專利名稱：集成電路納米管基襯底的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路器件及其方法，更具體地涉及采用納米管材料的集成電路襯底。
背景技術(shù)：
襯底材料在電路制造和實(shí)現(xiàn)中起重要作用。例如，通常使用焊接型連接，將集成電路、倒裝芯片型電路和其它電路安裝在其中含有跡線的襯底上，以便將集成電路電連接和物理連接到襯底上。在用作支撐結(jié)構(gòu)(如球柵陣列(BGA)或印制電路板(PCB)時(shí)，典型地，襯底保持和/或支撐電路，從而在與支撐結(jié)構(gòu)連接的電路間，起到傳送信號(hào)的作用。在一些應(yīng)用中，PCB包括用于與其它電路連接的BGA。
典型的BGA(以及PCB，類似地)具有襯底型材料，在襯底型材料的一個(gè)或多個(gè)表面上，導(dǎo)電互連與導(dǎo)電焊盤連接。互連典型地包括與垂直導(dǎo)電通路、與通常設(shè)置成多層的跡線(trace)、與通路、不同導(dǎo)電焊盤間的各種連接相連的橫向跡線(trace line)(跡線)。多個(gè)電子部件如倒裝芯片管芯和其它部件通過(guò)導(dǎo)電焊盤與BGA連接。取決于實(shí)現(xiàn)，互連將不同的電路部件互相連接，和/或?qū)⑵渑c連接BGA的其它電路進(jìn)行連接。
BGA應(yīng)用的一個(gè)示例包括采用倒裝芯片集成電路器件的實(shí)現(xiàn)。BGA通過(guò)在BGA底部表面的焊接連接安裝到外部電路。倒裝芯片集成電路器件被焊接到BGA的上表面，并通過(guò)與BGA的上下表面連接的互連與外部電路連接。
隨著電路密度增加以及功能增多、電路設(shè)計(jì)特性化，通常存在著對(duì)小面積上許多互連(和許多跡線和通路)的需求。另外，通常存在著對(duì)較大的功耗的需求以便對(duì)電路供電。電路密度增強(qiáng)和/或功耗增大一般會(huì)產(chǎn)生較多的熱量，這對(duì)電路部件造成隱患。另外，由于電路配置(以及襯底，相應(yīng)地)的尺寸減小，這些襯底通常置于增加的應(yīng)力下。

發(fā)明內(nèi)容
這些因素和其它困難對(duì)實(shí)現(xiàn)電路襯底的各種應(yīng)用提出挑戰(zhàn)。本發(fā)明的各方面包含襯底和/或可采用集成電路和其它器件實(shí)現(xiàn)的封裝。本發(fā)明以多個(gè)實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用作為示例，以下就其中一些進(jìn)行總結(jié)。
按照一個(gè)示例實(shí)施方式，在襯底中實(shí)現(xiàn)碳納米管結(jié)構(gòu)以便支撐和/或利用襯底的熱傳導(dǎo)。襯底的各種應(yīng)用包括，如集成電路、電路板、球柵陣列(BGA)和針柵陣列(PGA)。
在一種實(shí)現(xiàn)中，碳納米管結(jié)構(gòu)按照BGA型襯底實(shí)現(xiàn)，以基本上加強(qiáng)襯底強(qiáng)度，并且相應(yīng)地，支撐與之連接的電路。碳納米管結(jié)構(gòu)(例如網(wǎng)狀配置、陣列配置或其它配置)在BGA型襯底間延伸，并提供支撐以抵抗材料扭曲、斷裂和/或與此類襯底相關(guān)的其它應(yīng)力型挑戰(zhàn)。
在另一種實(shí)現(xiàn)中，碳納米管結(jié)構(gòu)被配置和設(shè)置成用于傳輸BGA型襯底中的熱量。某些應(yīng)用包括按照一定方式設(shè)置納米管，以便沿特定方向傳輸熱量，如通過(guò)沿著要求傳輸熱量的特定方向取向納米管結(jié)構(gòu)(例如納米管或納米管分組，如纖維)。
在本發(fā)明的另一個(gè)示例實(shí)施方式中，集成電路芯片配置包括其中具有碳納米管材料的支撐層的襯底。襯底具有厚度，并垂直于該厚度橫向延伸，上表面層被設(shè)置成用于支撐電路。襯底中碳納米管材料的支撐層在上表面層以下，并在結(jié)構(gòu)上支撐該襯底，而且在上表面形成集成電路。
