(57)【要約】【課題】積層された各半導体素子を、冷媒の相変化を利用して効率的に冷却することが可能な半導体装置を提供することを目的とする。【解決手段】冷媒を封入した中空部材によって表面の少なくとも一部が覆われた半導体素子を複数積み重ねた積層体と、前記積層体の側方に配置され、各中空部材の一端と熱的に接触する放熱部材と、前記各中空部材の内部に形成され、前記放熱部材の放熱によって凝縮した冷媒を前記中空部材の他端方向へ誘導する多孔質体と、前記中空部材の内面のうち前記半導体素子に対応する領域に形成され、前記半導体素子から前記多孔質体へ伝達される熱によって前記多孔質体から蒸発した冷媒を前記中空部材の一端へ導く溝と、を備える。【選択図】図２
2014120516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を封入した中空部材によって表面の少なくとも一部が覆われた半導体素子を複数積み重ねた積層体と、
前記積層体の側方に配置され、各中空部材の一端と熱的に接触する放熱部材と、
前記各中空部材の内部に形成され、前記放熱部材の放熱によって凝縮した冷媒を前記中空部材の他端方向へ誘導する多孔質体と、
前記中空部材の内面のうち前記半導体素子に対応する領域に形成され、前記半導体素子から前記多孔質体へ伝達される熱によって前記多孔質体から蒸発した冷媒を前記中空部材の一端へ導く溝と、を備える、
半導体装置。
【請求項２】
前記中空部材は、前記半導体素子の表面に形成された凹部内に配置される、
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記中空部材は、前記半導体素子の表面のうち前記半導体素子の表裏を貫通するビアが形成されないアクティブ領域を覆う、
請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記中空部材は、前記半導体素子の一端から他端へ至っており、
前記放熱部材は、前記積層体の側方のうち前記中空部材の一端側と他端側の両側方に各々配置されている、
請求項１から３の何れか一項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記中空部材の内面のうち前記半導体素子に対応する領域には、前記溝が平行に複数形成されており、
前記半導体装置は、前記中空部材のうち前記半導体素子に対応する領域に形成され、前記溝同士を連通する流路を更に備える、
請求項１から４の何れか一項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記中空部材は、前記中空部材の内面のうち前記半導体素子に対応する領域に対向する面と前記多孔質体との間に隙間を形成する、
請求項１から５の何れか一項に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ等の電子装置に搭載されるＬＳＩ（Large Scale Integration）等の半導
体素子には、基板に接合される面の反対側の面にヒートスプレッダやヒートシンク等の放熱部材を接触させた空冷方式が比較的多く適用されている。よって、半導体素子の高速化や高機能化に伴って半導体素子の発熱量が増加すると、放熱部材の大型化や形状の複雑化により、電子装置の実装設計に影響を与える虞がある。
【０００３】
また、近年では、半導体素子の高速化や高機能化に対応するため、例えば、ＴＳＶ（Through Silicon Via）技術を使って半導体素子を積層する手法が提案されている（例えば
、非特許文献１を参照）。図１８は、従来技術に係る半導体素子を積層した半導体装置を示した図の一例である。積層された各半導体素子１２１Ａ〜Ｅを冷却する場合、ヒートシンク１２２のような放熱部材を用いた冷却方式では、放熱部材に比較的近い半導体素子１２１Ａから冷却が行なわれる。このため、放熱部材から比較的遠い半導体素子１２１Ｅは冷却されにくい。
