(57)【要約】【課題】半絶縁性半導体基板を使用して有機絶縁材料の層間絶縁膜を省き、小型化及び低背化を図ることができ、配線容量が少なく、耐湿性が高く、しかも、電極構造全体を大型化すことなく外部接続用バンプの十分な接合強度を得ることができる新規な半導体装置を提供する。【解決手段】表面に回路部３が形成された半絶縁性半導体基板２に裏面側から表面側に貫通するようにビアホール７を形成し、半絶縁性半導体基板２の裏面にビアホール７の基板裏面側端部から延出する裏面配線９を形成し、裏面配線９に電気的に接続された外部接続用バンプ１０を備え、有機絶縁材料の層間絶縁膜を省いて外部接続用バンプ１０を基板裏面側に形成した半導体装置１ａを提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面側に回路部が形成された半絶縁性半導体基板と、前記半絶縁性半導体基板に裏面側から表面側に貫通するように形成され、基板表面側端部が前記回路部に電気的に接続されたビアホールと、前記半絶縁性半導体基板の裏面に前記ビアホールの基板裏面側端部から延出するように形成された裏面配線と、前記半絶縁性半導体基板の裏面に裏面配線として形成され、前記裏面配線に電気的に接続された外部接続用バンプとを備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記外部接続用バンプのうち少なくとも１つが前記回路部の放熱手段に兼用されることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記放熱手段に兼用される外部接続用バンプが接続される前記ビアホールは、前記回路部の発熱源近傍に位置することを特徴とする請求項２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記外部接続用バンプは、半田バンプであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記半絶縁性半導体基板の裏面に放熱専用バンプをさらに形成したことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項６】
前記放熱専用バンプが前記ビアホールのいずれか１つを介して前記回路部に熱的に接続されていることを特徴とする請求項５記載の半導体装置。
【請求項７】
前記外部接続用バンプ及び前記前記放熱専用バンプは、半田バンプであることを特徴とする請求項５又は６に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記半絶縁性半導体基板の裏面にグランド電極が形成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記回路部は、マイクロ波回路であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体基板の表面側にマイクロ波回路であるモノリシックマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）等の回路部を形成した半導体装置に関し、詳しくは、ガリウム砒素（砒化ガリウムとも呼ばれる）ＧａＡｓ基板に代表される半絶縁性半導体基板を使用することによる電極構造の改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記ＭＭＩＣ等の各種集積回路の回路部を半導体基板の表面側に形成した半導体装置の分野においては、装置の小型化、低背化を目的として、その製造にＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）の１つであるＷＬＣＳＰと呼ばれるウエハレベルチップサイズパッケ一ジ（Ｗａｆｅｒ  Ｌｅｖｅｌ  Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）のパッケージングが採用されつつある。
【０００３】
このＷＬＣＳＰの半導体装置の製造においては、ウエハー状態の半導体基板の表面側に前記回路部が形成された後、いわゆる再配線、樹脂封止がチッブ個片化前のウエハプロセスでウエハー状態のまま実施される。また、外部回路とのフリップチップ接続に用いる外部接続用端子は、一般に、半田ボールの突状電極とも呼ばれるバンプ（ＢＵＭＰ）により形成されることが多い（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
