(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体チップからの熱の放散を高めることができる半導体装置（半導体内蔵モジュール）とその製造方法を提供する。【解決手段】パッケージ基板１０上に樹脂絶縁膜（１７，２３）が積層して形成されており、この内部に埋め込まれて半導体チップ２２が設けられており、少なくとも一部が半導体チップに電気的に接続するように、樹脂絶縁膜上に配線２５（第２配線Ｗ２）が形成されており、この配線に接して樹脂絶縁膜上に、半導体チップにおいて発生した熱を他の領域に放散させる絶縁性の熱伝導層２６が形成されている構成とする。【選択図】図１
2005302857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージ基板と、
前記パッケージ基板上に積層して形成された樹脂絶縁膜と、
前記樹脂絶縁膜中に埋め込まれて設けられた半導体チップと、
少なくとも一部が前記半導体チップに電気的に接続され、前記樹脂絶縁膜上に形成された配線と、
前記配線に接して前記樹脂絶縁膜上に形成され、前記半導体チップにおいて発生した熱を他の領域に放散させる絶縁性の熱伝導層と
を有する半導体装置。
【請求項２】
前記樹脂絶縁膜には前記パッケージ基板に達する開口部が形成されており、
前記熱伝導層は前記開口部を介して前記パッケージ基板に接して形成されている
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記熱伝導層が前記樹脂絶縁膜上において半導体装置の全域に形成されている
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記半導体チップとして複数の半導体チップが前記樹脂絶縁膜中に埋め込まれて設けられており、
前記熱伝導層が前記複数の半導体チップ間を熱的に接続する
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記熱伝導層上にバッファ層が形成されており、
前記バッファ層上に前記配線に電気的に接続された突起電極が形成されている
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記熱伝導層は前記バッファ層よりも熱伝導性の高い材料からなる
請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
パッケージ基板上に、内部に半導体チップを埋め込みながら、樹脂絶縁膜を積層して形成する工程と、
少なくとも一部が前記半導体チップに電気的に接続するようにして、前記樹脂絶縁膜上に配線を形成する工程と、
前記配線に接するように、前記樹脂絶縁膜上に、前記半導体チップにおいて発生した熱を他の領域に放散させる絶縁性の熱伝導層を形成する工程と
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記樹脂絶縁膜を形成する工程の後、前記熱伝導層を形成する工程の前に、前記樹脂絶縁膜に前記パッケージ基板に達する開口部が形成する工程をさらに有し、
前記熱伝導層を形成する工程においては、前記開口部を介して前記パッケージ基板に接するように形成する
請求項７記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記熱伝導層を形成する工程において、前記樹脂絶縁膜上において半導体装置の全域に形成する
請求項７記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
内部に前記半導体チップを埋め込みながら、前記樹脂絶縁膜を積層して形成する工程において、前記半導体チップとして複数の半導体チップを前記樹脂絶縁膜中に埋め込みながら形成し、
前記熱伝導層を形成する工程において、前記複数の半導体チップ間を熱的に接続するように形成する
請求項７記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記熱伝導層を形成する工程の後、前記熱伝導層上にバッファ層を形成する工程と、前記バッファ層上に前記配線に電気的に接続するように突起電極を形成する工程とをさらに有する
