TW200529398A - A microelectronic assembly having thermoelectric elements to cool a die and a method of making the same - Google Patents

A microelectronic assembly having thermoelectric elements to cool a die and a method of making the same Download PDF

Info

Publication number
TW200529398A
TW200529398A TW94102919A TW94102919A TW200529398A TW 200529398 A TW200529398 A TW 200529398A TW 94102919 A TW94102919 A TW 94102919A TW 94102919 A TW94102919 A TW 94102919A TW 200529398 A TW200529398 A TW 200529398A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
supporting substrate
thermoelectric
patent application
item
conductive members
Prior art date
Application number
TW94102919A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI324818B (en
Inventor
Shriram Ramanathan
Gregory Chrysler
Steven Towle
Original Assignee
Intel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Intel Corp filed Critical Intel Corp
Publication of TW200529398A publication Critical patent/TW200529398A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI324818B publication Critical patent/TWI324818B/zh

Links

Classifications

    • H10W40/28
    • H10W40/037
    • H10W72/012
    • H10W72/019
    • H10W72/07251
    • H10W72/20
    • H10W72/552
    • H10W72/877
    • H10W72/879
    • H10W72/90
    • H10W72/923
    • H10W72/926
    • H10W72/9415

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Description

200529398 • (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明大體上係有關於一種微電子組件其具有一微電 子晶粒,及更特定地係有關於被用來冷卻此一組件之一微 電子晶粒的系統。 【先前技術】 II 因爲半導體元件,像是處理器及處理元件,以愈來愈 快的資料率及頻率來運作,它們通常會消耗掉更大的電流 及產生更多的熱。爲了可靠度的原因將這些元件的運作保 持在特定的溫度範圍內是所需要的。傳統的熱傳遞機制將 這些元件的運作限制在低功率等級,低資料率,及/或低 運作頻率。傳統的熱傳遞機制由於尺寸及位置的限制以及 熱極限的關係而對熱傳遞容量多所侷限。 •【發明內容及實施方式】 一種微電子組件被提供,其具有形成在一晶粒上的熱 電元件,用來在電流流經熱電元件時將熱從該晶粒上帶走 。在一實施例中,該等熱電元件被集成在該晶粒的一主動 側上的互連線線元件之間。在另一實施例中,該等熱電元 件是位在晶粒的背側上且電氣地連接至位在該晶粒的前側 的一載具基材上。在另一實施例中’該等熱電兀件是被形 成在一輔助基材上且被轉移到該晶粒上。 第1圖顯示晶圓1 〇中經過部分處理用以依據本發明 -5- 200529398 . (2) 製造一微電子組件的部分。晶圓1 0包括一晶圓基材1 2, —積體電路14及一介電物質16。 