包括熱輻射部的半導體晶片及半導體晶片的製造方法

2023-04-29 23:24:31

包括熱輻射部的半導體晶片及半導體晶片的製造方法
【專利摘要】本發明提供包括熱輻射部的半導體晶片及半導體晶片的製造方法，該半導體晶片包括：半導體基板，包括第一表面和第二表面；集成電路（IC），在半導體基板的第一表面上；以及熱輻射部，在半導體基板的第二表面上。該熱輻射部包括：在垂直於第二表面的方向上的熱輻射圖案；和在熱輻射圖案的上部上的熱輻射層。該熱輻射圖案包括多個凹槽和多個突起，該熱輻射層包括金屬材料並且具有平坦的上表面。
【專利說明】包括熱輻射部的半導體晶片及半導體晶片的製造方法
【技術領域】
[0001]一些示例實施方式涉及半導體晶片和該半導體晶片的製造方法，例如，涉及包括在半導體晶片的一個表面上的熱輻射部的半導體晶片。
【背景技術】
[0002]由於電子產品需要以高速提供各種功能，所以安裝在電子產品上的半導體晶片中集成的電路的處理速度增加。然而，半導體晶片的功耗也增加。另外，隨著安裝在移動電子裝置諸如智慧型手機中的顯示模塊的尺寸和分辯率增大，顯示驅動晶片的功耗大大增加。因此，由於半導體晶片產生更多的熱，所以半導體晶片的熱輻射也增大。因此，半導體晶片需要將集成到半導體晶片中的電路運行時產生的熱有效地消散到外界環境。

【發明內容】

[0003]一些示例實施方式提供了一種半導體晶片，其包括在其一個表面上以將在半導體晶片中產生的熱消散到外部的熱輻射部。
[0004]根據不例實施方式，一種半導體晶片包括:半導體基板，包括第一表面和第二表面；集成電路(1C)，在半導體基板的第一表面上；以及熱輻射部，在半導體基板的第二表面上。該熱輻射部包括:在垂直於第二表面的方向上的熱輻射圖案；以及在熱輻射圖案的上部上的熱輻射層。該熱輻射圖案包括多個凹槽和多個突起，該熱輻射層包括金屬材料並且具有平坦的上表面。
[0005]熱輻射層可以包括在多個凹槽中的埋入部，該埋入部可以包括金屬材料。熱輻射層可以包括:在多個凹槽中的埋入部，該埋入部包括金屬材料；以及暴露部，在每個埋入部的上部和多個突起的每個的上部上。
[0006]熱輻射圖案可以包括在第二表面上的條形圖案，該條形圖案包括具有沿第一方向延伸的直線形狀的多個突起，該多個突起沿著垂直於第一方向的第二方向形成並且彼此間隔開。熱輻射圖案可以包括在第二表面上的格子圖案，該格子圖案包括具有在第一方向上和在垂直於第一方向的第二方向上形成並且彼此間隔開的矩形形狀的多個突起和多個凹槽的其中一種。
[0007]熱輻射圖案可以包括在第二表面上的圓形圖案，該圓形圖案包括具有在第一方向上和在垂直於第一方向的第二方向上形成並且彼此間隔開的圓形形狀的多個突起和多個凹槽的其中一種。熱輻射圖案可以包括在第二表面上的環形圖案，該環形圖案包括具有在第一方向上和在垂直於第一方向的第二方向上形成並且彼此間隔開的環形形狀的多個突起和多個凹槽的其中一種。
[0008]多個突起的每個的縱向截面的頂端和多個凹槽的每個的縱向截面的底端中的其中之一是直的和圓形的其中一種。多個凹槽的每個可以具有倒置三角形截面和倒置梯形截面之一。金屬材料可以包括包含碳和銀之一的矽化合物。IC可以包括配置為驅動顯示面板的驅動電路。[0009]根據示例實施方式，一種製造半導體晶片的方法包括:在半導體基板的第一表面中形成電路區域；對半導體基板的面對第一表面的第二表面執行背部減薄(backwrapping);通過在第二表面上產生多個凹槽和多個突起而形成熱福射圖案；通過施加金屬材料到熱輻射圖案的上部上而形成熱輻射層；以及平坦化熱輻射層的頂表面。
[0010]熱輻射圖案可以形成在第二表面的整個區域上。通過在小於100°C的溫度下執行光刻工藝可以形成熱輻射圖案。
[0011]根據不例實施方式，一種半導體晶片包括:半導體基板，包括第一表面和第二表面；集成電路(1C)，在半導體基板的第一表面上；以及在半導體基板的第二表面上的熱輻射部。該熱輻射部包括多個凹槽和在多個凹槽中的金屬材料。
[0012]熱輻射部可以具有平坦的上表面。熱輻射部可以還包括通過多個凹槽分離的多個突起。多個突起的每個的縱向截面的頂端和多個凹槽的每個的縱向截面的底端中的其中之一可以是直的和圓形的其中一種。多個突起可以具有沿第一方向延伸並且沿著垂直於第一方向的第二方向形成的直線形狀。多個突起和多個凹槽中的至少一種可以具有在第一方向和垂直於第一方向的第二方向上形成的圓形、環形和矩形形狀的其中之一。多個凹槽的每個可以具有倒置三角形截面和倒置梯形截面之一。金屬材料可以包括包含碳和銀的其中一種的矽化合物。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]通過下文結合附圖的詳細描述，將更清楚地理解本發明構思的示例實施方式，其中:
[0014]圖1是根據示例實施方式的半導體晶片的縱向截面圖；
[0015]圖2A至圖2C是圖1中示出的半導體晶片的熱輻射部的透視圖；
[0016]圖3A至圖3M是圖1的熱輻射部的熱輻射圖案的平面圖；