【０００４】
そこで、例えば、半導体素子の内外に形成した微細な流路に冷媒を流して半導体素子を冷却する手法が提案されている。図１９は、従来技術に係る半導体素子に形成した微細な流路を示した図の一例である。例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を活用した微細加工により、半導体素子１２１Ａ〜Ｅに形成された各ＴＳＶ間に流路（「マイクロチャネル」と呼ばれることもある）１０５を形成し、流路１０５内に冷媒を流通する。各半導体素子１２１Ａ〜Ｅを流路１０５内の冷媒で冷却すれば、特定の半導体素子が高温になることを防止することが可能である。
【０００５】
また、この他の手法として、例えば、冷却媒体用の流路を含む支持基板を素子基板に貼り合わせたものがある（例えば、特許文献１を参照）。また、例えば、発熱素子とヒートシンクとの間に冷却用流体を内包した装置を設けたものがある（例えば、特許文献２を参照）。また、例えば、平板状の容器内において容器の厚さ方向で対向する両面にウィック材を各々設け、両ウィック材の間に支柱を配置したものがある（例えば、特許文献３を参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】山地康弘，安達達也，森藤忠洋，佐藤知稔，高橋健司、「３次元積層モジュールにおける熱設計」、電子情報通信学会技術研究報告（ＣＰＭ）［電子部品・材料］、一般社団法人電子情報通信学会、2001年12月13日、信学技報Vol.101, No.516、p.45−52
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−５６９６６号公報
【特許文献２】特開２００５−７２５４２号公報
【特許文献３】特開２００４−２３８６７２号公報
【特許文献４】特表２００９−５１２２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
半導体素子を積層した半導体装置は、各半導体素子を十分に冷却することが求められる。しかし、半導体装置は、小型化が要求されるため、各半導体素子を冷却するために十分な大きさの冷媒流路を各層に設けることが難しい場合がある。この場合、冷却システムの冷却効率を上げれば、冷媒を流す流路の小型化を図ることができる。冷却システムの冷却効率を上げる手法の一つに、例えば、冷媒の相変化を利用することが考えられる。しかし、各半導体素子間に形成できる微細な大きさの冷媒流路では、冷媒の相変化を利用した冷却を安定的に実現することが難しい場合がある。例えば、半導体素子が薄くなると、冷媒流路も小さくなるため、流路内の冷媒の圧力損失が大きくなり、液相の冷媒が正常に循環しないことがある。また、冷媒の循環経路を複雑化すると、圧力損失の増加により、冷媒の循環が困難になる場合がある。
【０００９】
そこで、本願は、積層された各半導体素子を、冷媒の相変化を利用して効率的に冷却することが可能な半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願は、次のような半導体装置を開示する。
冷媒を封入した中空部材によって表面の少なくとも一部が覆われた半導体素子を複数積み重ねた積層体と、
前記積層体の側方に配置され、各中空部材の一端と熱的に接触する放熱部材と、
前記各中空部材の内部に形成され、前記放熱部材の放熱によって凝縮した冷媒を前記中空部材の他端方向へ誘導する多孔質体と、
前記中空部材の内面のうち前記半導体素子に対応する領域に形成され、前記半導体素子から前記多孔質体へ伝達される熱によって前記多孔質体から蒸発した冷媒を前記中空部材の一端へ導く溝と、を備える、
半導体装置。
【発明の効果】
【００１１】
