儘管未繪示，但散熱部件400可電連接至IC 300之接地電壓或電源電壓，且IC 300中所產生的熱量可快速轉移至散熱部件400。
如上文所描述的，圖9之半導體晶片1000b包含配置於 半導體基板100之第二表面120上的散熱部200，以及經配置於第一表面110之劃線區域SL中的散熱部件400，使得可經由半導體晶片1000b之第一及第二表面110及120而散逸半導體晶片1000b中所產生的熱量。
圖10為根據實例實施例的包含顯示器驅動晶片之顯示器模組2000的縱向橫截面圖。
參看圖10，顯示器模組2000可包含顯示面板1200、印刷電路板(printed circuit board；PCB)1300及顯示器驅動晶片1100。另外，顯示器模組2000可更包含可撓性PCB(flexible PCB；FPCB)1400。
顯示面板1200包含用於顯示影像之多個像素。在一實例實施例中，顯示面板1200可為有機發光二極體面板。顯示面板1200包含多個像素，且所述多個像素中之每一者包含回應於電流之流動而發光的有機發光二極體。然而，本發明概念並不限制於此，且顯示面板1200可為任何其他類型之顯示器件。舉例而言，顯示面板1200可為自由以下項組成的群組中選擇之一顯示面板：液晶顯示器(liquid crystal display；LCD)面板、電鉻顯示器(electrochromic display；ECD)面板、數位鏡面器件(digital mirror device；DMD)面板、致動鏡面器件(actuated mirror device；AMD)面板、光柵式光閥(grating light value；GLV)面板、電漿顯示面板(plasma display panel；PDP)、電致發光顯示器(electro luminescent display；ELD)面板、發光二極體(light emitting diode；LED)顯示面板，及真空螢光顯示器(vacuum fluorescent display； VFD)面板。
顯示器驅動晶片1100產生用於驅動顯示面板1200之信號，且將所述信號傳送至顯示面板1200。顯示器驅動晶片1100可包含電壓產生器、資料驅動器、掃描驅動器及時序控制器。顯示驅動晶片1100為根據實例實施例之半導體晶片，所述半導體晶片包含配置於顯示器驅動晶片1100之一側上的散熱部200。另外，顯示器驅動晶片1100可為更包含在劃線區域中之散熱部件(參看圖9之散熱部件400)的半導體晶片。
顯示器驅動晶片1100安裝於PCB 1300上。佈線被配置於PCB 1300上，以便電連接顯示器驅動晶片1100及顯示面板1200。因此，藉由電連接顯示器驅動晶片1100之輸出墊(output pad)與顯示面板1200，自顯示器驅動晶片1100輸出之驅動信號被傳輸至顯示面板1200。在一實施例中，PCB 1300可與顯示面板1200之下部基板相同。舉例而言，PCB 1300可為玻璃基板(亦即，顯示面板1200之下部基板)，且用於電連接顯示器驅動晶片1200與顯示器驅動晶片1100之佈線可為氧化銦錫(indium tin oxide；ITO)佈線。
FPCB 1400連接至顯示器驅動晶片1100之輸入墊(input pad)。佈線形成於FPCB 1400上，以便將來自應用程式處理器(未展示)或類似者之輸入信號施加至顯示器驅動晶片1100之輸入墊。
如圖10中所說明的，當顯示器驅動晶片1100安裝於PCB 1300上時，半導體基板100之第一表面110為底面，且半導體基板100之第二表面120為頂面。將顯示器驅動晶片1100之輸 入/輸出墊形成於第一表面110之電路區域中。由於圖10中所說明之顯示器驅動晶片1100包含形成於第二表面120之整個區域上的散熱部200，因此在顯示器驅動晶片1100中產生的熱量可經由形成於第二表面120上的散熱部200而散逸。
圖11為根據另一實例實施例之顯示器模組2000'的平面圖。參看圖11，顯示器模組2000'可包含顯示面板1200、PCB 1300及顯示器驅動晶片1100。另外，顯示器模組2000'可更包含FPCB 1400。
顯示器模組2000'類似於圖9之顯示器模組2000。然而，圖11之顯示器模組2000，的PCB 1300可更包含散熱板1500。
如圖11中所說明的，將顯示器驅動晶片1100安裝於PCB 1300上，將用於電連接顯示器驅動晶片1100之輸出墊與顯示面板1200的佈線1301形成於顯示器驅動晶片1100之頂端之上，且FPCB 1400配置於顯示器驅動晶片1100之底端下且連接至顯示器驅動晶片1100之輸入墊。
在此狀況中，由金屬形成的散熱板1500可配置於PCB 1300上之顯示器驅動晶片1100的兩個側面。舉例而言，散熱板1500可由鎢、銅、金、銀、鋁或其化合物材料形成。如圖11中所說明的，散熱板1500之側面可接觸顯示器驅動晶片1100的側面，或散熱板1500可連接至用於將接地電壓或電源電壓供應至顯示器驅動晶片1100之輸入墊。因此，顯示器驅動晶片1100中所產生之熱量可散逸至散熱板1500。
在本實施例中，已描述包含用於驅動顯示面板1200之 單一顯示器驅動晶片1100的顯示器模組2000'；然而，本發明概念並不限制於此。因此，顯示器模組2000'可包含多個顯示器驅動晶片1100，以及在PCB 1300上配置於所述多個顯示器驅動晶片1100的兩個側面上的散熱板1500。
圖12說明根據實例實施例之顯示器件3000的結構。參看圖12，根據本實施例之顯示器件3000可包含PCB 1300、顯示器驅動晶片1100、顯示面板1200、偏光板1600及窗玻璃1900。