[0017]圖4A至圖41是圖1的熱輻射部的縱向截面圖；
[0018]圖5是根據另一示例實施方式的半導體晶片的縱向截面圖；
[0019]圖6A至圖61是圖5中示出的半導體晶片的熱輻射部的縱向截面圖；
[0020]圖7A至圖7E和圖8示出了根據示例實施方式的製造半導體晶片的方法；
[0021]圖9是根據另一示例實施方式的半導體晶片的縱向截面圖；
[0022]圖10是其上安裝根據實例實施方式的顯示驅動晶片的顯示模塊的縱向截面圖；
[0023]圖11是根據另一示例實施方式的顯示模塊的平面圖；
[0024]圖12示出根據示例實施方式的顯示裝置的結構；以及
[0025]圖13示出包括根據示例實施方式的顯示裝置的各種電子產品的實例。
【具體實施方式】
[0026]在這裡使用時，術語「和/或」包括相關列舉項目的一種或多種的任意和所有組
口 ο
[0027]示出示例實施方式的附圖用於增加對於本發明構思、其優點以及通過實施本發明構思而實現的目的的充分理解。然而，本發明構思可以以許多不同的形式實現且不應被理解為限於在此闡述的實施方式；而是，提供這些實施方式使得本公開將徹底和完整，這些實施方式將向本領域技術人員充分地傳達本發明構思。相同的附圖標記通篇涉及相同的元件。為了本發明構思的清晰，附圖中的結構的尺寸與實際尺寸相比被放大或減小。
[0028]在此使用的術語僅用於描述具體的實施方式而不旨在限制本發明構思。在這裡使用時，單數形式也旨在包括複數形式，除非上下文清楚地指示另外的意思。可以進一步理解，當在本說明書中使用時，術語「包括」和/或「包含」說明所述特徵、區域、整體、步驟、操作、元件和/或組分的存在，但是不排除一個或更多其他特徵、區域、整體、步驟、操作、元件、組分和/或其組的存在或添加。
[0029]除非另有界定，這裡使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有示例實施方式所屬的領域的普通技術人員通常理解的相同涵義。還可以理解，術語(諸如在通用字典中定義的術語)應被解釋為具有與在相關技術的背景中的它們的涵義一致的涵義，而不應解釋為理想化或過度正式的意義，除非在這裡明確地如此界定。
[0030]圖1是根據示例實施方式的半導體晶片1000的縱向截面圖。參考圖1，根據示例實施方式的半導體晶片1000包括形成在半導體基板100的第一表面110上的集成電路(IC)300和形成在半導體基板100的面對第一表面110的第二表面120上的熱輻射部200。
[0031]半導體基板100可以是半導體晶片,包括第一表面110和面對第一表面110的第二表面120。半導體基板100可包括娃(Si)。另外，半導體基板100可包括半導體兀素，諸如鍺(Ge)，或化合物半導體，諸如碳化矽(SiC)、砷化鎵(GaAs)、砷化銦(InAs)和磷化銦(InP)0
[0032]IC300形成在半導體基板100的第一表面110上。IC300配置有施加電壓到半導體器件或電連接該半導體器件的布線，該半導體器件諸如為電晶體、電容器和/或二極體等。
[0033]IC300可以具有各種類型。例如，當半導體晶片1000是顯示驅動晶片時，IC300可以是產生用於驅動顯示面板的驅動信號的電路。另外，當半導體晶片1000是存儲器晶片時，IC300可以是包括存儲單元和它們的外圍電路的電路。另外，IC300可包括根據半導體晶片的類型來執行功能的各種類型的電路。
[0034]熱輻射部200可包括形成在半導體基板100的整個第二表面120上的熱輻射圖案10和熱輻射層20。熱輻射圖案10具有包括凹槽11和突起12的熱輻射結構。多個凹槽11形成在半導體基板100的第二表面120上，多個凹槽11彼此間隔開給定(替換地，預定)距離，從而可以形成多個突起12。因此，可以形成包括多個凹槽11和多個突起12的熱輻射圖案10。
[0035]熱輻射圖案10的形狀不受限制，只要可增大熱輻射面積。熱輻射圖案10可以是條形圖案(圖3A-圖3B)、格子圖案(圖3E-3G)或圓形圖案(圖3H-3M)，如圖3A至圖3M所示。另外，在本實施方式中，每個凹槽11的底端和每個突起10的頂端具有直線形的截面；然而，這僅是一實例，本發明構思不限於此。凹槽11的截面形狀和突起12的截面形狀可以改變，如圖4A至圖41所示。
[0036]熱輻射層20可以形成在熱輻射圖案10的上部上。熱輻射層20可以通過將熱輻射材料(即，金屬)埋入凹槽11中而形成。在此情況下，熱輻射材料可以是具有高導熱率的材料，諸如碳或銀。備選地，熱輻射材料可以是與碳或銀混合的矽化合物。熱輻射層20通過將具有高導熱率的材料埋入凹槽11中形成，使得半導體晶片1000中產生的熱可以以相對高的速度消散到外界環境。另外，矽化合物被施加到半導體基板100的第二表面120上，從而可以防止或抑制在半導體晶片100中發生的裂縫。
[0037]熱輻射層20的厚度可以與熱輻射圖案10的厚度相同。熱輻射材料被埋入突起12的縱向截面之間的界面中，使得熱輻射層20的厚度可以與熱輻射圖案10的厚度相同。另夕卜，熱輻射部200的頂表面可以是平坦的。