在本發(fā)明的另一個(gè)示例實(shí)施方式中，BGA型電路配置包括碳納米管強(qiáng)化襯底，沿長(zhǎng)度橫向延伸，上下表面區(qū)域限定大體與該長(zhǎng)度垂直的厚度。襯底上表面區(qū)域具有配置和設(shè)置成用于連接到集成電路芯片的導(dǎo)電焊盤。襯底下表面區(qū)域具有配置和設(shè)置成用于連接到外部電路的導(dǎo)電焊盤。導(dǎo)電互連系統(tǒng)在下表面上的導(dǎo)電焊盤和上表面上的導(dǎo)電焊盤之間延伸，并連接二者。這樣，信號(hào)在導(dǎo)電焊盤之間傳送(例如，在上表面區(qū)域處連接的芯片和連接下表面區(qū)域上的導(dǎo)電焊盤的電路之間)。
強(qiáng)化襯底包括垂直定位在上下表面之間、并在襯底的至少一部分上橫向延伸的碳納米管層。碳納米管層包括一個(gè)或多個(gè)不同配置的碳納米管，所述碳納米管提供對(duì)襯底的結(jié)構(gòu)支撐和襯底中的熱量傳輸(以及，在適當(dāng)設(shè)置時(shí)，向襯底外)之一或二者。設(shè)置電絕緣材料以便絕緣導(dǎo)電互連系統(tǒng)延伸穿過(guò)碳納米管層的部分(互連和/或通路)。在一些應(yīng)用中，電絕緣材料被物理地設(shè)置在碳納米管層與互連系統(tǒng)之間，或?qū)又械奶技{米管之間。在其它應(yīng)用中，電絕緣材料散布于碳納米管支撐層內(nèi)，使得互連系統(tǒng)可以電連接碳納米管，但碳納米管層中的絕緣材料阻止碳納米管層中的碳納米管間的導(dǎo)電性。
對(duì)本發(fā)明的以上概述并不是旨在描述每一個(gè)舉例說(shuō)明的實(shí)施方式或本發(fā)明的每一個(gè)實(shí)現(xiàn)。以下的附圖和詳細(xì)描述更具體地給出這些實(shí)施方式的例子。


結(jié)合附圖考慮下文對(duì)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的詳細(xì)描述，可以更全面地理解本發(fā)明，其中圖1示出按照本發(fā)明的示例實(shí)施方式，BGA配置的斷面圖；圖2是按照本發(fā)明的另一個(gè)示例實(shí)施方式，具有垂直設(shè)置的碳納米管結(jié)構(gòu)的襯底設(shè)置的截面視圖；圖3是按照本發(fā)明的另一個(gè)示例實(shí)施方式，垂直和水平碳納米管導(dǎo)電結(jié)構(gòu)相結(jié)合的PCB配置的截面視圖；圖4示出按照本發(fā)明的另一個(gè)示例實(shí)施方式，具有基于納米管的散熱結(jié)構(gòu)的電路配置的截面視圖，該基于納米管的散熱結(jié)構(gòu)與導(dǎo)電互連和通路相鄰，并與導(dǎo)電互連和通路絕緣；具體實(shí)施方式
盡管本發(fā)明可應(yīng)用于各種修改和替代的形式，但其特性已經(jīng)在圖中以示例的方式示出，并將被詳細(xì)描述。然而應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不局限于本文所描述的特定實(shí)施方式。相反，本發(fā)明涵蓋所有附加權(quán)利中所限定的本發(fā)明范圍內(nèi)的所有修改、等價(jià)物和替代物。
相信本發(fā)明可應(yīng)用于包括襯底的各種電路和方法，和/或得益于該襯底，特別是得益于表現(xiàn)出所需強(qiáng)度和導(dǎo)熱性的襯底。盡管不必將本發(fā)明局限于這些應(yīng)用，但在這種環(huán)境中通過(guò)對(duì)示例的討論可最佳地獲得對(duì)本發(fā)明的各方面的理解。
按照本發(fā)明的一個(gè)示例實(shí)施方式，用于電路配置的襯底，如球柵陣列(BGA)、印制電路板(PCB)或其它配置，可采用包括碳納米管的襯底實(shí)現(xiàn)。這些碳納米管例如可包括碳納米管纖維以及單壁碳納米管和多壁碳納米管二者。
在一種實(shí)施方式中，碳納米管用于支撐或硬化襯底。然后，碳納米管硬化的襯底可用于支撐電路，如電路互連、跡線和通路或半導(dǎo)體晶片中的有源電路層。
