(57)【要約】      （修正有）【課題】冷却装置を有する半導体装置において冷却効率を高めた半導体装置、冷却装置及び冷却装置の製造方法を提供する。【解決手段】電子回路の形成された半導体チップ１０と、内部に設けられた流動性を有する冷却媒体の流路となるチャネル３１ａ、３１ｂと、外部の一面に設けられた複数の凸部３２と、複数の凸部３２の設けられている面に形成された金属メッキ層と、を有する冷却装置３０と、を有し、複数の凸部３２は半導体チップ１０の一方の面と接触しており、チャネル３１ａ、３１ｂ内に前記冷却媒体を流すことにより、半導体チップ１０を冷却する。【選択図】図１
2012142532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子回路の形成された半導体チップと、
内部に設けられた流動性を有する冷却媒体の流路となるチャネルと、外部の一面に設けられた複数の凸部と、複数の前記凸部の設けられている面に形成された金属メッキ層と、を有する冷却装置と、
を有し、複数の前記凸部は前記半導体チップの一方の面と接触しており、前記チャネル内に前記冷却媒体を流すことにより、前記半導体チップを冷却することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記チャネルは複数設けられており、複数の前記チャネルは相互に略平行であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
複数の前記チャネルの両端には、前記冷却媒体を供給及び排出するための共通の流路入口及び流路出口が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
複数の前記チャネルの両端には、前記チャネルごとに前記冷却媒体を供給及び排出するための流路入口及び流路出口が設けられており、
複数の前記チャネルのうち一方のチャネルにおいて前記冷却媒体が流れる方向と、前記チャネルのうち他方のチャネルにおいて前記冷却媒体が流れる方向とは、逆方向であることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記冷却装置は、複数の基板を基板面方向に積層し接合することにより形成されているものであって、
前記基板の一部または全部において、前記基板の基板面には凹部が形成されており、
前記チャネルは、前記基板同士を接合することにより、前記凹部が覆われて形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項６】
前記凸部は、前記半導体チップの一方の面に設けられている電極に対応する位置に形成されているものであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項７】
内部に設けられた流動性を有する冷却媒体の流路となるチャネルと、
外部の一面に設けられた複数の凸部と、
複数の前記凸部の設けられている面に形成された金属メッキ層と、
を有し、前記冷却媒体を前記チャネル内に流すことにより、前記凸部に接触しているものを冷却するものであることを特徴とする冷却装置。
【請求項８】
中央基板と側面基板とを接合することにより形成される冷却装置の製造方法において、
前記中央基板の前記側面基板と接合される面、または、前記側面基板の前記中央基板と接合される面における基板面を加工することによりチャネルとなる凹部を形成する工程と、
前記中央基板における基板側面に凸部を形成する工程と、
前記側面基板の基板面を加工することにより前記チャネルに冷却媒体を供給及び排出するための穴部を形成する工程と、
前記中央基板と前記側面基板とを接合することにより、前記中央基板及び前記側面基板により囲まれた前記凹部により前記チャネルを形成する工程と、
前記凸部の形成されている面に金属メッキ層を形成する工程と、
を有することを特徴とする冷却装置の製造方法。
【請求項９】
前記側面基板を２枚有しており、前記２枚の側面基板は、前記中央基板の一方の面に接合される側面基板と他方の面に接合される側面基板であって、
凹部を形成する工程において、前記凹部は前記中央基板の両面に各々形成されるものであって、
前記中央基板の両面の各々に形成された前記凹部を前記側面基板により各々覆うことにより、２つのチャネルを形成するものであることを特徴とする請求項８に記載の冷却装置の製造方法。
【請求項１０】
前記側面基板を２枚有しており、前記２枚の側面基板は、前記中央基板の一方の面に接合される側面基板と他方の面に接合される側面基板であって、
凹部を形成する工程において、前記凹部は前記側面基板に形成され、
前記側面基板の各々に形成された前記凹部を前記中央基板により各々覆うことにより、２つのチャネルを形成するものであることを特徴とする請求項８に記載の冷却装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置、冷却装置及び冷却装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、半導体装置は、半導体チップがパッケージ等により覆われているが、半導体チップの高性能化、高速度化、高出力化に伴い生じる発熱が問題となる。
【０００３】
このような半導体チップの発熱に対応するために、半導体装置の外部、即ち、パッケージ等にファン等を設けて冷却する方法がある。しかしながら、この方法ではファン等の占有する領域が大きくなり、また、空気の流れを確保するため所定の隙間等を設ける必要があり、全体として大型化してしまう。
【０００４】
一方、ファン等を用いることなく半導体チップを冷却する方法としては、半導体装置等の内部に冷媒を循環させることのできる冷却機構を設ける方法が開示されている。この冷却機構は、マイクロチャネルヒートシンクとも呼ばれており、半導体装置の外部に冷却機構を設ける場合と比較して小型化が可能であり、半導体装置の内部であるパッケージ等の内部において半導体チップを冷却することができるため冷却効率もよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平７−１１２０３６号公報
【特許文献２】特開２００８−１６００１９号公報
【特許文献３】特表２００９−５２２８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、無線基地局用高出力増幅器等の半導体装置に用いられる半導体チップは、高周波化、高出力化に対応しているものであり、例えば、出力が５０Ｗ〜１００Ｗ程度であり、特に発熱量が高い。このため、現状において開示されている方法では、このような半導体チップを十分に冷却することができず、半導体チップが高温となってしまい、動作効率が悪化するだけでなく，さらには動作が不安定となり、また故障の原因となる。例えば、特許文献２に記載されている方法は、導電パターンである金属バンプを介して冷却機構が接触しているものであるが、金属バンプにおける冷却機構との界面や、狭い接触面積のため、金属バンプ等との接触部分は熱伝導における障壁となってしまう。これにより、発熱量の大きな半導体チップを十分に冷却することができない。
【０００７】
よって、発熱量の大きな半導体チップを効率よく冷却することのできる冷却装置を有する半導体装置、このような冷却装置及び冷却装置の製造方法が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本実施の形態の一観点によれば、電子回路の形成された半導体チップと、内部に設けられた流動性を有する冷却媒体の流路となるチャネルと、外部の一面に設けられた複数の凸部と、複数の前記凸部の設けられている面に形成された金属メッキ層と、を有する冷却装置と、を有し、複数の前記凸部は前記半導体チップの一方の面と接触しており、前記チャネル内に前記冷却媒体を流すことにより、前記半導体チップを冷却することを特徴とする。
【０００９】
また、本実施の形態の他の一観点によれば、内部に設けられた流動性を有する冷却媒体の流路となるチャネルと、外部の一面に設けられた複数の凸部と、複数の前記凸部の設けられている面に形成された金属メッキ層と、を有し、前記冷却媒体を前記チャネル内に流すことにより、前記凸部に接触しているものを冷却するものであることを特徴とする。
【００１０】
また、本実施の形態の他の一観点によれば、中央基板と側面基板とを接合することにより形成される冷却装置の製造方法において、前記中央基板の前記側面基板と接合される面、または、前記側面基板の前記中央基板と接合される面における基板面を加工することによりチャネルとなる凹部を形成する工程と、前記中央基板における基板側面に凸部を形成する工程と、前記側面基板の基板面を加工することにより前記チャネルに冷却媒体を供給及び排出するための穴部を形成する工程と、前記中央基板と前記側面基板とを接合することにより、前記中央基板及び前記側面基板により囲まれた前記凹部により前記チャネルを形成する工程と、前記凸部の形成されている面に金属メッキ層を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
開示の半導体装置及び冷却装置によれば、発熱量の大きな半導体チップが搭載されている半導体装置を効率よく冷却することができ、半導体チップが高温となることを防ぐことができる。また、開示の冷却装置の製造方法によれば、冷却装置を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施の形態における半導体装置の構造図
【図２】第１の実施の形態における半導体装置の説明図
【図３】第１の実施の形態における冷却装置の説明図
【図４】冷却媒体の流量と熱抵抗との相関図
【図５】第１の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（１）
【図６】第１の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（２）
【図７】第１の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（３）
【図８】第１の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（４）
【図９】第１の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（５）
【図１０】第１の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（６）
【図１１】第１の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（７）
【図１２】第１の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（８）
【図１３】第１の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（９）
【図１４】第１の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（１０）
【図１５】第１の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（１１）
【図１６】第１の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（１２）
【図１７】第１の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（１３）
【図１８】第１の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（１４）
【図１９】第１の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（１５）
【図２０】第１の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（１６）
【図２１】第１の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（１７）
【図２２】第１の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（１８）
【図２３】第１の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（１９）
【図２４】第２の実施の形態における冷却装置の説明図
【図２５】第３の実施の形態における冷却装置の説明図
【図２６】第３の実施の形態における他の冷却装置の説明図
【図２７】第４の実施の形態における半導体装置の説明図
【図２８】第４の実施の形態における半導体装置の内部上面図
【図２９】第４の実施の形態における冷却装置の斜視図
【図３０】第４の実施の形態における冷却装置の説明図
【図３１】第４の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（１）
【図３２】第４の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（２）
【図３３】第４の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（３）
【図３４】第４の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（４）
【図３５】第４の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（５）
【図３６】第４の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（６）
【図３７】第４の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（７）
