專利名稱：用于集成電路器件的熱沉和熱接口以及冷卻電阻器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱沉，特別是用于集成電路器件如包括精密電阻器的電阻器的熱沉。
背景技術(shù)：
在集成電路工作時，集成電路中的一些器件將產(chǎn)生熱量。對于有些類型的器件，例如包括電阻器特別是這樣的。而且，集成電路中的有些器件易于受熱并且可能具有受到熱量負面影響的某電特性。加熱效果對于高精密器件特別有害，其中該熱效果破壞了特定器件工作的精度。
例如，設(shè)計成承載相對大量電流的高精密電阻器將產(chǎn)生相當量的熱量。由精密電阻器產(chǎn)生的熱量將使電阻器本身加熱(“自加熱”)，由此改變高精密電阻器的電阻。由集成電路器件經(jīng)受的自加熱效果可能對于被不良熱導(dǎo)體包圍的集成電路器件來說進一步惡化，上述不良熱導(dǎo)體阻礙了熱消散。通常情況下，也具有不良導(dǎo)熱性的電絕緣體包圍很多集成電路器件。因此，很多集成電路器件的設(shè)計增加了器件對自加熱的負面效果的易感性。
相應(yīng)地，集成電路內(nèi)的有些類型的電子器件通過導(dǎo)熱路徑與熱沉熱接觸可能是有利的。另外，導(dǎo)熱路徑的熱導(dǎo)體越好，可以由熱沉消散越多的熱量，允許電子器件在更高的電流值下工作而不會由于熱量而破壞自己。而且，具有熱沉的電子器件可能在窄設(shè)計指標內(nèi)更好地工作，同時傳導(dǎo)大量電流。
應(yīng)該指出的是，最好的熱導(dǎo)體通常也是電導(dǎo)體。另外，使導(dǎo)電熱導(dǎo)體與電子器件和熱沉接觸將通常使電子器件與地短路。相應(yīng)地，需要能很好地傳導(dǎo)熱量但是不導(dǎo)電的熱路徑。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的第一方案中，熱沉包括具有高導(dǎo)熱率并構(gòu)成為與電阻路徑接觸的第一電絕緣體以及設(shè)置成與第一電絕緣體熱接觸并具有高導(dǎo)熱率的電導(dǎo)體。
在本發(fā)明的另一方案中，電阻器包括設(shè)置在第一基板中的電阻路徑、以及設(shè)置成與電阻路徑熱接觸并具有高導(dǎo)熱率的電絕緣體。電阻器還包括與電絕緣體相鄰設(shè)置的第二基板、以及設(shè)置在第二基板中并與電絕緣體熱接觸的具有高導(dǎo)熱率的電導(dǎo)體。
在本發(fā)明的又一方案中，集成電路中的熱接口包括與第一電導(dǎo)體和第二導(dǎo)電體鄰接的高導(dǎo)熱率電絕緣體膜。
在本發(fā)明的再一方案中，冷卻電阻器的方法包括形成與電阻路徑熱接觸的具有高導(dǎo)熱率的第一電絕緣體、形成與電絕緣體相鄰的基板。該方法還包括在第二基板內(nèi)形成具有高導(dǎo)熱率并與電絕緣體熱接觸的第一電導(dǎo)體。


圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的連接到熱沉的電阻器的實施例的剖面圖；圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的連接到熱沉的電阻器的實施例的剖面圖；圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的連接到熱沉的電阻器的實施例的剖面圖；圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的連接到熱沉的電阻器的實施例的剖面圖；圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的連接到熱沉的電阻器的實施例的頂部圖；圖6是表示根據(jù)本發(fā)明的連接到熱沉的電阻器的實施例的剖面圖；圖7是表示根據(jù)本發(fā)明的連接到熱沉的電阻器的實施例的剖面圖；