[0038]在執行半導體晶片的背部減薄(backwrap)工藝之後,可產生熱福射部200。半導體晶片1000形成在具有幾百ym厚度的晶片基半導體基板上，該半導體晶片的厚度將被減小為小於最大幾十μ m,從而層疊半導體晶片1000或增大封裝密度。在半導體晶片的電路形成在晶片上之後，拋光晶片的後表面從而減小半導體晶片的厚度的工藝被稱為背部減薄工藝。參考圖1，在IC300已經形成在半導體基板100的第一表面110上之後，半導體基板100的第二表面120的一部分通過執行背部減薄工藝而被拋光。隨後，熱輻射部200可以形成在半導體基板100的第二表面120上。
[0039]間接方法(諸如減小施加到半導體晶片的電源電壓的電平以減小半導體晶片的消耗電能的方法，或者在顯示模塊的情況下，將散熱片貼附到顯示模塊的後表面以將半導體晶片中產生的熱消散到外界環境的方法)被用於解決與半導體晶片的熱輻射有關的問題。然而，圖1中示出的半導體晶片1000可以經由形成在半導體基板100的第二表面120上的熱輻射部200將由IC300的操作產生的熱直接消散到外部。另外，熱輻射部200形成在半導體基板100的面對第一表面110的第二表面120上，IC300形成在第一表面110上。於是，熱輻射部200可具有相對大的面積，而不需要增大半導體晶片1000的尺寸。
[0040]圖2A至圖2C是圖1的半導體晶片1000的示意性透視圖，以示出根據其他示例實施方式的熱輻射部200的熱輻射圖案10的結構。為了便於說明，沒有示出熱輻射層20。在示例實施方式中，半導體晶片1000具有矩形形狀，其長側的長度比短側的長度大得多，類似於顯示驅動晶片。然而，本發明構思不限於此。圖1中示出的半導體晶片1000可具有各種形狀。另外，圖1的半導體晶片1000可以包括各種類型的電路，諸如存儲器、模擬電路、邏輯電路等。
[0041]參考圖2A至圖2C，多個溝槽(未示出)沿垂直於或平行於半導體晶片1000的長側的方向形成在半導體基板100的第二表面120中，使得可以形成包括多個凹槽11和多個突起12的熱輻射圖案10。多個凹槽11可以彼此間隔開給定(或者備選地，預定)距離，多個凹槽11之間的距離可以是均勻的。多個突起12設置在多個凹槽11之間。多個突起12也彼此間隔開給定(或者備選地，預定)距離。
[0042]在一個示例實施方式中，凹槽11的厚度和突起12的厚度可以相同。通過多個凹槽11和多個突起12形成的熱輻射圖案10可以是沿垂直於半導體晶片1000的長側的方向設置的條形圖案，如圖2A所示，或者可以是沿平行於半導體晶片1000的長側的方向設置的條形圖案，如圖2B所示。另外，熱輻射圖案10可以是當沿垂直於半導體晶片1000的長側的方向形成的多個凹槽11與沿平行於半導體晶片1000的長側的方向形成的多個凹槽11互相交叉時形成的格子圖案，如圖2C所示。然而，圖2A至圖2C僅是用於示出熱輻射部200的熱輻射圖案10的實施方式，本發明構思不限於此。熱輻射圖案10的形狀和構成熱輻射圖案10的凹槽11及突起12的形狀可以改變。在下文，將參考圖3A至圖3M和圖4A至圖41更詳細地描述熱輻射圖案10。
[0043]圖3A至圖3M是圖1的熱輻射部200的熱輻射圖案10的平面圖。如上所述，在圖I中，熱輻射部200可以形成在半導體基板(見圖1的100)的整個第二表面120上。根據熱輻射部200的凹槽11和突起12的各種形狀和布置，熱輻射圖案10可以如圖3A至圖3M所示地形成。
[0044]首先，參考圖3A和圖3B，熱輻射部200的熱輻射圖案10可以是直線條形圖案。參考圖3A，凹槽11可具有沿第一方向(例如，沿垂直於半導體晶片(見圖1的1000)的長側的方向(以下簡稱為第一方向))延伸的直線形狀，多個凹槽11可彼此間隔開給定(或者備選地，預定)距離地形成。因此，熱輻射圖案10可以是其中多個凹槽11沿第一方向延伸的直線條形圖
[0045]另外，參考圖3B，凹槽11可具有沿第二方向(例如，沿平行於半導體晶片(見圖1的1000)的長側的方向(以下簡稱為第二方向))延伸的直線形狀，多個凹槽11可彼此間隔開給定(或者備選地，預定)距離地形成。因此，熱輻射圖案10可以是其中多個凹槽11沿第二方向延伸的直線條形圖案。
[0046]參考圖3C和圖3D，熱輻射圖案10可以是波紋條形圖案。參考圖3C，凹槽11可具有在其中凹槽11沿第一方向延伸的波紋條形形狀，多個凹槽11可彼此間隔開給定(或者備選地，預定)距離地形成。因此，熱輻射圖案10可以是其中多個凹槽11沿第一方向延伸的波紋條形圖案。
[0047]另外，參考圖3D，凹槽11可具有在其中凹槽11沿第二方向延伸的波紋條形形狀，多個凹槽11可彼此間隔開給定(或者備選地，預定)距離地形成。因此，熱輻射圖案10可以是在其中多個凹槽11沿第二方向延伸的波紋條形圖案。
