JP2019537269A5

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Publication number: JP2019537269A5
Application number: JP2019528516A
Authority: JP
Filing date: 2017-11-22
Publication date: 2021-01-14
Anticipated expiration: 2037-11-22

Claims

集積回路であって、
半導体材料を含む基板と、
前記基板の上の相互接続領域であって、
誘電体層スタックと、
前記誘電体層スタックにおけるコンタクトと、
前記誘電体層スタックにおける相互接続であって、少なくとも２つの相互接続が、前記基板と前記相互接続領域との間の境界とは反対側の、前記相互接続領域の頂部表面に近接する、前記相互接続領域の頂部相互接続レベルにある、前記相互接続と、
前記誘電体層スタックにおけるビアと、
を含む、前記相互接続領域と、
前記基板と前記相互接続領域との間の境界に近接する、前記基板と前記相互接続領域とにおける熱生成構成要素と、
前記頂部相互接続レベルの上に配置され、前記熱生成構成要素の上と前記頂部相互接続レベルの一部の上とに延在する熱配路構造であって、前記相互接続の頂部表面の上の第１の凝集ナノ粒子膜と前記第１の凝集ナノ粒子膜の上の第２の凝集ナノ粒子膜とを含み、前記第１の凝集ナノ粒子膜が第１の電気的非伝導性ナノ粒子を含み、前記第２の凝集ナノ粒子膜が第２の電気的非伝導性ナノ粒子を含み、前記第１及び第２の凝集ナノ粒子膜が本質的に有機バインダ材料を含まない、前記熱配路構造と、
前記頂部相互接続レベルの上の誘電性材料であって、前記熱配路構造に接し、前記熱配路構造の熱伝導度が前記誘電性材料の熱伝導度より高い、前記誘電性材料と、
を含む、集積回路。
請求項１に記載の集積回路であって、
前記第１の電気的非伝導性ナノ粒子が、酸化アルミニウムとダイヤモンドと六方晶窒化ホウ素と立方晶窒化ホウ素と窒化アルミニウムとからなる群から選択される材料を含む、集積回路。
請求項２に記載の集積回路であって、
前記熱配路構造に接するボンドパッド構造を更に含む、集積回路。
請求項１に記載の集積回路であって、
熱除去領域を更に含み、
前記熱配路構造が前記熱除去領域まで延在する、集積回路。
請求項１に記載の集積回路であって、
熱感受性構成要素を更に含み、
前記熱配路構造が前記熱感受性構成要素から離れて延在する、集積回路。
請求項１に記載の集積回路であって、
マッチング構成要素を更に含み、
前記熱配路構造が前記マッチング構成要素の上に延在する、集積回路。
請求項１に記載の集積回路であって、
ディープトレンチ熱配路構造と高熱伝導度バイアと高熱伝導度横方向構造と高熱伝導度スルーパッケージ導管とグラファイトバイアとからなる群から選択される熱配路構成要素を更に含み、
前記ディープトレンチ熱配路構造が、凝集ナノ粒子膜を含み、前記ディープトレンチ熱配路構造が、基板に配置され、前記基板と前記相互接続領域との間の境界まで延在し、
前記高熱伝導度ビアが、凝集ナノ粒子膜を含み、前記高熱伝導度ビアが、相互接続領域に配置され、
前記高熱伝導度横方向構造が、凝集ナノ粒子膜を含み、前記高熱伝導度横方向構造が、前記相互接続領域に配置され、
前記高熱伝導度スルーパッケージ導管が、凝集ナノ粒子膜を含み、前記高熱伝導度スルーパッケージ導管が、前記集積回路の上の封止材料を介して配置され、前記集積回路まで延在し、
前記グラファイトビアが、凝集ナノ粒子膜を含み、前記グラファイトビアが、前記熱生成構成要素の１つに電気的に結合される、集積回路。
請求項１に記載の集積回路であって、