圖8是表示根據(jù)本發(fā)明的連接到熱沉的電阻器的實施例的頂部圖；圖9是表示根據(jù)本發(fā)明的連接到熱沉的電阻器的實施例的頂部圖；和圖10是表示根據(jù)本發(fā)明的連接到熱沉的電阻器的實施例的頂部圖；具體實施方式
本發(fā)明涉及例如用于集成電路器件如包括精密電阻器的電阻器的熱沉。在本發(fā)明的實施例中，熱沉接觸設(shè)置成與導(dǎo)電基板或熱導(dǎo)體相鄰(所述導(dǎo)電基板或熱導(dǎo)體除了能導(dǎo)電之外還具有良好的導(dǎo)熱率)，并在其間具有高導(dǎo)熱率電絕緣體的相對薄層。熱導(dǎo)體形成有到達熱沉的有效熱路徑，并且由于高導(dǎo)熱率電絕緣體設(shè)置在電阻器和熱沉接觸之間，因此熱沉接觸可以由金屬或具有良好導(dǎo)熱性的其它電導(dǎo)體制成。這提供了良好的導(dǎo)熱率而不使電阻器與地電短路。熱沉接觸熱導(dǎo)體提供用于電阻器的增強的冷卻，允許電阻器無故障地傳導(dǎo)更高電流值。
參見圖1，熱沉100包括位于兩個淺溝槽絕緣體12之間的導(dǎo)電基板10。導(dǎo)電基板10可用本領(lǐng)域公知的用于形成半導(dǎo)體中的導(dǎo)電基板的任何方法來形成，如在基板上設(shè)置多晶硅導(dǎo)電路徑。淺溝槽隔離12可以由本領(lǐng)域公知的用于形成淺溝槽隔離的任何方法來形成，例如形成溝槽并在溝槽中淀積氧化物。
與導(dǎo)電基板10熱接觸地形成高導(dǎo)熱率電絕緣體(HTCEI)膜或?qū)?4。在本發(fā)明的所有方案中是用的高導(dǎo)熱率電絕緣體膜包括例如氧化鋁(Al2O3)、氧化鈹(BeO)、氧化鈰(CeO2)和氧化鈷(CoO)的薄層。由于在相對薄層中形成HTCEI膜14，因此HTCEI膜14提供電絕緣同時具有對導(dǎo)電基板10和周圍材料之間導(dǎo)熱性的較小干擾。
熱沉接觸18設(shè)置成與HTCEI膜14熱接觸。熱沉接觸18可以由金屬如鎢或銅制成，并且可以采取填充通孔的金屬的形式。與HTCEI膜14相鄰的是高導(dǎo)熱率絕緣體16。高導(dǎo)熱率絕緣體16包圍熱沉接觸18的下部分，并與HTCEI膜14熱接觸。在高導(dǎo)熱率絕緣體16的頂部并與熱沉接觸18的側(cè)面接觸的是電絕緣體17。電絕緣體17可以是或不是高導(dǎo)熱率材料。在熱沉接觸18的頂部并與熱沉接觸18熱接觸的是金屬接觸20。金屬接觸20將熱沉接觸18熱連接到被熱沉100冷卻的電路器件。
參見圖2，其中示出了電阻器結(jié)構(gòu)200。與圖1的熱沉100相似，圖2的電阻器結(jié)構(gòu)200包括提供電絕緣和良好熱傳導(dǎo)的HTCEI膜14。另外，電阻器結(jié)構(gòu)200包括電阻器11。在電阻器11頂部的是HTCEI膜14，并在HTCEI膜14頂部的是高導(dǎo)熱率絕緣體24。穿過高導(dǎo)熱率絕緣體24中的通孔的是用做熱沉接觸18的通路金屬。熱沉接觸18貫穿高導(dǎo)熱率絕緣體24并與HTCEI膜14接觸。在熱沉接觸18頂部的是金屬接觸20，金屬接觸20將電阻器11熱連接到熱沉。電阻器11還可包括任何類型的半導(dǎo)體器件。
在電阻器11的每端是引導(dǎo)到導(dǎo)線28的電接觸26。導(dǎo)線28和電接觸26向電阻器11提供輸入和輸出。接觸電導(dǎo)體11的電接觸26被高導(dǎo)熱率絕緣體24包圍。