請求項７記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記熱伝導層を形成する工程において、前記バッファ層よりも熱伝導性の高い材料から形成する
請求項１１に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置およびその製造方法に関し、特にシステムインパッケージと呼ばれる形態の半導体を内蔵してモジュール化された半導体装置と、その製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の電気製品は、例えば携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などのように、持ち運びに便利なように小型化や軽量化が進められてきている。このため、これらの電気製品に搭載される半導体内蔵モジュール（ＡＳＩＴ）などの半導体装置に対しても小型化や軽量化が求められている。
【０００３】
上記の従来の半導体内蔵モジュールは、例えば、シリコン基板上に絶縁層としてポリイミドなどの樹脂絶縁膜をパターン形成し、めっきによって銅配線を形成し、高発熱体となる半導体チップを搭載し、その上層に再び絶縁層としてポリイミドなどの樹脂絶縁膜をパターン形成し、さらにめっきによって銅配線を形成するという方法で形成していた。
【０００４】
上記のようにして形成した半導体内蔵モジュールにおいて、半導体チップは熱伝導性の低い樹脂層に挟まれてた構成となっている。このため、半導体チップで発生される熱は外部に伝わりにくく、モジュールの内部にこもってしまうことになる。
【０００５】
上記のようにモジュールの小型化が進められれば、結局半導体チップのような高発熱体を小さい体積中に封じ込めることになり、上記の構成の半導体内蔵モジュールにおいて半導体チップからの熱が放散しにくい場合、半導体チップ周辺が部分的に高温となって、誤動作や動作しなくなるなどの不具合をもたらしたり、半導体の寿命を縮めることになる傾向があった。
【０００６】
図１０は、高発熱半導体チップと低発熱半導体チップを搭載した半導体内蔵モジュールにおける上記の問題に関連する温度分布を示す図であり、図１０（ａ）は平面図、図１０（ｂ）は断面図である。図中、細線のハッチングの密度は動作時の温度を示し、温度が高い場所ほど密度の高いハッチングで示している。
シリコンのパッケージ基板５０上において、高発熱半導体チップ５１と低発熱半導体チップ５２には、その一方のチップに接続された銅配線（５３ａ、５３ｂ）や両チップに接続された銅配線５３ｃが形成された状態で、ポリイミドなどの樹脂絶縁膜５４で全体が被覆されてモジュール化されており、これが筐体５５に収められて電気製品を構成している。
【０００７】
上記の構成において、高発熱半導体チップ５１で発生した熱の一部は両チップに接続された銅配線５３ｃにより低発熱半導体チップ５２側に伝えられるものの、樹脂絶縁膜５４が高発熱半導体チップ５１全体を被覆して形成されていることから、大部分の熱は高発熱半導体チップ５１の近傍にこもってしまい、筐体５５への熱の放散も高発熱半導体チップ５１側のみで生じるので効率が低く、高発熱半導体チップ５１近傍での温度は非常に高くなってしまう。
【特許文献１】特開２００３−３２５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
解決しようとする問題点は、半導体内蔵モジュールにおいて、半導体チップからの熱の放散が十分ではないという点である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の半導体装置は、パッケージ基板と、前記パッケージ基板上に積層して形成された樹脂絶縁膜と、前記樹脂絶縁膜中に埋め込まれて設けられた半導体チップと、少なくとも一部が前記半導体チップに電気的に接続され、前記樹脂絶縁膜上に形成された配線と、前記配線に接して前記樹脂絶縁膜上に形成され、前記半導体チップにおいて発生した熱を他の領域に放散させる絶縁性の熱伝導層とを有する。
【００１０】