晶圓基材10典型地是由矽或其它半導體物質製成。 積體電路14包括形成在該晶圓基材12上之積體電路元件 18。積體電路元件18包括電晶體,電容器,二極體等等 。積體電14進一步包含複數層交替的介電層與金屬層。 金屬層包括一電力平面20及一地極平面22。該積體電路 φ 14更包括接點墊24,其包括一電力接點丨4p,一地極接 點24G,及一訊號接點241。 又,插塞,介層孔(vi a),及在該積體電路14的介電 層上的金屬線一起形成電連接26,只有一些電接26被示 出。 電連接26括一電力電連接26P1其將該電力及點墊 2 4PI與電力平面20相互連接在一起,及一電力電連接 2 6P2 ’其將該電力平面20與該積體電路元件18相互連接 φ 在一起。因此,電力可經由該電力接點墊24P,電力電連 接2 6P1,電力平面20,及該電力電連接26P2被提供到一 或多個積體電件18上。 電連接26包括一地極電連接26G1其將地極接點墊 2 4G與地極平面22相互連接在一起,及一地極電連接 26G2其將地極平面22與積體電路元件18相互連接在一 起。因此,地極可經由該地極接點墊 24G,地極電連接 26G1,地極平面22,及該地極電連接26G2被提供到一或 多個積體電件1 8上。 200529398 . (3) 一訊號電連接261將一訊號接點墊241與一或多個積 體電路元件18相互連接在一起,且與電力平面20及地極 平面22斷開來。訊號可經由更多訊號連接,像是訊號電 連接261,而被來回傳送於積體電路元件18之間。 介電物質16被形成一覆蓋在該積體電路14上的介電 層。該介電物質1 6最初覆蓋住接點墊24。一第一個開口 2 8被蝕刻在該介電物質1 6上,該開口可將該電力接點墊 φ 24P的一個區域曝露出來。 如第2圖中所示,該熱電元件3 0被依序形成到第1 圖的開口 2 8中。熱電元件3 0的層可被無電地電鍍或濺鍍 ,並包括一擴散阻障層32,一 P型摻雜的半導體物質34( 如,P型摻雜的Bi2Te3,Bi2Te3的合金及Sb2Te3,或Si與 Ge的合金,及一擴散阻障層3 6其依序地被形成在彼此的 上方。 如第3圖中所示的,另一熱電元件40被形成與位在 • 該電子接點墊24P上之熱電元件30相鄰。熱電元件40被 形成在一開口中,該開口是在熱電元件3 0被形成之後, 被形成在該介電物質16上。爲了要形成供熱電元件40用 的開口’一光阻層被形成在該介電物質16上,且該光阻 層位在將形成該熱電元件的位置被遮罩了 一開口。使用光 阻層作爲一遮罩,將形成該熱電元件4 0的開口接著被蝕 刻至該介電物質1 6上。該熱電元件40包括一擴散阻障層 42 ’ 一 η型摻雜的半導體物質44(如,η型摻雜的Bi2Te3 ’ Bi2Te3的合金及Sb2Te3,或Si與Ge的合金,及一擴散 -7- 200529398 • (4) 阻障層3 6其依序地被形成在彼此的上方。 導電的間隔構件4 8及5 0分別被依序地形成在該地極 及訊號接點墊24G及241上。被形成有該等導電的間隔構 件48及50可藉由形成一光阻層於該介電物質16及熱電 元件30及40上,將該光阻層遮罩,然使用在該被遮罩的 光阻層上的開口來蝕刻開口,這些被蝕刻的開口是該等導 電的間隔構件48及50將被形成在介電物質16上的位置 φ 。該等導電的間隔構件4 8及5 0典型地是由金屬製成。 導電的互連線元件54依序地被形成,每一互連線元 件位在各自一熱電元件30或40上,或導電的間隔構件48 或50上。該等導電的互連線元件54站在該介電物質16 上用以具有上表面56,該等上表面是位在一在該介電物質 16的上平面上方的一共同平面上。 只有一部分的晶圓1〇被示於第1至3圖中。然而, 應被瞭解的是,該晶圓包括複數個積體電路1 4,它們被形 # 成在延伸在該晶圓的X軸及y軸方向的行與列上,每一積 體電路都具有相同的熱電元件3 0及4 0,導電的間隔構件 48及50,及導電的互連線構件54的布局。 晶圓1 0隨後被分切成單獨的晶粒,其上載有各自的 積體電路及相關的連線。每一晶粒將包括示於第3圖中之 該晶圓1 0的該部分上所示的構件。 第4圖顯示一個這種晶粒1 0 A,其被翻轉並放在一封 裝基板60形式的載負基材上。風裝接角62被形成在該封 裝基板60的上表面上。每一導電的互連線元件54與一個 -8- 200529398 . (5) 別的封裝接腳62接觸。 包括晶粒1 0A及封裝基板60在內之整個微電子組件 7 〇然後被插入到一爐子內用以將該導電的互連線元件5 4 再流焊(reflow)。該等導電的互連線元件54被軟化及被熔 化,接著被冷卻及再次固化。每一導電的互連線元件5 4 然後被裝附到一各別的封裝接腳62上,藉以將該晶粒 1 0 A固定到該封裝基板6 0上且電氣地將該晶粒1 〇 a及該 φ 封裝基板60互連在一起。 