TW201914378A - 能量存儲中介層裝置和製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種中介層裝置係包括一在一第一側上的第一導體圖案，其係界定該中介層裝置的一將被一第一電路元件所覆蓋的部分；以及一在一第二側上的第二導體圖案，其係將被連接至一第二電路元件。該第二導體圖案係電耦接至該第一導體圖案。該中介層裝置進一步包括複數個奈米結構能量儲存裝置，其係被配置在該中介層裝置的將被該第一電路元件所覆蓋的該部分之內。該些奈米結構能量儲存裝置的每一個係包括至少一第一複數個導電的奈米結構；一嵌入該些奈米結構的導電控制材料；一第一電極，其係連接至在該第一複數個奈米結構中的每一個奈米結構；以及一第二電極，其係藉由該導電控制材料來和在該第一複數個奈米結構中的每一個奈米結構分開的。

Description

能量存儲中介層裝置和製造方法
本發明係有關於一種中介層裝置，其係用於電性且機械式地相互連接一第一電路元件以及一第二電路元件。本發明亦有關於一種製造此種中介層裝置之方法。
電子裝置係需要電能來運作。在一可攜式電子裝置中，通常是設置有一電池，並且電能係從該電池來加以汲取以供電給內含在該電子裝置中的積體電路。再者，一些持續地改善系統層級的效能的驅動因素係包含但不限於更小的形式因數、以及更高的資料傳輸速率、信號完整性、記憶體頻寬、電源及熱管理功能、等等。最重要的是現今的整合及可攜式的產品係持續努力來改善至少那些度量。直通矽晶穿孔(TSV)技術的成熟係已經開啟針對於邏輯、類比、感測器以及記憶體一起共同緊密地位在一小形式因數的組件中的同質及異質的整合之龐大的可能性。再者，TSV技術的突破及成熟係已經使得利用將中介層封裝技術推進到下一層級的可能性成為可能的。一些包含TSV的中介層的良好的例子係被揭示在專利US 8426961B2、US 8928132B2、US 8426961B2、US 8263434B2中。在半導體產業中，中介層技術的適應性改變正穩定地增加。中介層技術係帶來多重的益處，其包含致能異質的晶粒封裝、藉由TSV的更短的互連線、整合的被動裝置(IPD)、垂直的封裝整合、等等。此種 整合係致能獲得高密度的I/O，使得例如是邏輯與記憶體的不同類型的晶粒可以彼此靠近地被設置在一TSV中介層上。此種技術亦以2.5D封裝技術著稱的。再者，矽晶粒可以層至層地堆疊在彼此的頂端上，此係降低用於所界定的構件的實體面積。此種層至層的堆疊係被稱為3D封裝技術。
然而，此種密集分布的晶粒的整合可能會伴隨一代價。許多低功率的高速的積體電路對於由位在電路區塊中的電晶體的連續開關所產生的電性雜訊是極其敏感的。一種對於此問題的已知的解決方案是連接該電路與一所謂的去耦電容器，以最小化電源變動所引起的雜訊。一去耦電容器係實質上本地儲存電荷，此於是可以給出所需的能量以補償在電晶體切換階段期間的任何突然的變動或是電壓變化，因而藉此最小化任何電壓雜訊，使得該電路可以繼續平順地運作，並且藉此達成強化的效能。
隨著電路的頻率上升，電感的影響係變得更重要也是已知的。因此，一重要的改善是使得此種去耦電容器盡可能的接近所要的電路，其針對於該電路應該是作用以降低來自互連線的寄生電感。許多的方法已經被做成是產生整合的去耦電容器，其例如是利用閘極介電層的部分、利用在該電路的金屬層之間的空間、多層的不同材料堆疊的電容器結構、等等。然而，此類的方法係遭受到對於一相當大的主動矽區域的覆蓋區的需求、介電質漏電流、寄生電阻、或是受限於在增加由平行的板面積所界定的每單位面積的電容上的基本限制、或是遭受到處理的複雜度或成本。不同的方法的一良好的例子係被揭示在該專利US 7416954B2中。
在一中介層上具有一整合的矽基電容器的優點係在該專利US 7518881B2中被解說。此種整合係致能降低在一可以連接至該整合電容器的中介層的整合的(IC)電路裝置上的電壓雜訊。該揭露內容的主要進步是在於該電容器被移到較靠近該IC之處，此係藉由使得其被整合在其中該IC將會連接的中 介層的表面來加以達成。此種方法的一變化係被揭示在US 7488624B2中，其中其係描述如何在一中介層中配置多個矽基整合的電容器。一整合的電容器的又一個例子係被揭示在US 8618651B1中，其中矽電容器係被形成在盲TSV貫孔之內。矽溝槽為主的電容器的另一個例子係被揭示在US 9236442B2中，其中高的寬高比的矽溝槽係被用來製造電容器裝置。一種溝槽電容器的製造方法的一變化係被揭示在US 9257383B2中。
因此，傳統的矽基內嵌式高的寬高比溝槽電容器技術係已經成熟而被使用於大量製造，並且可見於現今的智慧型手機封裝中。然而，給定在小型化上的趨勢，該矽基電容器技術的潛力係受限於修改每單位面積的電容器密度的能力、非所要的寄生電阻、在製程期間的在矽基板中的增大的膜應力、加劇的製造複雜度以及每一功能的經濟成本。
一典型的中介層可以是由一例如是矽的基體半導體材料的薄板所做成的，其可能會需要TSV作為互連。如同在US 9349669B2中所揭露的，該些TSV貫孔可能會由於來自該些貫孔的非最佳的應力分布、以及在該接合的基板與該中介層之間的熱膨脹係數(CTE)的不匹配，而引發可靠度的挑戰。此外，如同在US 8963287B1中所揭露的，例如是MIM電容器的基本的溝槽為基礎的電容器技術可能會在具有高溝槽密度的矽上引發顯著的張應力，並且因此可能會使得一矽晶圓向上地翹曲或是彎曲。
再者，對於許多積體電路而言，本地儲存能量也將會是所期望的。然而，在一積體電路中的本地的能量儲存係需要珍貴的空間及/或處理的使用，此可能是不與所謂的前端製程的標準相容的、或者可能不是在經濟上有利的、或是兩者的組合。