上記の本発明の半導体装置は、パッケージ基板上に樹脂絶縁膜が積層して形成されており、この内部に埋め込まれて半導体チップが設けられている。
さらに、少なくとも一部が半導体チップに電気的に接続するように、樹脂絶縁膜上に配線が形成されており、この配線に接して樹脂絶縁膜上に、半導体チップにおいて発生した熱を他の領域に放散させる絶縁性の熱伝導層が形成されている。
【００１１】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、パッケージ基板上に、内部に半導体チップを埋め込みながら、樹脂絶縁膜を積層して形成する工程と、少なくとも一部が前記半導体チップに電気的に接続するようにして、前記樹脂絶縁膜上に配線を形成する工程と、前記配線に接するように、前記樹脂絶縁膜上に、前記半導体チップにおいて発生した熱を他の領域に放散させる絶縁性の熱伝導層を形成する工程とを有する。
【００１２】
上記の本発明の半導体装置の製造方法は、パッケージ基板上に、内部に半導体チップを埋め込みながら、樹脂絶縁膜を積層して形成する。
次に、少なくとも一部が半導体チップに電気的に接続するようにして、樹脂絶縁膜上に配線を形成する。
次に、上記の配線に接するように、樹脂絶縁膜上に、半導体チップにおいて発生した熱を他の領域に放散させる絶縁性の熱伝導層を形成する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の半導体装置は、樹脂絶縁膜内に埋め込まれた半導体チップに接続する配線に接して、半導体チップにおいて発生した熱を他の領域に放散させる絶縁性の熱伝導層が形成されており、これによって半導体チップからの熱を効率よく放散できる。
【００１４】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、樹脂絶縁膜内に埋め込まれた半導体チップに接続する配線に接するように、半導体チップにおいて発生した熱を他の領域に放散させる絶縁性の熱伝導層を形成しており、これによって半導体チップからの熱を効率よく放散できる半導体装置を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の半導体装置（半導体内蔵モジュール）およびその製造方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は本実施形態に係るＳｉＰ（システムインパッケージ）と呼ばれる半導体装置（半導体内蔵モジュール）の模式断面図である。
例えば、シリコンからなるパッケージ基板１０の表面に酸化シリコンなどの層間絶縁膜１１が形成されておち、その上層に、アルミニウムなどの導電層からなる下部電極（１２ａ，１２ｂ）およびＴａ2Ｏ5などの絶縁層からなる容量絶縁膜（１３ａ，１３ｂ）が積層してパターン加工されており、その上層を被覆して酸化シリコンなどの層間絶縁膜１４が形成されて容量絶縁膜（１３ａ，１３ｂ）を開口する開口部が形成され、開口部内にアルミニウムなどの導電層からなる上部電極（１５ａ，１５ｂ）が形成されている。また、下部電極（１２ａ，１２ｂ）に接続して、アルミニウムなどの導電層からなる下部電極取り出し層（１６ａ，１６ｂ）が形成されている。
以上のようにして、２つの静電容量素子（Ｃａ，Ｃｂ）が形成されている。また、抵抗素子やインダクタンスなどのその他の受動素子が形成されていてもよい。
【００１７】
上記の静電容量素子（Ｃａ，Ｃｂ）を被覆して、例えばポリイミドなどからなる第１樹脂絶縁膜１７が形成されている。
第１樹脂絶縁膜１７には、静電容量素子（Ｃａ，Ｃｂ）の上部電極（１５ａ，１５ｂ）および下部電極取り出し層（１６ａ，１６ｂ）に達する第１開口部Ｖ１が形成されており、シード層１８および銅層２０からなる第１配線Ｗ１が第１開口部Ｖ１内に埋め込まれたプラグ部分と一体に第１樹脂絶縁膜１７上にパターン形成されている。
【００１８】
上記の第１樹脂絶縁膜１７上に、ダイアタッチフィルム（ＤＡＦ）２１を介して、トランジスタなどの能動素子やその他の回路などが形成された半導体チップ２２が貼り合わされている。
半導体チップ２２には、パッド２２ａが形成されており、パッド以外の表面に保護層２２ｂが形成されている。
