[發明專利]集成熱電冷卻

有效

• 申請號: 201380076693.6
• 申請日: 2013-06-18
• 公開（公告）號: CN105247673B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 姜磊;E·B·拉瑪亞;D·潘圖索;R·里奧斯;K·J·庫恩;S·金
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: H01L23/34
• 分類號: H01L23/34
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 林金朝;王英

本公開內容的實施例描述了用于集成熱電冷卻的技術和構造。在一個實施例中，冷卻組件包括：半導體襯底；第一電路，其設置在所述半導體襯底上并且被配置為在操作時產生熱量；以及第二電路，其設置在所述半導體襯底上并且被配置為通過熱電冷卻來移除熱量。可以描述和/或要求保護其它實施例。

技術領域

本公開內容的實施例總體上涉及集成電路領域，并且更具體而言涉及用于集成熱電冷卻的技術和構造。

背景技術

對形成在管芯上的電路(例如，晶體管)的局部加熱是在挑戰當前散熱技術的極限，尤其是作為用于采用較新架構的這種電路的技術，例如基于鰭狀物的技術，例如三柵極晶體管器件、量子阱、基于納米線的晶體管等。在這些技術中，鰭狀物結構或類似的結構可以由用作晶體管的溝道的半導體材料組成。鰭狀物結構的較高且較窄的剖面可以刻意地提高器件的性能。另外，可以用電介質材料來使每個鰭狀物或器件電絕緣，所述電介質材料可以使鰭狀物結構熱絕緣。

隨著鰭狀物結構繼續縮放至更小的尺寸(例如，小于10納米的鰭狀物寬度)以提供具有更好性能的更小管芯，鰭狀物結構的半導體材料的導熱性可能由于聲子散射而降低。因此，每個晶體管操作所產生的熱量可以被限制于溝道區中的小體積(例如，在柵極下面)，并且所述熱量無法通過沿薄的鰭狀物到塊體材料(例如，半導體襯底的體硅)的熱傳導或者通過柵極或源極/漏極接觸部金屬而消散。在這些情況下，可以在溝道區中觀察到有時被稱作“熱點”的高度局部化的熱量，所述“熱點”可能對器件和/或互連件可靠性產生不利影響。

附圖說明

結合附圖通過以下具體實施方式將容易地理解實施例。為了便于描述，相似的附圖標記表示相似的結構元件。在附圖中的圖中，通過示例的方式而不是限制的方式示出了實施例。

圖1示意性地示出了根據一些實施例的采用晶片形式和單一化形式的示例性管芯的頂視圖。

圖2示意性地示出了根據一些實施例的集成電路(IC)組件的截面側視圖。

圖3示意性地示出了根據一些實施例的熱電冷卻(TEC)設備。

圖4示意性地示出了根據一些實施例的半導體襯底上的發熱電路和TEC電路的示例性構造的截面透視圖。

圖5示意性地示出了根據一些實施例的半導體襯底上的發熱電路和TEC電路的另一個示例性構造的截面透視圖。

圖6示意性地示出了根據一些實施例的半導體襯底上的發熱電路和TEC電路的另一個示例性構造的截面圖。

圖7示意性地示出了根據一些實施例的半導體襯底上的發熱電路和TEC電路的另一個示例性構造的截面透視圖。

圖8示意性地示出了根據一些實施例的圖7的TEC電路的示例性構造的截面圖。

圖9示意性地示出了根據一些實施例的半導體襯底上的發熱電路和TEC電路的另一個示例性構造的截面圖。

圖10示意性地示出了根據一些實施例的制造TEC電路的方法的流程圖。

圖11示意性地示出了根據一些實施例的可以包括如本文中所述的TEC電路的示例性系統。

具體實施方式

本公開內容的實施例描述了用于集成熱電冷卻的技術和構造。例如，根據各種實施例，可以與晶體管電路或管芯的其它發熱電路整體形成熱電冷卻電路。在以下具體實施方式中，參考了形成具體實施方式的一部分的附圖，其中在整個說明書中，相似的附圖標記表示相似的部分，并且其中通過可以實踐本公開內容的主題內容的說明實施例的方式示出了具體實施方式。應當理解的是，可以利用其它實施例，并且在不脫離本公開內容的范圍的情況下可以做出結構上或邏輯上的改變。因此，下面的具體實施方式不能被理解為限制性意義，并且實施例的范圍由所附權利要求及其等同物來限定。