此外，對於許多用於積體電路進入到一種例如SoC或SiP封裝的系統內的封裝的情形而言，能夠在不增加處理複雜度及/或處理成本下控制該些 中介層裝置的厚度將會是所期望的。因此，明顯有一些管道是其中該中介層組件技術可以進一步加以改善，並且所述的本發明的揭露內容係欲貢獻來致能一種更聰明、更佳、而且符合成本效益的中介層，其係具有降低的膜應力、在該中介層厚度上的更佳的控制、以及增加的功能以被使用作為一組件平台。
考量到習知技術的上述缺點以及其它的缺點，本發明之一目的是在一電子裝置中提供小型的本地能量儲存及/或去耦。
根據本發明的一第一特點，其因此是提出一種用於電性且機械式地相互連接一第一電路元件以及一第二電路元件之中介層裝置，該中介層裝置係具有一將被電性且機械式連接至該第一電路元件的第一側、以及一與該第一側相對的將被電性且機械式連接至該第二電路元件的第二側，其中該中介層裝置係包括：一在該能量儲存裝置的該第一側上的第一導體圖案，該第一導體圖案係界定該中介層裝置的一在該第一電路元件係電性且機械式連接至該第一導體圖案時將被該第一電路元件所覆蓋的部分；一在該能量儲存裝置的該第二側上將被電性且機械式連接至該第二電路元件的第二導體圖案，該第二導體圖案係電耦接至該第一導體圖案；以及複數個奈米結構能量儲存裝置，其係被配置在該中介層裝置的將被該第一電路元件所覆蓋的該部分之內，該些奈米結構能量儲存裝置的每一個係包括：至少一第一複數個導電的奈米結構；一導電控制材料，其係嵌入在該第一複數個導電的奈米結構中的每一個奈米結構；一第一電極，其係連接至在該第一複數個奈米結構中的每一個奈米結構；以及一第二電極，其係藉由該導電控制材料來和在該第一複數個奈米結構中的每一個奈米結構分開的，其中該第一電極以及該第二電極中的至少一個係連接至該第一導體圖案，以容許該奈米結構能量儲存裝置至該第一電路元件的電連接。
該第一電極可以導電地連接至該些奈米結構，因而DC電流可以從該第一電極流到該些奈米結構。
藉由導電控制材料應該被理解為任何控制(例如避免)在該第二電極以及在該第一複數個奈米結構中的該些奈米結構之間的導電的材料，以容許能量儲存。
該第一電路元件以及該第二電路元件的每一個或是任一個都可以是一電子裝置的任何電性部分，其例如是包含一積體電路、一經封裝的電子構件、或是一像是PCB FR-4基板的電路板。
該第一電路元件可以具有一比該中介層裝置更小的表面積。
該第一導體圖案可包含連接器，其係容許電連接至內含在該第一電路元件中的對應的連接器。
該第二導體圖案可包含連接器，其係容許電連接至內含在該第二電路元件中的對應的連接器。
該第一導體圖案以及該第二導體圖案可以是電容性或直接導電地連接至彼此。譬如，該中介層裝置可包含複數個貫穿的導體，其係相互連接在該中介層裝置的該第一側上的該第一導體圖案與在該中介層裝置的該第二側上的該第二導體圖案。
本發明係思及提供不同類型的貫孔，例如是電性貫孔、熱貫孔、其它功能的貫孔、或是支架(scaffold)結構，以支撐或是補償在該中介層中的薄膜所引發的應力、或是CTE不匹配。
本發明是根據理解到小型的本地的能量儲存及/或有效率且小型的去耦可以便利的是利用一種中介層裝置來加以提供，其係包括將被該第一電路元件所覆蓋的複數個奈米結構能量儲存裝置。以此種方式，在不需要昂貴且耗費空間的外部的構件下，並且是在沒有或最小增加的橫向的區域下，相當大 的能量儲存功能可被設置。此外，該本地的能量儲存功能可以用一種非常小型的方式而被提供至已經是現有的積體電路。本發明亦思及致能用以控制該些中介層裝置的垂直的厚度的自由度，此係相較於傳統的中介層基板而致能薄且平滑的中介層裝置。再者，該中介層裝置可以在比典型的積體電路更高溫下加以處理，此係容許在該些奈米結構的配置上更多的自由度、及/或一更有成本效率的處理。
在實施例中，本發明係因此思及致能整合的電容器中介層裝置，其可被調適為滿足該電容器以及該能量儲存兩者的需求的能量儲存裝置。根據本發明的中介層裝置的實施例亦被思及為適合修改針對於一給定的電路需求或是該組件的要求所需的電容能量密度。因此，本發明的實施例係致能設計及幾何輪廓的自由度、符合成本效益的處理、以及產業上可擴充性。在實施例中，本發明亦容許控制奈米結構作為電極材料的生長以影響該些電極性質、重要的有效表面積強化、以及對於電荷儲存裝置的幾何輪廓的控制。
在實施例中，該中介層裝置可以進一步包括一被形成在該絕緣材料上的重分佈層，該重分佈層係包括一第一導電的部分以及一至少部份地形成該第一導體圖案的第二導電的部分、以及一將該第一及第二導電的部分相互分開的絕緣的部分。
該第一導電的部分可以連接至在該複數個奈米結構能量儲存裝置中的一第一奈米結構能量儲存裝置的該第一電極以及該第二電極中之一；並且該第二導電的部分可以連接至在該複數個奈米結構能量儲存裝置中的一第二奈米結構能量儲存裝置的該第一電極以及該第二電極中之一，該第二奈米結構能量儲存裝置係不同於該第一奈米結構能量儲存裝置。
在實施例中，所思及的是具有複數個用於信號繞線目的之導電電極、或是重分佈導電層，以匹配該電路及信號傳播的需求。
在實施例中，該第一導電的部分可以構成該第一電極以及該第二電極中之一，並且該第二導電的部分可以構成該第一電極以及該第二電極中之另一個。
根據各種實施例，在該第一複數個導電的奈米結構中的該些導電的奈米結構可以是垂直的奈米結構。
根據各種實施例，該些導電的奈米結構係以薄膜或是薄膜的堆疊的形式來加以設置。
該中介層裝置可包括一具有一絕緣的裝置層部分的裝置層，並且該些垂直的奈米結構可以在該絕緣的裝置層部分上生長的。
所生長的奈米結構的使用係容許該些奈米結構的性質的廣泛的修改。譬如，該些生長的狀況可被選擇以達成一種給予每一個奈米結構一大的表面積的形態，此於是可以增加該奈米結構能量儲存裝置的能量儲存容量。