【００１９】
上記の半導体チップ２２および第１配線Ｗ１を被覆して、例えばポリイミドなどからなる第２樹脂絶縁膜２３が形成されている。
第２樹脂絶縁膜２３には、半導体チップ２２のパッド２２ａおよび第１配線Ｗ１の銅層２０に達する第２開口部Ｖ２が形成されており、シード層２４および銅層２５からなる第２配線Ｗ２が第２開口部Ｖ２内に埋め込まれたプラグ部分と一体に第２樹脂絶縁膜２３上にパターン形成されている。
【００２０】
第２配線Ｗ２に接して第２樹脂絶縁膜２３上において、半導体チップ２２において発生した熱を他の領域に放散させる絶縁性の熱伝導層２６が形成されている。熱伝導層２６は、例えば窒化アルミニウム、チタンカーバイド、酸化アルミニウムなどからなる。
熱伝導層２６は、後述のバッファ層よりも熱伝導性の高い材料から構成されることが好ましく、成膜やエッチング加工などの観点からは、窒化アルミニウムが特に好ましい。窒化アルミニウムの熱伝導度は約１００Ｗ／ｍ・℃であり、絶縁性は１５０ｋＶ／ｃｍであり、シリコンの熱伝導度（１５０Ｗ／ｍ・℃）に近い材料である。一方上記の第１および第２樹脂絶縁膜（１７，２３）を構成するポリイミド樹脂の熱伝導度は約０．１Ｗ／ｍ・℃であるので、窒化アルミニウムはポリイミド樹脂よりはるかに大きな熱伝導度を有している。
【００２１】
ここで、例えば、上記の層間絶縁膜（１１，１４）、第１樹脂絶縁膜１７および第２樹脂絶縁膜２３にはパッケージ基板１０の表面に達する熱放散用開口部Ｈが形成されており、熱伝導層２６は熱放散用開口部Ｈを介してパッケージ基板１０に接して形成されていることが好ましい。
また、例えば、熱伝導層２６は、第２配線Ｗ２に接続する導電層のパターンを除いて、第２樹脂絶縁膜２３上において半導体装置の全域に形成されていることが好ましい。
また、例えば、上記の半導体チップ２２として複数の半導体チップが第１および第２樹脂絶縁膜（１７，２３）中に埋め込まれて設けられており、熱伝導層２６が複数の半導体チップ間を熱的に接続する構成となっていることが好ましい。
【００２２】
上記の熱伝導層２６が形成されていない領域において、シード層２７および銅ポスト２９が形成されている。
さらに、熱伝導層２６の上層に、銅ポスト２９の周囲を被覆し、熱放散用開口部Ｈを埋め込んで全面に、例えばエポキシ樹脂からなるバッファ層３０が形成されている。バッファ層３０の表面から銅ポスト２９の頂部が露出しており、ハンダボールからなる突起電極（バンプ）３１が銅ポスト２９に接続して形成されている。
【００２３】
上記の本実施形態に係る半導体装置（モジュール）は、パッケージ基板１０上に第１および第２樹脂絶縁膜（１７，２３）が積層して形成されており、この内部に埋め込まれて半導体チップ２２が設けられており、さらに、少なくとも一部が半導体チップ２２に電気的に接続するように、第２樹脂絶縁膜２３上に第２配線Ｗ２が形成されており、この第２配線Ｗ２に接して第２樹脂絶縁膜２３上に、半導体チップ２２において発生した熱を他の領域に放散させる絶縁性の熱伝導層２６が形成されている。
上記の構成においては、半導体チップ２２において発生した熱を他の領域に放散できる。
例えば上記のように、熱伝導層２６が熱放散用開口部Ｈを介してパッケージ基板１０に接して形成された構成、熱伝導層２６が半導体装置の全域に形成された構成、および／あるいは、熱伝導層２６が複数の半導体チップ間を熱的に接続する構成とすることで、熱の他の領域への放散を促進して、半導体装置（モジュール）全体に渡って熱を運んで分散することができ、パッケージの熱抵抗を下げることができる。これにより、熱がこもりやすくなる小型化および軽量化が進められた半導体装置（モジュール）に対応することができる。
【００２４】
次に、本実施形態に半導体装置（モジュール）の製造方法について説明する。