[0048]參考圖3E和圖3F，熱輻射部200的熱輻射圖案10可以是格子圖案。參考圖3E，凹槽11可具有在其中凹槽11分別沿第一方向和第二方向延伸的直線形狀，多個凹槽11可彼此間隔開給定(或者備選地，預定)距離地設置。因此，熱輻射圖案10可以是格子圖案，在其中在第一方向上的多個凹槽11與在第二方向上的多個凹槽11互相交叉。
[0049]另外，參考圖3F，與圖3E相反，突起12可具有在其中突起12分別沿第一方向和第二方向上延伸的直線形狀，多個突起12可彼此間隔開給定(或者備選地，預定)距離地設置。因此，熱輻射圖案10可以是格子圖案，在其中在第一方向上的多個突起12與在第二方向上的多個突起12互相交叉。
[0050]參考圖3G，熱輻射圖案10可以是菱形圖案。每個凹槽11和突起12可具有菱形，多個凹槽11和多個突起12可沿著第三方向(例如，沿著關於半導體晶片(見圖1的1000)的長側的斜線的方向(以下簡稱為第三方向))交替地設置。因此，熱輻射圖案10可以是菱形圖案，如圖3G所示。
[0051]參考圖3H至圖3K，熱輻射圖案10可以是圓形圖案。如圖3H和圖31所示，凹槽11可具有圓形形狀，多個凹槽11可沿著第一方向以及沿著第二方向設置(圖3H)，或者可在第一方向和第二方向上彼此間隔開給定(或者備選地，預定)距離(圖31)。備選地，如圖3J和圖3K所示，突起12可具有圓形形狀，多個突起12可沿著第一方向以及沿著第二方向設置(圖3J)，或者可在第一方向和第二方向上彼此間隔開給定(或者備選地，預定)距離(圖3K)。因此，熱輻射圖案10可以是圓形圖案。
[0052]參考圖3L和圖3M，熱輻射圖案10可以是環形圖案。參考圖3L，凹槽11可具有環形形狀，多個凹槽11可以沿著第一方向以及沿著第二方向設置。備選地，參考圖3M，突起12可具有環形形狀，多個突起12可沿著第一方向以及沿著第二方向設置。因此，熱輻射圖案10可以是環形圖案。
[0053]如上所述，已經參考圖3A至圖3M描述了熱輻射部200的熱輻射圖案10的各種示例。然而，本發明構思不限於此。熱輻射部200可含有具有考慮熱輻射面積和熱輻射效率的各種形狀的熱輻射圖案10。
[0054]圖4A至圖41是圖1的熱輻射部200的縱向截面圖。為了解釋圖1的熱輻射部200的縱向截面，圖4A至圖41是圖1的半導體晶片1000的示意性縱向截面圖。為了便於說明，圖1的包括熱輻射部200的半導體晶片1000的縱向截面被放大。
[0055]參考圖4A，熱輻射部200的凹槽11的截面的底端和熱輻射部200的突起12的截面的頂端可以是直的。多個凹槽11或多個突起12彼此間隔開給定(或者備選地，預定)距離，從而凹槽11和突起12可交替地設置。因此，如圖4A所示，凹槽11的截面和突起12的截面可以是矩形，通過將熱輻射材料埋入凹槽11中形成的熱輻射層20的截面可以是矩形，類似於凹槽11的截面。在下面的圖案中，熱輻射層20的截面具有與凹槽11的截面相同的形狀。因此，將省略對熱輻射層20的描述。
[0056]參考圖4B，熱輻射部200的凹槽11的截面的底端可以是直的，突起12的截面的頂端可以是圓形的。凹槽11和突起12可以交替地設置。因此，突起12的截面可具有柱形狀，其包括在向上方向上的凸起區。
[0057]參考圖4C，與圖4B相反，凹槽11的截面的底端可以是圓形的，突起12的截面的頂端可以是直的。因此，凹槽11的截面可具有柱形狀，其包括在向下方向上的凸起區。
[0058]參考圖4D，凹槽11的截面的底端和突起12的截面的頂端可以是圓形的。因此，如圖4D所示，包括凹槽11和突起12的熱輻射圖案10的截面可具有波紋條形形狀。
[0059]參考圖4E，突起12的截面的頂端可以是圓形的，並且可以形成多個突起12。因此，突起12的截面可具有在向上方向上凸起的半圓形狀。
[0060]參考圖4F，與圖4E相反，凹槽11的截面的底端可以是圓形的，可以形成多個凹槽
11。因此，凹槽11的截面可具有在向下方向上凸起的半圓的形狀。
[0061]參考圖4G，凹槽11可具有倒置三角形截面，突起12可具有三角形截面。因此，包括凹槽11和突起12的熱輻射圖案10可具有鋸齒狀的截面。
[0062]參考圖4H，凹槽11可具有倒置三角形截面，突起12可具有梯形形狀。凹槽11(每個凹槽11具有倒置的三角形截面)可以彼此間隔開給定(或者備選地，預定)距離，使得突起12可具有梯形截面。
[0063]備選地，如圖41所示，凹槽11可具有倒置的梯形截面，突起12可具有三角形截面。突起12 (每個突起12具有三角形截面)可以彼此間隔開給定(或者備選地，預定)距離，使得凹槽11可具有倒置的梯形截面。
[0064]如上所述，已經描述了凹槽11的截面和突起12的截面的各種示例。然而，本發明構思不限於此。凹槽11的截面形狀和突起12的截面形狀不受限制，只要可以增大熱輻射圖案10的面積。