在使用時,電力經由該封裝基板6 0,經由一封裝接腳 62 A而被提供到該熱電元件3 0。電流流向該晶粒,經過該 η型摻雜的半導體物質44。將被熱電領域的人瞭解的是, 流經該η型摻雜的半導體物質44的電流會造成熱被朝一 方向被抽離,該方向與電流的流動方向相反。因此,熱在 一從該電熱元件30朝向該封裝基板60的方向上被抽離的 。流經電熱元件3 0的電流被分叉。該電流的一部分提供 φ 電力到某些積體電路元件1 8,而某些電流則流經該電力接 點墊24Ρ,然後經過熱電元件40到達封裝機腳62Β。流經 該Ρ型摻雜的半導體物質34的電流會造成熱從一電流流 動方向上被抽離。流經該ρ型摻雜的半導體物質3 4的電 流從積體電路1 4流離開,因此將熱熱帶離積體電路1 4。 在另一實施例中,提供電力到熱電元件的電力接點墊 可與提供電力至電路之電力接點墊分開來。這可對於熱電 單元有分開來的控制。此一架構在必需保持電壓被提供到 電路上,但不讓該電壓被提供至該熱電模組之電力的影響 - 9- 200529398 • (6) 的地方是很有用的。 因此,可看出來的是,η型摻雜的物質及p型摻雜的 物質兩者都可將熱從積體電路1 4走。更多的結構,像是 包括熱電元件3 0及40在內的結構,可被形成在橫跨該積 體電路1 4之需要額外冷卻之所想要的位置處。亦應被注 意到的是,冷卻被提供到需要的地方。當一積體電路在X 方向上的一個區域需要電時,該電力是經由熱電元件被提 φ 供至該區域。在一特定區域中之電力需求的增加將會與該 特定區域中所產生之熱的增加相一致。在該特定區域中之 電力的增加亦會與電流流經在該特定區域中之熱電元件的 增加相一致。因此,流經位在一特定區域內的熱電元件的 電流當在該特定區域內所產生的熱增加時將會隨之增加。 第5圖顯示另一電熱組件70,其包括一封裝基板72 的形式之載負基材,一固定到該封裝基板72上的晶粒74 ,在該晶粒74上的熱電元件76,一整合的熱散布器78, # 及一散熱器8 0。晶粒74透過導電的互連線元件8 2而被固 定到該封裝基板72上且與其電氣連接。 熱電元件76的形成方式與第3圖的熱電元件30,40 相同。一些熱電元件76具有ρ型摻雜的物質,及一些η 型摻雜的半導體物質。熱電元件76被安排成當電流流過 時,熱會被從該晶粒74的上表面朝向該整合的熱散布器 78被抽離。 該整合的熱散布器78與熱電元件76直接接觸,且該 散熱器8 0是位在該整合的熱散布器7 8上。將被瞭解的是 -10- 200529398 . (7) ,散熱器80包括一底座及複數片從該底步伸出的散熱鰭 片,熱可從該等鰭片被對流至周圍環境中。 打線結合的電線84被提供,電流經過該電線84可被 提供至熱電元件76或從熱電元件76離開。每一條打線結 合的電線84都具有一連接至位在該晶粒74的上表面上的 一個墊,該墊被連接至該等熱電元件76中的第一個該熱 電元件76。該打線結合的電線84的另一相對端則被結合 φ 到該封裝基板7 2的一封裝接腳上。該電流從該封裝接腳 流經該打線結合的電線84及接點,經過該第一熱電元件 76。該電流然後可流經偶數的熱電元件76,然後回轉流經 另一打線結合的電線8 4到達封裝基板7 2。 第6圖顯示依據本發明的另一實施例之微電子組件8 6 。該微電子組件86與第5圖的微電子組件70相同且相同 的標號代表相同的構件。主要的不同處在於,微電子組件 86包括一晶粒88其比第5圖的晶粒薄許多。短的插塞90 φ 被形成穿過該晶粒88。一些熱電元件76與各自的插塞90 及各自之導電的互連線元件82對齊。電流可透過各自之 導電的互連線元件82及各自的插塞90而被提供各自的熱 電元件76。電流然後可流經偶數的熱電元件76並經由另 一插塞90及與其彼此對齊之另一導電的互連線元件82回 轉。 第7至8圖顯示微電子組件的製造,其中熱電元件是 被製造在一分離的基材上,然後被移轉到在晶圓等級的積 體電路上。該結合的晶圓然後被分切成單獨的一片一片。 -11 - 200529398 . (8) 特別參照第7圖,一晶圓94被提供,其具有一晶圓 基材96,被形成在該晶圓基材96上的積體電路98,及形 成在該積體電路98上的墊子100。第7圖亦顯示出一移轉 基材102其具有熱電元件104形成於其上,其形成方式與 第3圖的熱電元件3 0類似。第7圖亦顯示間隔物1 06形 式的互連線結構。該等熱電元件1 04及間隔物1 06具有導 電的互連線元件1 形成於其上。 φ 如第7圖所示,每一導電的互連線元件1 08都與各自 的接點墊1 〇〇相接觸。該等導電的互連線元件1 08然後藉 由一熱再回焊處理而被裝附到接點墊1 〇〇上。