そして、前記ＷＬＣＳＰ構造の採用により、チッブ個片化後の個別の樹脂封止（パッケージング）等が不要となり、半導体装置の小型化、低背化及び、低コスト化を実現できることが知られている。
【０００５】
なお、前記特許文献１には、具体的には、ウエハー状態の半導体基板表面側に前記回路部を形成して再配線を施し、つぎに、封止樹脂により半導体基板の表面側をコートし、その後、封止樹脂を削って配線上面を露出し、その露出面上に半田ボール等でバンプを形成し、その後、ウエハーを切断加工することで、基板表面側に外部接続用バンプを設けたＣＳＰの半導体装置を得ることが記載されている。
【０００６】
又、同様の半導体装置として、半導体基板にその裏面側から表面側に貫通した貫通孔を形成し、この貫通孔に金属メッキを施して導体貫通孔とも呼ばれるビアホール（Ｖｉａ  Ｈｏｌｅ）を形成し、このビアホールの基板表面側端部を基板表面側の回路部の電極パッドに接続し、さらに、半導体基板の裏面側をエッチングして前記ビアホールの基板裏面側端部のメッキ金属を露出し、露出したメッキ金属によって基板裏面側に外部接続用バンプを形成するようにした半導体装置も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２０００−２６０９１０号公報（要約書、段落［００１４］−［００２０］、図２等）
【特許文献２】特開２００１−２１０６６７号公報（要約書、段落［０００９］−［００１４］、図１〜図３等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
（１）配線容量の低減
前記特許文献１に記載の半導体装置は、シリコン系基板のような十分な絶縁性が得られない一般的な半導体基板が使用されるため、半導体基板とその表面側及び裏面側の配線等との間に有機絶縁材料の層間絶縁膜を介在させる必要があり、その際、装置の配線容量は極力小さくすることが望まれる。
【０００８】
そして、前記配線容量を小さくするため、層間絶縁膜を厚膜化するか、低誘電率（Ｌｏｗ−ｋ）化することが考えられが、半導体装置の小型化、低背化の要請を優先する場合、層間絶縁膜を厚膜化することは困難である。また、層間絶縁膜の低誘電率化を図ろうとすると、機械的強度の低下や熱伝導率の低下などが生じ、層間絶縁膜の機能の一つであるチップ保護の性能低下を招来することから、実際には、層間絶縁膜の低誘電率化を図ることも困難である。
【０００９】
そのため、従来のこの種の半導体装置にあっては、半導体基板と配線等との間に有機絶縁材料のある程度の厚膜の層間絶縁膜を介在させるしかなく、その厚みが小型化及び低背化の阻害要因の一つになっているだけでなく、半導体装置の配線容量を低減することもできない。この点は、上述のＭＭＩＣの半導体装置のような高周波の回路部を有する半導体装置にとっては、信号遅延等を防ぐために極めて重要な問題である。
【００１０】
（２）研磨・平坦化の処理
前記の封止樹脂や層間絶縁膜には、一般に、ＰＩ（ポリイミド）、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）といった有機絶縁材料が使用される。
【００１１】
この場合、それら有機絶縁材料のコーティングプロセスにおいて、均一な厚膜に形成することが技術的に困難であることは周知であり、封止樹脂や層間絶縁膜を均一な厚膜に形成することは容易でない。
【００１２】
そして、とくに層間絶縁膜の厚みが均一でなければ、その厚みの不均一が層間絶縁膜形成以降の再配線やバンプ電極の形成等のプロセスでの不良発生の原因となる。その結果、できあがった半導体装置（チップ）は、厚みのばらつきが発生するだけでなく、特性の安定性を損ねて品質が低下する。
【００１３】
そこで、ＷＬＣＳＰの半導体装置を形成する際は、再配線形成後の平坦化プロセスが必須とされ、この平坦化プロセスにおいては、ケミカルメカニカルポリッシング（ＣＭＰ)と呼ばれる研磨・平坦化の技術を用いて再配線後の半導体基板表面が研磨されて平坦化される。
【００１４】
この場合、ＣＭＰの処理に高価な設備と大量の薬品の使用が必要になることから、従来は、ＷＬＣＳＰの半導体装置を安価に形成することができない問題がある。
【００１５】
（３）耐湿性