該些奈米結構可以有利的是奈米碳結構，例如是奈米碳纖維、奈米碳管、或是碳化物衍生奈米碳結構。
該些奈米結構可以有利的是例如為銅、鋁、銀、矽化物的奈米線、或是其它類型的具有導電性質的奈米線。
該些奈米結構可以有利的是具有例如是石墨烯的2D薄膜的形式、或是任何其它2D奈米結構膜。
根據各種實施例，該第一電極可被配置在一絕緣的裝置層以及在該第一複數個導電的奈米結構中的每一個奈米結構之間。在這些實施例中，在該第一複數個奈米結構中的該些奈米結構可以從該第一電極，亦即從一種導電材料來加以生長。
根據實施例，該導電控制材料可以有利的是被配置成一在該第一複數個導電的奈米結構中的每一個奈米結構上的保形的塗層。
根據實施例，該第二電極可以覆蓋該導電控制材料。
該第二電極材料可以有利的是被配置成一在該導電控制材料之上的保形的塗層。
在某些實施例中，該第一電極可以是一在該第一複數個奈米結構中的該些奈米結構以及該中介層基板的該絕緣的表面部分之間的連續的電極層，並且該第二電極可以是一覆蓋該導電控制材料的連續的電極層，使得該第二電極係藉由該導電控制材料來和該第一複數個奈米結構分開的。在這些實施例中，該導電控制材料可以有利的是與該些奈米結構實質保形的，以提供該第二電極的一非常大的總面積。
再者，根據各種實施例，該奈米結構能量儲存裝置可以進一步包括一內嵌在該導電控制材料中的第二複數個導電的奈米結構。如同針對於在該第一複數個奈米結構中的該些奈米結構的，在該第二複數個奈米結構中的該些奈米結構可以有利的是垂直的奈米結構。
在此種實施例中，該第二電極可以導電地連接至在該第二複數個奈米結構中的每一個奈米結構。
在該第二複數個導電的奈米結構中的每一個奈米結構可以有利的是從該第二電極加以生長的。
該第二電極、或是該第二電極的一部分可以替代地連接至在該第二複數個奈米結構中的奈米結構的尖端。在此種實施例中，該些奈米結構可以生長、內嵌在該導電控制材料中，並且該些奈米結構的尖端接著是藉由導電控制材料例如是透過乾式或濕式蝕刻或拋光的移除而被露出。
根據進一步的實施例，該第一電極、或是該第一電極的一部分亦可以是連接至在該第一複數個奈米結構中的奈米結構的尖端。在此種實施例中，該些奈米結構可以生長、內嵌在該導電控制材料中，並且該些奈米結構的 尖端接著是藉由導電控制材料例如是透過乾式或濕式蝕刻或拋光的移除而被露出。於是，該第一電極以及該第二電極兩者都可以在該些奈米結構的生長之後而被設置。
根據各種實施例，該奈米結構能量儲存裝置可包括複數個導電的奈米結構，其係具有2D膜形式或是多層的2D膜形式並且內嵌在該導電控制材料中。至於具有2D膜形式的該些奈米結構可以有利的是生長為2D膜奈米結構。
本發明係在該些中介層實施例中思及避開有關內部應力的問題。
本發明亦思及被利用在晶圓層級的處理、以及面板層級的處理。
本發明亦思及被利用在扇出晶圓層級的封裝。
本發明係思及引入一種由下而上的方法以使得中介層裝置具有內嵌的不同功能，其係包含儲存裝置、貫孔、熱管理、用於機械及CTE所引發的不匹配穩定性的支架、等等。
根據各種實施例，該奈米結構能量儲存裝置可以是一奈米結構電容器，並且該導電控制材料可以是一介電材料。在一奈米結構電容器中，該導電控制材料係藉由防止從在該第一複數個奈米結構中的該些導電的奈米結構導電至該第二電極，來提供能量儲存。藉此，能量可以透過電荷在該奈米結構-介電質介面的累積而被儲存。該介電質可以有利的是一種所謂的高介電常數的介電質。該高介電常數的介電材料例如是HfOx、TiOx、TaOx、或是其它眾所周知的高介電常數的介電質。或者是，該介電質可以是聚合物基，例如是聚丙烯、聚苯乙烯、聚對二甲苯、帕里綸(parylene)等等。其它例如是SiOx或SiNx、等等的眾所周知的介電材料亦可被使用作為該導電控制層。任何其它適 當的導電控制材料都可以適當地被使用。該些導電控制材料可以經由CVD、熱處理、ALD、或是旋轉塗覆或噴霧塗覆、或是任何其它在產業中所用的適當方法來加以沉積。
根據其它實施例，該奈米結構能量儲存裝置可以是一奈米結構電池，並且該導電控制材料可以是一電解質。在一奈米結構電池中，該導電控制材料係藉由容許離子穿過該電解質的傳輸來提供能量儲存。適當的電解質可以是固體或半固體的電解質，並且可被選擇為固體的晶體、陶瓷、石榴石、或是聚合物或凝膠的形式以作用為電解質，例如是鈦酸鍶、釔安定氧化鋯、PMMA、KOH等等。
該些導電控制電解質材料可以經由CVD、熱處理、或是旋轉塗覆或噴霧塗覆、或是任何其它在產業中所用的適當方法來加以沉積。
根據本發明的各種實施例的中介層裝置可被配置以儲存一相當大量的能量，以容許該奈米結構的提供能量的裝置能夠提供能量以用於一連接至該中介層裝置的積體電路的操作。根據其它實施例，該奈米結構的提供能量的裝置可被配置以儲存一相當小量的能量，其譬如是容許該奈米結構的提供能量的裝置能夠作用為一去耦電容器以作用為針對於RF頻率的電性短路所需的，其係限制來自電壓諧波或是瞬態變化在該些DC線上的干擾。
再者，根據本發明的各種實施例的中介層裝置可以有利的是內含在一電子裝置中，該電子裝置進一步包括一第一電路元件，其係電性且機械式連接至在該中介層裝置的該第一側上的該第一導體圖案，以藉此覆蓋該中介層裝置藉由該第一導體圖案所界定的部分。
該電子構件可以內含在一例如是手持式電子裝置的電子裝置中。