まず、図２（ａ）に示すように、シリコンからなるパッケージ基板１０上に、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法などにより酸化シリコンを堆積させて層間絶縁膜１１を形成し、さらに例えばスパッタリング法などによりアルミニウムを堆積させ、パターン加工して下部電極（１２ａ，１２ｂ）を形成し、その上層に例えばスパッタリング法によりＴａ2Ｏ5などの絶縁材量を成膜して容量絶縁膜（１３ａ，１３ｂ）を形成する。さらに例えばＣＶＤ法などで酸化シリコンを成膜して層間絶縁膜１４を形成し、エッチングなどで容量絶縁膜（１３ａ，１３ｂ）を露出させ、容量絶縁膜（１３ａ，１３ｂ）上および下部電極（１２ａ，１２ｂ）上にアルミニウムを堆積させて上部電極（１５ａ，１５ｂ）および下部電極取り出し層（１６ａ，１６ｂ）を形成する。以上のようにして、２つの静電容量素子（Ｃａ，Ｃｂ）を形成する。また、アルミニウム層のパターン加工やその他の材料のパターン加工などにより、抵抗素子やインダクタンスなどのその他の受動素子を形成してもよい。
ここで、レジスト膜をパターン形成してドライエッチングなどのエッチングを施し、層間絶縁膜（１１，１４）に、例えば直径１．５〜２ｍｍの熱放散用開口部Ｈを形成しておく。
【００２５】
次に、図２（ｂ）に示すように、例えばスピン塗布などの方法によって静電容量素子（Ｃａ，Ｃｂ）を被覆して、全面に感光性ポリイミド（東レ社製ＰＷ−１０００）を塗布して、例えば１０μｍの膜厚で第１樹脂絶縁膜１７を形成する。第１樹脂絶縁膜１７には、パターン露光および現像などの処理により、上部電極（１５ａ，１５ｂ）および下部電極取り出し層（１６ａ，１６ｂ）に達する第１開口部Ｖ１を形成する。
ここでも、第１樹脂絶縁膜１７には層間絶縁膜（１１，１４）部分と連通するように熱放散用開口部Ｈを形成する。
上記のパターン露光および現像などの処理としては、例えば、ステッパーにおいて４００ｍＪ／ｃｍ2のブロードバンド光で露光し、スピンディベロッパを用いてＪ．Ｅ．Ｔ．（Just Etching Time）の１．５倍でスプレー現像し、インスペクションマシンで現像検査し、１５０℃で３０分＋２５０℃で２時間の硬化処理を行い、アッシャー（Ｏ2：１００ｓｃｃｍ，ＲＦ：１００ｍＷ，１０分）でディスカム処理する。
【００２６】
次に、図２（ｃ）に示すように、例えばスパッタリング法により第１開口部Ｖ１の内部を被覆して、全面にＴｉ／Ｃｕ膜を成膜し、銅のメッキ処理のためのシード層１８とする。
上記のＴｉ／Ｃｕ膜のスパッタリング処理としては、例えば、（圧力：２×１０Ｐａ、１００Ｗ、５分）の条件で逆スパッタリングを行い、続けて（圧力：０．７Ｐａ、Ａｒ：４０ｓｅｃｍ、ＤＣ５００Ｗ）の条件で１６０ｎｍの膜厚のＴｉ膜を形成し、さらに（圧力：０．７Ｐａ、Ａｒ：４０ｓｅｃｍ、ＤＣ５００Ｗ）の条件で６００ｎｍの膜厚のＣｕ膜を形成する。
【００２７】
次に、図３（ａ）に示すように、例えばフォトリソグラフィー工程により、レジスト膜材料を塗布、露光および現像して、メッキ用のレジスト膜１９をパターン形成する。このとき、熱放散用開口部Ｈ内は、レジスト膜１９で保護しておく。
上記のレジスト膜１９のパターン形成としては、例えば、レジスト膜材料としてＰＭＥＲＰ−ＬＡ９００（シプレー社製）を用い、（５００ｒｐｍで１０秒、４０００ｒｐｍで３０秒、５０００ｒｐｍで０．５秒、Ｓｌｏｐｅ３秒）のスピンコートにより塗布し、スピンディベロッパを用いて、（Ｐ−７Ｇ：（５０ｒｐｍで３秒、０ｒｐｍで３０秒）×７、リンス（純水）：５００ｒｐｍで６０秒、スピンドライ：３０００ｒｐｍで３０秒）で現像し、アッシャー（Ｏ2：１００ｓｃｃｍ，ＲＦ：１００ｍＷ，１０分）でディスカム処理し、インスペクションマシンで現像検査する。
【００２８】
次に、図３（ｂ）に示すように、例えばシード層１８を一方の電極に接続した電解メッキ処理により銅を堆積させ、レジスト膜１９の開口部内においてシード層１８の上層に約５μｍの膜厚の銅層２０をパターン形成する。
【００２９】
次に、図３（ｃ）に示すように、例えばアッシング処理などによりレジスト膜１９を除去する。
上記のレジスト膜１９の除去は、例えば、レジスト剥離装置を用いてアルカリ液で剥離し、さらに残査をアッシャーを用いて（ＣＦ4（５０ｓｃｃｍ）＋Ｏ2（５０ｓｃｃｍ），ＲＦ：２５Ｗ，５＋５分）の条件でアッシング処理する。このとき、銅のエッチング装置により（ＳＯ−ＹＯ：５０ｒｐｍで１５秒、リンス：５００ｒｐｍで６０秒、ドライ：３０００ｒｐｍで３０秒）の処理を行い、シード層１８を構成する銅膜も除去して、線幅測定器で配線幅を測定する。
