当前位置: 首页 > 专利查询>英特尔公司专利>正文

使用具有电渗泵的外部辐射器来冷却集成电路制造技术

技术编号:3190088 阅读:189 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
要被冷却的集成电路可以与冷却集成电路面对面地邻接。冷却集成电路可以包括电渗泵,以泵浦冷却流体经由微通道通过所述冷却集成电路,以由此冷却生热集成电路。电渗泵可以被流体耦合到外部辐射器,所述辐射器从包括所述集成电路的封装向上延伸出去。具体来说,外部辐射器可以被安装在管道上,所述管道将辐射器从封装延伸出去。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】背景本专利技术一般地涉及冷却集成电路。电渗泵使用电场来泵浦(pump)流体。在一项应用中,可以使用半导体制造技术来构建电渗泵。然后,电渗泵可以被应用于冷却集成电路,例如微处理器。例如,集成电路电渗泵可以被操作为单独的单元来冷却集成电路。可替换地,电渗泵可以集成的方式与要冷却的集成电路形成在一起。因为构建在硅中的电渗泵具有极小的形状因子(form factor),所以它们可以有效地冷却相对小的器件,例如半导体集成电路。因此,存在对冷却集成电路的更好方式的需求。附图简要说明附图说明图1为根据本专利技术的一个实施方案,示出所述实施方案的操作的原理描述;图2所示为在制造的初期阶段,本专利技术的一个实施方案的放大横截面视图;图3所示为根据本专利技术的一个实施方案,在后续制造阶段的放大横截面视图;图4所示为根据本专利技术的一个实施方案,在后续制造阶段的放大横截面视图;图5所示为根据本专利技术的一个实施方案,在后续制造阶段的放大横截面视图;图6所示为根据本专利技术的一个实施方案,在后续制造阶段的放大横截面视图;图7所示为根据本专利技术的一个实施方案,在后续制造阶段沿图8中的线7-7截取的放大横截面视图;图8为根据本专利技术的一个实施方案,示出在图8中所示的实施方案的顶视图;图9为根据本专利技术的一个实施方案,示出完成的结构的放大横截面视图;图10为在制造初期阶段的复合器的描述;图11所示为根据本专利技术的一个实施方案,在后续制造阶段的放大横截面视图;图12所示为根据本专利技术的一个实施方案,在后续制造阶段的放大顶视图;图13所示为根据本专利技术的一个实施方案,沿图12中的线13-13一般截取的横截面视图;图14所示为根据本专利技术的一个实施方案,在后续制造阶段的放大横截面视图;图15所示为根据本专利技术的一个实施方案,在后续制造阶段图14中所示的实施方案的顶视图;图16所示为根据本专利技术的一个实施方案,沿图15中的线16-16一般地截取的横截面视图17所示为根据本专利技术的一个实施方案,在后续制造阶段对应于图16的横截面视图;图17A所示为根据本专利技术的一个实施方案,示出复合器的侧视图;图18所示为根据本专利技术的一个实施方案,示出封装的系统的原理图;图19所示为根据本专利技术的另一个实施方案,示出封装的系统的横截面视图;图20所示为根据本专利技术的另一个实施方案,示出封装的系统的横截面视图;图21所示为根据本专利技术的另一个实施方案,示出冷却系统的原理图;图22所示为本专利技术的再另一个实施方案的原理图;图23所示为本专利技术的再另一个实施方案的原理图;图24所示为通过本专利技术的一个实施方案,沿图25中的线24-24一般地截取的放大横截面视图。图25所示为根据本专利技术的一个实施方案,沿图24中的线25-25一般地截取的横截面视图。 具体实施例方式参见图1,在硅中构建的电渗(electroosmotic)泵28能够泵浦(pumping)流体(比如冷却流体)通过烧结物(frit)18。烧结物18可以在相对的端和电极29相耦合,所述电极29生成导致通过烧结物18输送液体的电场。这个过程被称为电渗效应。例如,在一个实施方案中,所述液体可以是水,并且所述烧结物可以由二氧化硅构成。在这种情况下,来自所述烧结物壁上羟基的氢去质子化(deprotonate),从而导致过量的质子在横切壁的方向移动,或在横切流体运动方向的方向移动,以箭头A来表示。响应于电极29所施加的电场,氢离子在箭头A的方向移动。不带电的(non-charged)水的原子也响应于电极29所施加的电场而移动,这是因为存在于所述离子和所述水的原子之间的曳力。结果,没有任何移动零件就可以实现泵浦效应。另外,该结构可以在硅中以极小的尺寸被构建,使得这样的器件能够被用来作为冷却集成电路的泵。根据本专利技术的一个实施方案,烧结物18可以由敞开及连接的孔的(open and connectedcell)介电薄膜制成,所述薄膜具有连通纳米孔(open nanopore)。通过术语“纳米孔”,是要说明具有10到1000纳米数量级的孔的膜。在一个实施方案中,开孔的(open cell)孔隙度(porosity)可以通过使用溶胶-凝胶过程来引入。在该实施方案中,开孔的孔隙度可以通过烧尽成孔剂相(porogen phase)来引入。