【図３８】第４の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（８）
【図３９】第４の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（９）
【図４０】第４の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（１０）
【図４１】第４の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（１１）
【図４２】第４の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（１２）
【図４３】第４の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（１３）
【図４４】第４の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（１４）
【図４５】第４の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（１５）
【図４６】第４の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（１６）
【図４７】第４の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（１７）
【図４８】第４の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（１８）
【図４９】第５の実施の形態における冷却装置の構造図
【図５０】第５の実施の形態における冷却装置の製造方法の工程図（１）
【図５１】第５の実施の形態における冷却装置の製造方法の工程図（２）
【図５２】第５の実施の形態における冷却装置の製造方法の工程図（３）
【図５３】第５の実施の形態における冷却装置の製造方法の工程図（４）
【図５４】第５の実施の形態における冷却装置の製造方法の工程図（５）
【図５５】第５の実施の形態における冷却装置の製造方法の工程図（６）
【図５６】第５の実施の形態における冷却装置の製造方法の工程図（７）
【図５７】第５の実施の形態における冷却装置の製造方法の工程図（８）
【図５８】第５の実施の形態における冷却装置の製造方法の工程図（９）
【図５９】第５の実施の形態における冷却装置の製造方法の工程図（１０）
【図６０】第５の実施の形態における他の冷却装置の構造図
【図６１】第６の実施の形態における冷却装置の構造図
【図６２】第６の実施の形態における冷却装置の製造方法の工程図（１）
【図６３】第６の実施の形態における冷却装置の製造方法の工程図（２）
【図６４】第６の実施の形態における冷却装置の製造方法の工程図（３）
【図６５】第６の実施の形態における冷却装置の製造方法の工程図（４）
【図６６】第６の実施の形態における冷却装置の製造方法の工程図（５）
【図６７】第６の実施の形態における冷却装置の製造方法の工程図（６）
【図６８】第６の実施の形態における冷却装置の製造方法の工程図（７）
【図６９】第６の実施の形態における他の冷却装置の構造図
【図７０】第７の実施の形態における冷却装置の構造図
【図７１】第７の実施の形態における冷却装置の製造方法の工程図（１）
【図７２】第７の実施の形態における冷却装置の製造方法の工程図（２）
【図７３】第７の実施の形態における冷却装置の製造方法の工程図（３）
【図７４】第７の実施の形態における冷却装置の製造方法の工程図（４）
【図７５】第７の実施の形態における冷却装置の製造方法の工程図（５）
【図７６】第７の実施の形態における冷却装置の製造方法の工程図（６）
【図７７】第７の実施の形態における他の冷却装置の構造図（１）
【図７８】第７の実施の形態における他の冷却装置の構造図（２）
【図７９】第７の実施の形態における他の冷却装置の構造図（３）
【図８０】第７の実施の形態における他の冷却装置の構造図（４）
【図８１】第７の実施の形態における他の冷却装置の構造図（５）
【発明を実施するための形態】
【００１３】
発明を実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００１４】
〔第１の実施の形態〕
（半導体装置）
第１の実施の形態における半導体装置及び冷却装置について図１に基づき説明する。図１（ａ）は、本実施の形態における半導体装置の内部を示す構造図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）における一点鎖線１Ａ−１Ｂにおいて切断した断面図である。
【００１５】
本実施の形態における半導体装置は、半導体チップ１０がパッケージ２１とリッド２２に覆われており、半導体チップ１０の一方の面が、パッケージ２１と接するように設置されている。パッケージ２１は、Ｃｕ／Ｍｏ／Ｃｕの３層構造からなる金属材料により形成されており、半導体チップ１０において発生した熱の一部は、矢印Ａに示すようにパッケージ２１を介して放熱させることができる。尚、半導体チップ１０には不図示の電子回路が形成されており、電子回路が動作することにより発熱する。即ち、半導体チップ１０が、例えば、無線基地局用高出力増幅器等に用いられるものである場合、動作することにより高温に発熱する。このような半導体チップ１０としては、出力が数Ｗ以上のもの、または１０Ｗ以上のもの、更には、５０Ｗ以上のものであり、出力が高くなるに従い、発熱量も高くなり高温となる。また、本実施の形態では、リッド２２は、Ｃｕ等の金属材料により形成されている。尚、パッケージ２１及びリッド２２は、これらの金属材料以外にも、アルミナ等のセラミックス材料、熱伝導の高い樹脂材料を用いることも可能である。
【００１６】
また、半導体チップ１０の他方の面には、本実施の形態における冷却装置であるマイクロチャネルヒートシンク３０が設置されている。このマイクロチャネルヒートシンク３０は内部において、水等の流動性を有する冷却媒体を矢印Ｂに示す方向に流すことができるように２本のチャネル３１ａ及び３１ｂからなる流路が形成されている。２本のチャネル３１ａ及び３１ｂ内を流れる冷却媒体は、リッド２２の外側の供給口３３ａより供給され、マイクロチャネルヒートシンク３０におけるチャネル３１ａ及び３１ｂ内を流れ、リッド２２の外側の排出口３３ｂより排出される。また、マイクロチャネルヒートシンク３０において、半導体チップ１０と接する面には、後述するように半導体チップ１０のソース電極に対応する位置に、複数の凸部３２が設けられている。また、凸部３２の形成されている面には、不図示の金メッキ層が形成されており、この金メッキ層はパッケージ２１に設けられた接地端子２５と接触している。
【００１７】
尚、本実施の形態における半導体装置では、パッケージ２１には整合回路２３が設置されており、半導体チップ１０の他方の面に設けられた不図示の電極端子と、整合回路２３に設けられた不図示の電極端子とが、ボンディングワイヤ２４により接続されている。
【００１８】
（冷却装置）
次に、本実施の形態における冷却装置について説明する。図２に示すように、本実施の形態における冷却装置であるマイクロチャネルヒートシンク３０は、シリコンにより形成されており、前述したように、半導体チップ１０と接触する面には、複数の突起状の凸部３２が設けられている。この凸部３２は半導体チップ１０のソース電極１１に対応する位置に設けられており、半導体チップ１０のソース電極１１と位置合せした後、マイクロチャネルヒートシンク３０の凸部３２と半導体チップ１０のソース電極１１とが接続される。これにより、半導体チップ１０において発生した熱は、ソース電極１１からマイクロチャネルヒートシンク３０の凸部３２を介し、マイクロチャネルヒートシンク３０の内部に伝導され、更には、チャネル３１ａ及び３１ｂ内を流れる冷却媒体に伝導される。冷却媒体は、排出口３３ｂより排出されるが、この際、同時に冷却媒体に伝導された熱も一緒に排出されるため、半導体チップ１０を効率よく冷却することができる。本実施の形態では、マイクロチャネルヒートシンク３０の凸部３２は、マイクロチャネルヒートシンク３０の一部として形成されているため、マイクロチャネルヒートシンク３０と凸部３２との間において、熱伝導における障壁は存在していない。従って、半導体チップ１０を効果的に効率よく冷却することができる。
【００１９】
尚、本実施の形態においては、マイクロチャネルヒートシンク３０をシリコンにより形成したものについて説明したが、チャネル３１ａ及び３１ｂを形成することができるものであれば、ＳｉＣ等の半導体材料、Ｃｕ、Ａｌ等の金属材料を用いることも可能である。また、本実施の形態では、冷却媒体として水を用いているが、冷却媒体としては、流動性を有する流動体であればよく、水を含む液体、メタノール、エタノール、ＩＰＡ（isopropyl alcohol：イソプロピルアルコール）、フロリナート等を用いることも可能である。
【００２０】
また、本実施の形態における冷却装置であるマイクロチャネルヒートシンク３０では、凸部３２が形成されている面に前述した不図示の金属メッキ層である金メッキ層が形成されている。凸部３２の先端部分の金メッキ層が形成されている部分は、半導体チップ１０のソース電極１１と接触しており、ソース電極１１と電気的に接続されている。また、この金メッキ層は、前述したように、パッケージ２１に設けられた接地端子２５とは接触しており、電気的に接続されている。これにより、金メッキ層を介し、半導体チップ１０のソース電極１１とパッケージ２１における接地端子２５とが電気的に接続される。即ち、本実施の形態における冷却装置では、半導体チップ１０を冷却することができるとともに、半導体チップ１０のソース電極１１とパッケージ２１における接地端子２５とを電気的に接続することができる。このように、金属メッキ層は金属材料により形成されているため、高い導電性のみならず、高い熱伝導性を有しており、より一層半導体チップ１０から発生した熱をマイクロチャネルヒートシンク３０の凸部３２の形成されている面に伝導させることができる。即ち、金属材料は高い導電性と高い熱伝導性とを有する材料であることから、半導体チップ１０より発生した熱を半導体チップ１０のソース電極１１から、金メッキ層の形成されたマイクロチャネルヒートシンク３０の凸部３２へと素早く伝導させることができる。更に、高い熱伝導性を有する金メッキ層が、凸部３２の形成されている面に形成されているため、マイクロチャネルヒートシンク３０の凸部３２の形成されている面に熱を均一に素早く伝導させることができる。金属メッキ層に用いられる金属材料としては、金を含む材料以外にも、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ等及びこれらの合金、これらと金との合金または積層膜が挙げられる。
【００２１】
図３に基づき、本実施の形態における冷却装置であるマイクロチャネルヒートシンク３０について、より詳細に説明する。このマイクロチャネルヒートシンク３０は、上述したようにシリコンを加工することにより形成されており、内部に２本のチャネル３１ａ及び３１ｂが形成されている。このように２本の流路となるチャネル３１ａ及び３１ｂを設けることにより、マイクロチャネルヒートシンク３０の機械的強度を維持しつつ、冷却媒体の流れる部分の断面積を大きくすることができ、冷却媒体を一定以上の流量で流すことができる。
【００２２】
また、マイクロチャネルヒートシンク３０のチャネル３１ａ及び３１ｂの両端には、流路入口３４ａ及び流路出口３４ｂが設けられている。これにより、マイクロチャネルヒートシンク３０では、リッド２２の外側の供給口３３ａより供給された冷却媒体は、マイクロチャネルヒートシンク３０の流路入口３４ａよりチャネル３１ａ及び３１ｂ内に供給され、チャネル３１ａ及び３１ｂ内を流れる。チャネル３１ａ及び３１ｂ内では半導体チップ１０において発熱した熱を冷却媒体が吸収し、そして流路出口３４ｂよりリッド２２の外側の排出口３３ｂより排出される。これにより、冷却媒体により半導体チップ１０において発熱された熱を吸収し排出することができ、半導体チップ１０を冷却することができる。
【００２３】
次に、本実施の形態における冷却装置において、チャネル３１ａ及び３１ｂに流れる冷却媒体の流量（Flow rate）と、熱抵抗ＴＲ(Thermal Resistance)との関係について説明する。熱抵抗ＴＲは、冷却媒体の温度をＴａとし、マイクロチャネルヒートシンク３０の凸部３２における温度をＴｂとし、半導体チップ１０からの発熱量をＰとした場合、（１）に示す式で表わされる。
【００２４】
ＴＲ＝（Ｔｂ−Ｔａ）／Ｐ（℃／Ｗ）・・・・・・（１）
【００２５】
図４には、１本のチャネルに流れる冷却媒体の流量と、熱抵抗ＴＲとの関係を示す。図に示されるように、冷却媒体の流量を増やすことにより熱抵抗ＴＲを低くすることができる。
【００２６】
次に、本実施の形態における半導体装置においてシミュレーションを行なった結果について説明する。尚、このシミュレーションは、半導体チップ１０の外形が幅４２０μｍ×長さ７６５０μｍ×高さ８８０μｍであり、半導体チップ１０の発熱量を５０Ｗとしたものである。また、マイクロチャネルヒートシンク３０内における２本のチャネル３１ａ及び３１ｂの幅は６０μｍ、高さは３５０μｍであり、マイクロチャネルヒートシンク３０の外側には、高さが２０μｍの凸部３２が６１個設けられている。これらの凸部３２は半導体チップ１０のソース電極１１と接触しており、冷却媒体となる水は流量が１５０ｍｌ／ｍｉｎとなるように流されている。この結果、マイクロチャネルヒートシンク３０の凸部３２のうち、最も温度の低いところは４４℃、最も温度の高いところは９９℃であり、その差は５５℃であった。
【００２７】
（製造方法）