根據本發明的另一特點，所提出的是一種將被電性且機械式連 接至一電路元件之能量儲存裝置，其中該能量儲存裝置係包括：一導體圖案，其係界定該中介層裝置的一在該第一電路元件連接至該第一導體圖案時將被該電路元件所覆蓋的部分；以及複數個奈米結構能量儲存裝置，其係被配置在該中介層裝置的將被該電路元件所覆蓋的該部分之內，該些奈米結構能量儲存裝置的每一個係包括：至少一第一複數個導電的奈米結構；一導電控制材料，其係嵌入在該第一複數個導電的奈米結構中的每一個奈米結構；一第一電極，其係連接至在該第一複數個奈米結構中的每一個奈米結構；以及一第二電極，其係藉由該導電控制材料來和在該第一複數個奈米結構中的每一個奈米結構分開的，其中該第一電極以及該第二電極中的至少一個係連接至該導體圖案，以容許該奈米結構能量儲存裝置至該電路元件的電連接。
在實施例中，該能量儲存裝置(或是以上所提及的中介層裝置)可以用一種多層的格式堆疊在彼此上，以3D垂直的格式來增加能量儲存裝置的數目以及電力儲存密度/功能。該能量儲存裝置(或是中介層裝置)可以用該能量儲存裝置可以接收及儲存電能，並且在需要時供應該儲存的電能至連接至其的該電子裝置的此種方式，透過該些互連來直接連接至每一層。
在實施例中，該能量儲存裝置(或是以上所提及的中介層裝置)可以內含在一電子裝置(智慧型手機、膝上型電腦、感測器、或是任何其它手持式電池驅動的裝置)的一能量供應系統中。該能量儲存裝置(或是中介層裝置)可以用該能量儲存裝置可以接收及儲存電能，並且在需要時供應該儲存的電能至該電子裝置的此種方式，來直接連接至該電子裝置的一電池，且/或內含在該電子裝置的一能量管理系統中。尤其，此種所儲存的能量可被利用以延長正規的電池壽命時間，且/或改善該電源管理系統及/或解決任何非所要的電源突波或漣波(電壓雜訊)，使得所需的額外電力可以瞬間被提供。
根據本發明的另一特點，所提出的是一種製造一中介層裝置之 方法，該中介層裝置係用於電性且機械式地相互連接一第一電路元件以及一第二電路元件，該方法係包括以下步驟：設置一基板；在該基板上形成一第一裝置層，該第一裝置層係包括一絕緣的部分以及一導電的部分，該導電的部分係界定一用於電連接至該第一電路元件的第一導體圖案、以及一第一電極；在該第一電極上形成至少一第一複數個導電的奈米結構，其係以在該第一複數個奈米結構中的每一個奈米結構係電連接至該第一電極的此種方式來形成的；將在該第一複數個導電的奈米結構中的每一個奈米結構嵌入在一導電控制材料中，藉此在該第一裝置層上形成一奈米結構能量儲存裝置層；以一第二電極係藉由該導電控制材料來和在該第一複數個奈米結構中的每一個奈米結構分開的此種方式來設置該第二電極；在該奈米結構能量儲存裝置層上形成一第二裝置層，該第二裝置層係包括一絕緣的部分以及一導電的部分，該導電的部分係界定一用於電連接至該第二電路元件的第二導體圖案；穿過該奈米結構能量儲存裝置層來形成導電的結構，以用於相互連接該第一導體圖案以及該第二導體圖案；以及移除該基板。
應注意到的是，根據本發明的各種實施例的方法的步驟並不需要一定用任何特定的順序來加以實行，譬如該些奈米結構可以在該第二電極被設置之前加以形成。或者是，該第二電極可以在該些奈米結構的形成之前被設置。再者，穿過該奈米結構能量儲存裝置層的該些導電的結構(例如貫孔)可以在該第二裝置層的形成之前或是之後加以形成、或是該些導電的結構(例如貫孔或是支架)可以在該奈米結構能量儲存裝置的形成之前加以形成。
該些電極可以用任何適當的方式，例如是透過微影、濺鍍、蒸鍍、電鑄、矽化等等來加以設置。
該介電質及/或電解質可以用任何適當的方式，例如是原子層沉積、濺鍍、蒸鍍、旋轉、滴落塗佈等等、或是此項技術中已知的任何其它適當 的方法來加以設置。在實施例中，多層的介電質及/或電解質可以根據需要而便利地加以設置。
根據實施例，形成該至少第一複數個導電的奈米結構的步驟可包括以下步驟：在該第一重分佈層上設置一圖案化的觸媒層；以及從該觸媒層生長該第一複數個導電的奈米結構中的每一個奈米結構。根據某些實施例，該些電極可以是和該觸媒層相同的材料。根據某些實施例，該觸媒層可以便利的是足夠厚的，以利用該觸媒層的上方的部分作為觸媒以從其生長奈米結構，並且底部的部分將被使用作為電極。
透過本發明的此第二特點所獲得的進一步實施例以及功效係大部分類似於那些以上針對於本發明的第一特點所述者。
1‧‧‧電子裝置
3‧‧‧第一積體電路(IC)
5‧‧‧第二積體電路(IC)
7‧‧‧中介層裝置
9‧‧‧第一導體圖案
11‧‧‧第一側
13‧‧‧第二導體圖案
15‧‧‧第二側
17‧‧‧部分
19‧‧‧連接器
21‧‧‧貫孔
23‧‧‧奈米結構能量儲存裝置
23a‧‧‧第一奈米結構能量儲存裝置
23b‧‧‧第二奈米結構能量儲存裝置
25‧‧‧第一電極
27‧‧‧第一複數個導電的奈米結構
29‧‧‧第二複數個導電的奈米結構
31‧‧‧第二電極
33‧‧‧導電控制材料
35‧‧‧裝置層
37‧‧‧觸媒層
39‧‧‧尖端
41‧‧‧尖端
43‧‧‧犧牲基板
45‧‧‧裝置層
46‧‧‧貫孔
47‧‧‧第一重分佈層
49‧‧‧絕緣的裝置層部分
51‧‧‧介電質層
53‧‧‧第二重分佈層
400‧‧‧第一步驟
401‧‧‧步驟
402‧‧‧步驟
403‧‧‧步驟
404‧‧‧步驟
405‧‧‧步驟
本發明的這些特點以及其它特點現在將會參考所附的展示本發明的一範例實施例的圖式來更詳細加以描述，其中：圖1係概要地描繪根據本發明的一範例實施例的一種中介層裝置的一具有一電子組件的形式的應用；圖2A-B係概要地展示內含在根據本發明的中介層裝置中的奈米結構能量儲存裝置的兩個實施例；圖3係概要地展示內含在根據本發明的中介層裝置中的奈米結構能量儲存裝置的另一實施例；圖4是描繪根據本發明的一種製造方法的範例實施例的流程圖；以及圖5A-F係概要地描繪在圖4的流程圖中的個別的方法步驟的結果。
在本詳細說明中，該能量儲存中介層裝置的各種實施例主要是參考一種能量儲存中介層裝置來加以敘述的，其係包括一具有一奈米結構電容器的形式的奈米結構能量儲存裝置。