有機絶縁材料の層間絶縁膜を形成する場合、有機絶縁材料の耐湿性は高くなく、層間絶縁膜が吸湿して半導体装置の絶縁特性が低下し易く、信頼性等が低下する問題もある。
【００１６】
（４）バンプの接合強度と大型化
特許文献１、２に記載の半導体装置の場合、バンプの接合強度を上げるには、配線の露出面積を大きくしたり（特許文献１）、ビアホール自体を径大にしてそのメッキ金属を大きくする必要がある（特許文献２）。したがって、基板表面の配線パターンが大きくなったり、ビアホール及びその基板表面側端部が接続される基板表面の電極パッドが大きくなったりして電極構造全体が大きくなり、半導体装置が大型化する問題がある。
【００１７】
（５）放熱
特許文献２に記載の半導体装置の場合、半導体基板の裏面側のバンプは、基板表面側の回路部から引き出された電極パッドの直下に位置し、ビアホールを介して前記電極パッドに接続される。この場合、半導体基板の裏面側のバンプ配置が基板表面側の回路部や配線の配置等に左右されて制限され、前記回路部の能動素子のような発熱源の直下やその近傍の放熱効果の高い位置を選んでバンプを好都合に形成することは困難である。
【００１８】
そのため、バンプの配置等を工夫して半導体装置の小型化を図ることが容易でないのは勿論、例えば電力増幅用のＭＭＩＣのような放熱が必要な半導体装置の場合には、外部接続用バンプとは別個に何らかの放熱手段を備える必要がある。
【００１９】
なお、特許文献１の半導体装置の場合も、基板表面側の電極配置が同じ基板表面側の回路部の配置等によって制限されるため、外部接続用バンプと別個に何らかの放熱手段を備える必要がある。
【００２０】
（６）マイクロストリッブ線路の実現
上記ＭＭＩＣのような高周波の回路部を有する半導体装置の場合、低インピーダンスに形成してノイズの影響を極力排除するため、配線はマイクロストリップ線路で形成することが望ましいが、特許文献１、２の半導体装置を始めとする、フリップチップ接続の従来のこの種の半導体装置にあっては、上記したように半導体基板のバンプ配置（電極配置）に制約がある。そのため、半導体基板表面側の配線に対向するように半導体基板裏面側にグランド電極を形成してマイクロストリップ線路の配線を実現することは困難である。
【００２１】
本発明は、半絶縁性半導体基板を使用して有機絶縁材料の層間絶縁膜を省き、ＣＳＰの研磨・平坦化の処理が不要で小型化及び低背化を図ることができ、配線容量が少なく、耐湿性が高く、しかも、電極構造全体を大型化すことなく外部接続用バンプの十分な接合強度を得ることができるＷＬＣＳＰの新規な半導体装置を提供することを目的とする（第１の目的）。又、基板裏面側のバンプによって基板表面側の回路部の放熱手段を形成することも目的とする（第２の目的）。さらに、従来装置では形成困難なマイクロストリッブ線路の配線を実現することも目的とする（第３の目的）。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記した第１の目的を達成するために、本発明の半導体装置は、表面に回路部が形成された半絶縁性半導体基板と、前記半絶縁性半導体基板に裏面側から表面側に貫通するように形成され、基板表面側端部が前記回路部に電気的に接続されたビアホールと、前記半絶縁性半導体基板の裏面に前記ビアホールの基板裏面側端部から延出するように形成された裏面配線と、前記半絶縁性半導体基板の裏面に裏面配線として形成され、前記裏面配線に電気的に接続された外部接続用バンプとを備えたことを特徴としている（請求項１）。
【００２３】
そして、第２の目的を達成するため、前記外部接続用バンプのうち少なくとも１つが前記回路部の放熱手段に兼用されることが好ましい（請求項２）。この場合、前記放熱手段に兼用される外部接続用バンプが接続される前記ビアホールは、前記回路部の発熱源近傍に位置することが望ましい（請求項３）。そして、前記外部接続用バンプは、半田バンプであることが実用的である（請求項４）。
【００２４】
また、第２の目的を達成するため、前記半絶縁性半導体基板の裏面に放熱専用バンプをさらに形成してもよい（請求項５）。その際、前記放熱専用バンプが前記ビアホールのいずれか１つを介して前記回路部に熱的に接続されていることが好ましい（請求項６）。そして、前記外部接続用バンプ及び前記前記放熱専用バンプは、半田バンプであることが実用的で一層好ましい（請求項７）。
【００２５】