上記半導体装置であれば、積層された各半導体素子を、冷媒の相変化を利用して効率的に冷却することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態に係る半導体装置の斜視図の一例である。
【図２】実施形態に係る半導体装置の構造図の一例である。
【図３】図２に示すグルーブおよび伝熱部を拡大した図の一例である。
【図４】図２において符号Ａ−Ａで示す破線部分の半導体装置の断面図である。
【図５】図２において符号Ｂ−Ｂで示す破線部分の半導体装置の断面図の一例である。
【図６】図４に示す熱拡散モジュールを拡大した図の一例である。
【図７】ウィックを設けた基材を示した図の一例である。
【図８】グルーブを形成した基材を示した図の一例である。
【図９】グルーブが板材に覆われる状態を示した図の一例である。
【図１０】ウィックがカバーで覆われる状態を示した図の一例である。
【図１１】カバーの原材料を示した図の一例である。
【図１２】ウィックがカバーで覆われた状態を示した図の一例である。
【図１３】熱拡散モジュールがＬＳＩ素子に接合される状態を示した図の一例である。
【図１４】放熱部材が積層体に取り付けられる状態を示した図の一例である。
【図１５】グルーブおよび伝熱部の変形例の拡大図である。
【図１６】中空部材の第１変形例を示した図である。
【図１７】中空部材の第２変形例を示した図である。
【図１８】従来技術に係る半導体素子を積層した半導体装置の一例を示した図の一例である。
【図１９】従来技術に係る半導体素子に形成した微細な流路を示した図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施形態について説明する。以下に示す実施形態は、単なる例示であり、本願の技術的範囲を以下の態様に限定するものではない。
【００１４】
＜半導体装置の実施形態＞
図１は、実施形態に係る半導体装置の斜視図の一例である。半導体装置１は、ＬＳＩ素子（Large Scale Integration：本願でいう「半導体素子」の一例である）２を複数積み
重ねた積層体３と、積層体３の側方に配置された放熱部材４とを備える。各ＬＳＩ素子２は、はんだバンプ５を介して電気的に接続されている。各ＬＳＩ素子２には、ＬＳＩ素子２の熱を除去する熱拡散モジュール６が取り付けられている。各熱拡散モジュール６は、積層体３の側方に配置された放熱部材４と熱的に接触しており、放熱部材４によって冷却される。なお、放熱部材４は、空気と熱交換を行う空冷式であってもよいし、流路を流れる冷媒と熱交換を行う水冷式であってもよい。放熱部材４は、放熱性に優れるものであれば如何なる材質であってもよく、例えば、銅やアルミニウム等を適用可能である。放熱部材４は、空冷式の場合、フィンを設けて表面積を広げ、放熱性を高めてもよい。
【００１５】
図２は、実施形態に係る半導体装置１の構造図の一例である。ＬＳＩ素子２には、熱拡散モジュール６が設けられている他に、アクティブ層７、ＴＳＶ８、再配線層９および保護膜１０が備わっている。アクティブ層７には、トランジスタ等の集積回路が形成されている。熱拡散モジュール６は、各ＬＳＩ素子２が積層されても他のＬＳＩ素子２に接触しないよう、ＬＳＩ素子２の下側の表面に形成された凹部内に配置されている。ＬＳＩ素子２の下側の表面に形成された凹部内に熱拡散モジュール６を配置することで、半導体装置１の薄型化や、冷却効率の向上が図られる。ＴＳＶ８は、ＬＳＩ素子２の表裏を貫通するシリコン貫通ビアである。再配線層９には、アクティブ層７とＴＳＶ８とを電気的に繋ぐ配線が形成されている。保護膜１０は、再配線層９を覆うように形成されており、ＬＳＩ素子２を保護する。
【００１６】