一組合的晶 圓1 10被提供,其包括該晶圓基材96及102。 現參照第9圖。第8圖的組合晶圓1 1 0被分切成分離 的一片一片的晶圓片1 1 2。晶圓96然後被分離成一片一片 的晶圓片96A及96B,及晶圓102然後被分離成一片一片 的晶圓片1〇2 A及102B。晶圓片112都相同且每一片都包 φ 括一各自的積體電路98。金屬被提供在晶圓片102A及 102B的上層。該等晶圓片被安放到支撐基材上且被打線 結合到支撐基材上。或者,晶圓片102A及102B可被變薄 且在晶圓片1〇2Α及102B上的介層孔可將該金屬電氣地連 接至該支撐基材。 一整合的熱散布器1 1 4然後可被安裝到一晶圓片9 6 A 的晶圓基材部分的背側上,即,與積體電路9 8相反的一 側上,且一散熱器116可緊靠著該熱散布器114被安裝。 第10圖顯示一微電子組件120的構件,該微電子組 -12- 200529398 . Ο) 件係部分地依據本發明的一實施例來製造的。該微電子組 件1 20的構件包括一晶粒丨22,一導熱的金屬熱散布器 124,第一複數個導電的銅構件126,第二複數個導電的銅 構件1 2 8,及複數個熱電元件〗3 〇。 該晶粒1 2 2如上完中參照第5圖所描述的晶粒相同, 且首先被安裝到一與參照第5圖所述之封裝基板相同的封 裝基板上。一微電子電路然後被形成在該晶粒1 22的支撐 φ 基材的前側上。該等第一複數個銅構件126然後被形成, 例如藉由電鍍,在該支撐基材的背側上。 一絕緣物質的薄層被形成在該熱算布器124的表面上 。該等第二複數個銅構件1 2 8然後被形成,例如藉由電鍍 ’在該薄的電絕緣物質層上。熱電元件1 3 0然後被形成在 第二複數個銅構件128上。一 p型摻雜的熱電元件13 0A 及一 η型摻雜的熱電元件13〇B被形成在該等第二複數個 銅構件128的每一者上。 # 熱散布器124被翻轉使得熱電元件130變成第10圖 中所示的一相反側。熱電元件1 3 0被放置在該等第一複數 個銅構件126上方。晶粒122及熱散布器124然後朝向彼 此靠近直到熱電元件130與第一複數個銅構件126相接觸 爲止。該第一複數個銅構件126提供熱電元件130之間遺 失的連接,使得熱電元件與構件126及128 —起被串聯地 被連接。 因此,一熱電電路被直接形成在晶粒1 22上且介於晶 粒122與該熱散布器124之間。電熱元件130是在高溫下 -13- 200529398 . (10) 且是在會造成對於晶粒1 22的微電子電路危害之處理條件 下被製造的。然而,藉由首先將熱電元件130製造在分離 的熱散布器124上,然後將熱電元件130放在晶粒122上 ,如此即可避免掉對晶粒1 22的危害。 第1 1圖顯示一依據本發明的另一實施例的微電子組 件140,其包括一封裝基板142,一晶粒144,一導熱的金 屬熱散布器145,一銅金屬層146,一熱電模組148,及一 • 熱介面物質1 5 0。 晶粒1 44具有一形成在一支撐基材的前側上的微電子 電路。晶粒1 4 4典型地被變薄至一小於1 0 0微米的厚度。 互連線元件1 5 1被形成在晶粒1 44的前側上,且被用來將 晶粒144電氣地及結構地連接至封裝基板142。因此,晶 粒144與封裝基板142與參照第5圖說明之晶粒74及封 裝基板72類似。 金屬層1 46被電鍍到晶粒1 44的支撐基材的背側上。 φ 該金屬層146上被形成一開口,且熱電模組148被製造在 該開口內。 在使用時,介於熱電模組1 48與晶粒1 44之間的金屬 層146作用是將來自晶粒144之微電子電路所產生的熱點 的熱散佈開來。第12圖顯示多於一個的熱點152A及 1 5 2B會被形成在晶粒144的一區域上。一各自的熱電模 組148A及M8B被製造在各自的熱點152A及152B上。 熱電模組148A及148B與熱點152A及152B比較起來是 相對較大,使得它們可移走相對大的熱量。儘管熱電模組 -14- •200529398 . (11) 148A及148B與熱點152A及152B比較起來的尺寸是如此 ,但熱電模組148A及148B的外區域仍能將熱從熱電 15 2A及152B處移走,因爲來自熱電的熱當其流過介於各 自的熱電模組148A或148B與各自的熱點152之間的矽及 該部分的金屬層(第1 1圖中的1 4 6)時會橫向地散佈。 一電源線154被連接至該熱電模組148用以提供電力 至該電熱模組。在此實施例中,一開口 1 5 6被形成穿過該 φ 熱散布器145,且該電源線154延伸穿過該開口 156。 雖然某些舉例性的實施例已被描述且被示於附圖中, 但應被瞭解的是,這些實施例只是示範性的且不是本發明 的限制,本發明並不侷限於所示所描述的特定結構及安排 ,因爲熟習此技藝者可做出不同的修改。 