[发明专利]集成热电冷却

说明书

本公开内容的实施例描述了用于集成热电冷却的技术和构造。在一个实施例中，冷却组件包括：半导体衬底；第一电路，其设置在所述半导体衬底上并且被配置为在操作时产生热量；以及第二电路，其设置在所述半导体衬底上并且被配置为通过热电冷却来移除热量。可以描述和/或要求保护其它实施例。

技术领域

本公开内容的实施例总体上涉及集成电路领域，并且更具体而言涉及用于集成热电冷却的技术和构造。

背景技术

对形成在管芯上的电路(例如，晶体管)的局部加热是在挑战当前散热技术的极限，尤其是作为用于采用较新架构的这种电路的技术，例如基于鳍状物的技术，例如三栅极晶体管器件、量子阱、基于纳米线的晶体管等。在这些技术中，鳍状物结构或类似的结构可以由用作晶体管的沟道的半导体材料组成。鳍状物结构的较高且较窄的剖面可以刻意地提高器件的性能。另外，可以用电介质材料来使每个鳍状物或器件电绝缘，所述电介质材料可以使鳍状物结构热绝缘。

随着鳍状物结构继续缩放至更小的尺寸(例如，小于10纳米的鳍状物宽度)以提供具有更好性能的更小管芯，鳍状物结构的半导体材料的导热性可能由于声子散射而降低。因此，每个晶体管操作所产生的热量可以被限制于沟道区中的小体积(例如，在栅极下面)，并且所述热量无法通过沿薄的鳍状物到块体材料(例如，半导体衬底的体硅)的热传导或者通过栅极或源极/漏极接触部金属而消散。在这些情况下，可以在沟道区中观察到有时被称作“热点”的高度局部化的热量，所述“热点”可能对器件和/或互连件可靠性产生不利影响。

附图说明

结合附图通过以下具体实施方式将容易地理解实施例。为了便于描述，相似的附图标记表示相似的结构元件。在附图中的图中，通过示例的方式而不是限制的方式示出了实施例。

图1示意性地示出了根据一些实施例的采用晶片形式和单一化形式的示例性管芯的顶视图。

图2示意性地示出了根据一些实施例的集成电路(IC)组件的截面侧视图。

图3示意性地示出了根据一些实施例的热电冷却(TEC)设备。

图4示意性地示出了根据一些实施例的半导体衬底上的发热电路和TEC电路的示例性构造的截面透视图。

图5示意性地示出了根据一些实施例的半导体衬底上的发热电路和TEC电路的另一个示例性构造的截面透视图。

图6示意性地示出了根据一些实施例的半导体衬底上的发热电路和TEC电路的另一个示例性构造的截面图。

图7示意性地示出了根据一些实施例的半导体衬底上的发热电路和TEC电路的另一个示例性构造的截面透视图。

图8示意性地示出了根据一些实施例的图7的TEC电路的示例性构造的截面图。

图9示意性地示出了根据一些实施例的半导体衬底上的发热电路和TEC电路的另一个示例性构造的截面图。

图10示意性地示出了根据一些实施例的制造TEC电路的方法的流程图。

图11示意性地示出了根据一些实施例的可以包括如本文中所述的TEC电路的示例性系统。

具体实施方式

本公开内容的实施例描述了用于集成热电冷却的技术和构造。例如，根据各种实施例，可以与晶体管电路或管芯的其它发热电路整体形成热电冷却电路。在以下具体实施方式中，参考了形成具体实施方式的一部分的附图，其中在整个说明书中，相似的附图标记表示相似的部分，并且其中通过可以实践本公开内容的主题内容的说明实施例的方式示出了具体实施方式。应当理解的是，可以利用其它实施例，并且在不脱离本公开内容的范围的情况下可以做出结构上或逻辑上的改变。因此，下面的具体实施方式不能被理解为限制性意义，并且实施例的范围由所附权利要求及其等同物来限定。