可選擇襯底中的碳納米管數(shù)量以適合特定的應(yīng)用。例如，在要求電絕緣的襯底的情況下，碳納米管數(shù)量限于襯底大體不導(dǎo)電的襯底中的濃度，對(duì)于特定的應(yīng)用預(yù)期襯底如此。在一些應(yīng)用中，碳納米管可與其它填充材料共同使用，如二氧化硅(silica)，以構(gòu)成襯底?？蛇x擇碳納米管與二氧化硅(或其它襯底材料)的比例以達(dá)到所要求的導(dǎo)電性(即在促進(jìn)熱傳導(dǎo)的同時(shí)阻止導(dǎo)電)。
在其它應(yīng)用中，電絕緣材料選擇性放置在襯底中以便將電路與碳納米管電絕緣。該方法便于使用相對(duì)高濃度的碳納米管，不采用電絕緣材料，可向電路或從電路導(dǎo)電。如此相對(duì)高濃度的碳納米管便于在襯底中和/或從襯底向外導(dǎo)熱。
在一些示例中，碳納米管為襯底提供基本支撐。例如，在一些應(yīng)用中，碳納米管提供貢獻(xiàn)于襯底的至少20％的硬度。在其它應(yīng)用中，由碳納米管提供的基本支撐提供貢獻(xiàn)于襯底的超過(guò)50％的硬度。在仍有其它應(yīng)用中，由碳納米管提供的基本支撐提供貢獻(xiàn)于襯底達(dá)的超過(guò)75％的硬度。
在另一實(shí)施方式中，所實(shí)現(xiàn)的碳納米管用于傳導(dǎo)例如由襯底中的電路和/或與襯底連接的電路產(chǎn)生的熱能，如集成電路部件。碳納米管在用于電路襯底的封裝中實(shí)現(xiàn)，如采用襯底自身和/或采用其它部分實(shí)現(xiàn)，如采用用于將電路封裝部件鍵合在一起的材料實(shí)現(xiàn)。
為了用作硬化和/或散熱，按照不同的方式設(shè)置碳納米管。例如，在諸如硅的整個(gè)襯底材料上，碳納米管可隨機(jī)或均勻地混和。再例如，碳納米管可沿特定的方向設(shè)置，以達(dá)到某種硬度和/或?qū)釛l件。例如，在要求阻止支撐襯底如BGA襯底的彎曲或扭曲的情況下，將碳納米管設(shè)置成可通過(guò)抵抗沿碳納米管長(zhǎng)度的壓縮從而阻止彎曲或扭曲。在一些應(yīng)用中，如此設(shè)置碳納米管以便沿多于一個(gè)的方向提供硬度，如通過(guò)將碳納米管設(shè)置成束型或多方向的配置。
在本發(fā)明的其它示例實(shí)施方式中，碳納米管的矩陣封裝在襯底型材料中，如環(huán)氧材料。襯底型材料可包括，例如FR4環(huán)氧材料和/或雙馬來(lái)酰亞胺三嗪(Bismaleimide triazin)(BT)樹脂。相應(yīng)地，封裝的矩陣可接受金屬化和成孔工藝，用于產(chǎn)生BGA和PCB襯底。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)至附圖，圖1示出按照本發(fā)明的另一示例實(shí)施方式，具有襯底110的BGA配置100的斷面圖，襯底110在其一部分中具有碳納米管層120。BGA配置100在其上下表面還包括導(dǎo)電焊盤。圖1的斷面圖示出上表面處的焊盤130和132以及下表面處的焊盤134和136。導(dǎo)電觸點(diǎn)(例如，焊料球)140和142與焊盤134和136連接，從而進(jìn)一步適于與相鄰電路連接。上表面處的焊盤130和132通過(guò)電導(dǎo)線與電路部件150連接。例如，可實(shí)現(xiàn)電路部件150用作集成電路芯片。焊盤130和132通過(guò)焊盤134和136以及襯底110中的互連與將電路部件150連接到觸點(diǎn)140和142。
通過(guò)示例方式，按照大體橫向的配置示出多個(gè)碳納米管束122-124；多數(shù)碳納米管束和納米管配置可用作碳納米管層120，如圖所示以及其它的方式。例如，碳納米管層120中的碳納米管可以按照不同的方式取向以適應(yīng)特定應(yīng)用。在各種實(shí)施方式中，碳納米管在襯底110的碳納米管層120中隨機(jī)取向(例如在襯底的環(huán)氧層中)。在一些示例實(shí)施方式中，按照便于沿特定方向?qū)岷?或耗散襯底110中的熱量的方式設(shè)置碳納米管。在其它示例的實(shí)施方式中，按照沿特定方向提供結(jié)構(gòu)支撐的方式設(shè)置碳納米管。
在一種實(shí)現(xiàn)中，碳納米管層120包括大體水平的納米管線紗網(wǎng)和/或在樹脂中嵌入的線。相對(duì)于圖1的BGA配置100的取向，大體水平特性的碳納米管層120有助于水平散熱。