[0065]圖5是根據另一示例實施方式的半導體晶片IOOOa的縱向截面圖。參考圖5，根據本發明構思的本實施例的半導體晶片IOOOa包括形成在半導體基板100的第一表面110上的IC300和形成在半導體基板100的面對第一表面110的第二表面120上的熱輻射部200a。圖5的半導體晶片IOOOa與圖1的半導體晶片1000因熱輻射部200a的結構而不同。
[0066]熱輻射部200a形成在半導體基板100的第二表面120上。熱輻射部200a可以形成在半導體基板100的整個第二表面120上，並且可以在已經執行了半導體晶片的背部減薄工藝之後形成，如上參考圖1所述。
[0067]熱輻射部200a可以包括由凹槽11和突起12形成的熱輻射圖案10以及熱輻射層20a。熱輻射圖案10具有由多個凹槽11和多個突起12形成的熱輻射結構。多個凹槽11形成在半導體基板100的第二表面120上並且彼此間隔開給定(或者備選地，預定)距離，使得多個突起12可以形成在多個凹槽11之間。多個凹槽11和多個突起12可以彼此間隔開給定(或者備選地，預定)距離。熱輻射圖案10通過多個凹槽11和多個突起12形成在半導體基板100的第二表面120上。在此情況下，熱輻射圖案10可與圖1的半導體晶片1000的熱輻射部200的熱輻射圖案10基本相同。因此，可如圖3A至圖3M所示地形成熱輻射圖案10。
[0068]熱輻射層20可以包括多個埋入部21和暴露部22，該多個埋入部21通過將熱輻射材料埋入凹槽11中形成，該暴露部22形成在每個熱輻射圖案10的上部上。熱輻射材料被施加到熱輻射圖案10的整個區域上，使得埋入部12可通過將熱輻射材料埋入凹槽11中形成以及暴露部22可形成在每個突起12的上部上。因此，熱輻射層20的厚度可以比熱輻射圖案10的厚度大。
[0069]圖5的半導體晶片IOOOa的熱輻射部200a包括埋入部21和暴露部22，使得半導體晶片1000產生的熱可經由凹槽11和突起12被傳遞到熱輻射部200a。因此，IC300中產生的熱可快速傳遞到熱輻射部200a，並且熱輻射部200a可將熱消散到外界環境。
[0070]圖6A至圖61是圖5中示出的半導體晶片IOOOa的熱輻射部200a的縱向截面圖。為了便於說明，包括熱輻射部200a的半導體晶片IOOOa的縱向截面被放大。
[0071]圖6A至圖61的熱輻射部200a的熱輻射圖案10的截面形狀與圖4A至圖4F的熱輻射圖案10的截面形狀相似。如上參考圖4A至圖41所述，凹槽11的底端可以是直的或半球形的，凹槽11可以具有半圓形截面、倒置三角形截面或倒置梯形截面。另外，突起12的頂端可以是直的或半球形的，突起12的截面可以是半圓形、三角形或梯形。在一個示例實施方式中，熱輻射圖案10的厚度可小於圖4A至圖41的熱輻射部200的熱輻射圖案10的厚度。
[0072]換句話說，圖6A至圖61的熱輻射部200a的突起12的高度可小於圖4A至圖4F的熱輻射部200的突起12的高度。突起12的厚度和形成在突起12的上部上以及在每個埋入部21的上部上的暴露部22的厚度可與圖4A至圖41的熱輻射圖案10的厚度和圖6A至圖61的熱輻射圖案10的厚度之間的差相同。另外，已經參考圖4A至圖41描述了熱輻射圖案10的截面的形狀，因此將省略對其的詳細說明。
[0073]圖7A至圖7E和圖8示出了根據示例實施方式的製造半導體晶片的方法。
[0074]圖7A示出了 IC300形成在半導體基板100的一個表面上的情況。半導體基板100是半導體晶片並且包括第一表面110和面對第一表面110的第二表面120。IC300可以通過圖案化半導體器件或布線而形在半導體基板100的一個表面(例如，第一表面110)上。
[0075]參考圖7B，在形成IC300之後，第二表面120，其面對其上形成IC300的第一表面110，通過執行背部減薄工藝而被拋光。[0076]在執行背部減薄工藝之前半導體基板100的厚度dl (即，晶片的厚度dl)可以是大約數百μπι。例如，具有20至30cm直徑的矽晶片的厚度可以是大約750μπι。然而，為了層疊半導體晶片或增大封裝密度，半導體晶片的厚度可以被減小至小於幾十μπι。因此，在IC300形成在半導體基板100的第一表面110上之後，第二表面120被拋光以去除半導體基板100的具有給定(或者備選地，預定)厚度d3的部分。因此，半導體基板100的厚度dl可以被減小至厚度d2,即,被減小至小於幾十μ m。
[0077]詳細地，背部減薄工藝可以通過使用以下方法執行:諸如，通過將漿料注入到晶片中而利用金剛石砂輪拋光、化學機械拋光(CMP)、利用矽石粘合劑墊的幹拋光、利用化學藥物或利用等離子體的溼蝕刻。
[0078]參考圖7C，熱輻射圖案10形成在半導體基板100的第二表面120上。溝槽(未示出)可以以恆定間隔形成在第二表面120中，從而可形成包括多個凹槽11和多個突起12的熱輻射圖案10。
[0079]熱輻射圖案10可以通過執行光刻工藝形成。例如，突起12可以通過使用二氧化矽(SiO2)形成光掩模來形成，凹槽11可以通過利用氫氧化鉀(KOH)水溶液執行溼蝕刻形成。在此情況下，熱輻射圖案10可在刻蝕工藝中在小於100°C的低溫下被蝕刻，而不損害IC300。上述光刻工藝僅是在其中形成熱輻射圖案10的一實施方式，形成熱輻射圖案10的工藝不限於此。熱輻射圖案10可利用刀片或鑽頭(cutting bit)形成或通過執行雷射打孔工藝形成。另外，具有期望結構的熱輻射圖案10可使用各種方法形成。