そして、第３の目的を達成するため、請求項１〜７の半導体装置において、前記半絶縁性半導体基板の裏面にグランド電極が形成される（請求項８）。
【００２６】
さらに、請求項１〜８の半導体装置において、前記回路部は、マイクロ波回路であることが実用的で好ましい（請求項９）。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１の発明によれば、ＧａＡｓ基板に代表される半絶縁性半導体基板を使用するので、基板の絶縁性が従来より飛躍的に高くなる。
【００２８】
そのため、従来は必須であった有機絶縁材料の層間絶縁膜が不要になり、層間絶縁膜の介在に起因する配線容量の増大がなく、配線容量が従来より小さくなる。
【００２９】
そして、配線容量が小さいので、配線容量に起因した信号遅延等を気にすることなく再配線構造を決定することができ、上述のＭＭＩＣなどの配線構造が問題となる高周波の回路部を有する半導体装置において著しい効果を奏する。
【００３０】
また、有機絶縁材料の層間絶縁膜の形成が不要になることから、一層の小型化及び低背化を図ることができ、しかも、層間絶縁膜の厚膜化によって生じる膜厚不均一等の問題が発生せず、従来は必須であったＣＭＰの研磨・平坦化のプロセスを省くことができ、低誘電率（Ｌｏｗ−ｋ）化の特別な技術開発も不要になり、その製造設備費等を従来より少なくして安価に形成することができる。
【００３１】
その上、有機絶縁材料の層間絶縁膜を形成した場合に問題となる耐湿性の低下がなく、耐湿性の高い半導体装置を提供することができる。
【００３２】
さらに、フリップチップ接続の端子部は半絶縁性半導体基板の裏面側の外部接続用バンプにより、基板表面側の回路部や配線の制約なく基板裏面側に所望の配置に形成することができ、しかも、外部接続用バンプは、半絶縁性半導体基板の裏面側から表面側に貫通したビアホールに直接接続されるのではなく、その基板裏面側端部から延び出た裏面配線に電気的に接続されるので、ビアホールを径大にしたり、その上の基板表面側の回路部の電極パッド等を大きくしたりすることなく外部接続用バンプの接合強度を大きくすることができる。
【００３３】
そのため、外部接続用バンプの配置（ピン配置）の自由度が大きくなり、その配置等を工夫して一層の小型化（チップサイズの縮小化）を図ることができる。また、外部接続用バンプの接合強度がビアホールの径に無関係であるため、ビアホールの径を自由に設定することができ、ビアホールを小径にして電極構造全体を小型化し、装置の一層の小型化を図りつつ外部接続用バンプの接合強度を十分に大きくすることができる。
【００３４】
したがって、半絶縁性半導体基板を使用して有機絶縁材料の層間絶縁膜を省き、ＣＳＰの研磨・平坦化の処理が不要で小型化及び低背化を図ることができ、配線容量が少なく、耐湿性が高く、しかも、電極構造全体を大型化することなく外部接続用バンプの十分な接合強度を得ることができるＷＬＣＳＰの新規な半導体装置を提供することができる。
【００３５】
請求項２の発明によれば、基板裏面の外部接続用バンプの一部を基板表面側の回路部の放熱手段に兼用することにより、例えば電力増幅用のＭＭＩＣのような放熱が必要な回路部の放熱を、専用の放熱手段を別途備えたりすることなく、極めて小型かつ安価な構成で優れた放熱機能を備えることができる、という効果が更に生じる。
【００３６】
そして、請求項３の発明によれば、放熱手段に兼用される外部接続用バンプのビアホールが回路部の発熱源近傍に位置するため、発熱源の熱を確実に外部接続用バンプに導出して迅速に放熱することができ、前記放熱機能が一層向上する。
【００３７】
請求項４の発明によれば、外部接続用バンプがパンプ電極として多用される半田バンプで形成されるため、極めて実用的である。
【００３８】
つぎに、請求項５の発明によれば、半絶縁性半導体基板の裏面に放熱専用バンプもさらに備えるため、半絶縁性半導体基板の外部接続が不要な回路部等についても、放熱手段を別途備えたりすることなく、基板裏面に外部接続用バンプと同様のバンプ電極で形成された放熱専用バンプにより効果的に放熱をすることができる。
【００３９】
そして、請求項６の発明によれば、放熱専用バンプのビアホールが回路部の発熱源近傍に位置するため、請求項３の発明の場合と同様、発熱源の熱を確実に放熱専用バンプに導出して迅速に放熱することができ、放熱機能が一層向上する。
【００４０】
