【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体，特别是涉及一种芯片换热结构的制备方法及芯片换热结构。
技术介绍
1、随着半导体
的不断发展，当前高性能芯片和微系统的热流密度及功耗逐渐上升，这对于热管理技术提出了更高的要求。若热量无法及时散出，则将导致产品性能下降甚至发生损坏。
2、相关技术中通常采用如下方法制备形成芯片换热结构：在一张硅晶圆上刻蚀形成多孔薄膜结构，在另一张硅晶圆上刻蚀形成供液通道，随后将两张硅晶圆对准键合形成整体。
3、相关技术中，由于需要两张硅晶圆，其材料成本较高，且两硅晶圆之间键合的良率较低，结构稳定性无法保证。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本申请实施例提供一种芯片换热结构的制备方法及芯片换热结构，以解决相关技术中硅晶圆的材料成本较高的问题。
2、本申请实施例提供了一种芯片换热结构的制备方法，所述方法包括：
3、在晶圆的第一表面刻蚀形成多个间隔分布的换热肋片，多个所述换热肋片之间的区域为流道；
4、将第一光刻胶涂布于所述流道内；
5、通过物理气相沉积在所述流道内及所述换热肋片的顶部形成第一金属层；
6、剥离位于所述流道内的所述第一光刻胶与所述第一金属层，留下位于所述换热肋片顶部的所述第一金属层；
7、在所述晶圆的第二表面生长形成电子线路，所述第一表面与所述第二表面相互背离；
8、在所述晶圆的第一表面上倒入聚苯乙烯微球溶液；
9、待聚苯乙烯微球溶液蒸干形成微球模板后
10、将所述晶圆放入第一溶液中进行电镀处理，使得多孔金属结构形成于覆盖所述换热肋片且位于所述流道上方的所述微球模板的间隙之间；
11、将所述晶圆放入第二溶液中进行化学反应去除所述微球模板。
12、可选地，所述在晶圆的第一表面刻蚀形成多个换热肋片的步骤包括：
13、将第二光刻胶涂布于所述晶圆的第一表面，所述第二光刻胶的涂布位置与所述换热肋片的位置对应；
14、刻蚀所述晶圆的第一表面未被所述第二光刻胶覆盖的区域以形成换热肋片。
15、可选地，所述烧结处理的步骤包括：
16、将所述晶圆放入烘箱中烧结至100℃-120℃，烧结时间为80-120分钟。
17、可选地，所述通过物理气相沉积在所述流道内及所述换热肋片的顶部蒸镀形成第一金属层的步骤包括：
18、通过物理气相沉积在所述流道内及所述换热肋片的顶部蒸镀形成钛层；
19、通过物理气相沉积在所述钛层表面形成金层。
20、可选地，所述第二溶液为四氢呋喃溶液、丙酮溶液或乙酸乙酯溶液。
21、可选地，所述将第一光刻胶涂布于所述流道内的步骤之前还包括：
22、去除所述第二光刻胶。
23、可选地，所述在所述晶圆的第二表面生长形成电子线路的步骤包括：
24、将第三光刻胶涂布于所述晶圆的第二表面以形成一定图形；
25、通过物理气相沉积在所述晶圆的第二表面形成第二金属层；
26、剥离部分所述第二金属层，使得剩余所述第二金属层形成电子线路；
27、将第四光刻胶均匀涂布于所述晶圆的第二表面以保护所述电子线路。
28、本申请实施例还提供了一种芯片换热结构，所述换热结构上述任一所述的换热结构的制备方法制备得到，所述换热结构包括晶圆及多孔金属结构；
29、所述晶圆的第一表面具有刻蚀形成的多个间隔分布的换热肋片，多个所述换热肋片之间形成流道，所述晶圆的第二表面集成有电子线路；
30、所述多孔金属结构覆盖所述换热肋片且位于所述流道的上方。
31、可选地，所述多孔金属结构内具有多个流通孔，多个所述流通孔的延伸方向包括第一方向与第二方向；
32、所述第一方向与所述第二方向倾斜相交。
33、可选地，所述流道的一端具有流入口，所述流道的另一端具有流出口。