[0080]參考圖7D，熱輻射材料30被施加到熱輻射圖案10的上部上。熱輻射材料30可以是與碳或銀混合的矽化合物。熱輻射材料30被均勻地施加到熱輻射圖案10的上部上至少與熱輻射圖案10相同的厚度。
[0081 ] 參考圖7E，熱輻射層20通過拋光熱輻射圖案10的上部(在其上不必要地施加了熱輻射材料30，在圖7D中)形成，使得熱輻射部200的上部可以是平坦的。熱輻射圖案10的上部(熱輻射材料30被不必要地施加到其上)可通過執行CMP工藝等被去除。
[0082]參考圖7E，突起12的其上施加有熱輻射材料30的上部和凹槽11的其上施加有熱輻射材料30的部分(如圖7D所示)當中，其上施加熱輻射材料30至超過突起12的縱向截面的高度的部分被去除，以通過利用埋入凹槽11中的埋入部形成熱輻射層20並且使得埋入每個凹槽11的熱輻射層20與每個突起12的頂表面齊平從而形成具有平坦頂表面的熱輻射部200。因此，可製造圖1的半導體晶片1000。
[0083]另外，參考與圖7E相應的圖8，熱輻射材料20的在圖7D中被施加到突起12的上部上並且被施加至高於突起12的縱向截面的高度的高度的熱輻射材料20的一部分被去除以形成熱輻射層20，該熱輻射層20包括埋入部21和暴露部22並且具有平坦頂表面。因此，可製造圖5的半導體晶片1000a。
[0084]圖9是根據另一示例實施方式的半導體晶片IOOOb的縱向截面圖。
[0085]參考圖9，根據本實施方式的半導體晶片IOOOb包括設置在半導體基板100的第一表面110上的IC300和熱輻射構件400、以及形成在半導體基板100的面對第一表面110的第二表面120上的熱輻射部200。形成在第二表面120上的熱輻射部200可與圖1的熱輻射部200或圖5的熱輻射部200a基本相同。於是，將省略對其的詳細說明。
[0086]半導體基板100的第一表面110可以被分成電路區域SCR和劃線道區域SL。電路區域SCR是在其中將形成IC300的區域，並位於第一表面110的中心。劃線道區域SL是在其中晶片即將被切割以將形成在晶片上的多個晶片分成獨立晶片的區域。一般地，劃線道區域SL比切割晶片在物理上所需要的區域寬。由於切割晶片時顆粒可到達靠近晶片切割面的部分，所以劃線道區域SL的寬度可以比晶片切割所需的實際寬度大，以防止或阻止顆粒到達電路區域SCR。因此，劃線道區域SL包括即使在晶片被切割之後也保留在半導體晶片IOOOb上的空間。圖9中示出的半導體晶片IOOOb可包括設置在劃線道區域SL中的熱輻射構件400。
[0087]熱輻射構件400可包括由具有高導熱率的金屬形成的多個熱輻射鰭401。例如，多個熱輻射鰭401可由鋁、銅、鎢或其混合物形成。
[0088]多個熱輻射鰭401可在垂直於半導體基板100的第一表面110的方向上延伸並且可彼此間隔開給定(或者備選地，預定)距離。在一個示例實施方式中，熱輻射鰭401可彼此間隔開給定(或者備選地，預定)距離。例如，給定(或者備選地，預定)距離可以是滿足製造半導體晶片IOOOb的方法的最小設計規則的最小距離。當通過減小熱輻射鰭401之間的給定(或者備選地，預定)距離來形成更多的熱輻射鰭401時，熱輻射面積可增大。
[0089]熱輻射構件400可還包括主體部分410。主體部分410可由具有高導熱率的金屬形成，類似於熱輻射鰭401，並且可平行於半導體基板100的第一表面110的上部並且可連接到多個熱輻射鰭401。
[0090]另外，雖然未示出，但是熱輻射構件400可電連接到接地電壓或IC300的電源電壓，IC300中產生的熱可以被快速傳遞到熱輻射構件400。
[0091]如上所述，圖9的半導體晶片IOOOb包括設置在半導體基板100的第二表面120上的熱輻射部200和設置在第一表面110的劃線道區域SL中的熱輻射構件400，使得半導體晶片IOOOb中產生的熱可經由半導體晶片IOOOb的第一和第二表面110和120被消散。
[0092]圖10是包括根據示例實施方式的顯示驅動晶片的顯示模塊2000的縱向截面圖。
[0093]參考圖10，顯示模塊2000可包括顯示面板1200、印刷電路板(PCB)1300和顯示驅動晶片1100。另外，顯示模塊2000可還包括柔性PCB (FPCB) 1400。
[0094]顯示面板1200包括用於顯示圖像的多個像素。在一個示例實施方式中，顯示面板1200可以是有機發光二極體面板。顯示面板1200包括多個像素，所述多個像素中的每個包括響應於電流流動而發光的有機發光二極體。然而，本發明構思不限於此，顯示面板1200可以是任意其他類型的顯示裝置。例如，顯示面板1200可以是從由液晶顯示(LCD)面板、電致變色顯示(EOT)面板、數字反射鏡器件(DMD)面板、致動反射鏡器件(actuated mirrordevice, AMD)面板、光柵光閥(GLV)面板、等離子體顯示面板(PDP)、電致發光顯示器(ELD)面板、發光二極體(LED)顯示面板和真空螢光顯示(VFD)面板構成的組中選擇出的一個。