窗玻璃1900可大體上由丙烯或強化玻璃形成，且可保護顯示器模組2000免受外部振動或歸因於反覆觸碰操作之刮擦。偏光板1600可經配置以便改良顯示面板1200之光學特性。顯示面板1200是藉由將透明電極圖案化於PCB 1300上而形成。
顯示器驅動晶片1100可為根據實例實施例之半導體晶片(參看圖1之1000、圖5之1000a以及圖9之1000b)。因此，顯示器驅動晶片1100包含散熱部，以便有效地散逸所產生之熱量。呈玻璃上晶片(chip on glass；COG)形式的顯示器驅動晶片1100可安裝於PCB 1300上。然而，此僅為實例，且可以各種形式安裝顯示器驅動晶片1100，諸如薄膜上晶片(chip on film；COF)、板上晶片(chip on board；COB)或類似者。
顯示器件3000可更包含觸控式面板1700及觸碰控制器1800。可藉由將諸如氧化銦錫(ITO)電極之透明電極圖案化於玻璃基板或聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate；PET)薄膜上來形成觸控式面板1700。觸碰控制器1800感測觸控式面板1700上的觸碰，計算觸碰座標，且將所述觸碰座標傳送至主機(未 展示)。觸碰控制器1800可整合於顯示器驅動晶片1100中。
圖13說明包含根據實例實施例的顯示器件之各種電子產品的實例。
根據本發明概念之顯示器件3000可使用於各種電子產品中。因此，顯示器件300可使用於以下各物中：電視(television；TV)3200、自動櫃員機(automated teller machine；ATM)3300、電梯3400、地鐵站或類似處使用之售票機(ticket machine)3500、攜帶型多媒體播放器(portable multimedia player；PMP)3600、電子書3700、導航器件3800，以及行動電話3100。
雖然已參考本發明概念之實例實施例詳細展示且描述了本發明概念，但將理解，在不脫離以下申請專利範圍之精神與範疇的情況下，可對本發明概念之形式與細節做出各種改變。
10‧‧‧散熱圖案
11‧‧‧凹處
12‧‧‧突起
20‧‧‧散熱層
100‧‧‧半導體基板
110‧‧‧第一表面
120‧‧‧第二表面
200‧‧‧散熱部
300‧‧‧積體電路
1000‧‧‧半導體晶片

Claims (10)

  1. 一種半導體晶片，其包括：半導體基板，所述半導體基板包含第一表面及第二表面；積體電路，所述積體電路位於所述半導體基板之所述第一表面上；以及散熱部，所述散熱部位於所述半導體基板之所述第二表面上，所述散熱部包含：在垂直於所述第二表面之方向上的散熱圖案，所述散熱圖案包含多個凹處與多個突起，以及在所述散熱圖案之上部部分上的散熱層，所述散熱層包含金屬材料且具有平坦上表面。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之半導體晶片，其中所述散熱層包含在所述多個凹處中的埋入部分，所述埋入部分包含所述金屬材料。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之半導體晶片，其中所述散熱層包括：在所述多個凹處中的埋入部分，所述埋入部分包含所述金屬材料；以及曝露部分，所述曝露部分位於所述埋入部分中之每一者的上部部分上及所述多個突起中之每一者的上部部分上。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之半導體晶片，其中所述散熱圖案包含在所述第二表面上的條形圖案，所述條形圖案包含在第一方向上延伸之具有直線形狀的所述多個突起，所述多個突起是沿著垂直於所述第一方向之第二方向形成且彼此間隔開。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之半導體晶片，其中所述散熱圖案包含在所述第二表面上的格子圖案，所述格子圖案包含形成於第一方向及垂直於所述第一方向之第二方向上且彼此間隔開的具有矩形形狀的所述多個突起與所述多個凹處中之一者。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之半導體晶片，其中所述散熱圖案包含在所述第二表面上的圓形圖案，所述圓形圖案包含形成於第一方向及垂直於所述第一方向之第二方向上且彼此間隔開的具有圓形形狀的所述多個突起與所述多個凹處中之一者。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之半導體晶片，其中所述散熱圖案包含在所述第二表面上的環狀圖案，所述環狀圖案包含形成於第一方向及垂直於所述第一方向之第二方向上且彼此間隔開的具有環形形狀的所述多個突起與所述多個凹處中之一者。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之半導體晶片，其中所述多個突起中之每一者的縱向橫截面之頂端與所述多個凹處中之每一者的縱向橫截面之底端中的一者為直的。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之半導體晶片，其中所述多個突起中之每一者的縱向橫截面之頂端與所述多個凹處中之每一者的縱向橫截面之底端中的一者為圓的。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之半導體晶片，其中所述金屬材料包含矽化合物，所述矽化合物包含碳與銀中之一者。
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