熱拡散モジュール６は、中空部材１１およびウィック（本願でいう「多孔質体」の一例である）１２を備える。中空部材１１は、冷媒を封入した部材である。ＬＳＩ素子２の表面のうちアクティブ層７に対応しない領域には、ＴＳＶ８が形成されている。よって、中空部材１１は、ＬＳＩ素子２の表面のうちアクティブ層７に対応する領域（図２においてはアクティブ層７の直下の部分に相当し、本願でいう「アクティブ領域」の一例でもある）を覆うようにＬＳＩ素子２に取り付けられている。中空部材１１の内部に配置されているウィック１２には、中空部材１１に封入される冷媒が浸透している。中空部材１１の内面のうちＬＳＩ素子２に対応する領域には凹凸加工が施されており、冷媒蒸気が排出される凹状のグルーブ１３と、熱の伝達を行う凸状の伝熱部１５とが形成されている。冷媒は、ＬＳＩ素子２の熱で気化し、放熱部材４による冷却で液化するものであれば如何なるものであってもよく、例えば、水、フロン、有機溶剤あるいは炭化水素系の冷媒を適用可能である。
【００１７】
図３は、図２に示すグルーブ１３および伝熱部１５を拡大した図の一例である。伝熱部１５は、ウィック１２に接触している。よって、ＬＳＩ素子２の熱は、伝熱部１５を経由し、ウィック１２内を流れる液相の冷媒に伝達される。ウィック１２内を流れる液相の冷媒は、伝熱部１５を経由して伝達されたＬＳＩ素子２の熱で気化する。ＬＳＩ素子２は、
冷媒が気化する際の気化熱により冷却される。ＬＳＩ素子２の熱で気化した冷媒は、図３の矢印が示すように、伝熱部１５の隣に形成されているグルーブ１３内へ流れる。なお、グルーブ１３や伝熱部１５の寸法は、ＬＳＩ素子２の発熱量や温度分布等に応じて適宜変更してもよい。
【００１８】
図４は、図２において符号Ａ−Ａで示す破線部分の半導体装置１の断面図である。半導体装置１は、積層体３の側方に配置され、中空部材１１の一端を冷却する放熱部材４が中空部材１１の両端に各々備わっている。また、グルーブ１３は、中空部材１１の内部において、放熱部材４が配置されている中空部材１１の両端に渡って延在している。
【００１９】
図５は、図２において符号Ｂ−Ｂで示す破線部分の半導体装置１の断面図の一例である。中空部材１１の内部に形成されている各グルーブ１３は、図５に示すように、直線状の溝であり、互いに平行に配置されている。
【００２０】
図６は、図４に示す熱拡散モジュール６を拡大した図の一例である。中空部材１１の両端は、放熱部材４によって放熱される。よって、中空部材１１の内部では、グルーブ１３内の気相の冷媒が中空部材１１の両端付近で冷却されて凝縮し、液化する。液化した冷媒は、毛細管力によってウィック１２に吸収される。中空部材１１の一端側でウィック１２に吸収された液相の冷媒は、冷媒の循環力となるウィック１２の毛細管力により、図６の破線の矢印で示すように、ウィック１２内で中空部材１１の他端方向へ移動する。ウィック１２内を流れる冷媒は、伝熱部１５を介して伝達されるＬＳＩ素子２の熱によって再び気化し、グルーブ１３内に排出される。グルーブ１３内に排出された冷媒は、グルーブ１３内の圧力勾配により、冷媒が凝縮している中空部材１１の両端へ誘導される。中空部材１１に封入された冷媒は、ＬＳＩ素子２の発熱と放熱部材４の放熱により、上記一連の蒸発及び凝縮のサイクルを繰り返す。
【００２１】
すなわち、熱拡散モジュール６内では、冷媒の相変化を伴う、気相の冷媒と液相の冷媒とによる気液二相流を用いた熱移動が行われる。冷媒の相変化を伴うことにより、顕熱のみならず潜熱の移動を伴う効率的な冷却が実現される。また、冷媒は、ウィック１２の毛細管力により循環するため、半導体装置１が如何なる姿勢であっても循環力が失われず、上記一連の蒸発及び凝縮のサイクルを繰り返すことができる。よって、上記実施形態に係る半導体装置１は、設置状態の如何に関わりなく、各ＬＳＩ素子２を適正に冷却可能である。
【００２２】