在工作時，導(dǎo)線28和電接觸26向電阻器11提供電輸入和輸出。當電流經(jīng)過時加熱電阻器11。然后熱量將從電阻器11流進HTCEI膜14，然后沿熱路徑19進入高導(dǎo)熱率絕緣體24。一旦在高導(dǎo)熱率絕緣體24中，熱量將沿著熱路徑21流向熱沉接觸18。此外，熱量將從電阻器11經(jīng)過HTCEI膜14、通過熱路徑23流進熱沉接觸18。一旦在熱沉接觸18中，熱量將沿著熱路徑25流到金屬接觸20中，并流進一個與圖1熱沉100相似的熱沉。
參見圖3，其中示出了根據(jù)本發(fā)明的用于高頻應(yīng)用的熱沉結(jié)構(gòu)的實施例。熱沉結(jié)構(gòu)300包括其上具有HTCEI膜14的電阻器11。電阻器11可包括多晶硅導(dǎo)電路徑、和/或薄金屬膜。高導(dǎo)熱率絕緣體30設(shè)置在電阻器11下面和氮化物層32(還稱為絕緣體)的頂部。氮化物層32還可以是HCTEI膜。高導(dǎo)熱率絕緣體34形成在HTCEI膜14的頂部，并被層間電介質(zhì)(ILD)47包圍。ILD 49的層將氮化物絕緣體32和基板52彼此分開。在電阻器11一端上的是與金屬線38接觸的電接觸36。
在與電接觸36相反的電阻器11一端上的是熱沉接觸40。熱沉接觸40貫穿厚高導(dǎo)熱率層34并與HTCEI膜14接觸和穿過它，從而與電阻器11進行熱接觸和電接觸。在熱沉接觸40的頂部的是金屬接觸42。固定在金屬接觸42的底部并位于熱沉接觸40附近的是第一熱導(dǎo)體44。(熱沉接觸40用做電接觸，還用于向熱沉傳導(dǎo)熱量)。
第一熱導(dǎo)體44穿過高導(dǎo)熱率絕緣體30和氮化物層32，并與金屬接觸20進行熱接觸。金屬接觸20經(jīng)過圖1中的熱沉接觸18與熱沉(100)進行熱接觸。第一熱導(dǎo)體金屬接觸20由高導(dǎo)熱材料如金屬制成。金屬接觸20的結(jié)構(gòu)以及熱沉接觸18和HTCEI膜14位于電阻器11的每端上，在那里，金屬接觸20與氮化物層32接觸。
在工作時，電流從電阻器11的一端經(jīng)過在一端的電接觸36和金屬線38以及在另一端的熱沉40和金屬接觸42流到另一端。由流經(jīng)電阻器11的電流產(chǎn)生的熱量沿著熱路徑31和33傳遞到熱沉接觸40中并沿著路徑35傳遞到金屬接觸42中。在經(jīng)過金屬接觸42之后，熱量流經(jīng)由熱路徑37表示的第一熱導(dǎo)體44并進入由路徑39和41表示的第二熱導(dǎo)體46，并到達基板52。
而且，在電流流動期間，熱量沿著由熱路徑43表示的電阻器11的長度從電阻器11經(jīng)過并穿過高導(dǎo)熱率絕緣體30。穿過高導(dǎo)熱率絕緣體30之后，熱量經(jīng)過氮化物層32，然后沿著金屬路徑45進入金屬接觸20。一旦在金屬接觸20中，熱量沿著由箭頭39和41表示的熱路徑流到基板52中。具有熱沉300的電阻器具有相對良好的高電流特性，這是因為在電阻器的一端的熱沉導(dǎo)致的，同時通過具有減少的寄生電容和其他寄生效果而保持相對良好的高頻響應(yīng)。
另一熱路徑包括從電阻器11流進HTCEI膜14并沿著熱路徑51進入高導(dǎo)熱率絕緣體34的熱量。然后熱量沿著熱路徑53流動并沿著高導(dǎo)熱率絕緣體34的長度流進熱沉接觸40。另外，熱量可能沿著薄高導(dǎo)熱率層14流進熱沉接觸40。熱量然后經(jīng)過由箭頭33、35、37、39和41表示的熱路徑消散(如圖3的左側(cè)所示)。