然而,在本专利技术的一些实施方案中,任何形成具有10到1000纳米数量级的相互连接的孔或连通孔的介电膜的过程都是适用的。为了提出一些实施例,例如,合适的材料可以由有机硅酸盐树脂(organosilicate resins)、化学感生相分离(chemically induced phase separation)以及溶胶-凝胶形成。此产品的商业可用来源可从大量制造商处获得,所述制造商提供那些膜,以用于极低介电常数的介电膜半导体应用。在一个实施方案中,开孔干凝胶(xerogel)可以用20纳米通孔几何结构来构建,所述几何结构将最大泵浦压力增加几个数量级。所述干凝胶可以用极性较小的溶剂(比如乙醇)来形成以避免任何攻击所述干凝胶的水张力问题。另外,所述泵可以用6甲基二硅氮烷(hexamethyldisilazane)(HMDS)、乙醇和水的逐渐混合来上底层,以减少表面张力。一旦所述泵用水来操作,在泵的侧壁上不存在由于表面张力而产生的净力。参见图2-9,集成电渗泵28的构建从通过图形化和蚀刻来确定电渗槽(trench)开始,所述电渗泵28使用纳米多孔的(nanoporous)开孔介电烧结物18。参见图2,在一个实施方案中,在所述槽上生长薄介电层16。可替换地,可以通过化学气相沉积来形成薄的蚀刻或抛光终止(polish-stop)层16(比如氮化硅)。其他技术也可以用来形成薄介电层16。然后,纳米多孔的介电层18可以通过,例如,旋涂沉积来形成。在一个实施方案中,所述介电层18可以是溶胶-凝胶形式。可以允许被沉积的介电层18固化。然后,参见图3,图2的结构可以被抛光或回蚀到终止层16。结果,纳米多孔的介电层18可以在层16中被确定,即充满所述衬底的槽。接下来参见图4,在本专利技术的一个实施方案中,可以在抗蚀剂层22中确定开口24。开口24可以有效地使得电气连接能够被形成到所述烧结物18的多个端。因此,所述开口24可以被成形为向下直到被沉积的氧化物层20,所述氧化物层20封住了下面的烧结物18。在一些实施方案中,所述被沉积的氧化物层20可以不需要。如图4中所示,抗蚀剂层22被图形化,被曝光的区域被蚀刻并且随后(如图5所示)被用来作为沿所述纳米多孔的介电层18的边形成槽26的掩模。一旦槽26已经形成,金属29可以被沉积在晶片的上面。在一个实施方案中,可以使用溅射来沉积所述金属。金属29可以通过蚀刻或剥离(lift-off)技术来去除,于是如图6所示,只是在槽26的底部的槽中留有金属。金属29被有益地加工成尽可能地薄,以避免堵塞烧结物18曝露的边缘区的液体出入道(liquid access),所述边缘(edge)区将最终起到泵28的入口和出口的作用。然而,金属29可以足够厚,以确保足够的电流而不会损坏电极。另外,如果金属29也沿着所述烧结物的边缘被沉积到不堵塞所述孔开口的厚度,这是有益的。这确保沿烧结物整个深度的均匀电场。参见图7,化学气相沉积材料34可以形成在烧结物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法,包括:将其中形成有微通道的集成电路固定到要被冷却的集成电路;使得冷却流体能够通过电渗泵被泵浦通过所述微通道;以及通过管道将所述冷却流体耦合到外部热交换器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-10-31 10/698,7491.一种方法,包括将其中形成有微通道的集成电路固定到要被冷却的集成电路;使得冷却流体能够通过电渗泵被泵浦通过所述微通道;以及通过管道将所述冷却流体耦合到外部热交换器。2.如权利要求1所述的方法,包括封装所述冷却集成电路和所述生热集成电路。3.如权利要求2所述的方法,包括将管道从所述封装延伸到所述外部热交换器,从而所述热交换器与所述封装隔开。4.如权利要求1所述的方法,包括形成所述冷却集成电路和所述生热集成电路的堆叠。5.如权利要求4所述的方法,包括密封除了进出所述微通道的端口之外的所述堆叠的边缘。6.如权利要求5所述的方法,包括提供与所述微通道连通的流体入口贮存器和流体出口贮存器。7.如权利要求6所述的方法,包括在包括所述堆叠的封装中形成所述贮存器。8.如权利要求7所述的方法,包括在所述封装中隔离所述入口和出口贮存器。9.如权利要求8所述的方法,包括在所述封装外部耦合所述入口和出口贮存器。10.一种封装的集成电路,包括堆叠,所述堆叠包括要被冷却的集成电路芯片和冷却集成电路芯片,所述冷却集成电路芯片包括用于冷却流体循环的微通道;容纳所述堆叠的封装,所述封装具有在其中形成的入口流体贮存器和出口流体贮存器,以与所述微通道连通;以及外部热交换器,所述外部热交换器通过冷却流体循环管道对来安装在所述封装上。11.如权利要求10所述的结构,包括...

【专利技术属性】
技术研发人员:吉尔罗伊范登托普拉温德拉纳斯玛哈简艾伦迈尔斯詹姆斯马威蒂奎特韦优理查德利斯特萨拉金拉维普拉什尔
申请(专利权)人:英特尔公司
类型:发明
国别省市:US[美国]

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1