また、各層のＬＳＩ素子２は、熱拡散モジュール６および放熱部材４を経由して互いに熱的に接続されているため、積層された各ＬＳＩ素子２の均熱化が図られ、局部的な発熱が抑制される。また、本実施形態に係る半導体装置１は、冷媒の相変化を利用した気液二相流により各ＬＳＩ素子２を冷却しているため、相変化を伴わない単相流の水冷方式に比べて効率的な冷却を実現できる。よって、相変化を伴わない単相流の水冷方式に比べて冷媒の流量を少なくすることができるため、ＬＳＩ素子２の薄型化による流路の圧力損失の増大の影響を受けにくい。従って、各ＬＳＩ素子２を十分に冷却する能力を損なうことなく、半導体装置１の更なる小型化を図ることが可能である。
【００２３】
なお、上記半導体装置１は、例えば、以下のような方法で製造することが可能である。
【００２４】
図７は、ウィック１２を設けた基材を示した図の一例である。半導体装置１の熱拡散モジュール６の製造工程においては、板状の基材１６が用意される。基材１６の材質は如何なるものであってもよく、例えば、シリコン等を適用可能である。なお、基材１６がシリコン製であれば、グルーブ１３は、ＬＳＩ素子２と同様の半導体製造プロセスによって形成可能である。
【００２５】
基材１６に設けるウィック１２は如何なるものであってもよい。すなわち、例えば、ポーラスポリイミドを適用してもよいし、或いは、ステンレス又は銅粉末等の金属、アルミナ等のセラミックスなどを焼結したものを適用してもよい。ウィック１２をポーラスポリイミドで形成する場合には、例えば、空孔を形成するための添加剤をポリイミドの前駆体と混合した溶液が基材１６の表面に塗布される。次に、基材１６の表面に塗布した溶液が硬化される。次に、硬化した溶液中に含まれる添加剤が選択的に除去される。これにより、基材１６の表面に、ポーラス化したポリイミドの膜をウィック１２として形成できる。
【００２６】
図８は、グルーブ１３を形成した基材１６を示した図の一例である。基材１６にウィック１２が設けられた後は、基材１６にグルーブ１３が形成される。グルーブ１３を形成する際の加工方法は如何なるものであってもよく、例えば、Si DRIE（Deep Reactive Ion Etching of Silicon）プロセスやサンドブラスト、ドリル加工等を適用可能である。
【００２７】
図９は、グルーブ１３が板材に覆われる状態を示した図の一例である。基材１６にグルーブ１３が形成された後は、グルーブ１３が板材１７で覆われる。板材１７は、基材１６に接合可能なものであれば如何なる材質であってもよいが、例えば、シリコン製であれば半導体製造プロセスで多用されている各種の常温接合技術を適用可能である。
【００２８】
図１０は、ウィック１２がカバーで覆われる状態を示した図の一例である。グルーブ１３が板材１７で覆われた後は、ウィック１２がカバー１８で覆われる。カバー１８は、基材１６に接合可能なものであれば如何なる材質であってもよいが、例えば、シリコン製であれば半導体製造プロセスで多用されている各種の常温接合技術を適用可能である。
【００２９】
図１１は、カバー１８の原材料を示した図の一例である。カバー１８を製造する際は、例えば、図１１に示すような板状の原材料１９が用意される。そして、原材料１９の表面に、図１０に示したような、ウィック１２を収容できる大きさの凹部２０が形成されると、カバー１８が完成する。なお、凹部２０を形成する際の加工方法は如何なるものであってもよく、例えば、Si DRIE（Deep Reactive Ion Etching of Silicon）プロセスやサン
ドブラスト、ドリル加工等を適用可能である。
【００３０】
図１２は、ウィック１２がカバー１８で覆われた状態を示した図の一例である。カバー１８が基材１６に接合され、中空部材１１が完成した後は、中空部材１１の内部に冷媒が充填される。冷媒は、例えば、カバー１８に予め設けた孔から充填されてもよいし、基材１６に予め設けた孔から充填されてもよい。冷媒は、例えば、中空部材１１に設けられた孔から、中空部材１１の内部が真空引きされた後、中空部材１１の内部に充填される。冷媒が充填された後は、孔が溶接で塞がれる。孔が溶接で塞がれると、冷媒の充填が完了し、熱拡散モジュール６が完成する。