【００３０】
次に、図４（ａ）に示すように、例えば酸性溶液処理などによりＴｉ膜を除去して、銅層２０の形成領域を除く領域のシード層１８を完全に剥離する。
上記の酸性溶液処理は、例えば（Ｔｉエッチング：１６０ｎｍ、ＳＯ−１で２５秒、水洗１分）の処理で行う。
以上のようにして、シード層１８および銅層２０からなる第１配線Ｗ１が第１開口部Ｖ１内に埋め込まれたプラグ部分と一体に形成される。
【００３１】
次に、図４（ｂ）に示すように、ダイアタッチフィルム２１を介して、半導体チップ２２を熱圧着し、搭載する。半導体チップ２２には、パッド２２ａが形成されており、パッド以外の表面に保護層２２ｂが形成されている。
上記の半導体チップの搭載は、例えば、荷重１Ｎ／Ｄｉｅ、１１０℃で行う。
【００３２】
次に、図４（ｃ）に示すように、第１樹脂絶縁膜１７と同様に、半導体チップ２２および第１配線Ｗ１を被覆して、全面に例えば１０μｍの膜厚で第２樹脂絶縁膜２３を形成する。第２樹脂絶縁膜２３には、パターン露光および現像などの処理により、半導体チップ２２のパッド２２ａおよび第１配線Ｗ１の銅層２０に達する第２開口部Ｖ２を形成する。
ここでも、第２樹脂絶縁膜２３には層間絶縁膜（１１，１４）部分および第１樹脂絶縁膜１７部分と連通するように熱放散用開口部Ｈを形成する。
上記のパターン露光および現像などの処理としては、例えば、ステッパーにおいて４００ｍＪ／ｃｍ2のブロードバンド光で露光し、スピンディベロッパを用いてＪ．Ｅ．Ｔ．の１．５倍でスプレー現像し、インスペクションマシンで現像検査し、１５０℃で３０分＋２５０℃で２時間の硬化処理を行い、アッシャー（Ｏ2：１００ｓｃｃｍ，ＲＦ：１００ｍＷ，１０分）でディスカム処理する。
【００３３】
次に、図５（ａ）に示すように、図２（ｃ）に示す工程から図４（ａ）に示す工程までを繰り返し、シード層２４および銅層２５からなる第２配線Ｗ２を第２開口部Ｖ２内に埋め込まれたプラグ部分と一体に形成する。
【００３４】
次に、図５（ｂ）に示すように、例えばスパッタリング法あるいは特許文献１に記載の方法などにより、全面に窒化アルミニウム、チタンカーバイドあるいは酸化アルミニウムなどを堆積させ、熱伝導層２６を形成する。特許文献１に記載の方法は、カバレッジが良いので好ましい。
次に、例えばフォトリソグラフィー工程により第２配線Ｗ２に接続する導電層のパターンを開口する不図示のレジスト膜をパターン形成し、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）などのエッチングを施し、あるいはその他の通常のドライエッチングの手法により、第２配線Ｗ２に接続する領域の熱伝導層２６を除去する。
【００３５】
次に、図６（ａ）に示すように、例えば図２（ｃ）に示す工程と同様にしてスパッタリング法により、上記の熱伝導層２６を除去して第２配線Ｗ２を露出させた領域を被覆して、全面にＴｉ／Ｃｕ膜を成膜し、銅のメッキ処理のためのシード層２７とする。
【００３６】
次に、図６（ｂ）に示すように、感光性のドライフィルム２８をラミネートし、上記の熱伝導層２６を除去した領域に開口部を形成する。このとき、熱放散用開口部Ｈは、ドライフィルム２８で塞がれた空隙Ｖとなる。
上記のドライフィルム２８のラミネートおよび開口部の形成は、例えば、テープ貼り機を用いてドライフィルム２８をラミネートし、その後にメッキ電極処理として、上記の熱伝導層２６を除去した領域が開口するパターンでステッパを用いて露光し、ドライフィルム２８のカバーフィルムをテープ剥がし機で剥離し、ドライフィルム２８を所定の現像液で現像する。その後、インスペクションマシンで現像検査し、アッシャーを用いてディスカム処理を行い、さらにエッチング装置で銅のライトエッチング処理を行う。
【００３７】
次に、図７（ａ）に示すように、例えばシード層２７を一方の電極に接続した電解メッキ処理により銅を堆積させ、ドライフィルム２８の開口部内においてシード層２７の上層に１００μｍ程度の膜厚の銅ポスト２９をパターン形成する。
【００３８】
次に、図７（ｂ）に示すように、ドライフィルム２８を剥離し、さらに銅ポスト２９が形成された領域以外のシード層２７を上記と同様にして剥離する。