前記第１及び第２の電気的非伝導性ナノ粒子が、同じ型のナノ粒子材料で形成される、集積回路。
請求項１に記載の集積回路であって、
前記第１の電気的非伝導性ナノ粒子が、前記第２の電気的非伝導性ナノ粒子と異なる型のナノ粒子材料で形成される、集積回路。
請求項９に記載の集積回路であって、
前記第１の凝集ナノ粒子膜の熱伝導度が、前記第２の凝集ナノ粒子膜の熱伝導度と異なる、集積回路。
集積回路を形成する方法であって、
半導体材料を含む基板を提供することと、
前記基板に熱生成構成要素を形成することと、
前記基板の上に相互接続領域を形成することであって、
前記基板の上に誘電体層スタックを形成することと、
前記誘電体層スタックに前記熱生成構成要素に対する電気的接続を行うコンタクトを形成することと、
前記誘電体層スタックに相互接続を形成することであって、前記相互接続が相互接続レベルに形成され、少なくとも２つの相互接続が第１の相互接続レベルに位置して前記コンタクトへの電気接続を行い、前記相互接続の一部が前記基板とは反対側の前記相互接続領域の頂部表面において頂部相互接続レベルに位置する、前記相互接続を形成することと、
前記誘電体層スタックに前記相互接続への電気接続を行うビアを形成することと、
を含む、前記相互接続領域を形成することと、
熱配路構造を形成することであって、
第１の電気的非伝導性ナノ粒子と第１のキャリア流体とを含む第１のナノ粒子インク膜を形成するために、前記頂部相互接続レベルの上に付加的プロセスによって第１のナノ粒子インクをディスペンスすることであって、前記第１のナノ粒子インク膜が有機バインダ材料を含まない、前記第１のナノ粒子インクをディスペンスすることと、
第１の凝集ナノ粒子膜を形成するために前記第１の電気的非伝導性ナノ粒子の凝集を誘起することと、
第２の電気的非伝導性ナノ粒子と第２のキャリア流体とを含む第２のナノ粒子インク膜を形成するために、前記第１のナノ粒子インク膜上に付加的プロセスによって第２のナノ粒子インクをディスペンスすることであって、前記第２のナノ粒子インク膜が有機バインダ材料を含まない、前記第２のナノ粒子インクをディスペンスすることと、
前記第１の凝集ナノ粒子膜の上に第２の凝集ナノ粒子膜を形成するために前記第２の電気的非伝導性ナノ粒子の凝集を誘起することと、
を含む、前記熱配路構造を形成することと、
前記第１のナノ粒子インク膜を形成することの前に前記頂部相互接続レベルの上に誘電性隔離層を形成することであって、前記熱配路構造の熱伝導度が前記誘電体隔離層の熱伝導度よりも高い、前記誘電性隔離層を形成することと、
を含む、方法。
請求項１１に記載の方法であって、
前記熱経路構造を形成することが、前記第１の電気的非伝導性ナノ粒子の凝集を誘起することの前に、第１の凝縮ナノ粒子膜を形成するために、前記第１のナノ粒子インク膜を加熱して揮発性材料を除去することを含む、方法。
請求項１２に記載の方法であって、
前記ナノ粒子インク膜を加熱することが、赤外線発光ダイオード（ＩＲＬＥＤ）を用いることを含む、方法。
請求項１１に記載の方法であって、
前記第１の電気的非伝導性ナノ粒子が、酸化アルミニウムとダイヤモンドと六方晶窒化ホウ素と立方晶窒化ホウ素と窒化アルミニウムとからなる群から選択される材料を含む、方法。
請求項１１に記載の方法であって、
前記付加的プロセスが、離散液滴ディスペンスプロセスと連続押出プロセスと直接レーザートランスファプロセスと静電堆積プロセスと電気化学的堆積プロセスとからなる群から選択されるプロセスを含む、方法。
請求項１１に記載の方法であって、
前記第１の電気的非伝導性ナノ粒子の凝集を誘起することが、走査レーザ加熱プロセスとフラッシュ加熱プロセスとスパイク加熱プロセスとからなる群から選択されるプロセスを含む、方法。