次に、本実施の形態における冷却装置の製造方法について説明する。本実施の形態における冷却装置であるマイクロチャネルヒートシンク３０は、シリコン（Ｓｉ）基板等を加工することにより形成することができる。このマイクロチャネルヒートシンク３０は、下部５０と上部７０とを別個に形成した後、下部５０と上部７０とを接合することにより形成する。
【００２８】
最初に、マイクロチャネルヒートシンク３０の下部５０を形成する。具体的には、図５に示すように、四角柱状にシリコン基板等を加工し、シリコン基材５１を形成する。シリコン基材５１には、不純物元素がドープされたものであってもよく、例えば、不純物元素として、Ｂ（ボロン）等のｐ型不純物、Ｐ（リン）またはＳｂ（アンチモン）等のｎ型不純物がドープされているものでもよい。本実施の形態では、シリコン基材５１は、厚さが２００〜５２５μｍのシリコン基板を四角柱状に加工することにより形成している。尚、図５（ａ）は、形成されるチャネルに沿った方向における断面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）における一点鎖線５Ａ−５Ｂにおいて切断した断面図である。
【００２９】
次に、図６に示すように、シリコン基材５１においてチャネルを形成するために加工される一方の面５１ａ及び一方の面５１ａの反対側の他方の面５１ｂに熱酸化、または、ＳｉＯ２膜を成膜することにより、酸化膜５２及び５３を形成する。尚、図６（ａ）は、形成されるチャネルに沿った方向における断面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）における一点鎖線６Ａ−６Ｂにおいて切断した断面図である。
【００３０】
次に、図７に示すように、シリコン基材５１の一方の面５１ａに形成されている酸化膜５２上にレジストパターン５４を形成し、シリコン基材５１の他方の面５１ｂに形成されている酸化膜５３上にレジストパターン５５を形成する。具体的には、酸化膜５２上にフォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行なうことにより、チャネル３１ａ及び３１ｂが形成される領域に開口部を有するレジストパターン５４を形成する。同様に、酸化膜５３上にフォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行なうことにより、凸部３２が形成される領域にレジストパターン５５を形成する。尚、図７（ａ）は、形成されるチャネルに沿った方向における断面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）における一点鎖線７Ａ−７Ｂにおいて切断した断面図である。
【００３１】
次に、図８に示すように、レジストパターン５４の開口部における酸化膜５２及びレジストパターン５５の開口部における酸化膜５３をＲＩＥ（Reactive Ion Etching）等により除去する。これにより、レジストパターン５４及び５５の開口領域においてはシリコン基材５１が露出し、レジストパターン５４及び５５の形成されている領域には、酸化膜パターン５２ａ及び５３ａが形成される。尚、図８（ａ）は、形成されるチャネルに沿った方向における断面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）における一点鎖線８Ａ−８Ｂにおいて切断した断面図である。
【００３２】
次に、図９に示すように、レジストパターン５４及び５５を有機溶剤等により除去する。これにより、シリコン基材５１の一方の面５１ａ上に形成された酸化膜パターン５２ａ及びシリコン基材５１の他方の面５１ｂ上に形成された酸化膜パターン５３ａが露出する。尚、図９（ａ）は、形成されるチャネルに沿った方向における断面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）における一点鎖線９Ａ−９Ｂにおいて切断した断面図である。
【００３３】
次に、図１０に示すように、シリコン基材５１の一方の面５１ａにおいて、酸化膜パターン５２ａをマスクとして、ＤＲＩＥ（Deep Reactive Ion Etching）を行なうことにより、チャネル３１ａ及び３１ｂとなる開口領域５６を形成する。このＤＲＩＥは、ＳＦ６ガスを導入してシリコン基材５１をエッチングするプロセスと、Ｃ４Ｆ８ガスを導入してエッチングされた領域の壁面を保護するプロセスとを交互に行なうものであり、異方性の高いエッチングを行なうことができる。尚、このＤＲＩＥは、ボッシュプロセスとも呼ばれている。これにより、酸化膜パターン５２ａが形成されていない領域におけるシリコン基材５１をシリコン基材５１の一方の面５１ａに対し略垂直に除去し、開口領域５６を形成する。本実施の形態では、開口領域５６における深さＣが３５０μｍとなるように形成されている。尚、図１０（ａ）は、形成されるチャネルに沿った方向における断面図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）における一点鎖線１０Ａ−１０Ｂにおいて切断した断面図である。
【００３４】
次に、図１１に示すように、シリコン基材５１において開口領域５６が形成されている側の酸化膜パターン５２ａ上に、熱剥離シート５７を貼り付ける。これにより、チャネル３１ａ及び３１ｂとなる開口領域５６が形成されている領域を保護することができる。尚、図１１（ａ）は、形成されるチャネルに沿った方向における断面図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）における一点鎖線１１Ａ−１１Ｂにおいて切断した断面図である。
【００３５】
次に、図１２に示すように、シリコン基材５１の他方の面５１ｂにおいて、酸化膜パターン５３ａをマスクとしてＤＲＩＥを行なうことにより、凸部３２を形成する。具体的には、シリコン基材５１の他方の面５１ｂにおいて、酸化膜パターン５３ａが形成されていない領域におけるシリコン基材５１を除去することにより凸部３２を形成する。この際、除去されるシリコン基材５１の厚さは、約２０μｍであり、これにより高さＤが約２０μｍの凸部３２が形成される。尚、図１２（ａ）は、形成されるチャネルに沿った方向における断面図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）における一点鎖線１２Ａ−１２Ｂにおいて切断した断面図である。
【００３６】
次に、図１３に示すように、加熱することにより熱剥離シート５７を除去する。尚、図１３（ａ）は、形成されるチャネルに沿った方向における断面図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）における一点鎖線１３Ａ−１３Ｂにおいて切断した断面図である。
【００３７】
次に、図１４に示すように、酸化膜パターン５２ａ及び５３ａを除去する。これによりマイクロチャネルヒートシンク３０の下部５０を形成することができる。尚、図１４（ａ）は、形成されるチャネルに沿った方向における断面図であり、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）における一点鎖線１４Ａ−１４Ｂにおいて切断した断面図である。
【００３８】
次に、本実施の形態における冷却装置であるマイクロチャネルヒートシンク３０の上部７０を形成する。具体的には、図１５に示すように、シリコン基材７１においてチャネル３１ａ及び３１ｂの壁面を形成する面７１ａに、熱酸化またはＳｉＯ２膜を成膜することにより酸化膜７２を形成する。尚、図１５（ａ）は、形成されるチャネルに沿った方向における断面図であり、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）における一点鎖線１５Ａ−１５Ｂにおいて切断した断面図である。
【００３９】
次に、図１６に示すように、酸化膜７２上にレジストパターン７３を形成する。具体的には、酸化膜７２上にフォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行なうことにより、流路入口３４ａ及び流路出口３４ｂが形成される領域に開口部を有するレジストパターン７３を形成する。尚、図１６（ａ）は、形成されるチャネルに沿った方向における断面図であり、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）における一点鎖線１６Ａ−１６Ｂにおいて切断した断面図であり、図１６（ｃ）は、一点鎖線１６Ｃ−１６Ｄにおいて切断した断面図である。
【００４０】
次に、図１７に示すように、レジストパターン７３の開口部における酸化膜７２をＲＩＥ等により除去することによりシリコン基材７１を露出させ、レジストパターン７３の形成されていた領域に酸化膜パターン７２ａを形成する。尚、図１７（ａ）は、形成されるチャネルに沿った方向における断面図であり、図１７（ｂ）は、図１７（ａ）における一点鎖線１７Ａ−１７Ｂにおいて切断した断面図であり、図１７（ｃ）は、一点鎖線１７Ｃ−１７Ｄにおいて切断した断面図である。
【００４１】
次に、図１８に示すように、有機溶剤等によりレジストパターン７３を除去する。これにより、シリコン基材７１の面７１ａ上に形成された酸化膜パターン７２ａが露出する。尚、図１８（ａ）は、形成されるチャネルに沿った方向における断面図であり、図１８（ｂ）は、図１８（ａ）における一点鎖線１８Ａ−１８Ｂにおいて切断した断面図であり、図１８（ｃ）は、一点鎖線１８Ｃ−１８Ｄにおいて切断した断面図である。
【００４２】
次に、図１９に示すように、酸化膜パターン７２ａが形成されている面７１ａとは反対側の面７１ｂに、熱剥離シート７４を貼り付ける。尚、図１９（ａ）は、形成されるチャネルに沿った方向における断面図であり、図１９（ｂ）は、図１９（ａ）における一点鎖線１９Ａ−１９Ｂにおいて切断した断面図であり、図１９（ｃ）は、一点鎖線１９Ｃ−１９Ｄにおいて切断した断面図である。
【００４３】
次に、図２０に示すように、シリコン基材７１の酸化膜パターン７２ａが形成されている面７１ａにおいて、酸化膜パターン７２ａをマスクとして、ＤＲＩＥを行なうことにより、開口領域７５を形成する。開口領域７５は、ＤＲＩＥ等により酸化膜パターン７２ａの形成されていない領域のシリコン基材７１を貫通するまで除去することにより形成する。尚、図２０（ａ）は、形成されるチャネルに沿った方向における断面図であり、図２０（ｂ）は、図２０（ａ）における一点鎖線２０Ａ−２０Ｂにおいて切断した断面図であり、図２０（ｃ）は、一点鎖線２０Ｃ−２０Ｄにおいて切断した断面図である。
【００４４】
次に、図２１に示すように、加熱することにより熱剥離シート７４を除去し、更に、酸化膜パターン７２ａを除去する。これによりマイクロチャネルヒートシンク３０の上部７０を形成することができる。尚、図２１（ａ）は、形成されるチャネルに沿った方向における断面図であり、図２１（ｂ）は、図２１（ａ）における一点鎖線２１Ａ−２１Ｂにおいて切断した断面図であり、図２１（ｃ）は、一点鎖線２１Ｃ−２１Ｄにおいて切断した断面図である。
【００４５】
次に、図２２に示すように、マイクロチャネルヒートシンク３０の下部５０と上部７０とを接合する。この接合はダイレクトボンディングにより接合され、例えば、下部５０と上部７０を約１０００℃以上に加熱して接合する方法、または、下部５０及び上部７０における接合面をプラズマ処理した後に接合する方法により接合する。これにより、下部に形成された開口領域５６は、下部５０と上部７０に覆われ、流路となるチャネル３１ａ及び３１ｂが形成される。尚、図２２（ａ）は、形成されるチャネルに沿った方向における断面図であり、図２２（ｂ）は、図２２（ａ）における一点鎖線２２Ａ−２２Ｂにおいて切断した断面図であり、図２２（ｃ）は、一点鎖線２２Ｃ−２２Ｄにおいて切断した断面図である。
【００４６】
次に、図２３に示すように、凸部３２が形成されている面に金属メッキ層である金メッキ層８１を形成する。金メッキ層８１を形成することにより、凸部３２の形成されている面は導電性を有するものとなる。これにより、前述したように、マイクロチャネルヒートシンク３０の凸部３２の先端を半導体チップ１０のソース電極１１と接触させることにより、金メッキ層８１を介して、パッケージ２１に設けられた接地端子２５と電気的に接続することができる。具体的に、金メッキ層８１は、最初に凸部３２の形成されている面にスパッタリングにより金を成膜した後、金の無電解メッキを行なうことにより形成する。形成される金メッキ層８１の厚さは、２〜２．５μｍである。尚、図２３（ａ）は、形成されるチャネルに沿った方向における断面図であり、図２３（ｂ）は、図２３（ａ）における一点鎖線２３Ａ−２３Ｂにおいて切断した断面図であり、図２３（ｃ）は、一点鎖線２３Ｃ−２３Ｄにおいて切断した断面図である。
【００４７】
以上により、本実施の形態における冷却装置であるマイクロチャネルヒートシンク３０を作製することができる。この後、図２に示すように、本実施の形態における冷却装置であるマイクロチャネルヒートシンク３０の凸部３２と、半導体チップ１０のソース電極１１との位置合せを行なった後、マイクロチャネルヒートシンク３０を半導体チップ１０にフリップチップ実装する。このようにフリップチップ実装されたマイクロチャネルヒートシンク３０及び半導体チップ１０は、図１に示すように、パッケージ２１の所定の位置に固定され、更に、リッド２２を被せて覆うことにより、本実施の形態における半導体装置を製造することができる。
【００４８】
〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施の形態について説明する。図２４に示されるように、本実施の形態におけるマイクロチャネルヒートシンク１３０は、２つのチャネル１３１ａ及び１３１ｂを有している。一方のチャネル１３１ａの両端には、流路入口１３４ａ及び流路出口１３４ｂが設けられており、水等の冷却媒体は、流路入口１３４ａより供給され、チャネル１３１ａ内を流れ、流路出口１３４ｂより排出される。また、他方のチャネル１３１ｂの両端には、流路入口１３５ｂ及び流路出口１３５ａが設けられており、水等の冷却媒体は、流路入口１３５ｂより供給され、チャネル１３１ｂ内を流れ、流路出口１３５ａより排出される。