應注意到的是，此絕非限制本發明的範疇的，本發明係同樣良好地包含例如一種包括一奈米結構電池、或是一奈米結構電容器以及一奈米結構電池之中介層裝置。
圖1係概要地描繪根據本發明的一實施例的一電子裝置1，其係包括一第一電路元件，其在此係具有一第一積體電路(IC)3的形式、一第二電路元件，其在此係具有一第二IC 5的形式、以及根據本發明的一實施例的一種中介層裝置7，其係電性且機械式地相互連接該第一IC 3以及該第二IC 5。
該中介層裝置7係包括一在該中介層裝置7的一第一側11上的第一導體圖案9、以及一在該中介層裝置7的一第二側15上的第二導體圖案13。如同在圖1中概要指出的，該第一導體圖案9(用於該第一IC 3至該中介層裝置7的電性且機械式連接的連接器)係界定該中介層裝置7的一部分17(藉由在圖1中的虛線所畫界的區域所指出的)，當該第一IC係電性且機械式連接至該第一導體圖案9時，該部分17將被該第一IC 3所覆蓋。類似地，該第二導體圖案13係被配置以容許該第二IC 5的對應的連接器19至該中介層裝置7的電性且機械式連接。如同亦在圖1中概要所示的，該第二導體圖案13在此係藉由延伸穿過該中介層裝置7的貫孔21來電耦接至該第一導體圖案9。
在圖1中的中介層裝置7係額外包括第一23a以及第二23b奈米結構能量儲存裝置，其係被配置在該中介層裝置7的被該第一IC 3所覆蓋的部分17之內。
該第一23a以及第二23b奈米結構能量儲存裝置的每一個係包括 至少一第一複數個導電的奈米結構以及一嵌入該些奈米結構的導電控制材料。這些結構並未明確地被展示在圖1中，但是將會在以下參考圖2A-B以及圖3來更加詳細地加以描述。
除了上述的導電的奈米結構以及導電控制材料之外，該第一23a以及第二23b奈米結構能量儲存裝置的每一個係包括一第一電極25(只有針對於在圖1中的第一奈米結構能量儲存裝置而被指出)以及一第二電極，該第二電極是在圖1的圖示中不可見的。
在圖1的例子中，該第一電極25以及該第二電極(儘管在圖1中是不可見的)都經由該第一導體圖案9以及內含在該中介層裝置7中的第二導體圖案來連接至該第一IC 3(以及連接至該第二IC 5)。藉此，該些奈米結構能量儲存裝置23a-b例如可以是藉由從該第二IC 5所提供的電能而被充電，並且透過該第一導體圖案9的IC連接墊而被放電至該第一IC3。因此，該中介層裝置7可以作用為一用於該第一IC 3及/或該第二IC 5的電荷貯存器。
應注意到的是，許多其它的第一及第二導體圖案都是可行的，並且可以根據特定的應用而為有利的。例如，第一及第二導體圖案可以為了電源網以及信號繞線的目的而存在。根據一例子，在該中介層裝置的該第一側上可以有一第三電路元件，並且該第一導體圖案可以額外包括用於此種第三電路元件的連接器，並且提供在該第一電路元件以及該第三電路元件之間的信號繞線。
根據本發明的實施例的中介層裝置7的結構將會進一步在以下相關範例的製造方法的說明來更加詳細地加以描述。
圖2A是在圖1中的第一奈米結構能量儲存裝置23a的一第一範例的配置的概要俯視圖，其中該導電控制材料係部份地被移除，以露出內含在該奈米結構能量儲存裝置23a中的某些奈米結構。
參照圖2A，該奈米結構能量儲存裝置23a係包括被形成在該第一電極25上的第一複數個導電的奈米結構27、以及被形成在該第二電極31上的第二複數個導電的奈米結構29。所有的奈米結構係被嵌入在導電控制材料33中。在此例子中，該奈米結構能量儲存裝置23a可以是一奈米結構電容器，在此情形中該導電控制材料33可以是一種介電材料，例如是一種所謂的高介電常數的介電質。
圖2B是從側面概要地展示在圖1中的第一奈米結構能量儲存裝置23a的一第二範例的配置的橫截面圖，其係包括從一內含在該中介層裝置7中的裝置層35的一電性絕緣的表面部分生長的第一複數個27以及第二複數個29導電的奈米結構。尤其，該些奈米結構可以已經從一未被圖案化的(例如是均勻的)觸媒層、或是從一如同在圖2B中概要地指出的圖案化的觸媒層37生長為一森林結構。
該些奈米結構係被嵌入在一導電控制材料33中，但是該些奈米結構的尖端係已經例如是透過該導電控制材料33的拋光或蝕刻而被露出。在該第一複數個奈米結構中的奈米結構27的尖端39的頂端上，該第一電極25係已經被設置以達成在該第一電極25以及在該第一複數個奈米結構中的每一個導電的奈米結構27之間的電性接觸。在該第二複數個奈米結構中的奈米結構29的尖端41的頂端上，該第二電極31係已經被設置以達成在該第二電極31以及在該第二複數個奈米結構中的每一個導電的奈米結構29之間的電性接觸。
圖3是從側面概要地展示在圖1中的第一奈米結構能量儲存裝置23a的一第三範例的配置的橫截面圖。在圖3的實施例中並沒有第二複數個奈米結構，而是全部的奈米結構27都屬於上述被形成在該第二電極31上的第一複數個奈米結構。再者，該導電控制材料33係被設置作為一在該些奈米結構27上的保形的塗層，並且該第一電極25係被形成為一在該導電控制材料33上的保形的 塗層。
根據本發明的製造方法的一範例的實施例現在將會參考在圖4中的流程圖、以及在該製程中的對應於在圖4的流程圖中的個別的方法步驟之不同階段的在圖5A-F中的橫截面圖來加以描述。
在一第一步驟400中，一犧牲基板43係被設置。該犧牲基板可以是如同對於具有在相關技術中的普通技能者而言將會眾所周知的任何適當的基板。譬如，該犧牲基板可以是由聚合物或玻璃所做成的、或者可以是一矽基板。