參見圖4，其中示出了根據(jù)本發(fā)明的具有用于低頻應(yīng)用的熱沉結(jié)構(gòu)400的電阻器的實施例。具有熱沉結(jié)構(gòu)400的電阻器包括在一端連接到電接觸36和在另一端連接到熱沉接觸40的電阻器11。電阻器11設(shè)置在高導(dǎo)熱率絕緣體30的頂部，而絕緣體30位于絕緣體32如氮化物層的頂部。HTCEI膜14形成在電阻器11上，并且高導(dǎo)熱率絕緣體34形成在HTCEI膜14上。電接觸36和熱沉接觸40都穿過高導(dǎo)熱率絕緣體34和HTCEI膜14，從而與電阻器11熱接觸和電接觸。
氮化物層32設(shè)置在金屬基板54的頂部。金屬基板54設(shè)置在ILD層49的頂部，而ILD層49位于基板52的頂部。金屬基板54還與熱沉接觸18熱連通。此外，ILD層47位于高導(dǎo)熱率絕緣體34頂部。
電接觸36連接到金屬線38，熱沉接觸40連接到金屬接觸42。電接觸36和熱沉接觸40一起向電阻器11提供電輸入和輸出。除了熱沉接觸40之外，第一熱接觸44連接到金屬接觸42。第一熱接觸44延伸穿過高導(dǎo)熱率絕緣體30和氮化物層32，并連接到金屬基板54。連接到金屬基板54底部的是熱沉接觸18。熱沉接觸18經(jīng)過HTCEI膜14連接到基板52。
在電阻器10工作期間，熱量沿著熱路徑31流進熱沉接觸40，然后沿著熱路徑33流進金屬接觸42。然后熱量沿著熱路徑35流經(jīng)金屬接觸42，并進入第一熱導(dǎo)體44。熱量沿著熱路徑37流經(jīng)第一熱導(dǎo)體44并進入金屬基板54。熱量然后沿著熱路徑55流經(jīng)金屬基板54并進入熱沉接觸18。熱量然后沿著熱流路徑41流經(jīng)熱沉接觸18、經(jīng)過HTCEI膜14并進入基板52。
此外，熱量可以從電阻器11經(jīng)過高導(dǎo)熱率絕緣體30和氮化物層32、沿著一般由結(jié)構(gòu)兩端的熱路徑59和熱路徑89表示的熱流路徑流進金屬基板54。在金屬基板54內(nèi)，熱量沿著熱路徑57和87流向金屬基板54的一端，并分別沿著熱流路徑41和81經(jīng)過熱沉接觸18。熱量然后經(jīng)過HTCEI膜14流進基板52。
參見圖5，其中示出了根據(jù)本發(fā)明的電阻器和熱沉結(jié)構(gòu)500的頂部圖。具有熱沉500的電阻器包括電阻器11。在電阻器11的每端上的金屬線38通過電接觸36與電阻器11電連接。金屬接觸38向電阻器11提供電輸入和輸出。
在電阻器11的一端的是金屬接觸63。金屬接觸63通過熱沉接觸61與電阻器11熱連通。另外，金屬接觸63通過位于金屬接觸63下面的熱路徑65與熱沉電連通。
在工作時，電接觸38提供使電流經(jīng)過電接觸36流進和流出電阻器11的路徑。金屬接觸63提供與熱沉接觸61連接的在電阻器11的一端的一部分熱路徑以及使熱量從電阻器11流向熱沉的熱路徑65。
參見圖6，其中示出了根據(jù)本發(fā)明的具有熱沉600的電阻器的實施例。應(yīng)該指出，具有熱沉600的電阻器應(yīng)該具有優(yōu)異的高頻響應(yīng)性能，同時由于在電阻器的每端上的導(dǎo)熱路徑而仍然保持良好的導(dǎo)熱性。
圖6的具有熱沉600的電阻器包括被絕緣膜15如氮化物膜覆蓋的電阻器11。絕緣膜15被高導(dǎo)熱率絕緣體56覆蓋。電阻器11位于絕緣基板30上，而絕緣基板30設(shè)置在電絕緣體32如氮化物膜的頂部。電絕緣體32在一端被第三熱導(dǎo)體46和ILD49支撐。ILD層49位于基板52頂部。
在高導(dǎo)熱率絕緣體56的頂部上的是ILD47。具有電阻器11的電接觸由貫穿ILD 47、高導(dǎo)熱率絕緣體56和絕緣體15的電接觸36和58構(gòu)成，從而與電阻器11進行電接觸。電接觸36和58還分別連接到金屬線38和60(例如，與其它實施例相似的有源電阻器接觸)。相應(yīng)地，電接觸36和58向電阻器11提供電輸入和輸出。