【００３１】
図１３は、熱拡散モジュール６がＬＳＩ素子２に接合される状態を示した図の一例である。通常の半導体製造プロセスによりＬＳＩ素子２が完成され、また、上記製造プロセスにより熱拡散モジュール６が完成された後は、熱拡散モジュール６がＬＳＩ素子２に接合される。中空部材１１がシリコン製であれば、熱拡散モジュール６の接合に際し、例えば、半導体製造プロセスで多用されている各種の常温接合技術を適用可能である。
【００３２】
熱拡散モジュール６を接合したＬＳＩ素子２が複数用意された後は、各ＬＳＩ素子２が積み重ねられる。積み重ねられた各ＬＳＩ素子２は、はんだバンプ５を介して互いに接合され、図２に示したような積層体３を形成する。
【００３３】
図１４は、放熱部材４が積層体３に取り付けられる状態を示した図の一例である。各Ｌ
ＳＩ素子２が積層されて積層体３が形成された後は、積層体３に放熱部材４が取り付けられる。積層体３に放熱部材４が取り付けられることにより、上記半導体装置１が完成する。
【００３４】
図１５は、グルーブ１３および伝熱部１５の変形例の拡大図である。上記実施形態では、例えば、図３に示したように、ウィック１２の下面が中空部材１１の内面に接触していた。しかし、上記実施形態に係る半導体装置１は、このような態様に限定されるものでない。中空部材１１は、例えば、図１５に示すように、中空部材１１の内面のうちＬＳＩ素子２に対応する領域に対向する面とウィック１２との間が離間し、隙間を形成するものであってもよい。ウィック１２と中空部材１１との間に隙間を設けることで、当該隙間に液相の冷媒が溜まり、ウィック１２に冷媒が安定的に供給される。
【００３５】
図１６は、中空部材１１の第１変形例を示した図である。上記実施形態に係る半導体装置１の中空部材１１は、例えば、図１６に示すように、放熱部材４が配置されている中空部材１１の両端に渡って延在するグルーブ１３の他、各グルーブ１３と交差するグルーブ１４を中空部材１１の内部に形成していてもよい。中空部材１１にグルーブ１４を形成することにより、各グルーブ１３が連通され、ＬＳＩ素子２の温度分布の更なる均一化が図られる。なお、各グルーブ１３を連通する流路は、溝状のものに限定されるものでなく、例えば、管状の流路等であってもよい。
【００３６】
また、上記実施形態に係る半導体装置１の中空部材１１は、アクティブ層７の形状やＴＳＶ８の配置箇所等に応じて適宜変形してもよい。図１７は、中空部材１１の第２変形例を示した図である。上記実施形態に係る半導体装置１の中空部材１１は、例えば、図１７に示すように、上面視Ｌ字状に形成されており、中空部材１１の内部のグルーブ１３が途中で曲がっていてもよい。この場合、放熱部材４は、積層体３の隣り合う２つの側面に各々配置されることになる。
【００３７】
また、熱拡散モジュール６の中空部材１１は、上記実施形態ではＬＳＩ素子２の一端から他端へ至っているが、例えば、中空部材１１の一端がＬＳＩ素子２の一端に至るものの中空部材１１の他端がアクティブ層７の領域に留まるものであってもよい。
【実施例１】
【００３８】
以下、第１実施例について説明する。本第１実施例では、厚さ０．５ｍｍのシリコン基板を基材１６として用意した。そして、基材１６の上に、厚さ０．１５ｍｍのポーラスポリイミドを成膜し、ウィック１２を形成した（図７を参照）。ポーラスポリイミドを成膜する際は、ポリイミド前駆体や光硬化性樹脂前駆体を溶解した溶液を基材１６に塗布した後に予備乾燥を行い、次に二酸化炭素を膜に溶解して溶媒の液滴を生成し、次に光を照射して光硬化性樹脂前駆体を硬化させた。そして、溶媒を蒸発させて空孔を形成し、次に膜を加熱して光硬化性樹脂を気化させることにより、ポーラスポリイミドを成膜した。
【００３９】