[0095]顯示驅動晶片1100產生用於驅動顯示面板1200的信號並將該信號傳輸到顯示面板1200。顯示驅動晶片1100可包括電壓發生器、數據驅動器、掃描驅動器和時序控制器。顯示驅動晶片1100是根據示例實施方式的半導體晶片，其包括設置在顯示驅動晶片1100一側上的熱輻射部200。另外，顯示驅動晶片1100可以是半導體晶片，其還包括在劃線道區域中的熱輻射構件(見圖9的400)。
[0096]顯示驅動晶片1100安裝在PCB1300上。布線設置在PCB1300上以電連接顯示驅動晶片1100和顯示面板1200。因此，通過將顯示驅動晶片1100的輸出墊與顯示面板1200電連接，從顯不驅動晶片1100輸出的驅動信號被傳輸到顯不面板1200。在一個實施方式中，PCB1300可與顯示面板1200的下基板相同。例如，PCB1300可以是玻璃基板，其是顯示面板1200的下基板，用於電連接顯示面板1200與顯示驅動晶片1100的布線可以是銦錫氧化物(ITO)布線。
[0097]FPCB1400連接到顯示驅動晶片1100的輸入墊。布線形成在FPCB1400上以將來自應用處理器(未示出)等的輸入信號施加到顯示驅動晶片1100的輸入墊。
[0098]如圖10所示，當顯示驅動晶片1100安裝在PCB1300上時，半導體基板100的第一表面110是底表面，半導體基板100的第二表面120是頂表面。顯示驅動晶片1100的輸入/輸出墊形成在第一表面110的電路區域中。由於圖10中示出的顯示驅動晶片1100包括形成在第二表面120的整個區域上的熱輻射部200，顯示驅動晶片1100中產生的熱可經由形成在第二表面120上的熱輻射部200被消散。
[0099]圖11是根據另一示例實施方式的顯示模塊2000』的平面圖。參考圖11，顯示模塊2000』可包括顯示面板1200、PCB1300和顯示驅動晶片1100。另外，顯示模塊2000』可還包括 FPCBI400。
[0100]顯示模塊2000』與圖9的顯示模塊2000相似。然而，圖11的顯示模塊2000』的PCB1300可還包括熱輻射板1500。
[0101]如圖11所示，顯示驅動晶片1100安裝在PCB1300上，用於電連接顯示驅動晶片1100的輸出墊與顯示面板1200的布線1301形成在顯示驅動晶片1100的頂端上方，FPCB1400設置在顯示驅動晶片1100的底端下面並且連接到顯示驅動晶片1100的輸入墊。
[0102]在此情況下，由金屬形成的熱輻射板1500可設置在PCB1300上的顯示驅動晶片1100的兩側表面上。例如，熱輻射板1500可由鎢、銅、金、銀、鋁或其化合物材料形成。如圖11所示，熱輻射板1500的側表面可接觸顯示驅動晶片1100的側表面，或熱輻射板1500可連接到用於將接地電壓或電源電壓供應到顯示驅動晶片1100的輸入墊。因此，顯示驅動晶片1100中產生的熱可被消散到熱輻射板1500。
[0103]在本實施方式中，已經描述了包括用於驅動顯示面板1200的單個顯示驅動晶片1100的顯示模塊2000』 ；然而，本發明構思不限於此。因此，顯示模塊2000』可包括在PCB1300上的多個顯示驅動晶片1100和設置在所述多個顯示驅動晶片1100的兩側表面上的熱輻射板1500。
[0104]圖12示出根據示例實施方式的顯示裝置3000的結構。參考圖12，根據本實施方式的顯示裝置3000可包括PCB1300、顯示驅動晶片1100、顯示面板1200、偏振板1600和窗玻璃1900。
[0105]窗玻璃1900 —般可由壓克力(acryl)或鋼化玻璃形成，並且可保護顯示模塊2000不受因重複觸摸操作導致的外部衝擊或刮擦的影響。偏振板1600可以被設置以改善顯示面板1200的光學特性。顯示面板1200可通過圖案化透明電極而形成在PCB1300上。
[0106]顯示驅動晶片1100可以是根據示例實施方式的半導體晶片(見圖1的1000、圖5的IOOOa和圖9的1000b)。因此，顯示驅動晶片1100包括熱輻射部以有效地消散所產生的熱。玻璃上晶片(COG)形式的顯示驅動晶片1100可安裝在PCB1300上。然而，這僅是一示例，顯示驅動晶片1100可以以各種形式安裝，諸如膜上晶片(C0F)、板上晶片(COB)等。
[0107]顯示裝置3000可還包括觸摸板1700和觸摸控制器1800。觸摸板1700通過圖案化透明電極諸如銦錫氧化物(ITO)電極而形成在玻璃基板或聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜上。觸摸控制器1800感測在觸摸板1700上的觸摸、計算觸摸坐標以及將觸摸坐標傳輸到主機(未示出)。觸摸控制器1800可集成到顯示驅動晶片1100中。