【００３９】
次に、図８（ａ）に示すように、例えば印刷法により、１５０μｍ膜厚でエポキシ樹脂を供給し、熱伝導層２６の上層に、銅ポスト２９を被覆し、熱放散用開口部Ｈを埋め込んで全面にバッファ層３０を形成する。
上記のエポキシ樹脂の印刷は、例えば、自動印刷装置を用いて、ＣＲＰ−５３００の樹脂を用いて行い、真空オーブン中で脱泡し、さらに真空オーブン中、１２０℃で１時間、１５０℃で２時間のキュア処理を行う。
【００４０】
次に、図８（ｂ）に示すように、バッファ層３０の表面から研削処置を行って平坦化し、銅ポスト２９の表面を露出させる。
上記の研削処理はバックグラインダーを用いて行い、ＷのＮｏ刻印処理を行い、端子となる銅ポストの表面処理を行う。
次に、例えば、フラックス塗布、ハンダボール（直径０．３ｍｍ）の搭載、リフローなどの処理により、銅ポスト２９の表面にハンダボールからなる突起電極（バンプ）３１を搭載し、図１に示す構成とする。その後、フラックス洗浄などを行う。
【００４１】
上記の本実施形態に係る半導体装置の製造方法においては、パッケージ基板１０上に第１および第２樹脂絶縁膜（１７，２３）を積層して、この内部に半導体チップ２２を埋め込んで設けており、さらに、少なくとも一部が半導体チップ２２に電気的に接続するように、第２樹脂絶縁膜２３上に第２配線Ｗ２を形成し、この第２配線Ｗ２に接して第２樹脂絶縁膜２３上に、半導体チップ２２において発生した熱を他の領域に放散させる絶縁性の熱伝導層２６を形成している。
上記の半導体装置の製造方法によれば、半導体チップ２２において発生した熱を他の領域に放散できる半導体装置を製造することができる。
【００４２】
熱伝導層２６は、熱放散用開口部Ｈを介してパッケージ基板１０に接するように形成することが好ましい。
また、熱伝導層２６は半導体装置の全域に形成することが好ましい。
さらに、上記の半導体チップとして複数の半導体チップを搭載した場合には、これらに接続する配線に接するように熱伝導層２６を形成して、半導体チップ間を熱的に接続して形成することが好ましい。
上記のような構成とすることで、熱の他の領域への放散を促進して、半導体装置（モジュール）全体に渡って熱を運んで分散することができ、パッケージの熱抵抗を下げることができる。これにより、熱がこもりやすくなる小型化および軽量化が進められた半導体装置（モジュール）に対応することができる。
【００４３】
図９は、高発熱半導体チップと低発熱半導体チップを搭載した半導体内蔵モジュールにおいて、本実施形態に従って窒化アルミニウムなどの熱伝導層を形成した場合の熱放散性に相当する温度分布を示す図であり、図９（ａ）は平面図、図９（ｂ）は断面図である。図中、細線のハッチングの密度は動作時の温度を示し、温度が高い場所ほど密度の高いハッチングで示している。
シリコンのパッケージ基板４０上において、高発熱半導体チップ４１と低発熱半導体チップ４２には、その一方のチップに接続された銅配線（４３ａ、４３ｂ）や両チップに接続された銅配線４３ｃが形成された状態で、ポリイミドなどの樹脂絶縁膜４４で全体を被覆されてモジュール化されており、これが筐体４５に収められて電気製品を構成している。
【００４４】
上記の構成において、例えば窒化アルミニウムの熱伝導性は樹脂の１０００倍程高いことから、高発熱半導体チップ４１で発生した熱が効率よく熱伝導層を介してパッケージ基板４０や低発熱半導体チップ４２へと伝導され、熱がモジュール全体に均等に伝えられており、モジュール全体から筐体４５へと放熱されるので、電気製品として熱を一部にこもらせずに効率よく放散することができる。
【００４５】
本実施形態に係る半導体装置（モジュール）により、以下の効果を享受することができる。
１．窒化アルミニウムなどの熱伝導性の高い熱伝導層を設けることで、発熱する半導体チップからの熱が熱伝導層に伝わり、熱伝導層が半導体装置（モジュール）の全体に渡って形成された構成とすることで熱全体が半導体装置（モジュール）全体に放散され、部分的に高温になることを回避することができ、例えば窒化アルミニウムの熱伝導層を設けたときのパッケージの熱抵抗値（θＪａ）は、設けない場合の約１／２に下げることができる。