また、請求項７の発明によれば、放熱専用バンプもパンプ電極として多用される半田バンプで形成されるため、極めて実用的で好ましい。
【００４１】
つぎに、請求項８の発明によれば、半絶縁性半導体基板の裏面にグランド電極（アース電極）が形成される。このとき、グランド電極は、半絶縁性半導体基板の表面側の回路部や配線の配置等の制約を受けないので、回路部やその配線の部分の基板裏面に形成することができる。
【００４２】
そのため、半絶縁性半導体基板の裏面のグランド電極と、その表面の配線とにより、従来はＷＬＣＳＰの半導体装置では形成できなかったマイクロストリップ線路の配線を実現することができる。
【００４３】
つぎに、請求項９の発明によれば、半絶縁性半導体基板の表面側の回路部がＭＭＩＣのようなマイクロ波回路であるため、ＭＭＩＣ等のマイクロ波回路が設けられた半導体装置において、請求項１〜８の発明の効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
つぎに、本発明をより詳細に説明するため、実施形態について、図１〜図６にしたがって詳述する。なお、各図においては、基板のハッチングは省いている。
【００４５】
（第１の実施形態）
請求項１、９に対応する第１の実施形態について、図１を参照して説明する。
【００４６】
図１はマイクロ波回路としてのＭＭＩＣが基板表面側に形成された半導体装置１ａの断面図である。
【００４７】
半導体装置１ａは、ＧａＡｓ等の半絶縁性半導体基板２の表面側（図１の上面側）に、能動素子（ＦＥＴ、ＢＴ（バイポーラトランジスタ）等）や受動素子（コイル、コンデンサ、抵抗等）を組合わせた構造のＭＭＩＣの回路部３と、金（Ａｕ）などの導体薄膜で形成された配線（表面配線）４と、回路部３及び配線４を覆うチッ化シリコン（ＳｉＮｘ）等の絶縁膜５と、その上部の封止樹脂としてのＰＩやＢＣＢの保護膜６とが層状に形成される。
【００４８】
さらに、半絶縁性半導体基板２は、周知のドライエッチング法等により１又は複数個所に裏面側から表面側にビアホール７の断面円形の貫通孔が形成される。その際、ビアホール７によって基板表面側の回路部３に基板裏面側の後述する外部接続用バンプ１０を電気的に接続するため、前記貫通孔は所期の配線４に当接する位置に形成される。
【００４９】
そして、前記貫通孔の形成後、周知の電解メッキ法等により半絶縁性半導体基板２の裏面側が金（Ａｕ）などの金属材料で全面メタライズ処理される。このメタライズ処理により、前記貫通孔の内壁面（上面及び周面）が金属メッキされてビアホール７が形成され、その上面は配線４に接合する。
【００５０】
なお、ビアホール７は、実際には前記貫通孔のエッチング時間等に応じて基板表面側より基板裏面側が若干径大になる。また、図中の８は前記金属メッキにより形成されたビアホール７の内壁導体であり、この内壁導体８の表面側端部上面が配線４を介して回路部３に電気的に接続される。
【００５１】
つぎに、上述の全面メタライズ処理によって半絶縁性半導体基板２の裏面全体に形成されたメタライズ層は、周知のフォトリソ技術でパターニングされた後、エッチングプロセスにより配線化が施され、ビアホール７の基板裏面側端部から延出した裏面配線９に加工される。
【００５２】
この裏面配線９は、ビアホール７、基板表面側の配線４を介して回路部３に電気的に接続され、半絶縁性半導体基板２の裏面のバンプ位置の電極パッド領域を形成する。
【００５３】
そして、前記電極パッド領域の裏面（下面）に外部接続用バンプ１０が形成されて半導体装置１ａが形成される。
【００５４】
なお、実際には、周知のバンプ電極の形成の場合と同様、前記電極パッド領域の裏面配線９の裏面に、スパッタ法でチタン（Ｔｉ）等からなる接着層（図示せず）と、銅（Ｃｕ）やニッケル（Ｎｉ）などの拡散防止層（図示せず）とが層状に順に形成され、その後、この２層を挟んで例えばメッキ法、印刷法等で外部接続用バンプ１０が形成される。
【００５５】
このようにして形成されたＷＬＣＳＰ構造のＭＭＩＣの半導体装置１ａは、半絶縁性半導体基板２の絶縁性が高く、半絶縁性半導体基板２と配線４、９等との間に有機絶縁材料の層間絶縁膜を形成する必要がない。そのため、従来装置では必須であった層間絶縁膜を形成することなく再配線やバンプ形成を行なうことができる。
【００５６】
この場合、有機絶縁材料の層間絶縁膜が不要であるため、層間絶縁膜の介在に起因する配線容量の増大がなく、配線容量が従来より減少して小さくなる。