在另一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，碳納米管的垂直列陣列(vertical column array)嵌入環(huán)氧樹脂中。例如采用圖1中的碳納米管層120，可實(shí)現(xiàn)碳納米管的垂直列陣列。該垂直列方法有利于沿垂直方向?qū)?，即從襯底110的上表面附近的電路，朝襯底的下表面向外導(dǎo)熱。
在其它實(shí)現(xiàn)中，垂直碳納米管結(jié)構(gòu)被設(shè)置成相對(duì)窄的列(例如以1∶1的高寬比，或更大)，以便于沿大體垂直的方向?qū)?。參照?qǐng)D1，該大體垂直的導(dǎo)熱是例如相對(duì)于沿大體橫向(如圖示水平的)的導(dǎo)熱，如同采用相對(duì)寬的碳納米管層120所起的作用那樣。
在另一實(shí)施方式中，碳納米管層基本上占據(jù)整個(gè)集成襯底，如上面討論的那樣，碳納米管大體在整個(gè)襯底上并保持在一起(例如利用環(huán)氧材料)。再次參照?qǐng)D1作為示例，碳納米管層120可擴(kuò)展到包圍整個(gè)襯底110，在碳納米管層形成各種電路部件(例如焊盤130-136和焊盤間的互連/通路)。
這一實(shí)施方式中，電路部件與碳納米管層絕緣。在一些應(yīng)用中，在碳納米管層之間形成絕緣層{例如包含納米管的環(huán)氧材料)和電路部件。再次參照?qǐng)D1，焊盤130-136以及其間的互連和通路可采用絕緣材料形成襯里。在其它應(yīng)用中，將碳納米管層本身形成為非導(dǎo)電的，在其中應(yīng)用碳納米管層的特定應(yīng)用中，利用足夠低濃度的碳納米管阻止導(dǎo)電。
圖2示出按照本發(fā)明的另一示例實(shí)施方式，采用垂直碳納米管配置的襯底200的一部分的斷面圖。襯底200可應(yīng)用于各種電路結(jié)構(gòu)，如PCB、BGA、半導(dǎo)體襯底(如用于集成電路芯片或倒裝芯片)和其它。在這方面，用作襯底200的材料可以是一種或多種不同的材料，如環(huán)氧材料、樹脂或含硅材料。
碳納米管相對(duì)窄的列220、222和224有助于垂直導(dǎo)熱，例如作為襯底200中的熱通路。這種垂直配置可從某些襯底區(qū)域和/或某些電路元件導(dǎo)熱，如襯底200中的通路或襯底上表面附近的電路元件(在此，以示例的方式示出為元件230、232和234)。
當(dāng)襯底200被當(dāng)作BGA型襯底時(shí)，可設(shè)置碳納米管列220、222和/或224以便有利于從襯底上表面附近的互連垂直導(dǎo)熱。當(dāng)襯底200用作集成電路型襯底時(shí)，可將碳納米管列220、222和/或224設(shè)置在襯底中的邏輯型電路部件和/或有源區(qū)域附近，以便有利于從這些部件和/或區(qū)域?qū)?。在這方面，可特別調(diào)整碳納米管列如列220、222和224的形狀、尺寸和位置，以便從襯底中的特定位置沿特定方向?qū)帷＠?，可配置一個(gè)或多個(gè)列以便從電路元件向外導(dǎo)熱，如元件230、232和/或234。
在更一步的實(shí)現(xiàn)中，熱沉240與一個(gè)或多個(gè)碳納米管結(jié)構(gòu)連接，如圖2所示，可選地與碳納米管列220、222和224連接。熱沉240包括導(dǎo)熱材料，并被設(shè)置成從碳納米管列導(dǎo)熱，并將熱量傳導(dǎo)出襯底200。在一些例子中，利用例如傳導(dǎo)導(dǎo)熱、對(duì)流導(dǎo)熱或其它方法，進(jìn)一步地冷卻熱沉240。