在後續的步驟401中，一裝置層45係被設置。在此，該裝置層係包括一被設置在該犧牲基板43上並且在絕緣的裝置層部分49中的第一重分佈層47。該裝置層的設置可以是藉由首先利用一適當的金屬或是其它導電材料，以所要的圖案(例如是上述的第一9或是第二13導體圖案)來形成該第一重分佈層、在該第一重分佈層47上沉積一介電層至一厚度、透過化學機械拋光或是任何其它適當的方法來平坦化該介電質，使得該第一重分佈層係變成露出的，因而包含該第一重分佈層47以及該介電層的基板再次變成是實質平坦的/平面的。
在下一個步驟402中，該些奈米結構能量儲存裝置23以及貫孔46係被形成在該裝置層45的平坦化的表面上。如同在以上參考圖2A-B以及圖3所述的，該些奈米結構能量儲存裝置23可以用各種不同的方式來加以形成，其係分別包含在該裝置層45上生長導電的垂直的奈米結構、將該些奈米結構嵌入在一導電控制材料中、以及形成第一及第二電極。
為了形成該些貫孔46，典型的金屬或是金屬合金可以利用沉積、濺鍍、或蒸鍍、或是任何其它濕式製程來加以沉積。該些貫孔可以具有不同的功能，例如是用於電互連、熱互連、或是熱及機械穩定性的互連。給定目的之下，用於貫孔的形成的材料可以是從具有高的導熱或是導電度的金屬或金 屬合金來加以選擇。在一特點中，例如是奈米碳管、奈米纖維、奈米線的非等向性奈米材料亦可被利用。典型的CVD方法可被利用來生長此種奈米材料。一複合的貫孔組合的奈米材料以及金屬亦可被利用。貫孔可被形成以被分散在一所關注的區域之上，來實現不同的目的。
當該些貫孔46以及奈米結構能量儲存裝置23已經被形成時，該奈米結構係在步驟403中被嵌入在一介電材料中。該些貫孔46以及該些奈米結構能量儲存裝置23可以藉由沉積一介電質層51所覆蓋。該介電質層可被平坦化，使得該表面再次變成是合理地平面的。或者是，該介電質層可被平坦化，使得該些貫孔的頂表面再次變成是開放並且可接達的。
之後，在步驟404中，一第二重分佈層53可以選配地加以形成，以達成上述的第一9或是第二13導體層。
在下一個步驟405中，該犧牲基板43係被移除或是釋放，以完成該能量儲存中介層裝置7的該第一例子。
該第一及第二重分佈層可以利用任何已知的標準金屬化處理，例如是濕式化學、乾式CVD沉積、濺鍍或蒸鍍來加以製造。例如是Cu、Al、Au的典型的金屬、矽化物、或是任何其它適當的金屬都可以根據需要來加以沉積。形成該些能量儲存裝置係包含：在該第一導電的部分上形成至少一第一複數個導電的奈米結構，使得它們係電連接至一第一重分佈層，該第一導電的部分係形成一第一電極；將在該第一複數個導電的奈米結構中的每一個奈米結構嵌入在一導電控制材料中；以一第二電極係藉由該導電控制材料來和在該第一複數個奈米結構中的每一個奈米結構分開的此種方式來設置該第二電極。移除該犧牲基板可以是藉由從背面蝕刻該基板來加以實行的，其係藉由化學蝕刻、或乾式蝕刻、或是任何其它適當的方法。或者是，該犧牲基板可被釋放，而不是被移除。在此種情形中，晶圓釋放技術、雷射脫黏技術、或是熱脫黏技術可 被利用。一額外的適當的材料層可以在該中介層能量儲存裝置的處理之前被沉積在該犧牲基板上，以供該晶圓釋放或脫黏方法來工作。選配的是，在該犧牲基板的移除之後，該能量儲存中介層裝置可以進一步加以處理，以藉由凸塊接合來形成一非平面的I/O點。此種I/O凸塊可以經由覆晶凸塊接合製程、Cu柱沉積技術、或是任何其它適當的濕式化學製程來加以形成，以形成最終的連接點。
或者是，該些用於在該第一中介層裝置層的頂端上形成中介層裝置的更多層的製程可以根據以上圖5B-圖5E所述的製程來繼續。
在一替代的製造方式中，該製程可以在不移除該犧牲基板下繼續，以將其接合到根據該方法所製造的下一個中介層裝置。在此種設計中，在不移除該犧牲基板下，兩個中介層裝置係接著彼此面對主動側地加以接合。該犧牲基板係接著被移除或是脫黏，並且該製程可以繼續在彼此上堆疊一些中介層裝置。
在一替代的製造方法中，扇出的處理可以根據標準的已知的扇出處理而在該中介層裝置的頂端上加以實行。
在一替代的製造方法中，該製程可以在不移除該犧牲基板下繼續，至少一積體電路或晶粒係被接合至該中介層裝置。該犧牲基板係接著被移除或是脫黏，並且該製程可以繼續將一些中介層裝置彼此堆疊。先前敘述的實施例的任一個都適合在產業中所用的一晶圓層級製程以及面板層級製程來加以製造。它們分別可以便利地被稱為晶圓層級的中介層處理、以及面板層級的中介層處理。在晶圓層級處理中，通常一圓形的基板係被使用，尺寸範圍是從2吋到12吋的晶圓。在該面板層級處理中，尺寸係藉由機器容量所界定的，並且可以是範圍較大的尺寸的圓形、或矩形、或是方形，其通常是(但不限於)12到100吋。面板層級處理通常是用在生產智慧型電視中。因此，該尺寸可以是如 同一電視的尺寸、或是更大的。該中介層基板尺寸越大，則個別的中介層基板被用在半導體產業以用於組裝變成是符合成本效益的。在一針對於晶圓層級製程的特點中，上述的實施例中的至少一個係在一半導體處理晶圓代工中的一晶圓層級下加以處理。在另一針對於面板層級製程的特點中，上述的實施例中的至少一個係利用面板層級處理來加以處理。根據設計需求，在處理之後，該中介層晶圓或是面板層級晶圓係利用標準的切割、電漿切割、或是雷射切割而被切割成為較小的片。在另一特點中，該切割、電漿切割、或是雷射切割係在一晶圓或面板層級下，在該些晶片/晶粒被組裝在該中介層上之後才加以完成。此種單粒化製程步驟可以透過切割、或電漿切割、或是雷射切割來加以配置，以根據需要來修改所形成的中介層的形狀及尺寸。
在上述的中介層實施例的任一個的使用的一特點中，該能量儲存中介層可以便利地和在例如是智慧型手機、膝上型電腦、感測器、或是任何其它手持式電池驅動的裝置之裝置中的電池及/或電源管理單元連接，使得根據本發明的中介層可以儲存能量。此種所儲存的能量可被利用來延長正規的電池壽命時間、及/或改善該電源管理系統及/或解決任何非所要的電源突波或漣波(電壓雜訊)，使得所需的額外的電力可以瞬間被提供。