【００５７】
そして、配線容量が小さいので、配線容量に起因した信号遅延等を気にすることなく再配線構造を決定することができ、ＭＭＩＣの半導体装置１ａの最適な配線が行なえる。
【００５８】
また、有機絶縁材料の層間絶縁膜の形成が不要になることから、半導体装置１ａの一層の小型化及び低背化を図ることができ、しかも、層間絶縁膜の厚膜化の問題や低誘電率化の問題が発生せず、層間絶縁膜の厚膜化によって生じる膜厚不均一等の問題がないので、従来は必須であったＣＭＰの研磨・平坦化のプロセスを省くことができ、低誘電率化の特別な技術開発も不要になり、高価なＣＳＰの設備を必要としないため、製造が容易でコストダウンを図ることができる。
【００５９】
その上、有機絶縁材料の層間絶縁膜を形成した場合に問題となる耐湿性の低下がなく、半導体装置１ａの耐湿性が高い。
【００６０】
さらに、フリップチップ接続の端子部は半絶縁性半導体基板１ａの裏面側の外部接続用バンプ１０により、基板表面側の回路部３や配線４の制約なく基板裏面側に所望の配置に形成することができ、しかも、外部接続用バンプ１０は、半絶縁性半導体基板２の裏面側から表面側に貫通したビアホール７の裏面側端部に直接接続されるのではなく、その裏面側端部から延び出た裏面配線９に電気的に接続され、その基板接合強度が裏面配線９との接合面積等に依存するので、ビアホール７を径大にしたり、その上の基板表面側の回路部３の電極パッド等を大きくしたりすることなく、外部接続用バンプ１０の接合強度を大きくすることができる。
【００６１】
そのため、外部接続用バンプ１０の電極配置等を工夫して更に一層の小型化（チップサイズの縮小化）を図ることができると共に、電極配置（ピン配置）の自由度が大きくなる利点がある。また、ビアホール７の径を自由に設定することができるので、ビアホール７を小径にして電極構造全体を小型化し、半導体装置１ａの一層の小型化を図りつつ外部接続用バンプ１０の接合強度を十分に大きくすることができる。
【００６２】
以上のように、本実施形態の半導体装置１ａは、半絶縁性半導体基板２を使用して有機絶縁材料の層間絶縁膜を省き、ＣＳＰの研磨・平坦化の処理が不要で小型化及び低背化を図ることができ、配線容量が少なく、耐湿性が高く、しかも、電極構造全体を大型化すことなく外部接続用バンプ１０の十分な接合強度を得ることができる。
【００６３】
（第２の実施形態）
請求項２、３に対応する第２の実施形態について、図２を参照して説明する。
【００６４】
図２はマイクロ波回路としてのＭＭＩＣが基板表面側に形成された半導体装置１ｂの断面図であり、図１と同一符号は同一若しくは相当するものを示す。
【００６５】
半導体装置１ｂは半導体装置１ａと同様のプロセスで形成されるが、半導体装置１ｂのＭＭＩＣは例えば電力増幅用であり、半絶縁性半導体基板２の表面側の配線４で接続されたＭＭＣＩＣの３個の回路部３１、３２、３３は、例えば電力増幅用のＦＥＴやＢＴのような能動素子の発熱源を有する。
【００６６】
そして、各回路部３１〜３３の左、右の配線４はそれぞれの下面にビアホール７の基板表面側端部が接合し、各ビアホール７の基板裏面側端部から延出した各裏面配線９の裏面には、図１の外部接続用バンプ１０と同様の外部接続用バンプ１０ａ、１０ｂが形成される。
【００６７】
このとき、図２の左、右端部の外部接続用バンプ１０ａは外部接続用バンプ１０と同様に外部回路との接続端子としてのみ使用されるが、中央寄りの２個の外部接続用バンプ１０ｂは回路部３１〜３３の放熱手段に兼用される。
【００６８】
すなわち、前記２個の外部接続用バンプ１０ｂは、回路部３１、３３それぞれの直下にあり、しかも、両外部接続用バンプ１０ｂが接続されるビアホール７は、回路部３１と３２、回路部３２と３３の間それぞれにあり、回路部３１〜３３の発熱源近傍に位置する。
【００６９】
そして、両外部接続用バンプ１０ｂはそれらの裏面配線９と共に、半導体装置１ｂの周囲外気に直接触れている。
【００７０】
そのため、回路部３１〜３３の発熱源の熱は、配線４、ビアホール７、裏面配線９を通り両外部接続用バンプ１０ｂに至る熱伝導率の高い金属材料の最短の放熱路を介して外部に放熱され、外部接続用バンプ１０ｂが回路部３１〜３３を効果的に冷却する放熱手段としても作用する。
【００７１】