圖3示出按照本發(fā)明的另一示例實(shí)施方式，PCB(印制電路板)襯底配置300的截面視圖，采用垂直和水平設(shè)置的導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)二者。PCB襯底結(jié)構(gòu)300具有襯底310，以示例的方式標(biāo)識(shí)為包括BT樹脂，分別具有上和下碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)320和322。相對(duì)垂直的碳納米管傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)330、332、334、336和338在上和下碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)320和322之間延伸，并在其間傳導(dǎo)熱。在圖3中，以示例的方式示出碳納米管結(jié)構(gòu)的尺寸、配置和數(shù)量；然而，對(duì)于各種應(yīng)用，在這些和其它相關(guān)的條件方面有許多變化(例如增加垂直碳納米管結(jié)構(gòu))。
上碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)320從與襯底310的上表面312連接的電路和/或襯底導(dǎo)熱。通過(guò)垂直碳納米管傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)330-338從上碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)320進(jìn)一步導(dǎo)熱，并且向下碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)322導(dǎo)熱。相反地，熱量也可按照相反的方向傳輸，即通過(guò)垂直碳納米管傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)330-338從下碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)322向上碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)320導(dǎo)熱。
可采用襯底配置300實(shí)現(xiàn)各種電路。例如，以示例方式示出的半導(dǎo)體芯片340可以使用上述圖1所討論的焊盤連接到襯底310。借助于襯底中的互連和/或通路，焊盤將半導(dǎo)體芯片340電連接到襯底310的下表面314上的觸點(diǎn)(例如，焊料球351-357)。襯底配置300中的電路互連和通路形成半導(dǎo)體芯片340和觸點(diǎn)之間的電連接。在一些應(yīng)用中，襯底310中的碳納米管傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)按照有利于從其導(dǎo)出熱量的方式設(shè)置在互連和/或通路附近。
圖4示出按照本發(fā)明的另一示例實(shí)施方式，電路配置400的截面視圖，基于納米管的散熱結(jié)構(gòu)與導(dǎo)電互連和通路相鄰并與之絕緣。BT樹脂型襯底410包括大體橫跨襯底410而延伸的傳導(dǎo)碳納米管結(jié)構(gòu)420-428。各個(gè)碳納米管結(jié)構(gòu)420-428包括碳納米管和環(huán)氧型材料的混和物。
許多導(dǎo)電跡線和通路從襯底410的上表面區(qū)域412向襯底的下表面區(qū)域414延伸。所顯示的通路包括通路440-446，所顯示的跡線(或焊盤)包括上表面區(qū)域412處的跡線450-453和下表面區(qū)域414處的跡線454-457。以示例的方式，示出下表面414處的跡線或焊盤454-457與焊料球連接。
上表面412處的跡線450-453通過(guò)鍵合線連接和/或直接與上表面上的電路部件連接。一種這樣的電路部件顯示的是硅芯片460，通過(guò)鍵合線連接到跡線450-453中的每一個(gè)?？蛇x地，硅芯片460的下部分461直接與跡線451或452連接(或其它，例如位于沿大大體垂直于所顯示的截面的方向)。