【圖式簡單說明】 本發明以參照附圖中所示之例子方式來加以說明’其 中: 第1圖爲一晶圓基材的一部分的剖面圖,該晶圓基材 依據本發明的一實施例被部分地處理用以製造一微電子組 件; 第2圖爲一與第1圖類似的圖式,其顯示一開口被蝕 刻在該經過部分處理之晶圓基材的一介電層上及一熱電元 件被形成在該開口內之後的情形; 第3圖爲一與第1圖類似的圖式,其顯示在另一熱電 元件之後,有一相反的摻雜導電性種類及在第2圖中形成 -15- 200529398 . (12) 的該熱電元件被形成,以及該經過部分處理之晶圓的其它 在一積體電路上的構件的情形; 第4圖爲一與第3圖類似的圖式,其顯示在該晶圓被 終處理之後,該晶圓被分割成一個一個的晶粒,且一個晶 粒被覆蓋在一載體基材上且被固定到該載體基材上用以依 據本發明的一實施例來進行一微電子組件的最後製造; 第5圖爲一側視圖,其代表依據本發明的另一實施例 φ 之微電子組件,其具有熱電元件位在與一獨立的晶粒的主 動側相反的一側上,且被打線結合(w i r e b ο n d e d )至一在該 晶粒的主動側上的封裝基板上; 第6圖爲一側視圖,其代表依據本發明的另一實施例 之微電子組件,其不同於第5圖的實施例之處在於短插塞 電氣地連接至在該晶粒的一側上之熱電元件,其中導電性 的互連線元件被形成在該晶粒的一相反的,主動側上; 第7圖爲兩片晶圓基材的側視圖,其中一片晶圓基材 φ 載負主動的積體電路,及另一片晶圓基材載負熱電元件, 其被使用來製造依據本發明的另一實施例的微電子組件; 第8圖爲一與第7圖類似的圖式,其顯示在熱電元件 被放置成緊貼並裝附在該積體電路上的接點墊上之後的情 形; 第9圖爲一與第8圖類似的圖式,其顯示在第8圖的 組件被分割成獨立的一片一片,且一積體電路及一散熱器 被安裝到一片上的情形; 第1 0圖爲一頂視圖,其顯示一依據本發明的另一實 -16- 200529398 . (13) 施例的電子組件的構件,其中一熱電模組的某些部分被形 成在一晶粒上及一熱散佈器上,且該熱電模組在該熱散佈 器被放在該晶粒上之後即完成; 第1 1圖爲一剖面圖,其顯示一依據本發明的另一實 施例的電子組件的構件,其具有一被電鍍在一晶粒的背側 上之金屬層用來將熱從一熱電散佈到一熱電模組上;及 第1 2圖爲一頂視圖,其顯示熱點及用來冷卻熱點之 0 熱電模組的相對尺寸。 【主要元件符號說明】 1 0 :晶圓 1 2 :晶圓基材 1 4 :積體電路 1 6 :介電物質 1 8 :積體電路元件 φ 20 :電力平面 2 2 ·地極平面 24 :接點墊 24P :電力接點 24G :地極接點 241 :訊號接點 26 :電連接 26P1 :電力電連接 26P2 :電力電連接 -17- 200529398 . (14) 2 6 G 1 :地極電連接 26G2 :地極電連接 261 :訊號電連接 3 0 :熱電元件 28 :開□ 3 2 :擴散阻障層 3 4 : p型摻雜的熱電元件 φ 3 6 :擴散阻障層 4 0 :熱電兀件 42 :擴散阻障層 44 : η型摻雜的熱電元件 46 :擴散阻障層 48 :導電的間隔構件 5 0 :導電的間隔構件 5 4 :導電的互連線元件 ϋ 56 :上表面 1 0 A :晶粒 60 :封裝接腳 62 :封裝接腳 70 :微電子組件 62A :封裝接腳 62B :封裝接腳 72 :封裝基板 7 4 :晶粒 -18- 200529398 (15) 76 :熱電元件 7 8 :整合的熱散佈器 80 :散熱器 82 :導電的互連線元件 8 4 :打線結合電線 8 6 :微電子組件 8 8 :晶粒 9 0 :插塞 94 :晶圓 9 6 :晶圓基材 98 :積體電路 1 0 0 :接點墊 1 0 2 :轉印基材 1 0 4 :熱電元件 1 〇 6 :間隔物 i 〇 8 :導電的互連線元件 1 1 〇 :晶圓 1 1 2 :分離的晶圓片 102A :晶圓片 102B :晶圓片 1 1 4 :熱散佈器 9 6 A :晶圓片 1 1 6 :散熱器 120 :微電子組件 -19 200529398 (16) 1 2 2 :晶粒 124 :熱散佈器 126 :第一複數個構件 128 :第二複數個構件 1 3 0 :熱電元件 130A: P型摻雜的熱電元件 130B : η型摻雜的熱電元件 φ 140 :微電子組件 142 :封裝基板 144 :晶粒 145 :熱散佈器 1 4 6 :銅金屬層 148 :熱電模組 1 5 0 :熱界面物質 152Α :熱 φ 152Β :熱電 1 4 8 A :熱電模組 1 4 8 B :熱電模組 1 5 4 :電源線 1 5 6 ··開□ -20-