そして、回路部３１〜３３の放熱を、外部接続用バンプ１０ｂを放熱手段に兼用して実現することができ、この場合、前記第１の実施形態の効果に加えて、専用の放熱手段を別途備えたりすることなく、ＭＭＩＣの放熱を実現できるため、とくに積極的な放熱手段が必要な、発熱の大きい電力用のＭＭＩＣの半導体装置１ｂに適応して著しい効果を奏する。
【００７２】
（第３の実施形態）
請求項５に対応する第３の実施形態について、図３を参照して説明する。
【００７３】
図３はマイクロ波回路としてのＭＭＩＣが基板表面側に形成された半導体装置１ｃの断面図であり、図１、図２と同一符号は同一若しくは相当するものを示す。
【００７４】
半導体装置１ｃも図１、図２の半導体装置１ａ、１ｂと同様のプロセスで形成されるが、半導体装置１ｃは半導体装置１ａ、１ｂと異なり、半絶縁性半導体基板２の表面側の電力増幅用のＭＭＩＣの３個の回路部３４、３５、３６が外部接続端子の不要な回路部であるため、回路部３４〜３６間の配線４の下には図２のビアホール７は形成されていない。
【００７５】
しかしながら、回路部３４〜３６も図２の回路部３１〜３３と同様に発熱源を有し、何らかの放熱手段が必要である。
【００７６】
そこで、半導体装置１ｃにおいては、半絶縁性半導体基板２の裏面全体に形成されたメタライズ層をパターニングした後エッチングプロセスにより配線化し、ビアホール７の基板裏面側端部から延出した裏面配線９に加工する際、そのエッチングプロセス及び配線化によって回路部３４、３６の直下の基板裏面に適当な大きさの電極接合領域１１をそれぞれ形成する。
【００７７】
さらに、左、右端部の外部接続用バンプ１０ａを形成する際に、それらの形成と同様にして、回路部３４、３６の直下の電極接合領域１１の裏面には、例えば外部接続用バンプ１０ａと同形状の放熱専用バンプ１２ａを形成する。
【００７８】
この場合、半導体装置１ｃは半絶縁性半導体基板２の裏面側に外部接続用バンプ１０ａだけでなく、放熱専用バンプ１２ａをさらに設けて形成される。
【００７９】
そして、回路部３４〜３６の発熱は、半絶縁性半導体基板２を介して放熱専用バンプ１２から放熱される。
【００８０】
したがって、この実施形態の場合も、前記第１の実施形態の効果に加えて、ＭＭＩＣの放熱を基板裏面から実施することができる。
【００８１】
（第４の実施形態）
請求項６に対応する第４の実施形態について、図４を参照して説明する。
【００８２】
図４はマイクロ波回路としてのＭＭＩＣが基板表面側に形成された半導体装置１ｄの断面図であり、図１〜図３と同一符号は同一若しくは相当するものを示す。
【００８３】
半導体装置１ｄも半導体装置１ａ〜１ｃと同様のプロセスで形成されるが、図３の回路部３４〜３６に対応する回路部３７、３８、３９は、積極的な放熱手段を必要とする発熱の大きい電力用のＭＭＩＣの回路部である。
【００８４】
そのため、回路部３７〜３９間の配線４の位置にもビアホール７が形成される。
【００８５】
さらに、半絶縁性半導体基板２の裏面全体に形成されたメタライズ層を左、右端部のビアホール７の基板裏面側端部から延出した裏面配線９に加工する際、回路部３７〜３９間の配線４の位置のビアホール７の基板裏面側端部には電極接合領域１１が形成される。
【００８６】
その後、電極接合領域１１の裏面（下面）に、外部接続用バンプ１０ａの形成と同様にして放熱専用バンプ１２ｂが形成される。
【００８７】
したがって、この実施形態の場合、回路部３７〜３９の発熱源の熱は、配線４、ビアホール７、電極接合領域１１を通り放熱専用バンプ１２ｂに至る熱伝導率の高い金属材料の放熱路を介して外部に効率よく放熱され、前記第３の実施形態の場合より放熱効果が向上し、発熱の大きい電力用のＭＭＩＣの半導体装置１ｄに適応して著しい効果を奏する。
【００８８】
（第５の実施形態）
請求項８に対応する第５の実施形態について、図５を参照して説明する。
【００８９】
図５はＭＭＩＣが基板表面側に形成された半導体装置１ｅの断面図であり、図１〜図４と同一符号は同一若しくは相当するものを示す。
【００９０】
そして、本実施形態の半導体装置１ｅは、半絶縁性半導体基板２の裏面全体に形成されたメタライズ層を左、右端部のビアホール７の基板裏面側端部から延出した裏面配線９に加工する際、同時に、半絶縁性半導体基板２の裏面側にグランド電極（アース電極）１３のパターンが形成される。
【００９１】