以上所描述和圖中顯示的各種實(shí)施方式只是以舉例說(shuō)明的方式提供，不應(yīng)被認(rèn)為限制本發(fā)明?；谏鲜鲇懻摵驼f(shuō)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易地認(rèn)識(shí)到對(duì)本發(fā)明可以作各種更改和改變，不必嚴(yán)格地遵從本文說(shuō)明和描述的示例實(shí)施方式和應(yīng)用。例如，可采用與碳不同的其它材料如硼或附加該材料，實(shí)現(xiàn)碳納米管。此外，以示例的方式討論的襯底型材料可采用許多不同的材料實(shí)現(xiàn)，單獨(dú)使用和/或結(jié)合另一種材料或結(jié)合上述材料使用。此類更改和改變并不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍。
權(quán)利要求
1.一種集成電路芯片配置(100)，包括具有厚度并且垂直于該厚度橫向延伸的襯底(110)；配置成用于支撐電路的上表面層(110)；以及位于襯底中并且在上表面層下方的碳納米管材料的支撐層(120)，該支撐層被配置和設(shè)置成結(jié)構(gòu)支撐該襯底和在上表面層處形成的集成電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的配置，其中支撐層包括碳納米管矩陣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的配置，其中碳納米管矩陣包括基本上橫跨全部襯底而延伸的許多碳納米管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的配置，其中支撐層被配置和設(shè)置成經(jīng)襯底散熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的配置，其中襯底包括上表面層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的配置，其中支撐層基本上橫跨過(guò)整個(gè)襯底而延伸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的配置，其中碳納米管材料的支撐層被配置和設(shè)置成用于耗散襯底中的熱量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的配置，其中支撐層被配置和設(shè)置成用于從襯底中的電路去除熱量。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的配置，其中支撐層被配置和設(shè)置成用于從與襯底連接的電路去除熱量。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的配置，其中支撐層與襯底中的電路電絕緣。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的配置，還包括穿過(guò)支撐層的至少一部分而延伸的至少一個(gè)電路；以及被配置和設(shè)置成用于將支撐層中的碳納米管與該至少一個(gè)電路電絕緣的絕緣材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的配置，其中襯底包括被配置成用于引導(dǎo)熱量離開襯底的選定部分的碳納米管。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的配置，其中碳納米管具有長(zhǎng)度大于寬度的大體管狀結(jié)構(gòu)，并且，其中所述碳納米管被配置成沿其長(zhǎng)度方向引導(dǎo)熱量離開所述選定部分。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的配置，其中碳納米管材料的支撐層包括多個(gè)具有長(zhǎng)度大于寬度的大體管狀結(jié)構(gòu)的碳納米管，并且，其中碳納米管被配置成使得碳納米管的長(zhǎng)度在壓縮中提供對(duì)結(jié)構(gòu)的基本支撐。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的配置，還包括熱沉，該熱沉與碳納米管材料的支撐層熱連接，并且被配置成碳納米管材料從襯底去除熱量。