此外，以下的資訊係被提出：在本發明的一特點中，其係提供有一種適合用於配置在複數個積體電路及/或裝置基板之間的中介層裝置，該中介層係包括複數個能量儲存裝置、複數個延伸穿過該中介層裝置的貫孔、在該第一側以及與該第一側相對的該第二側上的複數個導電圖案或RDL，使得導電圖案、能量儲存裝置、以及貫孔可加以連接。該些導電圖案是由例如是Cu、Al、Au的金屬、矽化物、或是任何其它適當的金屬或金屬合金所做成的。在一特點中，該些貫孔是用於根據例如是Cu、Al、W、Au、矽化物、或是任何其它適合用於形成其的金屬或金屬合 金的金屬貫孔的電互連。該些貫孔可以便利的是由其它類型的非等向性導電材料所做成的，例如是奈米碳管、奈米纖維或奈米線、或是具有金屬或金屬合金的合成物的形式。在另一特點中，該些貫孔是熱貫孔。熱貫孔可以便利的是藉由例如是Cu、Au、等等的高導熱的材料、或者例如是奈米管、奈米線、例如是奈米碳管的碳基材料、奈米纖維、石墨烯、或是具有其它金屬或金屬合金的合成物的形式的非等向性導熱的材料來加以形成的。在一特點中，該些貫孔可被形成在該些中介層裝置的側壁。在可根據本發明製造的中介層裝置的厚度上實質並不預期有限制的。然而，該中介層裝置的總厚度通常可以根據需要/應用而從0.1μm變化到10mm，較佳的是在0.5μm到100μm之間。
在本發明的一特點中，其係提供有一種適合用於配置在複數個積體電路及/或裝置基板之間的中介層裝置，其係包括複數個能量儲存裝置、在該第一側以及與該第一側相對的該第二側上複數個導電圖案或RDL，使得導電圖案以及能量儲存裝置可加以連接。該些導電圖案是由例如是Cu、Al、Au的金屬、矽化物、或是任何其它適當的金屬或金屬合金所做成的。該複數個積體電路接著可以經由該些能量儲存中介層裝置來加以連接。在一特點中，該些貫孔可被形成在該些中介層裝置的側壁。在可根據本發明製造的中介層裝置的厚度上實質並不預期有限制的。然而，該中介層裝置的總厚度通常可以根據需要而從0.1μm變化到10mm，較佳的是在0.5μm到100μm之間。
在一特點中，該中介層裝置可以便利的是具有更多有貫孔或奈米尺度支架的形式的結構以用於提供其它功能，例如是用於機械穩定性的貫孔，並且可以補償不同的積體電路基板的CTE不匹配、或是可被使用作為用於補償或平衡沉積所引發的薄膜應力。在此種奈米尺度支架中，可以便利的是內嵌在該沉積的介電層中。
在本發明的一特點中，該中介層裝置的介電質主體係透過介電 層的沉積製程來加以形成。
在一特點中，一所製造的電容器可被使用作為去耦電容器，其於是將會具有作用為一針對於RF頻率的電性短路的角色，此係限制來自電壓諧波或是瞬態變化在該些DC線上的干擾。
該些去耦電容器最佳的是被使用在從該裝置連接一DC線至盡可能接近的接地時。因此，在本發明中，該些特點中之一是在該中介層的表面上，在兩個重分佈連接線之間設置或製造此種電容器。在另一特點中，該電容器可以在該中介層的厚度之內、或是具有該中介層的一凹陷格式、或是在該中介層的底表面來加以設置或製造。
在利用電容器作為一濾波電容器(類似於一DC阻擋)的另一特點中，其應該是和一RF線串聯連接來加以設置，並且可被整合在該中介層的貫孔之內、或是在該些表面中之一上。
在該濾波或去耦電容器的一特點中，它們可以是完全固態的裝置。因此，該裝置應該是在一絕緣層藉由PVD、CVD、ALD來加以沉積之前、在該頂端電極利用PVD、CVD、ALD或電鍍來加以形成之前，由連接或生長在該底部電極上的奈米結構所做成的。
在針對於利用該電容器作為儲存裝置的另一特點中，液體、聚合物或是凝膠可被利用作為接合兩個電極的電解質，其係被設置成彼此堆疊的、或單純是交指的。
應瞭解的是，內含在該奈米結構能量儲存裝置23中的導電的奈米結構可以利用具有此項技術的通常知識者已知的各種方法來加以做成。例如，用於做成一或多個奈米結構之方法可包含：在一基板的一上表面上沉積一導電助層(helplayer)；在該導電助層上沉積一圖案化的觸媒層；在該觸媒層上生長該一或多個奈米結構；以及選擇性地移除在該一或多個奈米結構之間以及周 圍的該導電助層。在某些實施方式中，該觸媒層係在其被沉積之後加以圖案化。在某些實施方式中，該基板係額外包括一與其上表面共同延伸的金屬底層，並且該金屬底層係被該導電助層所覆蓋。在某些實施方式中，該金屬底層係被圖案化。在某些實施方式中，該金屬底層係包括從：Cu、Ti、W、Mo、Co、Pt、Al、Au、Pd、P、Ni、矽化物、以及Fe所選的一或多種金屬。在某些實施方式中，該金屬底層係包括從；TiC、TiN、WN、以及AlN所選的一或多種導電的合金。在某些實施方式中，該金屬底層係包括一或多種導電的聚合物。
在此所述的技術可以在一些不同的材料作為該助層下加以利用。選擇助層材料以及蝕刻參數以使得該些奈米結構可以在該助層的蝕刻期間被利用作為一自對準遮罩層是重要的。該助層材料的選擇可以依據位在該助層之下的材料而定。
該助層亦可以是一觸媒，因為該選擇性的移除製程亦可被利用以移除在所生長的奈米結構之間的任何非所要的觸媒殘留。
該觸媒可以是鎳、鐵、鉑、鈀、鎳矽化物、鈷、鉬、Au、或是其之合金、或是可以和其它材料(例如，矽)組合。該觸媒可以是選配的，因為在此所述的技術亦可被應用在一種用於奈米結構的無觸媒的生長製程中。觸媒亦可以透過觸媒粒子的旋轉塗覆來加以沉積。
在某些實施方式中，一觸媒層係被用來生長該些奈米結構，並且將被使用作為連接電極。在此種實施方式中，該觸媒可以是一厚層的鎳、鐵、鉑、鈀、鎳矽化物、鈷、鉬、Au、或是其之合金、或是可以和來自週期表的其它材料組合。