この場合、グランド電極１３のパターンは半絶縁性半導体基板２の表面側の回路部（図示せず）等の制約を受けることなく、自由に配置して形成することができる。
【００９２】
そのため、グランド電極１３を半絶縁性半導体基板２の表面側の表面配線４ａに対向する位置に形成し、マイクロストリップ線路１４を形成する。
【００９３】
したがって、本実施形態の半導体装置１ｅは、従来のＷＬＣＳＰの半導体装置では形成困難であった、ＭＭＩＣ等のマイクロ波帯の回路配線に好適なマイクロストリップ線路１４の配線を容易に実現することができる利点も備える。
【００９４】
（第６の実施形態）
請求項８に対応する他の例としての第６の実施形態について、図６を参照して説明する。
【００９５】
図６はＭＭＩＣが基板表面側に形成された半導体装置１ｆの断面図であり、図５と同一符号は同一若しくは相当するものを示す。
【００９６】
そして、本実施形態の半導体装置１ｆは、図５の半導体装置１ｅにおいて、グランド電極１３の裏面に図３の放熱専用バンプ１２ｃを形成し、その表面側の回路部の放熱も行なえるようにする。
【００９７】
したがって、本実施形態の半導体装置１ｆは、従来のＷＬＣＳＰの半導体装置では形成できなかった、ＭＭＩＣ等のマイクロ波帯の回路配線に好適なマイクロストリップ線路１４の配線を容易に実現することができ、さらに、外部接続用バンプ１０ａの形成と同様にしてグランド電極１３の裏面に放熱専用バンプ１２ｃを形成し、回路部の放熱手段を容易に実現することができる利点も備える。
【００９８】
そして、本発明は上記した各実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能であり、例えば、各実施形態の外部接続用バンプ１０、１０ａ、１０ｂや放熱専用バンプ１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、周知の半田バンプで形成できるのは勿論である（請求項４、７に対応）。そして、これらのバンプ１０、１０ａ、１０ｂ、１２ａ、１２ｂを半田バンプで形成することにより、実用的で容易な手法で半導体装置１ａ〜１ｆを形成することができる。
【００９９】
また、半導体装置１ａ〜１ｆの表面側の回路部３、３１〜３９はＭＭＩＣのようなマイクロ波回路等の高周波回路に限られるものではなく、どのような周波数帯のどのような用途の回路部であってもよいのは勿論である。
【０１００】
つぎに、半絶縁性半導体基板２は、ＧａＡｓ基板に限られるものではなく、従来の層間絶縁膜の形成が不要になる高抵抗値の種々の半絶縁性半導体基板であってよいのは勿論であり、その形状、大きさ、厚み等はどのようであってもよい。
【０１０１】
また、ビアホール７の断面形状や大きさ、配線４、９等のパターン形状、各バンプ１０、１０ａ、１０ｂ、１２ａ、１２ｂ、１２ｃの形状や大きさ及び、それらの個数等は回路デザインや設計条件等に基づいて適当に設定してよい。その際、各バンプ１０、１０ａ、１０ｂ、１２ａ、１２ｂ、１２ｃの形状や大きさは同じでなくてもよく、例えば、外部接続用バンプ１０ａと放熱専用バンプ１２ａ〜１２ｃとで大きさが異なっていてもよい。
【０１０２】
そして、本発明は、半絶縁性半導体基板を使用する種々の半導体装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】第１の実施形態の断面図である。
【図２】第２の実施形態の断面図である。
【図３】第３の実施形態の断面図である。
【図４】第４の実施形態の断面図である。
【図５】第５の実施形態の断面図である。
【図６】第６の実施形態の断面図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１ａ〜１ｆ    半導体装置
２    半絶縁性半導体基板
３、３１〜３９    回路部
４、４ａ    表面配線
７    ビアホール
９    裏面配線
１０、１０ａ、１０ｂ    外部接続用バンプ
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ    放熱専用バンプ
１３    グランド電極
【図１】
2008103387.tif 000003
【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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