【００４９】
流路入口１３４ａと流路出口１３５ａは、チャネル１３１ａ及び１３１ｂの同じ端部の側である一方の側に設けられており、流路出口１３４ｂと流路入口１３５ｂは、チャネル１３１ａ及び１３１ｂの同じ端部の側である他方の側に設けられている。よって、マイクロチャネルヒートシンク１３０の内部を流れる冷却媒体は、チャネル１３１ａ内において冷却媒体が流れる方向と、チャネル１３１ｂ内において冷却媒体が流れる方向とは、破線の矢印で示されるように逆向きとなる。
【００５０】
次に、本実施の形態における半導体装置においてシミュレーションを行なった結果について説明する。尚、このシミュレーションは、半導体チップ１０の外形が幅４２０μｍ×長さ７６５０μｍ×高さ８８０μｍであり、半導体チップ１０の発熱量を５０Ｗとしたものである。また、マイクロチャネルヒートシンク３０内における２本のチャネル３１ａ及び３１ｂの幅は６０μｍ、高さは３５０μｍであり、マイクロチャネルヒートシンク３０の外側には、高さが２０μｍの凸部３２が６１個設けられている。これらの凸部３２は半導体チップ１０のソース電極１１と接触しており、冷却媒体となる水は流量が１５０ｍｌ／ｍｉｎとなるように流されている。この結果、マイクロチャネルヒートシンク３０の凸部３２のうち、最も温度の低いところは８８℃、最も温度の高いところは１１０℃であり、その差は２４℃であった。
【００５１】
また、半導体チップ１０の発熱量が１００Ｗであり、冷却媒体となる水が２２７ｍｌ／ｍｉｎとなるように流されている場合では、凸部３２における最も温度の低いところは９８℃であり、最も温度の高いところは１１２℃であり、その差は１４℃であった。
【００５２】
本実施の形態における冷却装置では、より均一な温度で半導体チップを冷却することができ、５０Ｗ〜１００Ｗ程度の発熱量を有する半導体チップにおいても、１００℃前後に冷却することが可能である。尚、冷却媒体の流量を増やすことにより、図４に示されるように、より一層の冷却効果を得ることができる。また、本実施の形態における冷却装置を第１の実施の形態と同様の半導体チップ１０にフリップチップ実装し、パッケージ２１及びリッド２２を用いて組み立てることにより、本実施の形態における半導体装置を作製することができる。尚、上記以外の内容については、第１の実施の形態と同様である。
【００５３】
〔第３の実施の形態〕
次に、第３の実施の形態について説明する。図２５に示されるように、本実施の形態におけるマイクロチャネルヒートシンク２３０は、１つのチャネル２３１を有している。チャネル２３１の両端には、流路入口２３４ａ及び流路出口２３４ｂが設けられており、水等の冷却媒体は、流路入口２３４ａより供給され、チャネル２３１内を流れ、流路出口２３４ｂより排出される。強度を確保することができるのであれば、チャネル２３１は１本であってもよく、この場合においても同様に半導体チップ１０を冷却することが可能である。
【００５４】
また、図２６に示されるように、本実施の形態における他のマイクロチャネルヒートシンク３３０は、２つのチャネル３３１ａ及び３３１ｂと、この２つのチャネル３３１ａ及び３３１ｂを接続するサブマイクロチャネル３３６が設けられている。チャネル３３１ａ及び３３１ｂの両端には、流路入口３３４ａ及び流路出口３３４ｂが設けられており、水等の冷却媒体は、流路入口３３４ａより供給され、チャネル３３１ａ及び３３１ｂ内を流れ、流路出口３３４ｂより排出される。このような構造とすることにより、破線の矢印で示すように、チャネル３３１ａとチャネル３３１ｂとの間に設けられたサブマイクロチャネル３３６に冷却媒体を流すことができる。これにより、より一層半導体チップを均一な温度で冷却することができ、温度分布の差を緩和することができる。
【００５５】
本実施の形態における冷却装置を第１の実施の形態と同様の半導体チップ１０にフリップチップ実装し、パッケージ２１及びリッド２２を用いて組み立てることにより、本実施の形態における半導体装置を作製することができる。また、上記以外の内容については、第１の実施の形態と同様である。
【００５６】
〔第４の実施の形態〕
次に、第４の実施の形態について説明する。
【００５７】
（半導体装置）
本実施の形態における半導体装置及び冷却装置について図２７及び図２８に基づき説明する。図２７（ａ）は、本実施の形態における半導体装置の内部を示す側面図であり、図２７（ｂ）は、図２７（ａ）における一点鎖線２７Ａ−２７Ｂにおいて切断した断面図である。また、図２８は、本実施の形態における半導体装置の内部を示す上面図である。
【００５８】
本実施の形態における半導体装置は、半導体チップ１０がパッケージ５２１とリッド５２２に覆われており、半導体チップ１０の一方の面が、パッケージ５２１の底面に接するように設置されている。パッケージ５２１は、Ｃｕ／Ｍｏ／Ｃｕの３層構造からなる金属材料により形成されており、半導体チップ１０において発生した熱の一部は、矢印Ａに示すようにパッケージ５２１を介して放熱させることができる。尚、半導体チップ１０には不図示の電子回路が形成されており、電子回路が動作することにより発熱する。また、パッケージ５２１及び５２２等は、第１の実施の形態におけるパッケージ２１及び２２と同様のものであって、形状が異なるものである。
【００５９】
半導体チップ１０の他方の面には、本実施の形態における冷却装置であるマイクロチャネルヒートシンク５３０が設置されている。このマイクロチャネルヒートシンク５３０は内部において、水等の流動性を有する冷却媒体を矢印Ｂに示す方向に流すことができるように、２本のチャネル５３１ａ及び５３１ｂからなる流路が形成されている。２本のチャネル５３１ａ及び５３１ｂ内を流れる冷却媒体は、パッケージ５２１の外側の供給口５３３ａより供給され、マイクロチャネルヒートシンク５３０におけるチャネル５３１ａ及び５３１ｂ内を流れ、パッケージ５２１の外側の排出口５３３ｂより排出される。また、マイクロチャネルヒートシンク５３０において、半導体チップ１０と接する面には、後述するように半導体チップ１０のソース電極に対応する位置に、複数の凸部５３２が設けられている。更に、凸部５３２の形成されている面には、不図示の金メッキ層が形成されており、この金メッキ層はパッケージ５２１に設けられた接地端子５２５と接触している。
【００６０】
尚、本実施の形態における半導体装置では、パッケージ５２１には整合回路２３が設置されており、半導体チップ１０の他方の面に設けられた不図示の電極端子と、整合回路２３に設けられた不図示の電極端子とが、ボンディングワイヤ２４により接続されている。
【００６１】
本実施の形態における半導体装置においては、マイクロチャネルヒートシンク５３０は、加圧固定治具５４０により矢印Ｃ１及びＣ２に示す方向より加圧され固定されている。
【００６２】
（冷却装置）
次に、本実施の形態における冷却装置について説明する。図２９に示すように、本実施の形態における冷却装置であるマイクロチャネルヒートシンク５３０は、シリコン基板を加工することにより形成されており、前述したように、半導体チップ１０と接触する面には、複数の突起状の凸部５３２が設けられている。この凸部５３２は半導体チップ１０のソース電極１１に対応する位置に設けられており、半導体チップ１０のソース電極１１と位置合せした後、マイクロチャネルヒートシンク５３０の凸部５３２と半導体チップ１０のソース電極１１とが接続される。これにより、半導体チップ１０において発生した熱は、矢印Ｂ１に示されるように、ソース電極１１からマイクロチャネルヒートシンク３０の凸部５３２を介し、マイクロチャネルヒートシンク５３０の内部に伝導される。この後伝導された熱は、チャネル５３１ａ及び５３１ｂ内を流れる冷却媒体に伝導される。冷却媒体は、排出口５３３ｂより排出されるが、この際、同時に冷却媒体に伝導された熱も一緒に排出されるため、半導体チップ１０を効率よく冷却することができる。図２９では、チャネル５３１ａを流れる冷却媒体は矢印Ｄ１に示す方向に、５３１ｂを流れる冷却媒体は矢印Ｄ１とは反対方向となる矢印Ｄ２に示す方向となるように形成されている。本実施の形態では、マイクロチャネルヒートシンク５３０の凸部５３２は、マイクロチャネルヒートシンク５３０の一部として形成されているため、マイクロチャネルヒートシンク５３０と凸部５３２との間において、熱伝導における障壁は存在していない。従って、半導体チップ１０を効果的に効率よく冷却することができる。
【００６３】
図３０に基づき、本実施の形態における冷却装置であるマイクロチャネルヒートシンク５３０について、より詳細に説明する。このマイクロチャネルヒートシンク５３０は、前述したように、シリコン基板を加工することにより作製されるものである。具体的な製造工程の概略について、以下に説明する。
【００６４】
最初に、図３０（ａ）に示すように、シリコン基板５５０の一方の面の所定の領域をＤＲＩＥ等によるエッチングにより除去することにより、凹部５５１を形成する。
【００６５】
次に、図３０（ｂ）に示すように、シリコン基板５５０の一方の面とは反対側の他方の面の所定の領域をＤＲＩＥ等によるエッチングにより除去することにより、凹部５５２を形成する。このように両面に各々凹部５５１及び５５２が形成されたシリコン基板５５０を中央基板５６０と称する。
【００６６】
次に、図３０（ｃ）に示すように、中央基板５６０に形成された凹部５５１を覆うように他のシリコン基板等からなる側面基板５６１を接合し、凹部５５２を覆うように他のシリコン基板等からなる側面基板５６２を接合する。これにより、凹部５５１と側面基板５６１とによりチャネル５３１ａが形成され、凹部５５２と側面基板５６２とによりチャネル５３１ｂが形成される。このようにして、本実施の形態におけるマイクロチャネルヒートシンク５３０を作製することができる。また、図３０には図示しないが、凸部５３２はシリコン基板５５０の側面に相当する部分を加工することにより形成される。よって、半導体チップ１０と接する面は、シリコン基板５５０の側面を加工した面となる。
【００６７】
このように作製されるマイクロチャネルヒートシンク５３０は、大きなシリコン基板５５０を用いることにより、冷却媒体の流れる断面積を広くすることができるため、より多くの冷却媒体をチャネル５３１ａ及び５３１ｂに流すことができる。これにより、より一層冷却効率を高めることができる。
【００６８】
（製造方法）
次に、本実施の形態における冷却装置の製造方法について説明する。本実施の形態における冷却装置であるマイクロチャネルヒートシンク５３０は、シリコン基板等を面方向に加工することにより形成される。
【００６９】
最初に、図３１に示すように、シリコン基板５５０の両面に酸化膜５７１及び５７２を形成する。具体的には、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）、熱酸化によりシリコン基板５５０の表面及び裏面に酸化膜５７１及び５７２を形成する。シリコン基板は不純物元素をドープすることにより導電性を有しているシリコン基板であってもよい。不純物元素としては、シリコンにドープすることによりｐ型となるＢ等の不純物元素、または、ｎ型となるＰ、Ｓｂ等の不純物元素が挙げられる。シリコン基板５５０の厚さは、例えば、一般的には、２００〜５２５μｍが多く用いられるが、半導体チップ１０の幅や大きさ等に応じた厚さのシリコン基板５５０を用いることが好ましい。また、マイクロチャネルヒートシンク５３０は、シリコン基板５５０の基板面において、パターン形成やエッチング等を行なうことにより形成されるものであるため、シリコン基板５５０の表面は平坦であることが好ましい。よって、シリコン基板５５０は両面が鏡面処理されているものが好ましい。本実施の形態では、シリコン基板５５０は厚さが約２００μｍのものを用いており、酸化膜５７１及び５７２は、プラズマＣＶＤにより膜厚が１〜２μｍとなるように形成されている。尚、図３１（ａ）は、この工程を示す上面図であり、図３１（ｂ）は、図３１（ａ）における一点鎖線３１Ａ−３１Ｂにおいて切断した断面図であり、図３１（ｃ）は、図３１（ａ）における一点鎖線３１Ｃ−３１Ｄにおいて切断した断面図である。
【００７０】
次に、図３２に示すように、酸化膜５７１及び５７２の表面にレジストパターン５７３及び５７４を形成する。具体的には、酸化膜５７１の表面にフォトレジストを塗布し、プリベークした後、露光装置による露光、現像を行なうことにより、酸化膜５７１が除去される領域に開口部を有するレジストパターン５７３を形成する。同様に、酸化膜５７２の表面にフォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行なうことにより、酸化膜５７２が除去される領域に開口部を有するレジストパターン５７４を形成する。尚、図３２（ａ）は、この工程を示す上面図であり、図３２（ｂ）は、図３２（ａ）における一点鎖線３２Ａ−３２Ｂにおいて切断した断面図であり、図３２（ｃ）は、図３２（ａ）における一点鎖線３２Ｃ−３２Ｄにおいて切断した断面図であり、図３２（ｄ）は、図３２（ａ）における一点鎖線３２Ｅ−３２Ｆにおいて切断した断面図である。
【００７１】