Claims (1)

  1. 200529398 , (1) 十、申請專利範圍 1 · 一種製造微電子組件的方法,其包含: 形成一微電子電路於一支撐基材上; 形成複數個熱電元件於一導熱構件上;及 將熱電元件設置在該支撐基材之與該微電子電路相對 的一側上且是位在熱電元件會被熱耦合至該支撐基材上的 位置處。 Φ 如申請專利範圍第1項之方法,其更包含形成複 數個接點墊於該微電子電路之與支撐基材相反的一側上。 3 ·如申請專利範圍第1項之方法,其中該微電子電 路是在熱電元件被熱耦合至該支撐基材之前被形成在該支 擦基材上。 4·如申請專利範圍第1項之方法,其更包含形成第 一複數個導電的構件於該支撐基材上,成對的導熱構件被 該等第一複數個導電構件電氣地連接到彼此。 φ 5 ·如申請專利範圍第4項之方法,其更包含形成第 二複數個導電的構件於該支撐基材上,成對的導熱構件被 該等第二複數個導電構件電氣地連接到彼此,該等導熱構 件與該支撐基材朝向彼此之相對運動可將該等導熱構件朝 向該等第二複數個導電構件移動。 6.如申請專利範圍第5項之方法,其中該等第一及 第二複數個導電構件共同地將熱電元件串聯地連接起來。 7· —種製造微電子組件的方法,其包含: 形成一微電子電路於一支撐基材上; -21 - 200529398 ·, (2) 形成第一複數個熱電構件於一導熱構件上; 形成第二複數個熱電構件於該支撐基材之與該微電子 電路相反的一側上; 形成複數個熱電元件於至少一些導熱構件上;及 將該等導熱構件及該支撐基材一起移動,之後該等第 一及第二複數個導電構件共同地將熱電元件串聯地連接起 來。 φ 8.如申請專利範圍第7項之方法,其中該等熱電元 件被形成在該等第一複數個導電構件上。 9. 如申請專利範圍第7項之方法,其更包含形成複 數個接點墊於該微電子電路之與支撐基材相反的一側上。 10. —種微電子組件,其包含: 一晶粒,其包括一支撐基材及一形成在該支撐基材上 的微電子電路; 一導熱構件;及 φ —熱電電路,其包括在該導熱構件上之第一複數個導 電構件,在該支撐基材之與微電子電路相對的一側上的第 二複數個導電構件,及複數個熱電元件其串聯地連接在各 對導電構件之間。 i 1.如申請專利範圍第1 0項所述之微電子組件,其 中該等第二複數個導電構件係直接位在該支撐基材的半導 體物質上。 1 2 .如申請專利範圍第1 0項所述之微電子組件,其 中第一複數個導電構件係直接位在該導熱構件的金屬上。 -22- 200529398 . (3) 1 3 . —種形成一微電子組件的方法,其包含: 形成一金屬層於一晶粒的一支撐基材的第一側上,該 晶粒的支撐基材的一第二側(相反側)上形成有一微電子電 路;及 形成熱電模組於該金屬層上。 14.如申請專利範圍第1 3項所述之方法,其中該金 屬層是被電鍍的。 φ 15.如申請專利範圍第13項所述之方法,其中該金 屬層包括銅。 1 6·如申請專利範圍第1 3項所述之方法,其中該熱 電模組只被形成在該支撐基材的第一區域上,用以選擇性 地冷卻與該支撐基材的一第二區域相反的該第一區域。 1 7 .如申請專利範圍第1 6項所述之方法,其中當該 微電子電路被操作時,其會在該第一區域內產生一熱點。 1 8 .如申請專利範圍第1 7項所述之方法,其中該金 Φ 屬層將熱從該熱點散佈到該熱電模組上。 19. 如申請專利範圍第13項所述之方法,其更包含 安置一散熱器的基座,該散熱器具有從該基座延伸出的鰭 片,使得該基座被熱耦合至該熱電模組。 20. —種微電子組件,其包含: 一支撐基材; 一微電子電路,其被形成在該支撐基材上的; 一金屬層,其被形成在該支撐基材上; 一金屬層,其被形成在該支撐基材之與該微電子電路 -23- 200529398 (4) 相反的一側上;及 一熱電模組,其位在該金屬層上。 2 1.如申請專利範圍第20項所述之微電子組件’其 中該金屬層包括銅。 22.如申請專利範圍第20項所述之微電子組件,其 中該熱電模組只被形成在該支撐基材的第一區域上,用以 运擇性地冷卻與該支撐基材的一^第二區域相反的該第一區 域。 23 ·如申請專利範圍第22項所述之微電子組件,其 中當該微電子電路被操作時,其會在該第一區域內產生一 熱點。 24·如申請專利範圍第23項所述之微電子組件,其 中該金屬層將來自該熱點的熱散佈到該熱電模組上。
    -24 -
TW94102919A 2004-02-12 2005-01-31 A microelectronic assembly having thermoelectric elements to cool a die and a method of making the same TWI324818B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/778,514 US7589417B2 (en) 2004-02-12 2004-02-12 Microelectronic assembly having thermoelectric elements to cool a die and a method of making the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200529398A true TW200529398A (en) 2005-09-01
TWI324818B TWI324818B (en) 2010-05-11