２．上記のような半導体装置（モジュール）がセットされた電気製品では、広い範囲に渡って比較的低い温度になっているので、熱が部分的にこもった状態よりも熱を逃がしやすく、結局電気製品を長寿命化できる。
３．窒化アルミニウムは熱伝導性が高いだけでなく、電気絶縁性にも優れており、銅配線のマイグレーションの防止や絶縁性の向上に効果がある。
【００４６】
本発明は上記の説明に限定されない。
例えば、パッケージ基板は単なるシリコン基板であってもよく、さらにトランジスタやその他の回路などが形成された基板であってもよい。
絶縁樹脂層中に内蔵する半導体チップは種々の種類を適用でき、例えばシリコン系のチップやＧａＡｓ系のチップなどを内蔵することができる。例えばＧａＡｓ系のチップなどは高発熱性であるので、本発明により熱放散性を高める効果が特に大きい。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の半導体装置は、ＳｉＰなどの半導体装置（半導体内蔵モジュール）に適用できる。
本発明の半導体装置の製造方法は、ＳｉＰなどの半導体装置（半導体内蔵モジュール）を製造する方法に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図１は本発明の実施形態に係る半導体装置の断面図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図５】図５（ａ）および図５（ｂ）は本発明の実施形態に係る半導体装置の製造工程（半導体チップの形成工程）を示す断面図である。
【図６】図６（ａ）および図６（ｂ）は本発明の実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図７】図７（ａ）および図７（ｂ）は本発明の実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図８】図８（ａ）および図８（ｂ）は本発明の実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図９】図９（ａ）は本発明の実施形態において熱放散性に相当する温度分布を示した平面図であり、図９（ｂ）は断面図である。
【図１０】図１０（ａ）は高発熱半導体チップと低発熱半導体チップを搭載した半導体内蔵モジュールにおける熱放散性の問題に関連する温度分布を示す平面図であり、図１０（ｂ）は断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０…パッケージ基板、１１ａ，１１ｂ…層間絶縁膜、１２ａ，１２ｂ…下部電極、１３ａ，１３ｂ…容量絶縁膜、１４…層間絶縁膜、１５ａ，１５ｂ…上部電極、１６ａ，１６ｂ…下部電極取り出し層、１７…第１樹脂絶縁膜、１８…シード層、１９…レジスト膜、２０…銅層、２１…ダイアタッチフィルム、２２…半導体チップ、２２ａ…パッド、２２ｂ…保護層、２３…第２樹脂絶縁膜、２４…シード層、２５…銅層、２６…熱伝導層、２７…シード層、２８…ドライフィルム、２９…銅ポスト、３０…バッファ層、３１…突起電極（バンプ）、４０，５０…パッケージ基板、４１，５１…高発熱半導体チップ、４２，５２…低発熱半導体チップ、４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，５３ａ，５３ｂ，５３ｃ…銅配線、４４，５４…樹脂絶縁膜、４５，５５…筐体、Ｃａ，Ｃｂ…静電容量素子、Ｈ…熱放散用開口部、Ｖ１…第１開口部、Ｖ２…第２開口部、Ｗ１…第１配線、Ｗ２…第２配線
【図１】
2005302857.tif 000003
【図２】
2005302857.tif 000004
【図３】
2005302857.tif 000005
【図４】
2005302857.tif 000006
【図５】
2005302857.tif 000007
【図６】
2005302857.tif 000008
【図７】
2005302857.tif 000009
【図８】
2005302857.tif 000010
【図９】
2005302857.tif 000011
【図１０】
2005302857.tif 000012