次に、図３３に示すように、ＲＩＥまたはウエットエッチング等を行なうことにより、レジストパターン５７３の形成されていない領域の酸化膜５７１を除去し、レジストパターン５７４の形成されていない領域の酸化膜５７２を除去する。具体的には、バッファドフッ酸（ＢＨＦ）を用いたウエットエッチングを所定の時間行なうことにより、レジストパターン５７３及び５７４が形成されていない領域における酸化膜５７１及び５７２を除去する。この後、レジストパターン５７３及び５７４を有機溶剤等により除去する。図３３では、露出している酸化膜５７１及び５７２を一度に除去する場合を示すものであるが、片面ごと順に行ってもよい。例えば、酸化膜５７１の形成されている面にレジストパターン５７３を形成し、酸化膜５７２の形成されている面に、全面を覆う不図示のレジストパターンを形成する。この後、ウエットエッチング等によりレジストパターン５７３が形成されていない領域の酸化膜５７１を除去する。次に、レジストパターン５７３等を有機溶剤等により除去した後、酸化膜５７２の形成されている面にレジストパターン５７４を形成し、酸化膜５７１の形成されている面に、全面を覆う不図示のレジストパターンを形成する。この後、ウエットエッチング等によりレジストパターン５７４が形成されていない領域における酸化膜５７２を除去し、レジストパターン５７４等を有機溶剤等により除去する。これにより酸化膜５７１からなるマスクと酸化膜５７２からなるマスクが形成される。尚、図３３（ａ）は、この工程を示す上面図であり、図３３（ｂ）は、図３３（ａ）における一点鎖線３３Ａ−３３Ｂにおいて切断した断面図であり、図３３（ｃ）は、図３２（ａ）における一点鎖線３３Ｃ−３３Ｄにおいて切断した断面図であり、図３３（ｄ）は、図３３（ａ）における一点鎖線３３Ｅ−３３Ｆにおいて切断した断面図である。
【００７２】
次に、図３４に示すように、酸化膜５７１が形成されている面に、酸化膜５７１が除去された領域であって、後に凹部５５１が形成される領域を覆うようにレジストパターン５７５を形成する。具体的には、一部が除去された酸化膜５７１が形成されている面にフォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行なうことにより、レジストパターン５７５を形成する。尚、図３４（ａ）は、この工程を示す上面図であり、図３４（ｂ）は、図３４（ａ）における一点鎖線３４Ａ−３４Ｂにおいて切断した断面図であり、図３４（ｃ）は、図３４（ａ）における一点鎖線３４Ｃ−３４Ｄにおいて切断した断面図であり、図３４（ｄ）は、図３４（ａ）における一点鎖線３４Ｅ−３４Ｆにおいて切断した断面図である。
【００７３】
次に、図３５に示すように、レジストパターン５７５の形成されている面において、ＤＲＩＥによるシリコンの選択エッチングを行なう。これにより溝部５７６を形成する。溝部５７６は酸化膜５７１及びレジストパターン５７５が形成されていない領域におけるシリコンを所定の深さまで除去することにより形成する。具体的には、本実施の形態において行なわれるＤＲＩＥは、ＳＦ６を用いてエッチングを行なう工程と、Ｃ４Ｆ８を用いてエッチングされた領域の側面を保護する工程を繰り返す、いわゆるボッシュ（Bosch）プロセスと呼ばれるものである。このようなＤＲＩＥを行なうことによりシリコン基板５５０の表面に対し略垂直方向に壁面を有する溝部５７６を形成することができる。本実施の形態では、ＤＲＩＥにより深さが約２０μｍの溝部５７６が形成される。尚、図３５（ａ）は、この工程を示す上面図であり、図３５（ｂ）は、図３５（ａ）における一点鎖線３５Ａ−３５Ｂにおいて切断した断面図であり、図３５（ｃ）は、図３５（ａ）における一点鎖線３５Ｃ−３５Ｄにおいて切断した断面図であり、図３５（ｄ）は、図３５（ａ）における一点鎖線３５Ｅ−３５Ｆにおいて切断した断面図である。
【００７４】
次に、図３６に示すように、シリコン基板５５０において、酸化膜５７２が形成されている面に、酸化膜５７２が除去されている領域であって、後に凹部５５２が形成される領域を覆うようにレジストパターン５７７を形成する。具体的には、酸化膜５７２が形成されている面にフォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行なうことにより、レジストパターン５７７を形成する。尚、図３６（ａ）は、この工程を示す上面図であり、図３６（ｂ）は、図３６（ａ）における一点鎖線３６Ａ−３６Ｂにおいて切断した断面図であり、図３６（ｃ）は、図３６（ａ）における一点鎖線３６Ｃ−３６Ｄにおいて切断した断面図であり、図３６（ｄ）は、図３６（ａ）における一点鎖線３６Ｅ−３６Ｆにおいて切断した断面図である。
【００７５】
次に、図３７に示すように、レジストパターン５７７の形成されている面において、ＤＲＩＥによるシリコンの選択エッチングを行なうことにより溝部５７８を形成する。溝部５７８は酸化膜５７２及びレジストパターン５７７が形成されていない領域におけるシリコンを所定の深さまで除去することにより形成する。この際、レジストパターン５７７が形成されている面と反対側の面には、既に、溝部５７６が形成されているため、溝部５７６を保護するため、この面に熱剥離シートを介して不図示のサポート基板とを張り合わせた状態で行ってもよい。尚、張り合わされたサポート基板は、後の工程において必要に応じて熱を加えることによって剥がすことができ、また、必要に応じて熱剥離シート等を用いて再び張り合わせることができる。本実施の形態では、ＤＲＩＥにより深さが約２０μｍの溝部５７８が形成される。尚、図３７（ａ）は、この工程を示す上面図であり、図３７（ｂ）は、図３７（ａ）における一点鎖線３７Ａ−３７Ｂにおいて切断した断面図であり、図３７（ｃ）は、図３７（ａ）における一点鎖線３７Ｃ−３７Ｄにおいて切断した断面図であり、図３７（ｄ）は、図３７（ａ）における一点鎖線３７Ｅ−３７Ｆにおいて切断した断面図である。
【００７６】
次に、図３８に示すように、レジストパターン５７５及び５７７を除去する。具体的には、有機溶剤等に浸漬させることにより、レジストパターン５７５及び５７７を除去する。尚、図３８（ａ）は、この工程を示す上面図であり、図３８（ｂ）は、図３８（ａ）における一点鎖線３８Ａ−３８Ｂにおいて切断した断面図であり、図３８（ｃ）は、図３８（ａ）における一点鎖線３８Ｃ−３８Ｄにおいて切断した断面図であり、図３８（ｄ）は、図３８（ａ）における一点鎖線３８Ｅ−３８Ｆにおいて切断した断面図である。
【００７７】
次に、図３９に示すように、酸化膜５７１が形成されている面に凹部５５１を形成する。具体的には、酸化膜５７１が形成されている面において、ＤＲＩＥによるシリコンの選択エッチングを行なうことにより凹部５５１を形成する。凹部５５１は酸化膜５７１が形成されていない領域において露出しているシリコンを所定の深さまで除去することにより形成する。この際、同時に溝部５７６もより深くエッチングされ、溝部５７６の深さは基板５５０の厚さの約半分程度となる。本実施の形態では、所定の時間ＤＲＩＥを行なうことによりシリコンが約８０μｍエッチングにより除去される。即ち、深さが約８０μｍの凹部５５１が形成されるとともに、約２０μｍの深さであった溝部５７６が、更に約８０μｍエッチングされる。よって、溝部５７６の深さは約１００μｍとなる。尚、図３９（ａ）は、この工程を示す上面図であり、図３９（ｂ）は、図３９（ａ）における一点鎖線３９Ａ−３９Ｂにおいて切断した断面図であり、図３９（ｃ）は、図３９（ａ）における一点鎖線３９Ｃ−３９Ｄにおいて切断した断面図であり、図３９（ｄ）は、図３９（ａ）における一点鎖線３９Ｅ−３９Ｆにおいて切断した断面図である。
【００７８】
次に、図４０に示すように、酸化膜５７２が形成されている面に凹部５５２を形成する。具体的には、酸化膜５７２が形成されている面において、ＤＲＩＥによるシリコンの選択エッチングを行なうことにより凹部５５２を形成する。凹部５５２は酸化膜５７２が形成されていない領域において露出しているシリコンを所定の深さまで除去することにより形成する。この際、同時に溝部５７８もより深くエッチングされ、溝部５７６と貫通する。これにより、シリコン基板５５０は各々マイクロチャネルヒートシンク５３０となる領域ごとに分離される。また、凸部５３２の周囲におけるシリコンは、溝部５７６及び５７８を形成する際に同時に除去されるため、これにより凸部５３２を形成することができる。本実施の形態では、所定の時間ＤＲＩＥを行なうことによりシリコンが約８０μｍエッチングにより除去される。即ち、深さが約８０μｍの凹部５５２が形成されるとともに、約２０μｍの深さであった溝部５７８が、更に約８０μｍエッチングされるため、溝部５７８の深さは約１００μｍとなる。これにより、溝部５７８は溝部５７６と貫通した状態となり、各々のマイクロチャネルヒートシンク５３０ごとに分離することができる。尚、図４０（ａ）は、この工程を示す上面図であり、図４０（ｂ）は、図４０（ａ）における一点鎖線４０Ａ−４０Ｂにおいて切断した断面図であり、図４０（ｃ）は、図４０（ａ）における一点鎖線４０Ｃ−４０Ｄにおいて切断した断面図であり、図４０（ｄ）は、図４０（ａ）における一点鎖線４０Ｅ−４０Ｆにおいて切断した断面図である。
【００７９】
次に、図４１に示すように、酸化膜５７１及び５７２を除去する。具体的には、バッファドフッ酸等を用いたウエットエッチングにより、酸化膜５７１及び５７２を除去する。このようにして、シリコン基板５５０を加工することにより中央基板５６０が形成される。尚、図４１（ａ）は、この工程を示す上面図であり、図４１（ｂ）は、図４１（ａ）における一点鎖線４１Ａ−４１Ｂにおいて切断した断面図であり、図４１（ｃ）は、図４１（ａ）における一点鎖線４１Ｃ−４１Ｄにおいて切断した断面図であり、図４１（ｄ）は、図４１（ａ）における一点鎖線４１Ｅ−４１Ｆにおいて切断した断面図である。
【００８０】
次に、中央基板５６０における凹部５５１及５５２が形成されている面に接合される側面基板５６１及び５６２を形成する。具体的には、図４２に示すように、側面基板５６１となるシリコン基板５５５上にレジストパターン５９１を形成する。具体的には、シリコン基板５５５上にフォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行なうことによりレジストパターン５９１を形成する。形成されるレジストパターン５９１は、後述する側面基板５６１に形成される穴部となる領域に開口部を有するものである。また、側面基板５６２についても同様の工程を行なう。本実施の形態では、シリコン基板５５５は、厚さ約１００μｍのシリコン基板が用いられている。尚、図４２（ａ）は、この工程を示す上面図であり、図４２（ｂ）は、図４２（ａ）における一点鎖線４２Ａ−４２Ｂにおいて切断した断面図であり、図４２（ｃ）は、図４２（ａ）における一点鎖線４２Ｃ−４２Ｄにおいて切断した断面図である。
【００８１】
次に、図４３に示すように、シリコン基板５５５においてレジストパターン５９１の形成されていない領域のシリコンをＤＲＩＥにより除去することにより貫通させる。これにより、２つの穴部５９２及び５９３を形成する。穴部５９２及び５９３は冷却媒体をチャネル５３１ａ及び５３１ｂに導入するための入口及び排出するための出口となるものであり、側面基板５６１の長手方向の両端部分近傍に各々形成される。この後、レジストパターン５９１を有機溶剤等により除去する。このようにして、シリコン基板５５５を加工することにより側面基板５６１を形成することができる。また、側面基板５６２についても同様に形成することができる。尚、図４３（ａ）は、この工程を示す上面図であり、図４３（ｂ）は、図４３（ａ）における一点鎖線４３Ａ−４３Ｂにおいて切断した断面図であり、図４３（ｃ）は、図４３（ａ）における一点鎖線４３Ｃ−４３Ｄにおいて切断した断面図である。
【００８２】
次に、図４４に示すように、中央基板５６０の凹部５５１が形成されている側に側面基板５６１を接合することにより、凹部５５１が側面基板５６１に囲まれチャネル５３１ａが形成される。また、中央基板５６０の凹部５５２が形成されている側に側面基板５６２を接合することにより、凹部５５２が側面基板５６２に囲まれチャネル５３１ｂが形成される。本実施の形態では、中央基板５６０と側面基板５６１及び５６２の接合方法は、シリコン同士の直接接合、接合される部分に金属膜を形成し、この金属膜を用いた共晶接合、または、接合材料を用いた接合等が挙げられる。尚、図４４（ａ）は、この工程を示す上面図であり、図４４（ｂ）は、図４４（ａ）における一点鎖線４４Ａ−４４Ｂにおいて切断した断面図であり、図４４（ｃ）は、図４４（ａ）における一点鎖線４４Ｃ−４４Ｄにおいて切断した断面図である。
【００８３】
次に、図４５に示すように、凸部５３２の形成されている面に金メッキ層５８１を形成する。この金メッキ層５８１は凸部５３２の形成されている面の全面に形成される。具体的には、凸部５３２が形成されている面に、Ｔｉ／Ａｕ膜（Ｔｉ：５０ｎｍ／Ａｕ：２００ｎｍ）をスパッタリングにより成膜した後、無電解メッキを施すことにより、２〜２．５μｍの金メッキ層５８１を凸部５３２が形成されている面の全面に形成する。このようにして、マイクロチャネルヒートシンク５３０を作製することができる。尚、図４５（ａ）は、この工程を示す上面図であり、図４５（ｂ）は、図４５（ａ）における一点鎖線４５Ａ−４５Ｂにおいて切断した断面図であり、図４５（ｃ）は、図４５（ａ）における一点鎖線４５Ｃ−４５Ｄにおいて切断した断面図である。
【００８４】
次に、図４６に示すように、側面基板５６１及び５６２の各々に形成された冷却媒体の入口及び出口となる穴部５９２及び５９３に、冷却媒体を導入するためのチューブ５９４及び５９５を加圧固定治具５４０により固定する。本実施の形態では、加圧固定治具５４０とチューブ５９４とが一体となっているもの及び加圧固定治具５４０とチューブ５９５とが一体となっているものを用いている。これにより、マイクロチャネルヒートシンク５３０を各々の加圧固定治具５４０により挟み込むことにより、穴部５９２とチューブ５９４とを接続し、穴部５９３とチューブ５９５とを接続することができる。加圧固定治具５４０は、樹脂材料により形成されているものを用いたが、金属材料により形成されているものであってもよい。尚、図４６（ａ）は、この工程を示す側面図であり、図４６（ｂ）は、図４６（ａ）における一点鎖線４６Ａ−４６Ｂにおいて切断した断面図である。
【００８５】