Family

ID=34838194

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW94102919A TWI324818B (en) 2004-02-12 2005-01-31 A microelectronic assembly having thermoelectric elements to cool a die and a method of making the same

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7589417B2 (zh)
JP (1) JP4464974B2 (zh)
CN (1) CN1914725B (zh)
TW (1) TWI324818B (zh)
WO (1) WO2005081313A2 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI743449B (zh) * 2018-03-26 2021-10-21 美商雷森公司 單晶微波積體電路(mmic)冷卻結構
TWI827227B (zh) * 2022-02-21 2023-12-21 台灣積體電路製造股份有限公司 使用熱電材料之功率積體電路散熱器及其製作方法

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7638705B2 (en) * 2003-12-11 2009-12-29 Nextreme Thermal Solutions, Inc. Thermoelectric generators for solar conversion and related systems and methods
US20100257871A1 (en) * 2003-12-11 2010-10-14 Rama Venkatasubramanian Thin film thermoelectric devices for power conversion and cooling
US7523617B2 (en) * 2004-10-22 2009-04-28 Nextreme Thermal Solutions, Inc. Thin film thermoelectric devices for hot-spot thermal management in microprocessors and other electronics
US8063298B2 (en) * 2004-10-22 2011-11-22 Nextreme Thermal Solutions, Inc. Methods of forming embedded thermoelectric coolers with adjacent thermally conductive fields
US20060243315A1 (en) * 2005-04-29 2006-11-02 Chrysler Gregory M Gap-filling in electronic assemblies including a TEC structure
SG139573A1 (en) * 2006-07-17 2008-02-29 Micron Technology Inc Microelectronic packages with leadframes, including leadframes configured for stacked die packages, and associated systems and methods
JP5522943B2 (ja) * 2008-01-29 2014-06-18 京セラ株式会社 熱電モジュール
TWI405361B (zh) * 2008-12-31 2013-08-11 財團法人工業技術研究院 熱電元件及其製程、晶片堆疊結構及晶片封裝結構
US8035218B2 (en) * 2009-11-03 2011-10-11 Intel Corporation Microelectronic package and method of manufacturing same
US20110132000A1 (en) * 2009-12-09 2011-06-09 Deane Philip A Thermoelectric Heating/Cooling Structures Including a Plurality of Spaced Apart Thermoelectric Components
CN102194811B (zh) * 2010-03-05 2012-12-05 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 热电装置
FR2963165A1 (fr) * 2010-07-22 2012-01-27 St Microelectronics Crolles 2 Procede de generation d'energie electrique dans un dispositif semi-conducteur, et dispositif correspondant
US8492788B2 (en) * 2010-10-08 2013-07-23 Guardian Industries Corp. Insulating glass (IG) or vacuum insulating glass (VIG) unit including light source, and/or methods of making the same
FR2966268B1 (fr) 2010-10-18 2013-08-16 St Microelectronics Rousset Procédé comprenant une détection d'une remise en boitier d'un circuit intégré après une mise en boitier initiale, et circuit intégré correspondant.
US8816494B2 (en) 2012-07-12 2014-08-26 Micron Technology, Inc. Semiconductor device packages including thermally insulating materials and methods of making and using such semiconductor packages
CN102800636B (zh) * 2012-08-28 2015-02-18 中国科学院微电子研究所 电子元件封装体及其制造方法
DE102012110021A1 (de) * 2012-10-19 2014-04-24 Bpe E.K. Multifunktions-Mikroelektronikbauteil und Herstellungsverfahren dafür
US20160163948A1 (en) * 2013-03-14 2016-06-09 Gmz Energy, Inc. Thermoelectric Device Fabrication Using Direct Bonding
US9941458B2 (en) * 2015-03-30 2018-04-10 International Business Machines Corporation Integrated circuit cooling using embedded peltier micro-vias in substrate
US9559283B2 (en) 2015-03-30 2017-01-31 International Business Machines Corporation Integrated circuit cooling using embedded peltier micro-vias in substrate
US10068875B2 (en) 2015-10-22 2018-09-04 Micron Technology, Inc. Apparatuses and methods for heat transfer from packaged semiconductor die
CN120432454B (zh) * 2025-07-07 2025-09-05 上海新微技术研发中心有限公司 一种芯片热回收器件及其制备方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4483341A (en) * 1982-12-09 1984-11-20 Atlantic Richfield Company Therapeutic hypothermia instrument