分別連接到金屬接觸42和64的熱沉接觸40和62與電阻器11的每端接觸。如圖6的左側(cè)所示，金屬接觸42經(jīng)熱導(dǎo)體44和HTCEI膜14連接到熱沉基板52。金屬接觸64同樣連接到熱沉基板52。
當電流經(jīng)過電阻器11時，由電流產(chǎn)生的熱量經(jīng)過各個熱路徑進入周圍基板并進入基板。例如，熱量可以從電阻器11的一端沿著熱路徑31進入熱沉接觸40。然后熱量經(jīng)過接觸40沿著熱路徑33進入金屬接觸42，在那里熱量沿著熱路徑35進入第一熱導(dǎo)體44。在熱導(dǎo)體44中，熱量沿著路徑37流進金屬接觸20。熱量經(jīng)過金屬接觸20的熱路徑39并經(jīng)過熱沉接觸18的熱路徑41穿過HTCEI膜14并進入基板52。在由熱路徑69、71、73、75、79和81(在下面討論)所表示的電阻器11的相對端上發(fā)生同樣的熱流過程。
另外，來自電阻器11一端的熱量可以流經(jīng)絕緣基板30并沿著熱路徑43進入氮化物層32。熱量然后沿著絕緣基板30和電絕緣體(例如氮化物層)32流動并沿著熱路徑45進入金屬接觸20，并且沿著上述路徑到達基板52。在由熱路徑67、7779和81表示的電阻器11的相對端上發(fā)生同樣的熱流過程。
熱量還可以從電阻器11在長度方向流進高導(dǎo)熱率絕緣體56并沿著熱路徑83流向熱沉接觸62。在熱沉接觸62中之后，熱量可以沿著熱路徑71流進金屬接觸64。然后熱量沿著熱路徑73經(jīng)過金屬接觸64流動并沿著熱路徑75經(jīng)過熱導(dǎo)體66。熱量可以流經(jīng)金屬接觸20并沿著熱路徑79流進熱沉接觸18。
另外，熱量可以從電阻器11流進絕緣基板30并沿著熱路徑67進入氮化物層32。熱量可以沿著絕緣基板30和熱路徑77流向熱導(dǎo)體66，然后沿著上述路徑進入基板52。
參見圖7，其中示出了根據(jù)本發(fā)明的具有熱沉700的電阻器的實施例。具有熱沉700的電阻器是圖4和6中所示的混合結(jié)構(gòu)。除了圖6所示的結(jié)構(gòu)之外，例如，圖7的具有熱沉700的電阻器包括位于電絕緣體32和ILD49之間的金屬基板54，其中ILD49位于基板52頂部。然而，圖7的結(jié)構(gòu)不包括圖6的第二熱導(dǎo)體，就是現(xiàn)在由金屬基板表示。
具有熱沉700的電阻器由于由金屬基板54提供的增加質(zhì)量的導(dǎo)熱路徑而將具有優(yōu)異的高電流性能。然而，在實施例中，結(jié)構(gòu)700由于金屬基板54的寄生電容和其它寄生電效果而將具有減小的高頻響應(yīng)。當電流經(jīng)過電阻器11時，由電流產(chǎn)生的熱量經(jīng)過各個熱路徑流進周圍基板并進入基板，如參見圖6所述的。
例如，熱量可以從電阻器11沿長度方向流進高導(dǎo)熱率絕緣體56并沿著熱路徑83(或53)流向熱沉接觸62(或40)。使用熱路徑83，作為一個例子，一旦在熱沉接觸62中，熱量可以沿著熱路徑71流進金屬接觸64。然后熱量沿著熱路徑73經(jīng)過金屬接觸64流動并沿著熱路徑75經(jīng)過熱導(dǎo)體66。然后熱量可以通過熱路徑79進入金屬基板54并沿著熱路徑81進入熱沉接觸18。然后熱量經(jīng)過薄高導(dǎo)熱率絕緣體14流進基板52。
除了圖6的熱路徑之外，熱量可以從電導(dǎo)體10經(jīng)過絕緣體30和經(jīng)過氮化物層32并沿著熱路徑85進入金屬基板54。然后熱量可以沿著熱基板54的長度沿著熱路徑57和/或87流進熱沉接觸18，在那里熱量分別沿著熱路徑41和/或81流動，并經(jīng)過HTCEI膜14進入基板52。在電阻器11的相對端發(fā)生同樣的熱流過程。
參見圖8，其中示出了與實施例600和700相同的具有熱沉結(jié)構(gòu)的電阻器800的實施例的頂部圖。具有熱沉結(jié)構(gòu)的電阻器800包括具有連接到電阻器11的金屬線38的電阻器10，其中接觸36位于電阻器11的電輸入和輸出端。而且在電阻器11的每端還包括金屬接觸63和64。金屬接觸63和64分別經(jīng)過熱沉接觸61和62連接到電阻器11。金屬接觸63和64分別經(jīng)過導(dǎo)熱路徑65和66與熱沉熱連通。
在工作時，電接觸38是電阻器11的電流輸入和輸出端。熱沉接觸61和62將來自電阻器11的熱量傳導(dǎo)到它們各自的金屬接觸63和64中。然后熱量從金屬接觸63和64分別經(jīng)過熱路徑65和66流到熱沉。
參見圖9，其中示出了根據(jù)本發(fā)明的具有金屬防護環(huán)的熱沉900的電阻器的實施例。具有熱沉900的電阻器包括具有金屬線38的電阻器10，金屬線38經(jīng)過電接觸36連接到電阻器11。金屬接觸63在電阻器11的一端。金屬接觸63經(jīng)過熱沉接觸61連接到電阻器11。金屬接觸63還經(jīng)過熱導(dǎo)體65連接到金屬防護環(huán)70。金屬防護環(huán)70是限定電阻器11的外部周圍的金屬外殼的金屬環(huán)。金屬防護環(huán)70經(jīng)過熱導(dǎo)體74熱連接到熱沉。ILD72可以位于電阻器11和金屬防護環(huán)70之間的區(qū)域中。
在工作時，電接觸36和金屬線38向電阻器11提供電輸入和輸出。在電阻器中由電流產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)到電阻器11外部并進入熱沉，具體地經(jīng)過熱沉接觸61、金屬接觸63和熱導(dǎo)體65到達防護環(huán)70。然后熱量從防護環(huán)70經(jīng)過熱接觸74流到熱沉。
參見圖10，其中示出了具有窄熱沉1000的電阻器的實施例。具有窄熱沉1000的電阻器包括電阻器11。在電阻器11的每端的是電接觸74，電接觸74經(jīng)過接觸76與電阻器11電連通。
另外，電阻器材料棒84連接到電阻器11，并且電阻器材料78的長度連接到棒84。電阻器材料78經(jīng)過熱導(dǎo)體86熱連接到金屬接觸82。熱導(dǎo)體86還將金屬連接器82連接到熱導(dǎo)體80并連接到熱沉。
在工作時，電接觸74向電阻器11提供電輸入和輸出。在電阻器11中由電流產(chǎn)生的熱量通過棒84而從電阻器11傳導(dǎo)出來并進入電阻器材料78。熱導(dǎo)體86和金屬接觸82將熱量從電阻器材料的電阻器材料78傳導(dǎo)到熱沉80。
前面已經(jīng)以典型實施例的方式介紹了本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員都能意識到在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)可以對本發(fā)明做各種修改。
權(quán)利要求
1.一種熱沉，包括具有高導(dǎo)熱率并構(gòu)成為與電阻路徑接觸的第一電絕緣體以及具有高導(dǎo)熱率并被設(shè)置成與第一電絕緣體熱接觸的電導(dǎo)體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的熱沉，其中第一電絕緣體提供電絕緣，同時具有對電阻路徑和周圍材料之間的熱傳導(dǎo)的減少的干擾。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的熱沉，還包括與第一電絕緣體熱接觸并包圍熱沉接觸的高導(dǎo)熱率絕緣體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的熱沉，還包括從電阻路徑經(jīng)過具有高導(dǎo)熱率的電導(dǎo)體或?qū)щ娊^緣體向熱沉接觸形成的熱通路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的熱沉，其中電阻路徑形成在具有高導(dǎo)熱率的電導(dǎo)體的頂部上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的熱沉，還包括在具有高導(dǎo)熱率的電導(dǎo)體上形成的氮化物層；在氮化物層的頂部形成的第二高導(dǎo)熱率絕緣體；和穿過各個熱沉接觸、并經(jīng)由置于其間的金屬接觸進入具有高導(dǎo)熱率的第一電絕緣體形成的熱路徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的熱沉，其中熱路徑包括位于電阻路徑下面并橫跨在上述熱沉接觸中的兩個熱沉接觸之間的金屬基板。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的熱沉，其中熱路徑設(shè)置在熱沉接觸的相反兩側(cè)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的熱沉，其中金屬基板是基本上平行于電阻路徑的縱向長度設(shè)置的第二電絕緣體。
10.根據(jù)權(quán)利要求6的熱沉，其中熱路徑設(shè)置在熱沉接觸的相反兩側(cè)上。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的熱沉，其中第一電絕緣體包括Al2O3、CeO2、CoO或BeO中的至少任何一個。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的熱沉，其中第一電導(dǎo)體包括銅和鎢中的至少一種。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的熱沉，還包括設(shè)置成與電阻路徑熱接觸的具有高導(dǎo)熱率的第二電絕緣體以及設(shè)置成與第二電絕緣體熱接觸的具有高導(dǎo)熱率的第二電導(dǎo)體。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的熱沉，還包括穿過各個熱沉接觸、經(jīng)過置于其間的金屬接觸并進入具有高導(dǎo)熱率的第一電絕緣體形成的熱路徑。
15.一種電阻器，包括設(shè)置在第一基板中的電阻路徑；設(shè)置成與電阻路徑熱接觸并具有高導(dǎo)熱率的電絕緣體；鄰近電絕緣體設(shè)置的第二基板；和設(shè)置在第二基板中并與電絕緣體熱接觸的具有高導(dǎo)熱率的電導(dǎo)體。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的電阻器，其中第一電絕緣體包括Al2O3、CeO2、CoO或BeO中的至少任何一個；和第一電導(dǎo)體包括銅和鎢中的至少一種。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的電阻器，還包括設(shè)置成與第一電絕緣體和第一電導(dǎo)體熱接觸的具有高導(dǎo)熱率的第二電絕緣體。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的電阻器，其中第二電絕緣體的縱向長度基本上設(shè)置成與電阻路徑的縱向長度平行。
19.根據(jù)權(quán)利要求15的電阻器，還包括設(shè)置成與電阻路徑熱接觸的具有高導(dǎo)熱率的第二電絕緣體以及設(shè)置成與第二電絕緣體熱接觸的具有高導(dǎo)熱率的第二電導(dǎo)體。
20.根據(jù)權(quán)利要求15的電阻器，其中穿過各個熱沉接觸、并經(jīng)由置于其間的金屬接觸進入具有高導(dǎo)熱率的第一電絕緣體形成熱路徑。
21.一種集成電路中的熱接口，包括與第一電導(dǎo)體和第二導(dǎo)電體鄰接的高導(dǎo)熱率電絕緣體膜。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的熱接口，其中高導(dǎo)熱率電絕緣體膜包括Al2O3、CeO2、CoO或BeO中的至少任何一個；且第一電導(dǎo)體包括電阻器。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的熱接口，其中第二電導(dǎo)體包括金屬。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的熱接口，其中第二電導(dǎo)體被構(gòu)成為將熱量從高導(dǎo)熱率電絕緣體膜傳導(dǎo)到熱沉。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的熱接口，其中第二電導(dǎo)體被構(gòu)成為將熱量從第一電導(dǎo)體經(jīng)過所述高導(dǎo)熱率電絕緣體膜傳導(dǎo)到熱沉。
26.一種冷卻電阻器的方法，包括形成與電阻路徑熱接觸的具有高導(dǎo)熱率的第一電絕緣體；形成與電絕緣體相鄰的基板；和在第二基板內(nèi)形成具有高導(dǎo)熱率并與電絕緣體熱接觸的第一電導(dǎo)體。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的方法，還包括形成與第一電絕緣體和第一電導(dǎo)體熱接觸的具有高導(dǎo)熱率的第二電絕緣體。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，還包括使第二電絕緣體的縱向長度形成為基本上平行于電阻路徑的縱向長度。
29.根據(jù)權(quán)利要求26的方法，還包括形成與電阻路徑熱接觸的具有高導(dǎo)熱率的第二電絕緣體以及與電絕緣體熱接觸的具有高導(dǎo)熱率的第二電導(dǎo)體。
30.根據(jù)權(quán)利要求26的方法，還包括穿過各個熱沉接觸、并經(jīng)由置于其間的金屬接觸進入具有高導(dǎo)熱率的第一電絕緣體形成熱路徑。
全文摘要
提供一種具有熱沉的電阻器。熱沉包括具有高導(dǎo)熱率的金屬或其它熱導(dǎo)體的導(dǎo)電路徑。為了避免通過熱導(dǎo)體使電阻器與地短路，高導(dǎo)熱率電絕緣體的薄層置于熱導(dǎo)體和電阻器本體之間。相應(yīng)地，電阻器可以承載大量電流，因為高導(dǎo)熱率熱導(dǎo)體將熱量從電阻器傳導(dǎo)到熱沉。提供熱導(dǎo)體和熱沉的各種結(jié)構(gòu)，除了減少寄生電容和其它寄生電效果之外，還可以提供良好的導(dǎo)熱性，這將降低電阻器的高頻響應(yīng)。
文檔編號H01L23/34GK1828877SQ20061000583
公開日2006年9月6日 申請日期2006年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月10日
發(fā)明者埃比尼澤·E.·埃尚, 道格拉斯·D.·庫爾鮑, 埃德蒙得·J.·斯普洛吉斯, 羅伯特·M.·拉塞爾, 特倫斯·B.·胡克, 安東尼·K.·斯坦珀, 威廉·J.·墨菲 申請人:國際商業(yè)機器公司