16.一種電路配置(400)，包括具有厚度并且垂直于該厚度而橫向延伸的襯底(410)；具有導(dǎo)電焊盤(450、451、451、453)的襯底的上表面區(qū)域(412)，所述導(dǎo)電焊盤(450、451、451、453)被配置和設(shè)置成用于連接到集成電路芯片；具有導(dǎo)電焊盤(454、455、456、457)的襯底的下表面區(qū)域(414)，所述導(dǎo)電焊盤(454、455、456、457)被配置和設(shè)置成用于連接到外部電路；導(dǎo)電互連系統(tǒng)(440、442、444、446)，在下表面上的導(dǎo)電焊盤和上表面上的導(dǎo)電焊盤之間延伸并連接二者，并且被配置和設(shè)置成可在導(dǎo)電焊盤之間傳送信號(hào)；碳納米管層(420、422、424、426、428)，在襯底中垂直位于上和下表面之間，并且跨越襯底的至少一部分橫向延伸，該碳納米管層包括碳納米管，所述碳納米管被配置和設(shè)置成用于以下作用之一結(jié)構(gòu)支撐襯底，以及傳導(dǎo)襯底中的熱量；具有互連(440、442、444、446)的導(dǎo)電互連系統(tǒng)，互連(440、442、444、446)穿過(guò)支撐層而延伸并與碳納米管電絕緣。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的配置，其中碳納米管被配置和設(shè)置成用于從襯底的選定區(qū)域向外導(dǎo)熱。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的配置，其中碳納米管被配置和設(shè)置成用于從穿過(guò)支撐層而延伸的互連向外導(dǎo)熱。
19.根據(jù)權(quán)利要求16的配置，其中在互連穿過(guò)其而延伸的位置處，碳納米管層包括絕緣材料，該絕緣材料被配置和設(shè)置成將碳納米管與互連電絕緣。
20.根據(jù)權(quán)利要求16的配置，其中碳納米管層被配置和設(shè)置成為襯底提供基本的結(jié)構(gòu)支撐。
21.根據(jù)權(quán)利要求16的配置，其中碳納米管層包括基本上整個(gè)襯底，并且，其中導(dǎo)電互連系統(tǒng)位于碳納米管層中。
22.一種用于制造傳輸熱量的集成電路襯底的方法，該方法包括表征集成電路襯底的熱產(chǎn)生部件(230、232、234)；以及在襯底中設(shè)置碳納米管結(jié)構(gòu)(220、222、224)以便從所述熱產(chǎn)生部件向外傳輸熱量。
23.根據(jù)權(quán)利22的方法，其中在襯底中配置碳納米管結(jié)構(gòu)以便從所述熱產(chǎn)生部件向外傳輸熱量包括，緊鄰熱產(chǎn)生部件設(shè)置碳納米管結(jié)構(gòu)的第一端，以及在適于從襯底去除熱量的位置處設(shè)置碳納米管結(jié)構(gòu)的第二端。
24.根據(jù)權(quán)利23的方法，還包括，沿著大體平行于所述第一端和第二端之間的方向的方向，在碳納米管結(jié)構(gòu)中設(shè)置長(zhǎng)度基本上大于寬度的碳納米管，以便沿碳納米管的長(zhǎng)度方向傳輸熱量。
全文摘要
碳納米管材料用于集成電路襯底中。按照示例實(shí)施方式，集成電路配置(100)包括其中具有碳納米管結(jié)構(gòu)(120)的襯底(110)。按照一種或多種不同的方式設(shè)置碳納米管結(jié)構(gòu)，以提供結(jié)構(gòu)支撐和/或?qū)嵝?。在一些例子中，碳納米管結(jié)構(gòu)被設(shè)置成為集成電路配置提供基本上全部的結(jié)構(gòu)支撐。在其它例子中，碳納米管結(jié)構(gòu)被設(shè)置成用于在整個(gè)襯底上散熱。在另外的其它例子中，碳納米管結(jié)構(gòu)被設(shè)置成用于從碳納米管襯底的選定部分去除熱量。
文檔編號(hào)H01L23/538GK101095226SQ200580045604
公開日2007年12月26日 申請(qǐng)日期2005年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月4日
發(fā)明者克里斯·懷蘭德 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司