[发明专利]形成金刚石微通道结构的方法和所得到的器件

说明书

技术领域

公开的实施例一般涉及集成电路器件的冷却，更具体地涉及形成 金刚石微通道结构的方法以及包括该结构的冷却系统和器件。

背景技术

在集成电路器件的性能和功能随着每一代设计而改进时，半导体 器件制造商正面临着这些器件功耗也相应增长的问题。因此，下一代 集成电路器件包括例如多核构架，这可能对冷却方案提出更高的要 求，并因此可能需要提供更高热耗散的热解决方案。已经为当前集成 电路器件和下一代集成电路器件而提出的热解决方案包括液体冷却 解决方案以及其它方案。集成电路管芯的液体冷却系统可以包括邻近 该管芯设置的一个或多个小的通道(例如微通道)，并且流体可以流 经这些通道以从管芯中带走热量。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种形成通道的方法。该方法包 括：在衬底上形成沟槽，所述衬底由半导体材料构成；在该沟槽中生 长金刚石或者类金刚石材料以形成热传导结构；以及去除所述衬底的 邻近所述热传导结构的至少一部分以形成通道，所述热传导结构形成 所述通道的壁。

根据本发明的另一个方面，提供了另一种形成通道的方法。该方 法包括：在晶片的一面形成许多沟槽，所述晶片包括硅；在所述沟槽 的表面上形成多个成核位置；从所述成核位置生长金刚石以在所述沟 槽中形成金刚石结构；去除所述衬底的部分以形成许多通道，其中每 个通道的至少一个壁由所述金刚石结构中的一个提供。

根据本发明的另一个方面，提供了一种集成电路器件。该集成电 路器件包括：由硅构成的管芯，所述管芯具有设置在正面上的电路； 设置在所述管芯的相对的背面上的许多通道，其中每个所述通道的至 少一个壁由许多金刚石结构中的一个形成；以及附着到所述管芯的盖 板，所述盖板覆盖所述通道。

根据本发明的另一个方面，提供了一种冷却系统。该冷却系统包 括：板；设置在所述板上的存储器件；设置在所述板上并且与所述存 储器件耦合的处理器件，所述处理器件包括其中在正面上设置电路并 且在相对的背面上设置许多通道的管芯，其中每一个所述通道的至少 一个壁由许多金刚石结构中的一个形成，所述处理器件还包括附着到 所述管芯并且覆盖所诉通道的盖板；以及与所述许多通道耦合的闭合 回路流体冷却系统。

附图说明

图1是示出用于形成金刚石微通道结构的方法的实施例的框图；

图2A-2I是示出图1所示方法的实施例的示意图；

图3是示出根据公开的实施例形成的晶片的实施例的示意图；

图4是示出形成用于金刚石生长的成核位置的方法的实施例的 框图；

图5A-5C是示意图，每个示意图示出根据公开的实施例形成的 通道的图案的实施例；

图6是示出包括金刚石微通道结构的集成电路器件的实施例的 示意图；

图7是示出液体冷却系统的实施例的示意图；

图8是示出其中可以包括根据公开实施例形成的部件的计算机 系统的实施例的示意图。

具体实施方式

现在参考图1，其示出了形成金刚石微通道结构的方法100的实 施例。图1所示方法100的实施例将在图2A到图2I的示意图中进一 步说明，并且应该参照下文中使用的这些附图。

参考图1中的方框110，在半导体衬底的背面形成一个或多个沟 槽。这在图2A和图2B中示出。首先参考图2A，提供了衬底210。 衬底210可以看作为具有正面211和相对的背面212。然而，应该理 解，标记“正面”和“背面”是任意的，并且还可以利用适当的惯例 来引用衬底210的各个面。在一个实施例中，衬底210包括半导体晶 片，在该半导体晶片上将要(或者已经)形成用于大量管芯的集成电 路。例如，如图2A-2I所示，衬底210包括管芯205a和205b。半导 体晶片可以由任意适当的材料构成，例如硅、绝缘体上硅(SOI)、砷 化镓，或者其它材料或者材料的组合。根据一个实施例，该衬底的厚 度达到600μm。