US5284287A (en) * 1992-08-31 1994-02-08 Motorola, Inc. Method for attaching conductive balls to a substrate
US5291062A (en) * 1993-03-01 1994-03-01 Motorola, Inc. Area array semiconductor device having a lid with functional contacts
US5435482A (en) * 1994-02-04 1995-07-25 Lsi Logic Corporation Integrated circuit having a coplanar solder ball contact array
US5543661A (en) * 1994-05-31 1996-08-06 Sumitomo Metal Ceramics Inc. Semiconductor ceramic package with terminal vias
JP2937791B2 (ja) * 1995-03-14 1999-08-23 日本電気株式会社 ペルチエクラーク
US5712448A (en) * 1996-02-07 1998-01-27 California Institute Of Technology Cooling device featuring thermoelectric and diamond materials for temperature control of heat-dissipating devices
JPH10200208A (ja) * 1997-01-09 1998-07-31 Nec Corp 半導体レーザーモジュール
US5821168A (en) * 1997-07-16 1998-10-13 Motorola, Inc. Process for forming a semiconductor device
SE515158C2 (sv) 1999-02-10 2001-06-18 Ericsson Telefon Ab L M Halvledaranordning med jordanslutning via en ej genomgående plugg
US6230497B1 (en) 1999-12-06 2001-05-15 Motorola, Inc. Semiconductor circuit temperature monitoring and controlling apparatus and method
US6455930B1 (en) * 1999-12-13 2002-09-24 Lamina Ceramics, Inc. Integrated heat sinking packages using low temperature co-fired ceramic metal circuit board technology
US6614109B2 (en) * 2000-02-04 2003-09-02 International Business Machines Corporation Method and apparatus for thermal management of integrated circuits
US6528907B2 (en) * 2000-04-07 2003-03-04 Mirae Corporation Linear motor
US6424533B1 (en) * 2000-06-29 2002-07-23 International Business Machines Corporation Thermoelectric-enhanced heat spreader for heat generating component of an electronic device
US6700053B2 (en) 2000-07-03 2004-03-02 Komatsu Ltd. Thermoelectric module
US6548894B2 (en) 2000-11-30 2003-04-15 International Business Machines Corporation Electronic module with integrated programmable thermoelectric cooling assembly and method of fabrication
US6512291B2 (en) * 2001-02-23 2003-01-28 Agere Systems Inc. Flexible semiconductor device support with integrated thermoelectric cooler and method for making same
US6634770B2 (en) * 2001-08-24 2003-10-21 Densen Cao Light source using semiconductor devices mounted on a heat sink
DE10238843B8 (de) * 2002-08-20 2008-01-03 Infineon Technologies Ag Halbleiterbauelement
US7034394B2 (en) * 2003-10-08 2006-04-25 Intel Corporation Microelectronic assembly having thermoelectric elements to cool a die and a method of making the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI743449B (zh) * 2018-03-26 2021-10-21 美商雷森公司 單晶微波積體電路(mmic)冷卻結構
TWI827227B (zh) * 2022-02-21 2023-12-21 台灣積體電路製造股份有限公司 使用熱電材料之功率積體電路散熱器及其製作方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20050178423A1 (en) 2005-08-18
TWI324818B (en) 2010-05-11
CN1914725B (zh) 2011-11-23
JP2007523478A (ja) 2007-08-16
WO2005081313A2 (en) 2005-09-01
US7589417B2 (en) 2009-09-15
CN1914725A (zh) 2007-02-14
WO2005081313A3 (en) 2005-11-24
JP4464974B2 (ja) 2010-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW200529398A (en) A microelectronic assembly having thermoelectric elements to cool a die and a method of making the same
JP4903048B2 (ja) ダイを冷却するための熱電素子を有するマイクロエレクトロニクスアセンブリ及びその製造方法
US11056418B2 (en) Semiconductor microcooler
TWI770399B (zh) 散熱結構及製造散熱結構的方法
US7759789B2 (en) Local area semiconductor cooling system
US7421778B2 (en) Method of making an electronic assembly
US11049789B2 (en) Semiconductor microcooler
US11955406B2 (en) Temperature control element utilized in device die packages
CN110277361A (zh) 热辐射装置、包括其的半导体封装件和半导体装置
CN110660759B (zh) 散热结构及制造散热结构的方法
US7279796B2 (en) Microelectronic die having a thermoelectric module
CN113035802B (zh) 半导体封装结构及其形成方法
HK1099129B (zh) 具有熱電元件來冷卻管芯的微電子組件及其製造方法
JP2000236051A (ja) 電子回路チップ冷却用放熱装置
CN120221522A (zh) 封装件及其形成方法
CN121054495A (zh) 形成封装结构的方法、以及封装结构
TW202514943A (zh) 半導體結構及其製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees