CN114783967A - 一种芯片液冷散热用硅基腔槽 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种芯片液冷散热用硅基腔槽，在半导体硅片上刻蚀出带微柱阵列的腔槽，在腔槽上下游制作带均匀分流功能的圆柱阵列，并将半导体硅片与半导体硅片盖板键合为一体形成宽型通道结构。液冷工质由进液孔流入后分流进入宽型腔槽通道内，在通道中通过沸腾汽‑液两相流动对芯片进行冷却后由出液孔流出。本发明可以维持和大幅增强流动沸腾过程中液相沸腾和液膜蒸发的换热性能，并显著抑制沸腾过程中工质返流和局部“烧干”现象的产生。本发明带微柱阵列的腔槽冷却结构能够直接与半导体硅基芯片集成为一体，复制性和移植性强，能够有效减少芯片局部热点的产生，保障芯片性能乃至整个系统的安全可靠性，具有结构简单、散热性好和稳定性高的特点。

Description

一种芯片液冷散热用硅基腔槽

技术领域

本发明属于微电子器件散热领域，尤其是一种芯片液冷散热用硅基腔槽，硅基腔槽的结构能够对高功率芯片进行有效冷却。

背景技术

近年来，随着半导体芯片加工技术的突破，以CPU/GPU为代表的芯片集成度大幅提高，引领芯片技术继续沿着摩尔定律的路径向前发展。伴随着芯片集成度和功耗的增加，其单位面积发热强度不断攀升，部分已突破100W/cm²量级，芯片温控问题日益突出。由温升引起的“热障”问题将严重影响芯片工作性能乃至整个系统的安全可靠性。虽然近年来在提高2D/3D芯片散热方面的研究发展已取得明显成效，但芯片散热面临的两大技术难题——即高功率下的有效散热以及表面温度分布均匀性仍未得到根本解决。高功率芯片中的局部“热点”发热强度可达数百甚至上千瓦每平方厘米，不同部位温差的显著增大会损坏材料性能和结构，严重影响芯片工作性能乃至整个系统的安全可靠性，成为制约行业发展的重要瓶颈，而发展芯片级冷却(chip-level cooling)技术则成为解决该问题的关键途径之一。

传统的散热方法包括翅片、风扇、热管等，可以对低功率、大体积的芯片系统进行有效的温控，但对于高功率、小体积的系统冷却存在很大的不足。为了利用微尺度下汽液相变的高效换热效果，微通道流动沸腾换热技术成为了一种实现半导体芯片散热冷却的有效方法，在泵驱作用下液相工质流过集成在芯片上的直径为数十到数百微米的通道，利用沸腾相变潜热吸收芯片产生的热量，从而对芯片进行直接的高效冷却。然而，在流动沸腾过程中，微通道内因气泡受限生长引起的返流现象会引起强烈的汽-液两相流动不稳问题，导致温度和压力的大幅剧烈波动，这对维持芯片温度稳定极为不利，容易诱发形成局部热点，对芯片的稳定运行产生巨大的危害。传统上认为，气泡在微通道内成长过程中受到通道径向空间的限制，会沿通道轴向往上、下游迅速膨胀，这是形成沸腾两相不稳定性的直接原因。为此，在微通道入口位置布置限流结构或装置就成为抑制沸腾流动不稳定性的重要措施，然而研究发现这也会进一步增大微通道内工质的流动压降，增加泵驱功耗和泄漏危险，同时对提高沸腾临界热流密度(CHF)并没有明显帮助。同时，一些学者也提出了在微通道底部增加微柱阵列结构的方法，这种微柱结构由于尺寸较小，充分地利用毛细力及时补充液体工质，减少了局部的干涸现象，对微通道内形成较大的气泡起到一定的抑制作用,相比于普通的光滑微通道，引入微柱阵列结构的微通道有效地提高了对流换热系数和成核效果，但是这种改进结构也没有从根本上解决微通道中气泡生长受限的问题，依然会引起返流现象，进而导致整个系统换热性能的不稳定。

因此，设计一种新型散热结构，能够在继承保留微通道沸腾相变流动换热优异性能的同时又能够有效抑制或避免两相流动不稳性的发生，并提高出现局部液相“烧干”的上限加热功率，这对提升高功率芯片冷却温控性能具有重要意义。

发明内容

为了解决现有技术中存在的不足，本发明提出了一种芯片液冷散热用硅基腔槽，通过对硅基腔槽结构的优化设计，能够在保证微通道沸腾相变流动换热优异性能的同时又能够有效抑制或避免两相流动不稳性的发生，并提高出现局部液相“烧干”的上限加热功率，这对提升高功率芯片冷却温控性能。

本发明所采用的技术方案如下：

一种芯片液冷散热用硅基腔槽，包括，

半导体硅片，

设置在所述半导体硅片上有腔槽；自进液侧至出液侧，所述腔槽分为腔槽入口段、腔槽中间段、腔槽出口段；

分别在腔槽入口段、腔槽出口段设置的圆柱结构阵列，所述圆柱结构阵列是由多个圆柱结构阵列分布构成的，所述圆柱结构的高度与腔槽高度相等；所述圆柱结构的直径取值范围是250-400μm；

设置在腔槽中间段的微柱阵列；所述微柱阵列是由多个微柱阵列分布构成的，所述微柱的高度为腔槽高度的1/20至1/8，所述微柱的直径取值范围是5μm-100μm；

与半导体硅片配合的半导体硅片盖板，所述半导体硅片盖板和半导体硅片上均设置有进液孔和出液孔，半导体硅片和半导体硅片盖板上的进液孔和出液孔相对设置。

进一步，所述微柱阵列中的微柱按照等间距阵列排布。

进一步，所述微柱阵列中的微柱按照变间距阵列排布，沿工质流动方向，相邻列之间的间距递增；同一列内微柱之间等距离布置。

进一步，靠近进液侧和出液侧的所述微柱阵列中的微柱按照等间距阵列排布，中间区域的所述微柱阵列中的微柱的直径缩小0-30％，微柱的间距减小30-60％。

进一步，在腔槽中间段设置多条补液通道，所述补液通道沿工质流动方向设置；补液通道处为无微柱，相邻补液通道之间设置微柱阵列，所述补液通道的宽度为微柱阵列总宽度的3-10％。

进一步，在腔槽中间段设置多个圆形的微柱阵列，圆形的微柱阵列之间阵列分布。

进一步，所述圆柱结构阵列中的圆柱结构等间距阵列排布；

进一步，所述微柱阵列中的微柱排序方式为叉排排列或顺排排列。

进一步，所述微柱的横截面形状为圆形、矩形或水翼形。

进一步，半导体硅片上通过两步刻蚀工艺制得圆柱结构阵列、腔槽、微柱，先在半导体硅片上第一步刻蚀制作出腔槽、圆柱结构、进液孔和出液孔；再通过第一步刻蚀制作出微柱。

本发明的有益效果：

1.本发明中所述的硅基腔槽底部的微柱阵列直径是微米级的，且微柱顶部具有不规则的数百纳米的沟槽，微柱阵列整体上形成微/纳复合结构，使流动沸腾过程中的成核点尺寸范围同时包括纳米级和微米级，增加了成核点的数量。在同样的热流条件下，更多的小气泡产生并带走更多的热量，提高了高功率下的沸腾换热效果。

2.本发明中所述的硅基腔槽底部的微柱阵列高度为腔槽高度的1/20至1/8，具有提高成核位点密度以及在气泡生长过程中及时补充液相的作用，进而提高换热效果，抑制沸腾过程中的局部干涸现象。微柱阵列的高度很小，不仅可以为上方气泡生长留有空间，还可以减少流动过程中的阻力，从而减小泵送功率和压降。

3.本发明中所述的腔槽宽度可达普通微通道的数十倍，和高度方向空间结合，从而在微柱阵列上方留有超大空间，避免类似于微通道中宽度很窄而造成的气泡轴向生长。在流动沸腾过程中，通道底部形成的气泡可以在高度和宽度方向同时生长，可明显抑制返流现象，并大幅抑制了流动沸腾两相不稳的发生，可显著提升芯片冷却温控性能。

4.本发明中所述的硅基腔槽底部的微柱直径是微米级的，具有部分吸液芯的功能，腔槽底部局部区域没有液体时，毛细力会产生作用运输液相，能够显著提升高功率下腔槽底部的润湿/再润湿效果，抑制局部“烧干”的发生，减少局部热点的出现。

5.本发明中所述的微柱阵列的整体排布方式包括规则的矩形排列、中间局部加密的矩形排列、微柱间距渐变的矩形排列、带有补液通道的矩形排列、圆形柱群叉排排列。排布方式对散热具有不同的强化作用。其中，中间局部加密的矩形排列在加密处由更密集的微柱，从而有更多的成核点，对芯片中心部位易出现局部高温区具有更好的冷却效果；微柱间距渐变的矩形排列，由腔槽入口到出口微柱间距逐渐增大，可以减少出口附近的成核点，避免出口位置因沸腾过于剧烈而与上游产生的气泡结合，造成局部“烧干”；带有补液通道的矩形排列，中间有一些条状区域未被微柱结构覆盖，这些区域成核点较少，在沸腾期间处于液相填充状态，旁边微柱密集区域核化沸腾剧烈，通过毛细作用可吸引无微柱区域的液体，从而达到补液润湿、提高沸腾CHF和抑制局部干涸的效果；在圆柱群叉排排列中，腔槽底部的每个大圆都由许多直径更小的微柱构成，局部成核点明显增加，可以显著增强沸腾换热的效果，同时大圆之间的间隙没有微柱，核化现象较弱，可以作为圆形柱群的补液通道，从而提高了润湿性，抑制了高热流下局部“烧干”现象的出现。

6.本发明中所述的腔槽入口段圆柱结构高度与腔槽高度相等，配合入口段宽度线性或近线性变化的渐扩结构，能够将进液孔流入的液相工质均匀分流，使中间段的流量大致相等。出口段的圆柱结构高度与腔槽高度相等，配合出口段宽度线性变化或近线性变化的渐缩型结构，能够将腔槽中产生的大气泡挤压破碎并及时排出，从而提升整个腔槽结构的换热性能。

7.本发明中所述的底部带微柱阵列的半导体硅片，是通过在一个半导体硅片上进行先后两步刻蚀工艺得到，最后再与另一块半导体硅片盖板通过阳极键合工艺键合为一体，无需常规流程下三层硅片的键合，可大幅节约生产成本。

8.本发明中所述的底部带微柱阵列的硅基腔槽结构，能够直接与芯片集成在一起，对芯片进行直接冷却，有效增强冷却温控效果。

附图说明

图1为本发明中的一种带等间距叉排的微柱阵列的硅基腔槽结构，并包含中间段微柱阵列的局部放大示意图。

图2为本发明中的一种带变间距叉排的微柱阵列的硅基腔槽结构。

图3为本发明中的一种微柱阵列中间部分局部加密的硅基腔槽结构。

图4为本发明中的一种带补液通道的微柱阵列的硅基腔槽结构。

图5为本发明中的一种带圆形柱群叉排排列的微柱阵列的硅基腔槽结构。

图6为图5中柱群的局部放大示意图。

图7为本发明中键合后腔槽通道的盖板侧示意图。

图8为A-A方向的横截面示意图。

图9为本发明中带腔槽的半导体硅片的三维示意图。

图中标号说明：1-半导体硅片；2-腔槽；3-腔槽入口段；4-腔槽中间段；5-腔槽出口段；6-微柱阵列；7-圆柱结构；8-进液孔；9-出液孔；10-半导体硅片盖板；11-盖板进液孔；12-盖板出液孔。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明中的带腔槽的半导体硅片通过先后两步刻蚀工艺加工而成，再与带有相对位置的进出液孔的半导体硅片盖板通过阳极键合工艺连接在一起，从而形成完整的液冷散热用底部带微柱阵列的硅基腔槽通道，硅基腔槽结构能够与芯片直接集成在一起，用于芯片液冷散热。

本发明所设计的一种用于芯片液冷散热的硅基腔槽结构如图1、7-9所示，包括半导体硅片1和半导体硅片盖板10；半导体硅片1和半导体硅片盖板10之间通过阳极键合工艺连接成整体。

在半导体硅片1上通过等离子干刻技术加工制作腔槽2；自进液侧至出液侧，腔槽2分为腔槽入口段3、腔槽中间段4、腔槽出口段5；沿液体流动方向，腔槽入口段3为渐扩型结构，而腔槽入口段3的左端为进液孔8；腔槽出口段5为渐缩型结构，而腔槽出口段5的右端为出液孔9。外界液相工质经由半导体硅片盖板10上的盖板进液孔11流入硅基腔槽通道，由盖板出液孔12流出腔槽通道。

根据实际需求，半导体硅片1和半导体硅片盖板10的长度范围为20-60mm，宽度范围为10-25mm，厚度范围为0.2-0.5mm；腔槽的高度范围为0.15-0.45mm，长度范围为15-55mm，宽度范围为8-23mm；进液孔和出液孔的直径范围为700-1000μm。

分别在腔槽入口段3、腔槽出口段5处设置的圆柱结构阵列7，圆柱结构阵列7是由多个较大的圆柱结构分布构成的。其中，圆柱结构的直径取值范围是250-400μm；圆柱结构的高度与腔槽2的深度相同；相邻圆柱结构之间的距离为250-500μm。

在腔槽中间段4处设置微柱阵列6，微柱阵列6是由众多微柱分布构成的。其中，微柱的直径取值范围是5μm-100μm；微柱高度的取值范围是25-40μm；相邻微柱之间的距离范围为5-200μm。微柱的横截面形状为圆形、矩形或水翼形。在刻蚀微柱阵列的工艺中，由于等离子刻蚀的各向异性，在垂直方向上精度很高接近光滑，在水平方向上(即在微柱的顶部)会形成数百纳米级的微小沟槽，从而整个腔槽内的微柱阵列形成微/纳复合结构。

在半导体硅片盖板10上均设置有进液孔11和出液孔12，半导体硅片(1)和半导体硅片盖板(10)上的进液孔8与盖板进液孔11、出液孔9与盖板出液孔12两两相对设置。

针对于不同的芯片散热应用场景，可以合理调节微柱的排布方式。其中，中间局部加密的矩形排列，可以对中间区域10-25％的微柱进行加密，加密方案包括中间区域微柱直径缩小0-30％，间距减小30-60％。对于微柱间距渐变的矩形排列，对微柱间距的渐变方案为：每隔一列，微柱的列间距增大第一列微柱间距的30-60％，同一列的微柱行间距始终不变。对于带有补液通道的矩形排列，中间每条无微柱区域的宽度为微柱总宽度的1/20-1/10，区域数量为3-6条。对于圆柱群叉排排列，大圆的直径为200-600μm，间距为100-800μm。

在本实施例中，半导体硅片盖板10的尺寸选取：长度为40mm，宽度为14mm，厚度为0.3mm；半导体硅片1的尺寸选取：长度为40mm，宽度为14mm，厚度为0.45mm；腔槽整体长度为29mm，宽度为8mm，高度为280μm；以下实施例中未作说明的情况下，微柱直径为100μm，微柱高度为30μm；腔槽出口段5和腔槽入口段3整体呈现渐缩型和渐扩型的三角形结构，设置在腔槽出口段5和腔槽入口段3的圆柱结构7的直径为350μm，高度为280μm，间距为400μm；两侧的进液孔8和出液孔9的直径均为800μm。

实施例1

如图1所示，首先在半导体硅片1上通过等离子干刻技术加工制作腔槽2、腔槽入口段3和出口段5的圆柱结构7、进液孔8和出液孔(9)，然而在腔槽2的腔槽中间段4通过二次干刻加工微柱阵列6结构，腔槽2底部的微柱阵列6为等间距叉排排列，同样也可以采用等间距顺排排列。其中，微柱直径为100μm，微柱高度30μm，微柱间距为60μm。

在本实施例中，为了便于描述，将与工质流动方向相同、同一直线上微柱称为行，反之将与工质流动方向垂直、同一直线上微柱称为列。所描述的顺排排列，即相邻两列微柱阵列6中的微柱都位于同一行上；所描述的叉排排列，即相邻两排微柱阵列6中的微柱错开一个，间隔一列的微柱位于同一行上。等间距即各微柱的圆心距为定值。

实施例2

如图2所示，同实施例1，所不同的是腔槽2底部微柱阵列6的排布方式，由等间距排列改为变间距排列。微柱间距的渐变方案为：沿工质流动方向，每隔一列，微柱的列间距增大量为第一列微柱间距的30-60％，同一列上的微柱行之间的间距始终不变。在本实施例中，微柱间距由进口段附近的60μm逐渐变化到出口段附近的420μm，每次增加第一列间距的50％，即30μm。腔槽出口段附近的微柱密度远低于入口段，从而减小通道下游的沸腾成核点，在高热流下不易因“烧干”而形成大范围的气相区，抑制了高热流下局部“烧干”的出现。

实施例3

如图3所示，同实施例1，所不同的是腔槽底部微柱阵列的排布方式，此方案可以对中间长度为10-25％区域内的微柱进行加密，加密方案包括中间区域微柱相对于两侧区域微柱的直径缩小0-30％，间距减小30-60％。本实施例中，中间段的微柱阵列6在靠近入口段和出口段的微柱是规则的等间距分布，微柱间距为60μm，而中间部分的16％微柱变得更加密集；在本实施例中，微柱直径没有变化，微柱的间距减小50％到30μm。中间部分密集的微柱使成核点密度增加，对芯片中心部位易出现局部高温具有更好的冷却效果。

实施例4

如图4所示，同实施例1，所不同的是腔槽底部微柱阵列的排布方式。在腔槽中间段4处沿工质流动方向设置多条补液通道；补液通道处为无微柱区域；相邻补液通道之间的区域设置微柱阵列，补液通道(中间每条无微柱区域)的宽度为微柱阵列总宽度的3-10％，补液通道的数量为3-6条。在本实施例中，沿主流方向，在微柱阵列6中间增加了3条贯穿通道；每条通道宽度为总宽度的为4％，即320μm。通道的区域没有微柱，缺少成核点，在沸腾过程中处于液相填充状态，旁边微柱密集区域发生局部“烧干”前，通过毛细作用吸引无微柱区域的液体，从而达到补液润湿效果，提高CHF和抑制局部“烧干”的效果。

实施例5

如图5所示，同实施例1，所不同的是腔槽底部微柱阵列的排布方式，微柱阵列改为圆形柱群叉排排列，即有多个微柱形成圆形柱群，在每个圆形柱群内的微柱等间距阵列分布；由微柱形成的多个圆形柱群之间叉排排列；其变化范围是：圆形柱群(大圆)的直径为200-600μm，间距为100-800μm。在本实施例中，大圆的直径为600μm，间距为300μm，大圆中的微柱结构如图6所示，直径为20μm，间距为20μm。在圆形柱群内部，微柱直径很小且排列密集，局部增加了沸腾成核点的数量，从而显著增强沸腾换热的效果，同时大圆之间的间隙中没有被微柱覆盖，核化现象较弱，可以作为圆形柱群的补液通道，从而增强润湿性，抑制高热流下局部“烧干”的出现。

本发明通过在半导体硅片上刻蚀加工宽度较大的腔槽，并在腔槽底部进一步刻蚀直径数微米到数十微米的微柱阵列，提供更多成核位点的同时增强毛细作用以维持和增强稳定的液膜蒸发和液相沸腾。在本腔槽结构中，由于腔槽宽度可达微通道的数十倍，且底部微柱阵列高度只有腔槽整体高度的二十分之一到八分之一，这给沸腾过程中的核化气泡的生长提供了极大的空间，尤其是在径向方向的生长不再受到很大的制约，能够在很大程度上避免出现微通道结构中气泡生长受限的情况，从而从根本上对返流现象形成抑制作用。腔槽底部的微柱截面形状主要有圆形、矩形或者水翼形等，其中圆形和水翼形能够减少液体在底部的微柱之间流动的阻力。同时腔槽底部每个微柱的顶部具有不规则的纳米结构，表现为许多数百纳米大小的沟槽，使微柱阵列整体上具有微/纳复合结构的特征，在低热流时提供更多得成核位点，从而对增强流动沸腾换热性能和提高CHF具有明显促进作用。同时，微柱阵列部分具有吸液芯的作用，能够明显提升高功率情况下通道底部的润湿性能，在局部的气泡快速生长时，通过毛细作用在其底部及时补充液相抑制局部“烧干”的发生，从而防止局部热点的出现。整个入口段和出口段设计成宽度线性变化或近线性变化的渐扩型和渐缩型结构。腔槽入口处的圆柱阵列结构，其高度与腔槽高度相等，配合入口段的渐扩型结构，能够起到均匀分流的作用，腔槽出口处的圆柱结构，配合出口段的渐缩型结构，可以将高功率密度情况下沸腾聚并形成的较大的气泡挤压破碎分解，有利于气泡的快速排出和系统的稳定性。

针对于不同的芯片温度状况，本发明设计了相应的微柱排列方案，以更好地达到散热目的。包括规则的矩形排列、中间局部加密的矩形排列、微柱间距渐变的矩形排列、带有补液通道的矩形排列、圆柱群叉排排列。不同的微柱阵列具有不同的散热特点，规则的矩形排列具有比较均匀的散热效果，适用于芯片没有局部热点，整体温度很均匀的情况。中间局部加密的矩形排列在中心区域的微柱排列十分紧密，导致成核位点密度更高，具有更好的局部散热效果，适用于在芯片局部有高温的情况。微柱间距渐变的矩形排列，整体间距呈现一种由密到疏的趋势，在靠近入口段处，微柱排列密集，成核位点很多，能够形成更多的小气泡，在靠近出口段处，成核位点少，会形成较少的气泡。这种成核不均匀的分布能够避免在高热流情况下整个腔槽底部同时形成大量气泡进而合并成超大气塞的情况，将靠近出口段区域变为沸腾的一个缓冲区域，适用于芯片整体都处于高温度的情况。带有补液通道的矩形排列和圆柱群叉排排列是规则的矩形排列的变化方案，补液通道中局部的无阵列区域成核位点很少，可以作为液相的流通区域，对周围的微柱阵列区域及时地补充液相，从而抑制局部“烧干”现象。圆柱群叉排排列是设计一个个的大圆柱，每个大圆柱是由众多小微柱聚集形成的，大圆柱之间存在很大的间距。大圆柱之间的无微柱区域核化现象很弱，可以作为补液通道，对微柱阵列区域及时地补充液相，同时由于其叉排的排列方式，对液相流动的扰动很大，从而显著增强补液润湿的效果。

以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种芯片液冷散热用硅基腔槽，其特征在于，包括，

半导体硅片(1)，

设置在所述半导体硅片(1)上有腔槽(2)；自进液侧至出液侧，所述腔槽(2)分为腔槽入口段(3)、腔槽中间段(4)、腔槽出口段(5)；

分别在腔槽入口段(3)、腔槽出口段(5)设置的圆柱结构阵列(7)，所述圆柱结构阵列(7)是由多个圆柱结构阵列分布构成的，所述圆柱结构的高度与腔槽高度相等；所述圆柱结构的直径取值范围是250-400μm；

设置在腔槽中间段(4)的微柱阵列(6)；所述微柱阵列(6)是由多个微柱阵列分布构成的，所述微柱的高度为腔槽高度的1/20至1/8，所述微柱的直径取值范围是5μm-100μm；

与半导体硅片(1)配合的半导体硅片盖板(10)，所述半导体硅片盖板(10)和半导体硅片(1)上均设置有进液孔和出液孔，半导体硅片(1)和半导体硅片盖板(10)上的进液孔和出液孔相对设置。

2.根据权利要求1所述的一种芯片液冷散热用硅基腔槽，其特征在于，所述微柱阵列(6)中的微柱按照等间距阵列排布。

3.根据权利要求1所述的一种芯片液冷散热用硅基腔槽，其特征在于，所述微柱阵列(6)中的微柱按照变间距阵列排布，沿工质流动方向，相邻列之间的间距递增；同一列内微柱之间等距离布置。

4.根据权利要求1所述的一种芯片液冷散热用硅基腔槽，其特征在于，靠近进液侧和出液侧的所述微柱阵列(6)中的微柱按照等间距阵列排布，中间区域的所述微柱阵列(6)中的微柱的直径缩小0-30％，微柱的间距减小30-60％。

5.根据权利要求1所述的一种芯片液冷散热用硅基腔槽，其特征在于，在腔槽中间段(4)设置多条补液通道，所述补液通道沿工质流动方向设置；补液通道处为无微柱，相邻补液通道之间设置微柱阵列(6)，所述补液通道的宽度为微柱阵列总宽度的3-10％。

6.根据权利要求1所述的一种芯片液冷散热用硅基腔槽，其特征在于，在腔槽中间段(4)设置多个圆形的微柱阵列(6)，圆形的微柱阵列(6)之间阵列分布。

7.根据权利要求1-6中任意一项权利要求所述的一种芯片液冷散热用硅基腔槽，其特征在于，所述圆柱结构阵列(7)中的圆柱结构等间距阵列排布。

8.根据权利要求7所述的一种芯片液冷散热用硅基腔槽，其特征在于，所述微柱阵列(6)中的微柱排序方式为叉排排列或顺排排列。

9.根据权利要求7所述的一种芯片液冷散热用硅基腔槽，其特征在于，所述微柱的横截面形状为圆形、矩形或水翼形。

10.根据权利要求7所述的一种芯片液冷散热用硅基腔槽，其特征在于，半导体硅片上通过两步刻蚀工艺制得圆柱结构阵列(7)、腔槽(2)、微柱，先在半导体硅片上第一步刻蚀制作出腔槽(2)、圆柱结构(7)、进液孔(8)和出液孔(9)；再通过第二步刻蚀制作出微柱。

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