次に、図４７に示すように、パッケージ５２１に搭載されている半導体チップ１０上にマイクロチャネルヒートシンク５３０をボンディングにより接続する。具体的には、半導体チップ１０の露出している面にマイクロチャネルヒートシンク５３０の凸部５３２が金メッキ層５８１を介し接するように設置し、ボンディングにより接合する。この際、半導体チップ１０の表面に設けられた図４７では図示しないソース電極１１とマイクロチャネルヒートシンク５３０の凸部５３２とが、凸部５３２の表面に設けられた金メッキ層５８１を介し接するように設置しボンディングする。この半導体チップ１０は、高出力トランジスタを有するものであって、これらの高出力トランジスタが動作すると発熱が生じる。尚、図４７（ａ）は、この工程を示す側面図であり、図４７（ｂ）は、図４７（ａ）における一点鎖線４７Ａ−４７Ｂにおいて切断した断面図である。
【００８６】
次に、図４８に示すように、パッケージ５２１の上部にリッド５２２を装着し、半導体チップ１０及びマイクロチャネルヒートシンク５３０をパッケージ５２１及びリッド５２２により覆う。リッド５２２では、チューブ５９４及び５９５を内側より外側に取り出すことができるような構造となっており、パッケージ５２１及びリッド５２２により内部が気密状態となるように封止される。この際、冷却媒体の挙球及び排出を行なうためのチューブ５９４及び５９５は、外部に露出しているが、半導体チップ１０及びマイクロチャネルヒートシンク５３０が設置されているパッケージ５２１及びリッド５２２に覆われた内部は気密封止されている。これにより、本実施の形態における半導体装置を作製することができる。
【００８７】
〔第５の実施の形態〕
（冷却装置）
次に、第５の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第４の実施の形態と同様にシリコン基板を加工することにより形成されるものであって、第４の実施の形態におけるマイクロチャネルヒートシンク５３０とはチャネルの形状等が異なるものである。
【００８８】
図４９に基づき本実施の形態におけるマイクロチャネルヒートシンク６３０について説明する。本実施の形態におけるマイクロチャネルヒートシンク６３０は、シリコン基板を加工することにより形成された中央基板５６０の両面に側面基板６６１及び６６２を接合した構造のものである。側面基板６６１及び６６２には、中央基板５６０の凹部に対応した凹部が各々設けられている。これにより、中央基板５６０の一方の面に設けられた凹部と側面基板６６１に設けられた凹部によりチャネル６３１ａが形成され、中央基板５６０の他方の面に設けられた凹部と側面基板６６２に設けられた凹部により、チャネル６３１ｂが形成される。このため、チャネル６３１ａ及び６３１ｂにおいて冷却媒体が流れる方向に垂直な面の面積を広くすることができ、より多くの冷却媒体を流すことができ、冷却効率を高めることができる。
【００８９】
（製造方法）
次に、本実施の形態における冷却装置の製造方法について説明する。本実施の形態における冷却装置であるマイクロチャネルヒートシンク６３０は、第４の実施の形態と同様にシリコン基板等を面方向に加工することにより形成される。尚、本実施の形態におけるマイクロチャネルヒートシンク６３０の中央基板５６０は、第４の実施の形態と同様の方法により作製されるものであり、具体的には、図３１から図４１に示す工程により作製される。
【００９０】
以下に、本実施の形態におけるマイクロチャネルヒートシンク６３０の側面基板６６１及び６６２の作製方法について、側面基板６６１を例に説明する。尚、側面基板６６２は、側面基板６６１の製造工程と同様の工程により作製することができる。
【００９１】
最初に、図５０に示すように、シリコン基板６５０の両面に酸化膜６７１及び６７２を形成する。具体的には、ＣＶＤ、熱酸化によりシリコン基板６５０の表面及び裏面に酸化膜６７１及び６７２を形成する。シリコン基板は不純物元素をドープすることにより導電性を有しているシリコン基板であってもよい。不純物元素としては、シリコンにドープすることによりｐ型となるＢ等の不純物元素、または、ｎ型となるＰ、Ｓｂ等の不純物元素が挙げられる。また、マイクロチャネルヒートシンク６３０は、シリコン基板の表面等におけるパターン形成やエッチング等による加工を行なうことにより形成されるものであるため、シリコン基板６３０の表面は平坦であることが好ましい。よって、シリコン基板６３０は両面が鏡面処理されているものが好ましい。また、本実施の形態では、酸化膜６７１及び６７２は、プラズマＣＶＤにより膜厚が１〜２μｍとなるように形成されている。尚、図５０（ａ）は、この工程を示す上面図（凹部が形成される面、即ち、酸化膜６７１の形成されている面の図）であり、図５０（ｂ）は、図５０（ａ）における一点鎖線５０Ａ−５０Ｂにおいて切断した断面図であり、図５０（ｃ）は、図５０（ａ）における一点鎖線５０Ｃ−５０Ｄにおいて切断した断面図である。
【００９２】
次に、図５１に示すように、酸化膜６７１の表面にレジストパターン６７３を形成する。具体的には、酸化膜６７１の表面にフォトレジストを塗布し、プリベークした後、露光装置による露光、現像を行なうことにより、酸化膜６７１が除去される領域に開口部を有するレジストパターン６７３を形成する。この際、必要に応じて酸化膜６７２の形成されている面には、全面にレジストが塗布されている。尚、図５１（ａ）は、この工程を示す上面図であり、図５１（ｂ）は、図５１（ａ）における一点鎖線５１Ａ−５１Ｂにおいて切断した断面図であり、図５１（ｃ）は、図５１（ａ）における一点鎖線５１Ｃ−５１Ｄにおいて切断した断面図である。
【００９３】
次に、図５２に示すように、ＲＩＥまたはウエットエッチング等を行なうことにより、レジストパターン６７３の形成されていない領域の酸化膜６７１を除去する。具体的には、バッファドフッ酸（ＢＨＦ）を用いたウエットエッチングを所定の時間行なうことにより、レジストパターン６７３が形成されていない領域における酸化膜６７１を除去する。この後、レジストパターン６７３を有機溶剤等により除去する。これにより酸化膜６７１からなるマスクが形成される。尚、図５２（ａ）は、この工程を示す上面図であり、図５２（ｂ）は、図５２（ａ）における一点鎖線５２Ａ−５２Ｂにおいて切断した断面図であり、図５２（ｃ）は、図５２（ａ）における一点鎖線５２Ｃ−５２Ｄにおいて切断した断面図である。
【００９４】
次に、図５３に示すように、酸化膜６７２の表面にレジストパターン６７４を形成する。具体的には、酸化膜６７２の表面にフォトレジストを塗布し、プリベークした後、露光装置による露光、現像を行なうことにより、酸化膜６７２が除去される領域に開口部を有するレジストパターン６７４を形成する。尚、図５３（ａ）は、この工程を示す底面図（凹部が形成される面と反対側の面、即ち酸化膜６７２の形成されている面の図）であり、図５３（ｂ）は、図５３（ａ）における一点鎖線５３Ａ−５３Ｂにおいて切断した断面図であり、図５３（ｃ）は、図５３（ａ）における一点鎖線５３Ｃ−５３Ｄにおいて切断した断面図である。
【００９５】
次に、図５４に示すように、ＲＩＥまたはウエットエッチング等を行なうことにより、レジストパターン６７４の形成されていない領域の酸化膜６７２を除去する。具体的には、バッファドフッ酸（ＢＨＦ）を用いたウエットエッチングを所定の時間行なうことにより、レジストパターン６７４が形成されていない領域における酸化膜６７２を除去する。この後、レジストパターン６７４を有機溶剤等により除去する。これにより酸化膜６７２からなるマスクが形成される。尚、図５４（ａ）は、この工程を示す底面図であり、図５４（ｂ）は、図５４（ａ）における一点鎖線５４Ａ−５４Ｂにおいて切断した断面図であり、図５４（ｃ）は、図５４（ａ）における一点鎖線５４Ｃ−５４Ｄにおいて切断した断面図である。
【００９６】
次に、図５５に示すように、酸化膜６７１が形成されている面に凹部６５１を形成する。具体的には、酸化膜６７１が形成されている面において、ＤＲＩＥによるシリコンの選択エッチングを行なうことにより凹部６５１を形成する。凹部６５１は酸化膜６７１が形成されていない領域におけるシリコンを所定の深さまで除去することにより形成する。この際、同時に溝部６７６も形成される。尚、図５５（ａ）は、この工程を示す上面図であり、図５５（ｂ）は、図５５（ａ）における一点鎖線５５Ａ−５５Ｂにおいて切断した断面図であり、図５５（ｃ）は、図５５（ａ）における一点鎖線５５Ｃ−５５Ｄにおいて切断した断面図である。
【００９７】
次に、図５６に示すように、酸化膜６７２が形成されている面よりＤＲＩＥによるエッチングを行なうことにより穴部６９２及び６９３を形成する。具体的には、酸化膜６７２が形成されている面において、酸化膜６７２の形成されていない領域のシリコンをＤＲＩＥにより除去することにより貫通させる。これにより２つの穴部６９２及び６９３を形成する。穴部６９２及び６９３は冷却媒体をチャネル６３１ａ及び６３１ｂに導入するための入口及び排出するための出口となるものであり、側面基板６６１の長手方向の両端部分近傍に各々形成される。この際、同時に溝部６７６の底面のシリコンも、溝部６７６に対応する反対側の面から行なわれるＤＲＩＥによるエッチングにより除去され、溝部６７６が貫通する。これにより、シリコン基板６５０は各々マイクロチャネルヒートシンク６３０の側面基板６６１となる領域ごとに分離することができる。尚、図５６（ａ）は、この工程を示す上面図であり、図５６（ｂ）は、図５６（ａ）における一点鎖線５６Ａ−５６Ｂにおいて切断した断面図であり、図５６（ｃ）は、図５６（ａ）における一点鎖線５６Ｃ−５６Ｄにおいて切断した断面図であり、図５６（ｄ）は、図５６（ａ）における一点鎖線５６Ｅ−５６Ｆにおいて切断した断面図である。
【００９８】
次に、図５７に示すように、酸化膜６７１及び６７２を除去する。具体的には、バッファドフッ酸等を用いたウエットエッチングにより、酸化膜６７１及び６７２を除去する。このようにして、シリコン基板６５０を加工することにより側面基板６６１が形成される。尚、側面基板６６２についても、同様の工程を行なうことにより形成することができる。図５７（ａ）は、この工程を示す底面図であり、図５７（ｂ）は、図５７（ａ）における一点鎖線５７Ａ−５７Ｂにおいて切断した断面図であり、図５７（ｃ）は、図５７（ａ）における一点鎖線５７Ｃ−５７Ｄにおいて切断した断面図であり、図５７（ｄ）は、図５７（ａ）における一点鎖線５７Ｅ−５７Ｆにおいて切断した断面図である。
【００９９】
次に、図５８に示すように、中央基板５６０の凹部５５１が形成されている面と側面基板６６１の凹部６５１が形成されている面を対向させて接合することにより、中央基板５６０の凹部５５１と側面基板６６１の凹部５６１とによりチャネル６３１ａが形成される。また、中央基板５６０の凹部５５２が形成されている面と側面基板６６２の凹部６５２が形成されている面を対向させて接合することにより、中央基板５６０の凹部５５２と側面基板６６２の凹部５６２とによりチャネル６３１ｂが形成される。本実施の形態では、中央基板５６０と側面基板６６１及び６６２の接合方法は、シリコン同士の直接接合、接合される部分に金属膜を形成し、この金属膜を用いた共晶接合、または、接合材料を用いた接合等が挙げられる。尚、図５８（ａ）は、この工程を示す上面図であり、図５８（ｂ）は、図５８（ａ）における一点鎖線５８Ａ−５８Ｂにおいて切断した断面図であり、図５８（ｃ）は、図５８（ａ）における一点鎖線５８Ｃ−５８Ｄにおいて切断した断面図である。
【０１００】
次に、図５９に示すように、凸部５３２の形成されている面に金メッキ層５８１を形成する。この金メッキ層５８１は凸部５３２の形成されている面の全面に形成する。具体的には、凸部５３２が形成されている面に、Ｔｉ／Ａｕ膜（Ｔｉ：５０ｎｍ／Ａｕ：２００ｎｍ）をスパッタリングにより成膜した後、無電解メッキを施すことにより、２〜２．５μｍの金メッキ層５８１を凸部５３２が形成されている面の全面に形成する。このようにして、マイクロチャネルヒートシンク６３０を作製することができる。尚、図５９（ａ）は、この工程を示す上面図であり、図５９（ｂ）は、図５９（ａ）における一点鎖線５９Ａ−５９Ｂにおいて切断した断面図であり、図５９（ｃ）は、図５９（ａ）における一点鎖線５９Ｃ−５９Ｄにおいて切断した断面図である。
【０１０１】
以上により、本実施の形態における本実施の形態におけるマイクロチャネルヒートシンク６３０を作製することができる。
【０１０２】
上記説明では、側面基板には凸部が設けられていない構造のものについて説明したが、側面基板にも凸部を形成したものであってもよい。具体的には、図６０に示されるように、中央基板５６０に形成される凸部５３２と同様の凸部を側面基板６６３及び６６４にも形成してもよい。即ち、中央基板５６０に形成される凸部５３２に対応して、側面基板６６３に凸部６３２ａを形成し、側面基板６６４に凸部６３２ｂを形成して、中央基板５６０に側面基板６６３及び６６４を接合する。この後、凸部５３２、６３２ａ及び６３２ｂの形成されている面に金メッキ層６８１を形成したものであってもよい。
【０１０３】
尚、上記以外の内容については、第４の実施の形態と同様である。また、本実施の形態におけるマイクロチャネルヒートシンク６３０は、第４の実施の形態における半導体装置と同様の半導体装置に組み込むことができ、これにより本実施の形態における冷却装置を有する半導体装置を得ることができる。
【０１０４】
〔第６の実施の形態〕
（冷却装置）
次に、第６の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第４の実施の形態と同様にシリコン基板を加工することにより形成されるものであって、第４の実施の形態におけるマイクロチャネルヒートシンク５３０とはチャネルの形状等が異なるものである。
【０１０５】
図６１に基づき本実施の形態におけるマイクロチャネルヒートシンク７３０について説明する。本実施の形態におけるマイクロチャネルヒートシンク７３０は、シリコン基板を加工することにより形成された中央基板７６０の両面に側面基板６６１及び６６２を接合した構造のものである。側面基板６６１及び６６２には、各々凹部が各々設けられており、各々凹部が形成されている面が、中央基板７６０と接合されて形成されている。これにより、側面基板６６１に設けられた凹部によりチャネル７３１ａが形成され、側面基板６６２に設けられた凹部により、チャネル７３１ｂが形成される。尚、中央基板７６０の端部における面には、凸部７３２が形成されており、凸部７３２が形成されている面には全面に金メッキ層７８１が形成されている。
【０１０６】
（製造方法）
次に、本実施の形態における冷却装置の製造方法について説明する。本実施の形態における冷却装置であるマイクロチャネルヒートシンク７３０は、第４の実施の形態と同様にシリコン基板等の基板面において加工を行なうことにより形成される。尚、本実施の形態におけるマイクロチャネルヒートシンク７３０の側面基板６６１及び６６２は、第５の実施の形態と同様の方法により作製されるものであり、具体的には、図５０から図５７に示す工程により作製される。
【０１０７】
以下に、本実施の形態におけるマイクロチャネルヒートシンク７３０の中央基板７６０の作製方法を主に説明する。
【０１０８】
最初に、図６２に示すように、シリコン基板７５０の一方の面に酸化膜７７１を形成する。具体的には、ＣＶＤ、熱酸化によりシリコン基板７５０の一方の面の表面に酸化膜７７１を形成する。シリコン基板７５０は不純物元素をドープすることにより導電性を有しているシリコン基板であってもよい。不純物元素としては、シリコンにドープすることによりｐ型となるＢ等の不純物元素、または、ｎ型となるＰ、Ｓｂ等の不純物元素が挙げられる。シリコン基板７５０の厚さは、例えば、一般的には、２００〜５２５μｍが多く用いられるが、半導体チップ１０の幅や大きさ等に応じた厚さのシリコン基板７５０を用いることがこのましい。本実施の形態では、シリコン基板７５０は厚さが約２００μｍのものを用いている。また、マイクロチャネルヒートシンク７３０は、シリコン基板５５０の面上でパターン形成やエッチング等による加工を行なうことにより形成されるものであるため、シリコン基板７５０の表面は平坦であることが好ましい。よって、シリコン基板７５０は両面が鏡面処理されているものが好ましい。また、本実施の形態では、酸化膜７７１は、プラズマＣＶＤにより膜厚が１〜２μｍとなるように形成されている。尚、図６２（ａ）は、この工程を示す上面図であり、図６２（ｂ）は、短手方向からみた側面図であり、図６２（ｃ）は、長手方向から見た側面図である。
【０１０９】
次に、図６３に示すように、酸化膜７７１の表面にレジストパターン７７３を形成する。具体的には、酸化膜７７１の表面にフォトレジストを塗布し、プリベークした後、露光装置による露光、現像を行なうことにより、酸化膜７７１が除去される領域に開口部を有するレジストパターン７７３を形成する。尚、図６３（ａ）は、この工程を示す上面図であり、図６３（ｂ）は、短手方向からみた側面図であり、図６３（ｃ）は、長手方向から見た側面図である。
【０１１０】
次に、図６４に示すように、ＲＩＥまたはウエットエッチング等を行なうことにより、レジストパターン７７３の形成されていない領域の酸化膜７７１を除去する。具体的には、バッファドフッ酸（ＢＨＦ）を用いたウエットエッチングを所定の時間行なうことにより、レジストパターン７７３が形成されていない領域における酸化膜７７１を除去する。この後、レジストパターン７７３等を有機溶剤等により除去する。尚、図６４（ａ）は、この工程を示す上面図であり、図６４（ｂ）は、短手方向からみた側面図であり、図６４（ｃ）は、長手方向から見た側面図である。
【０１１１】
次に、図６５に示すように、酸化膜７７１が形成されている面において、酸化膜７７１が形成されていない領域のシリコンをＤＲＩＥにより除去する。これにより凸部７３２の周囲におけるシリコンが除去され凸部７３２が形成される。尚、図６５（ａ）は、この工程を示す上面図であり、図６５（ｂ）は、短手方向からみた側面図であり、図６５（ｃ）は、長手方向から見た側面図である。
【０１１２】
次に、図６６に示すように、酸化膜７７１を除去する。具体的には、バッファドフッ酸等を用いたウエットエッチングにより、酸化膜７７１を除去する。このようにして、シリコン基板７５０を加工することにより中央基板７６０が形成される。尚、図６６（ａ）は、この工程を示す上面図であり、図６６（ｂ）は、短手方向からみた側面図であり、図６６（ｃ）は、長手方向から見た側面図である。
【０１１３】
次に、図６７に示すように、中央基板７６０の側面の両側に各々側面基板６６１及び６６２を接合する。側面基板６６１及び６６２は、図５７に示される構造のものであり、側面基板６６１を中央基板７６０の一方の面に接合し、側面基板６６２を中央基板７６０の他方の面に接合することにより、チャネル７３１ａ及び７３１ｂを形成する。具体的には、中央基板７６０の一方の面に側面基板６６１の凹部６５１が形成されている面を接合することにより、側面基板６６１と中央基板７６０に囲まれた凹部６５１によりチャネル７３１ａが形成される。中央基板７６０の他方の面に側面基板６６２の凹部６５２が形成されている面を接合することにより、側面基板６６２と中央基板７６０に囲まれた凹部６５２によりチャネル７３１ｂが形成される。本実施の形態では、中央基板７６０と側面基板７６１及び７６２の接合方法は、シリコン同士の直接接合、接合される部分に金属膜を形成し、この金属膜を用いた共晶接合、または、接合材料を用いた接合等が挙げられる。尚、図６７（ａ）は、この工程を示す上面図であり、図６７（ｂ）は、図６７（ａ）における一点鎖線６７Ａ−６７Ｂにおいて切断した断面図であり、図６７（ｃ）は、図６７（ａ）における一点鎖線６７Ｃ−６７Ｄにおいて切断した断面図である。
【０１１４】
次に、図６８に示すように、凸部７３２の形成されている面に金メッキ層７８１を形成する。この金メッキ層７８１は凸部７３２の形成されている面の全面に形成される。具体的には、凸部７３２が形成されている面に、Ｔｉ／Ａｕ膜をスパッタリングにより成膜した後、無電解メッキを施すことにより、２〜２．５μｍの金メッキ層７８１を凸部７３２が形成されている面の全面に形成する。このようにして、マイクロチャネルヒートシンク７３０を作製することができる。尚、図６８（ａ）は、この工程を示す上面図であり、図６８（ｂ）は、図６８（ａ）における一点鎖線６８Ａ−６８Ｂにおいて切断した断面図であり、図６８（ｃ）は、図６８（ａ）における一点鎖線６８Ｃ−６８Ｄにおいて切断した断面図である。
【０１１５】
以上により、本実施の形態における本実施の形態におけるマイクロチャネルヒートシンク７３０を作製することができる。
【０１１６】
上記説明では、側面基板には凸部が設けられていない構造のものについて説明したが、側面基板にも凸部を形成したものであってもよい。具体的には、図６９に示されるように、中央基板７６０に形成される凸部７３２と同様の凸部が側面基板６６３及び６６４にも形成されているものであってもよい。即ち、中央基板７６０に形成される凸部７３２と同様に、側面基板６６３に凸部６３２ａを形成し、側面基板６６４に凸部６３２ｂを形成し、凸部７３２、６３２ａ及び６３２ｂの形成されている面に金メッキ層７８１を形成したものであってもよい。
【０１１７】
尚、上記以外の内容については、第４または第５の実施の形態と同様である。また、本実施の形態におけるマイクロチャネルヒートシンク７３０は、第４の実施の形態における半導体装置と同様の半導体装置に組み込むことができ、これにより本実施の形態における冷却装置を有する半導体装置を得ることができる。
【０１１８】
〔第７の実施の形態〕
（冷却装置）
次に、第７の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第４の実施の形態等と同様にシリコン基板を加工することにより形成されるものであって、１のチャネルが形成されるものである。
【０１１９】
図７０に基づき本実施の形態におけるマイクロチャネルヒートシンク８３０について説明する。本実施の形態におけるマイクロチャネルヒートシンク８３０は、シリコン基板を加工することにより形成された中央基板８６０の両面に側面基板６６１及び６６２を接合した構造のものである。側面基板６６１及び６６２には、各々凹部が各々設けられており、各々凹部が形成されている面が、中央基板８６０と接合されて形成されている。これにより、側面基板６６１及び６６２に設けられた凹部と中央基板８６０により、チャネル８３１が形成される。尚、中央基板８６０の端部における面には、凸部８３２が形成されており、凸部８３２が形成されている面には全面に金メッキ層８８１が形成されている。
【０１２０】
（製造方法）
次に、本実施の形態における冷却装置の製造方法について説明する。本実施の形態における冷却装置であるマイクロチャネルヒートシンク８３０は、第４の実施の形態等と同様にシリコン基板等の基板面上において加工を行なうことにより形成される。尚、本実施の形態におけるマイクロチャネルヒートシンク８３０の側面基板６６１及び６６２は、第５の実施の形態と同様の方法により作製されものであり、具体的には、図５０から図５７に示す工程により作製される。
【０１２１】
以下に、本実施の形態におけるマイクロチャネルヒートシンク８３０の中央基板８６０の作製方法を主に説明する。
【０１２２】
最初に、図７１に示すように、シリコン基板８５０の一方の面に酸化膜８７１を形成する。具体的には、ＣＶＤ、熱酸化によりシリコン基板８５０の一方の面の表面に酸化膜８７１を形成する。シリコン基板８５０は不純物元素をドープすることにより導電性を有しているシリコン基板であってもよい。不純物元素としては、シリコンにドープすることによりｐ型となるＢ等の不純物元素、または、ｎ型となるＰ、Ｓｂ等の不純物元素が挙げられる。シリコン基板８５０の厚さは、例えば、一般的には、２００〜５２５μｍが多く用いられるが、半導体チップ１０の幅や大きさ等に応じた厚さのシリコン基板８５０を用いることがこのましい。本実施の形態では、シリコン基板８５０は厚さが約２００μｍのものを用いている。また、マイクロチャネルヒートシンク８３０は、シリコン基板８５０の面上でパターン形成やエッチング等による加工を行なうことにより形成されるものであるため、シリコン基板８５０の表面は平坦であることが好ましい。よって、シリコン基板８５０は両面が鏡面処理されているものが好ましい。また、本実施の形態では、酸化膜８７１は、プラズマＣＶＤにより膜厚が１〜２μｍとなるように形成されている。尚、図７１（ａ）は、この工程を示す上面図であり、図７１（ｂ）は、図７１（ａ）における一点鎖線７１Ａ−７１Ｂにおいて切断した断面図であり、図７１（ｃ）は、図７１（ａ）における一点鎖線７１Ｃ−７１Ｄにおいて切断した断面図である。
【０１２３】
次に、図７２に示すように、酸化膜８７１の表面にレジストパターン８７３を形成する。具体的には、酸化膜８７１の表面にフォトレジストを塗布し、プリベークした後、露光装置による露光、現像を行なうことにより、酸化膜８７１が除去される領域に開口部を有するレジストパターン８７３を形成する。尚、図７２（ａ）は、この工程を示す上面図であり、図７２（ｂ）は、図７２（ａ）における一点鎖線７２Ａ−７２Ｂにおいて切断した断面図であり、図７２（ｃ）は、図７２（ａ）における一点鎖線７２Ｃ−７２Ｄにおいて切断した断面図である。
【０１２４】
次に、図７３に示すように、酸化膜８７１が形成されている面において、酸化膜８７１が形成されていない領域のシリコンをＤＲＩＥにより貫通するまで除去する。これにより、シリコン基板８５０の内部には空洞部８５１が形成され、同時に、凸部８３２の周囲におけるシリコンは、除去され凸部８３２が形成される。尚、図７３（ａ）は、この工程を示す上面図であり、図７３（ｂ）は、図７３（ａ）における一点鎖線７３Ａ−７３Ｂにおいて切断した断面図であり、図７３（ｃ）は、図７３（ａ）における一点鎖線７３Ｃ−７３Ｄにおいて切断した断面図である。
【０１２５】
次に、図７４に示すように、酸化膜８７１を除去する。具体的には、バッファドフッ酸等を用いたウエットエッチングにより、酸化膜８７１を除去する。このようにして、シリコン基板８５０を加工することにより中央基板８６０を形成することができる。尚、図７４（ａ）は、この工程を示す上面図であり、図７４（ｂ）は、図７４（ａ）における一点鎖線７４Ａ−７４Ｂにおいて切断した断面図であり、図７４（ｃ）は、図７４（ａ）における一点鎖線７４Ｃ−７４Ｄにおいて切断した断面図である。
【０１２６】
次に、図７５に示すように、中央基板８６０の側面の両側に各々側面基板６６１及び６６２を接合する。側面基板６６１及び６６２は、図５７に示される構造のものであり、側面基板６６１は中央基板８６０の一方の面に接合され、側面基板６６２は中央基板８６０の他方の面に接合され、チャネル８３１が形成される。具体的には、側面基板６６１の凹部６５１が形成されている面と中央基板８６０の一方の面とを接合し、側面基板６６２の凹部が形成されている面と中央基板８６０の他方の面とを接合する。これにより、側面基板６６１及び６６２における凹部と中央基板８６０空洞部８５１によりチャネル８３１が形成される。本実施の形態では、中央基板８６０と側面基板６６１及び６６２の接合方法は、シリコン同士の直接接合、接合される部分に金属膜を形成し、この金属膜を用いた共晶接合、または、接合材料を用いた接合等が挙げられる。尚、図７５（ａ）は、この工程を示す上面図であり、図７５（ｂ）は、図７５（ａ）における一点鎖線７５Ａ−７５Ｂにおいて切断した断面図であり、図７５（ｃ）は、図７５（ａ）における一点鎖線７５Ｃ−７５Ｄにおいて切断した断面図である。
【０１２７】
次に、図７６に示すように、凸部８３２の形成されている面に金メッキ層８８１を形成する。この金メッキ層８８１は凸部８３２の形成されている面の全面に形成される。具体的には、凸部８３２が形成されている面に、Ｔｉ／Ａｕ膜をスパッタリングにより成膜した後、無電解メッキを施すことにより、２〜２．５μｍの金メッキ層８８１を凸部８３２が形成されている面の全面に形成する。このようにして、マイクロチャネルヒートシンク８３０を作製することができる。尚、図７６（ａ）は、この工程を示す上面図であり、図７６（ｂ）は、図７６（ａ）における一点鎖線７６Ａ−７６Ｂにおいて切断した断面図であり、図７６（ｃ）は、図７６（ａ）における一点鎖線７６Ｃ−７６Ｄにおいて切断した断面図である。
【０１２８】
以上により、本実施の形態における本実施の形態におけるマイクロチャネルヒートシンク８３０を作製することができる。
【０１２９】
また、本実施の形態では、図７７に示すように、上述した中央基板８６０の両側に、図４３に示される側面基板５６１及び５６２を接合した構造のものであってもよい。このような構造とすることにより、形成されるチャネル８３１ａは冷却媒体が流れる断面積は狭くなるものの、側面基板の製造方法が簡単であるため、より低コストでマイクロチャネルヒートシンクを作製することができる。尚、図７７（ａ）は、上面図であり、図７７（ｂ）は、図７７（ａ）における一点鎖線７７Ａ−７７Ｂにおいて切断した断面図であり、図７７（ｃ）は、図７７（ａ）における一点鎖線７７Ｃ−７７Ｄにおいて切断した断面図である。
【０１３０】
更に、上記説明では、側面基板には凸部が設けられていない構造のものについて説明したが、図７８に示されるように、側面基板にも凸部を形成したものであってもよい。具体的には、図７８（ａ）に示されるように、中央基板８６０に形成される凸部８３２と同様の凸部を側面基板６６３及び６６４に形成したものであってもよい。即ち、中央基板８６０に形成される凸部８３２に対応して、凸部６３２ａを形成した側面基板６６３と、凸部６３２ｂを形成した側面基板６６４を作製し、中央基板８６０の両側に、各々側面基板６６３及び６６４を接合する。この後、凸部８３２、６３２ａ及び６３２ｂの形成されている面に金メッキ層８８１を形成する。このように形成したものであってもよい。
【０１３１】
また、図７８（ｂ）に示されるように、中央基板８６０に形成される凸部８３２と同様の凸部を側面基板５６３及び５６４に形成したものであってもよい。即ち、中央基板８６０に形成される凸部８３２に対応して、凸部５３２ａを形成した側面基板５６３と、凸部５３２ｂを形成した側面基板５６４を作製し、中央基板８６０の両側に、各々側面基板５６３及び５６４を接合する。この後、凸部８３２、５３２ａ及び５３２ｂの形成されている面に金メッキ層８８１を形成する。このように形成したものであってもよい。
【０１３２】
また、上記においては、１枚の中央基板と２枚の側面基板とを用いて１つのチャネルを形成する場合について説明したが、図７９に示すように、片側のみ凹部を有する中央基板９５０を用いたものであってもよい。具体的には、図７９（ａ）に示すように中央基板９５０の凹部の形成された面に側面基板５６２を接合したチャネル９３１を形成した構造のものであってもよい。また、図７９（ｂ）に示すように、中央基板９５０の凹部の形成された面に側面基板６６２の凹部の形成された面を対向させて接合しチャネル９３１ａを形成した構造のものであってもよい。尚、中央基板９５０には凸部９３２が形成されており、凸部９３２が形成されている面には金メッキ層９８１が形成されている。
【０１３３】
更に、この場合には、側面基板として、図８０（ａ）に示すように、凸部６３２ａが形成された側面基板６６４を用いてもよく、また、図８０（ｂ）に示すように、凸部５３２ａが形成された側面基板５６４を用いてもよい。尚、同様に、中央基板９５０には凸部９３２が形成されており、凸部９３２が形成されている面には金メッキ層９８１が形成されている。
【０１３４】
また、図８１に示されるように、凹部が形成された２枚の側面基板６６３及び６６４を用い、各々に形成された凹部が対向するように、側面基板６６３と側面基板６６４を接合したものであってもよい。この場合、側面基板６６３における凹部と側面基板６６４における凹部とによりチャネル９３１ｂを形成することができる。また、側面基板６６３には凸部６３２ａが設けられており、側面基板６６４には凸部６３２ｂが設けられているため、同様のマイクロチャネルヒートシンクを作製することができる。尚、側面基板６６３及び６６４を接合した後、６３２ａ及び６３２ｂの形成されている面に金メッキ層９８２が形成される。
【０１３５】
尚、上記以外の内容については、第４から第６の実施の形態と同様である。また、本実施の形態におけるマイクロチャネルヒートシンク８３０等は、第４の実施の形態における半導体装置と同様の半導体装置に組み込むことができ、これにより本実施の形態における冷却装置を有する半導体装置を得ることができる。
【０１３６】
以上、実施の形態について詳述したが、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。
【０１３７】
上記の説明に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
電子回路の形成された半導体チップと、
内部に設けられた流動性を有する冷却媒体の流路となるチャネルと、外部の一面に設けられた複数の凸部と、複数の前記凸部の設けられている面に形成された金属メッキ層と、を有する冷却装置と、
を有し、複数の前記凸部は前記半導体チップの一方の面と接触しており、前記チャネル内に前記冷却媒体を流すことにより、前記半導体チップを冷却することを特徴とする半導体装置。
（付記２）
前記チャネルは複数設けられており、複数の前記チャネルは相互に略平行であることを特徴とする付記１に記載の半導体装置。
（付記３）
複数の前記チャネルの両端には、前記冷却媒体を供給及び排出するための共通の流路入口及び流路出口が設けられていることを特徴とする付記２に記載の半導体装置。
（付記４）
複数の前記チャネルの両端には、前記チャネルごとに前記冷却媒体を供給及び排出するための流路入口及び流路出口が設けられており、
複数の前記チャネルのうち一方のチャネルにおいて前記冷却媒体が流れる方向と、前記チャネルのうち他方のチャネルにおいて前記冷却媒体が流れる方向とは、逆方向であることを特徴とする付記２に記載の半導体装置。
（付記５）
複数の前記チャネルは、複数の前記チャネル間に設けられたサブチャネルにより接続されていることを特徴とする付記２または３に記載の半導体装置。
（付記６）
前記冷却装置は、複数の基板を基板面方向に積層し接合することにより形成されているものであって、
前記基板の一部または全部において、前記基板の基板面には凹部が形成されており、
前記チャネルは、前記基板同士を接合することにより、前記凹部が覆われて形成されることを特徴とする付記１から４のいずれかに記載の半導体装置。
（付記７）
前記チャネルの両端の近傍には、前記チャネルに前記冷却媒体を供給及び排出するための流路入口及び流路出口が設けられており、前記流路入口及び前記流路出口は、前記基板の基板面に対し略垂直方向に形成された穴部により形成されていることを特徴とする付記６に記載の半導体装置。
（付記８）
前記半導体チップの他方の面は金属により形成されたパッケージと接触していることを特徴とする付記１から７のいずれかに記載の半導体装置。
（付記９）
前記凸部は、前記半導体チップの一方の面に設けられている電極に対応する位置に形成されているものであることを特徴とする付記１から８のいずれかに記載の半導体装置。
（付記１０）
前記電極はソース電極であって、
前記ソース電極は前記凸部における前記金属メッキ層と電気的に接続されており、
前記金属メッキ層は接地されていることを特徴とする付記９に記載の半導体装置。
（付記１１）
内部に設けられた流動性を有する冷却媒体の流路となるチャネルと、
外部の一面に設けられた複数の凸部と、
複数の前記凸部の設けられている面に形成された金属メッキ層と、
を有し、前記冷却媒体を前記チャネル内に流すことにより、前記凸部に接触しているものを冷却するものであることを特徴とする冷却装置。
（付記１２）
複数の基板を積層し接合することにより形成されているものであって、
前記基板の一部または全部において、前記基板の基板面には凹部が形成されており、
前記チャネルは、前記基板同士を接合することにより、前記凹部が覆われて形成されることを特徴とする付記１１に記載の冷却装置。
（付記１３）
略四角柱状の基材の長手方向に沿った一方の面にチャネルとなる開口領域を形成し、前記一方の面の反対側の他方の面に凸部を形成することによりマイクロチャネルヒートシンクの下部を形成する工程と、
前記チャネルに冷却媒体が供給及び排出される流路入口及び流路出口となる開口領域を形成しマイクロチャネルヒートシンクの上部を形成する工程と、
前記マイクロチャネルヒートシンクの下部と前記マイクロチャネルヒートシンクの上部とを接合する工程と、
前記凸部の形成されている面に金属メッキ層を形成する工程と、
を有することを特徴とする冷却装置の製造方法。
（付記１４）
中央基板と側面基板とを接合することにより形成される冷却装置の製造方法において、
前記中央基板の前記側面基板と接合される面、または、前記側面基板の前記中央基板と接合される面における基板面を加工することによりチャネルとなる凹部を形成する工程と、
前記中央基板における基板側面に凸部を形成する工程と、
前記側面基板の基板面を加工することにより前記チャネルに冷却媒体を供給及び排出するための穴部を形成する工程と、
前記中央基板と前記側面基板とを接合することにより、前記中央基板及び前記側面基板により囲まれた前記凹部により前記チャネルを形成する工程と、
前記凸部の形成されている面に金属メッキ層を形成する工程と、
を有することを特徴とする冷却装置の製造方法。
（付記１５）
前記凹部を形成する工程において、前記凹部は前記中央基板及び前記側面基板の双方に形成されるものであることを特徴とする付記１４に記載の冷却装置の製造方法。
（付記１６）
前記側面基板を２枚有しており、前記２枚の側面基板は、前記中央基板の一方の面に接合される側面基板と他方の面に接合される側面基板であって、
凹部を形成する工程において、前記凹部は前記中央基板の両面に各々形成されるものであって、
前記中央基板の両面の各々に形成された前記凹部を前記側面基板により各々覆うことにより、２つのチャネルを形成するものであることを特徴とする付記１４に記載の冷却装置の製造方法。
（付記１７）
前記側面基板を２枚有しており、前記２枚の側面基板は、前記中央基板の一方の面に接合される側面基板と他方の面に接合される側面基板であって、
凹部を形成する工程において、前記凹部は前記側面基板に形成され、
前記側面基板の各々に形成された前記凹部を前記中央基板により各々覆うことにより、２つのチャネルを形成するものであることを特徴とする付記１４に記載の冷却装置の製造方法。
（付記１８）
凹部を形成する工程において、更に、前記側面基板において前記中央基板と接合される面にも凹部が形成されるものであることを特徴とする付記１６に記載の冷却装置の製造方法。
（付記１９）
前記側面基板を２枚有しており、前記２枚の側面基板は、前記中央基板の一方の面に接合される側面基板と他方の面に接合される側面基板であって、
凹部を形成する工程において、前記凹部は前記側面基板に形成され、前記中央基板には前記凹部に対応した領域を貫通する空洞部を形成するものであって、
前記側面基板の各々に形成された前記凹部と前記中央基板に形成された空洞部により、１つのチャネルを形成するものであることを特徴とする付記１４に記載の冷却装置の製造方法。
（付記２０）
前記凹部を形成する工程または、前記中央基板における基板側面に凸部を形成する工程は、ＤＲＩＥにより行なわれるものであることを特徴とする付記１４から１９のいずれかに記載の冷却装置の製造方法。
【符号の説明】
【０１３８】
１０        半導体チップ
１１        ソース電極
２１        パッケージ
２２        リッド
２３        整合回路
２４        ボンディングワイヤ
２５        接地端子
３０        マイクロチャネルヒートシンク
３１ａ      チャネル
３１ｂ      チャネル
３２        凸部
３３ａ      供給口
３３ｂ      排出口
３４ａ      流路入口
３４ｂ      流路出口
５０        マイクロチャネルヒートシンクの下部
５１        シリコン基材
５１ａ      シリコン基材の一方の面
５１ｂ      シリコン基材の他方の面
５２        酸化膜
５２ａ      酸化膜パターン
５３        酸化膜
５３ａ      酸化膜パターン
５４        レジストパターン
５５        レジストパターン
５６        開口領域
５７        熱剥離シート
７０        マイクロチャネルヒートシンクの上部
７１        シリコン基材
７１ａ      シリコン基材の面
７２        酸化膜
７２ａ      酸化膜パターン
７３        レジストパターン
７４        熱剥離シート
７５        開口領域
８１        金メッキ層
【図１】
2012142532.tif 000003
【図２】
2012142532.tif 000004
【図３】
2012142532.tif 000005
【図４】
2012142532.tif 000006
【図５】
2012142532.tif 000007
【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【図７９】
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【図８０】
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【図８１】
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