次に、基材１６を研削して厚さ０．１５ｍｍとした後、レジストを用いたフォトリソグラフィプロセスにより、グルーブ１３を形成する部分を開口したパターニングを行なった（図８を参照）。そして、Ｃ4Ｆ8ガスとＳＦ6ガスを用いたボッシュ法により、基材１６
を深さ０．１５ｍｍまでエッチングした。
【００４０】
そして、レジストを除去した後、厚さ０．３ｍｍのシリコン基板を板材１７として用意し、常温で接合した（図９を参照）。そして、厚さ０．３ｍｍの板材１７を研削して厚さ０．１ｍｍにした。
【００４１】
また、別工程において、厚さ０．３ｍｍのシリコン基板を原材料１９として用意した（
図１１を参照）。そして、原材料１９に、レジストを用いたフォトリソグラフィプロセスにより、凹部２０を形成する部分を開口したパターニングを行なった。そして、Ｃ4Ｆ8ガスとＳＦ6ガスを用いたボッシュ法により、原材料１９を深さ０．１５ｍｍまでエッチン
グし、カバー１８を完成させた。
【００４２】
完成させたカバー１８は、ウィック１２を覆うような状態で基材１６に常温接合した（図１０を参照）。そして、冷媒の充填等を行い、熱拡散モジュール６を完成させた（図１２を参照）。
【００４３】
このようにして製造された本第１実施例に係る熱拡散モジュール６をＬＳＩ素子２に接合し、上記半導体装置１を完成させたところ、熱拡散モジュール６内では、冷媒の相変化を伴う熱移動が行われることが確認された。
【実施例２】
【００４４】
以下、第２実施例について説明する。本第２実施例では、ウィック１２としてＣｕ（銅）微粒子を用いたポーラス金属を用いた。ウィック１２は、ガスデポジション法で厚さ０．１５ｍｍに形成したポーラスなＣｕである。ガスデポジション法であれば、金属微粒子の噴射ノズルの位置を制御することにより，任意の場所および形状にポーラス金属を形成することができる。基材１６の温度を１００℃とし、キャリアガスにはヘリウムを使用した。原料生成室と膜形成室との圧力差を、成膜初期には２００ｋＰａにし、比較的密なＣｕ膜を２０μｍの厚さで成膜した。そして、残りの成膜中期から後期にかけては、原料生成室と膜形成室との圧力差を０．５ｋＰａとし、ポーラスな金属膜を完成させた。その他については、上記第１実施例と同様の方法を用いた。
【００４５】
このようにして製造された本第２実施例に係る熱拡散モジュール６をＬＳＩ素子２に接合し、上記半導体装置１を完成させたところ、熱拡散モジュール６内では、冷媒の相変化を伴う熱移動が行われることが確認された。
【実施例３】
【００４６】
以下、第３実施例について説明する。本第３実施例では、カバー１８を製造する際に原材料１９に対して行うエッチングを、上記第１実施例のように０．１５ｍｍまでではなく、ウィック１２の厚さよりも大きい０．２ｍｍまで行った。その他については、上記第１実施例と同様の方法を用いた。これにより、ウィック１２の下面を中空部材１１の内面から離間させた熱拡散モジュール６を完成させた（図１５を参照）。
【００４７】
このようにして製造された本第３実施例に係る熱拡散モジュール６をＬＳＩ素子２に接合し、上記半導体装置１を完成させたところ、熱拡散モジュール６内では、冷媒の相変化を伴う熱移動が行われることが確認された。
【符号の説明】
【００４８】
１・・半導体装置：２・・ＬＳＩ素子：３・・積層体：４・・放熱部材：５・・はんだバンプ：６・・熱拡散モジュール：７・・アクティブ層：８・・ＴＳＶ：９・・再配線層：１０・・保護膜：１１・・中空部材：１２・・ウィック：１３，１４・・グルーブ：１５・・伝熱部：１６・・基材：１７・・板材：１８・・カバー：１９・・原材料：２０・・凹部：１０５・・流路：１２１Ａ〜Ｅ・・半導体素子：１２２・・ヒートシンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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