34、本申请实施例所提供的芯片换热结构的制备方法包括以下优点：
35、本申请实施例在晶圆的第一表面即正面刻蚀形成换热肋片，而换热肋片之间的凹槽形成用于冷媒流通的通道。而经过金属层的剥离处理后，仅在换热肋片顶部留下金属层，以便位于换热肋片顶部的微球模板通过电镀形成多孔金属结构，其中，微球模板由聚苯乙烯微球溶液经过蒸干及烧结而形成。随后通过电镀处理，使得金属层在覆盖换热肋片顶部且位于流道上方的微球模板的间隙之间形成多孔金属结构。最后，采用第二溶液来反应去除微球模板，留下多孔金属结构，而流道内不具有多孔金属结构，提供了冷媒流通空间，是一种多孔金属结构的桥式生长方法。冷媒通入流道内，与晶圆表面发生充分的热交换，带走热量，且借助毛细作用，被吸入流道上方的多孔金属结构内，可从多孔金属结构上方蒸发析出或与换热肋片之间充分换热以提升换热强度，有效降低晶圆表面温度，进而有效控制晶圆背面所集成的电子线路及电子元件的工作温度。本申请实施例仅使用一张晶圆，降低了晶圆使用成本，且流道上方的多孔金属结构是通过微球模板电镀形成，避免了不同硅晶圆之间键合的良率较低的问题，结构稳定性可得到保证。其多孔金属结构具有各向异性，其具有多个不同方向的流通孔，借助毛细作用，冷媒遍布于各个流道上方，提升了供液能力及换热强度。
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1.一种芯片换热结构的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的芯片换热结构的制备方法，其特征在于，所述在晶圆的第一表面刻蚀形成多个换热肋片的步骤包括：
3.根据权利要求1所述的芯片换热结构的制备方法，其特征在于，所述烧结处理的步骤包括：
4.根据权利要求1所述的芯片换热结构的制备方法，其特征在于，所述通过物理气相沉积在所述流道内及所述换热肋片的顶部蒸镀形成第一金属层的步骤包括：
5.根据权利要求1所述的芯片换热结构的制备方法，其特征在于，所述第二溶液为四氢呋喃溶液、丙酮溶液或乙酸乙酯溶液。
6.根据权利要求2所述的芯片换热结构的制备方法，其特征在于，所述将第一光刻胶涂布于所述流道内的步骤之前还包括：
7.根据权利要求1所述的芯片换热结构的制备方法，其特征在于，所述在所述晶圆的第二表面生长形成电子线路的步骤包括：
8.一种芯片换热结构，其特征在于，所述换热结构采用权利要求1-7中任一项所述的换热结构的制备方法制备得到，所述换热结构包括晶圆及多孔金属结构；
9.根据权
10.根据权利要求8所述的芯片换热结构，其特征在于，所述流道的一端具有流入口，所述流道的另一端具有流出口。
...【技术特征摘要】
1.一种芯片换热结构的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的芯片换热结构的制备方法，其特征在于，所述在晶圆的第一表面刻蚀形成多个换热肋片的步骤包括：
3.根据权利要求1所述的芯片换热结构的制备方法，其特征在于，所述烧结处理的步骤包括：
4.根据权利要求1所述的芯片换热结构的制备方法，其特征在于，所述通过物理气相沉积在所述流道内及所述换热肋片的顶部蒸镀形成第一金属层的步骤包括：
5.根据权利要求1所述的芯片换热结构的制备方法，其特征在于，所述第二溶液为四氢呋喃溶液、丙酮溶液或乙酸乙酯溶液。
6.根据权利要求2所述的芯片换热结构的制...
【专利技术属性】
技术研发人员：张驰，石上阳，杜建宇，金玉丰，王玮，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：
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