[0108]圖13示出包括根據示例實施方式的顯示裝置的各種電子產品的示例。
[0109]根據本發明構思的顯示裝置3000可用於各種電子產品中。因此，顯示裝置3000可用於電視機(TV) 3200、自動取款機(ATM) 3300、電梯3400、在地鐵站等處使用的售票機3500、可攜式多媒體播放器(PMP)3600、電子書閱讀器3700、導航器件3800以及蜂窩式電話3100。
[0110]雖然已經參考其示例實施方式具體顯示和描述了本發明構思，然而將理解的是，在不脫離權利要求的精神和範圍的情況下，可以作出形式和細節上的各種變化。
[0111]本申請要求於2012年7月12日向韓國知識產權局提交的韓國專利申請N0.10-2012-0076283的權益，其公開通過全文引用結合於此。
【權利要求】
1.一種半導體晶片,包括: 半導體基板，包括第一表面和第二表面； 集成電路，在所述半導體基板的所述第一表面上；以及 熱輻射部，在所述半導體基板的所述第二表面上，該熱輻射部包括: 在垂直於所述第二表面的方向上的熱輻射圖案，該熱輻射圖案包括多個凹槽和多個突起，以及 在所述熱輻射圖案的上部上的熱輻射層，該熱輻射層包括金屬材料並且具有平坦的上表面。
2.如權利要求1所述的半導體晶片，其中所述熱輻射層包括在所述多個凹槽中的埋入部，該埋入部包括所述金屬材料。
3.如權利要求1所述的半導體晶片，其中所述熱輻射層包括: 在所述多個凹槽中的埋入部，該埋入部包括所述金屬材料；以及 暴露部，在所述埋入部的每個的上部和所述多個突起的每個的上部上。
4.如權利要求1所述的半導體晶片，其中所述熱輻射圖案包括在所述第二表面上的條形圖案，該條形圖案包括具有沿第一方向延伸的直線形狀的所述多個突起，所述多個突起沿著垂直於所述第一方向的第二方向形成並且彼此間隔開。
5.如權利要求1所述的半導體晶片，其中所述熱輻射圖案包括在所述第二表面上的格子圖案，該格子圖案包括具有 在第一方向上和在垂直於所述第一方向的第二方向上形成並且彼此間隔開的矩形形狀的所述多個突起和所述多個凹槽的其中一種。
6.如權利要求1所述的半導體晶片，其中所述熱輻射圖案包括在所述第二表面上的圓形圖案，該圓形圖案包括具有在第一方向上和在垂直於所述第一方向的第二方向上形成並且彼此間隔開的圓形形狀的所述多個突起和所述多個凹槽的其中一種。
7.如權利要求1所述的半導體晶片，其中所述熱輻射圖案包括在所述第二表面上的環形圖案，該環形圖案包括具有在第一方向上和在垂直於所述第一方向的第二方向上形成並且彼此間隔開的環形形狀的所述多個突起和所述多個凹槽的其中一種。
8.如權利要求1所述的半導體晶片，其中所述多個突起的每個的縱向截面的頂端和所述多個凹槽的每個的縱向截面的底端中的其中之一是直的。
9.如權利要求1所述的半導體晶片，其中所述多個突起的每個的縱向截面的頂端和所述多個凹槽的每個的縱向截面的底端中的其中之一是圓形的。
10.如權利要求1所述的半導體晶片，其中所述多個凹槽的每個具有倒置三角形截面和倒置梯形截面之一。
11.如權利要求1所述的半導體晶片，其中所述金屬材料包括包含碳和銀之一的矽化合物。
12.如權利要求1所述的半導體晶片，其中所述集成電路包括配置為驅動顯示面板的驅動電路。
13.—種製造半導體晶片的方法，該方法包括: 在半導體基板的第一表面中形成電路區域； 對所述半導體基板的面對所述第一表面的第二表面執行背部減薄； 通過在所述第二表面上產生多個凹槽和多個突起而形成熱輻射圖案；通過施加金屬材料到所述熱輻射圖案的上部上而形成熱輻射層；以及 平坦化所述熱輻射層的頂表面。
14.如權利要求13所述的方法，其中所述形成熱輻射圖案包括在所述第二表面的整個區域上形成所述熱輻射圖案。
15.如權利要求13所述的方法，其中所述形成熱輻射圖案包括在小於100°C的溫度下執行光刻工藝。
16.—種半導體晶片,包括: 半導體基板，包括第一表面和第二表面； 在所述半導體基板的所述第一表面上的集成電路；以及 在所述半導體基板的所述第二表面上的熱輻射部，該熱輻射部包括多個凹槽和在所述多個凹槽中的金屬材料。
17.如權利要求16所述的半導體晶片，其中所述熱輻射部具有平坦的上表面。
18.如權利要求16所述的半導體晶片，其中所述熱輻射部還包括通過所述多個凹槽分離的多個突起。
19.如權利要求18所述的半導體晶片，其中所述多個突起的每個的縱向截面的頂端和所述多個凹槽的每個的縱向截面的底端中的其中之一是直的和圓形的其中一種。
20.如權利要求18所述的半導體晶片，其中所述多個突起具有沿第一方向延伸並且沿著垂直於所述第一方向的第二方向形成的直線形狀。
【文檔編號】H01L23/367GK103545272SQ201310293576
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年7月12日 優先權日:2012年7月12日
【發明者】裵鍾坤, 禹宰赫, 姜元植, 金成起, 金亮孝 申請人:三星電子株式會社