在某些實施方式中，該沉積的任一個係藉由一種從以下所選的方法來加以實行：蒸鍍、電鍍、濺鍍、分子束磊晶、脈衝式雷射沉積、CVD、 ALD、旋轉塗覆、或是噴霧塗覆。在某些實施方式中，該一或多個奈米結構係包括碳、GaAs、ZnO、InP、InGaAs、GaN、InGaN、或是Si。在某些實施方式中，該一或多個奈米結構係包含奈米纖維、奈米管、或是奈米線。在某些實施方式中，該一或多個奈米結構係以薄膜格式、或是多層薄膜的一堆疊格式來加以設置。在此種實施方式中，該薄膜可以是碳基石墨烯膜、或是任何其它適當的2D奈米結構。在某些實施方式中，該導電助層係包括一種從以下所選的材料：一半導體、一導電的聚合物、以及一合金。在某些實施方式中，該導電助層是從1nm到100微米厚的。在某些實施方式中，該一或多個奈米結構係在一電漿中生長的。
在某些實施方式中，該一或多個奈米結構是碳化物衍生碳。在某些實施方式中，該導電助層的選擇性的移除係藉由蝕刻來加以達成。在某些實施方式中，該蝕刻是電漿乾式蝕刻。在某些實施方式中，該蝕刻是一電化學蝕刻。在某些實施方式中，該蝕刻是光化學裂解蝕刻。在某些實施方式中，該蝕刻是裂解蝕刻。在某些實施方式中，該方法進一步包含在該導電助層以及該觸媒層之間沉積一額外的層。
根據一特點，生長複數個奈米結構可以利用一種包括以下的方法來加以實行：在該電極上沉積一觸媒層，該觸媒層係包括具有一平均顆粒尺寸是不同於該些電極的平均顆粒尺寸的顆粒，藉此形成一包括該底部層以及該觸媒層的堆疊的層；加熱該堆疊的層至一溫度，其中奈米結構可以形成並且提供一包括一反應物的氣體，使得該反應物變成是接觸到該觸媒層。
在某些實施方式中，氯化製程可被用來從金屬碳化物層導出奈米碳結構，例如從TiC形成奈米碳結構。
在某些實施方式中，奈米結構的生長可以利用一種包括以下的方法來加以實行：沉積一堆疊的層以及在該堆疊的層上生長奈米結構，其中該 堆疊的層係包括允許該些層的相互擴散的材料。其中，該些經相互擴散的層可以便利的是存在於該些奈米結構中。該堆疊的層可以是不同的金屬、觸媒金屬、或是金屬合金的組合。
在一特點中，此種電容器的整合係藉由控制該電容器及/或能量儲存裝置的輪廓尺寸、高度及能量密度而為恰當的。在一特點中，此種整合係藉由透過生長製程來控制所生長的奈米結構的形態而為恰當的，該些生長製程係適當地致能該些奈米結構的每單位面積高的表面積。
熟習此項技術者係理解到本發明絕不受限於上述的較佳實施例。相反地，在所附的申請專利範圍的範疇之內，許多修改及變化都是可能的。
在申請專利範圍中，該字詞"包括"並不排除其它的元件或步驟，並且該不定冠詞"一"或是"一個"並不排除複數個。單一處理器或是其它單元可以實現在該申請專利範圍中所闡述的數個項目的功能。事實單純是某些手段係在相互不同的附屬項申請專利範圍中被闡述，但此並非指出這些手段的一組合並無法有利地被利用。一電腦程式可被儲存/散布在例如是一光學儲存媒體或一固態媒體的一種適當的媒體上，該媒體係和其它硬體一起被供應、或是作為其它硬體的部分，但是其亦可以用其它形式而被散布，例如是經由網際網路、或是其它有線或無線的電信系統。任何在該申請專利範圍中的元件符號都不應該被解釋為限制該範疇的。

Claims (33)

  1. 一種用於電性且機械式地相互連接一第一電路元件以及一第二電路元件之中介層裝置，該中介層裝置係具有一將被電性且機械式連接至該第一電路元件的第一側、以及一與該第一側相對的將被電性且機械式連接至該第二電路元件的第二側，其中該中介層裝置係包括：一在該能量儲存裝置的該第一側上的第一導體圖案，該第一導體圖案係界定該中介層裝置的一在該第一電路元件係電性且機械式連接至該第一導體圖案時將被該第一電路元件所覆蓋的部分；一在該能量儲存裝置的該第二側上將被電性且機械式連接至該第二電路元件的第二導體圖案，該第二導體圖案係電耦接至該第一導體圖案；以及複數個奈米結構能量儲存裝置，其係被配置在該中介層裝置的將被該第一電路元件所覆蓋的該部分之內，該些奈米結構能量儲存裝置的每一個係包括：至少一第一複數個導電的奈米結構；一導電控制材料，其係嵌入在該第一複數個導電的奈米結構中的每一個奈米結構；一第一電極，其係連接至在該第一複數個奈米結構中的每一個奈米結構；以及一第二電極，其係藉由該導電控制材料來和在該第一複數個奈米結構中的每一個奈米結構分開的，其中該第一電極以及該第二電極中的至少一個係連接至該第一導體圖案，以容許該奈米結構能量儲存裝置至該第一電路元件的電連接。
  2. 如請求項1所述之中介層裝置，其中該中介層裝置進一步包括絕緣材料，其係嵌入該複數個奈米結構能量儲存裝置中的每一個奈米結構能量儲存裝置。
  3. 如請求項1或2所述之中介層裝置，其中該中介層裝置進一步包括一被形成在該絕緣材料上的重分佈層，該重分佈層係包括一第一導電的部分以及一至少部份地形成該第一導體圖案的第二導電的部分、以及一將該第一及第二導電的部分相互分開的絕緣的部分。
  4. 如請求項3所述之中介層裝置，其中：該第一導電的部分係連接至在該複數個奈米結構能量儲存裝置中的一第一奈米結構能量儲存裝置的該第一電極以及該第二電極中之一；以及該第二導電的部分係連接至在該複數個奈米結構能量儲存裝置中的一不同於該第一奈米結構能量儲存裝置的第二奈米結構能量儲存裝置的該第一電極以及該第二電極中之一。
  5. 如請求項1或2所述之中介層裝置，其中，在該複數個奈米結構能量儲存裝置中的每一個奈米結構能量儲存裝置中，在該第一複數個導電的奈米結構中的該些導電的奈米結構是垂直的奈米結構。
  6. 如請求項5所述之中介層裝置，其中該中介層裝置係包括一具有一絕緣的裝置層部分的裝置層，該些垂直的奈米結構係在該絕緣的裝置層部分上生長的。
  7. 如請求項6所述之中介層裝置，其進一步包括一在該絕緣的裝置層部分以及在該第一複數個導電的奈米結構中的該些導電的奈米結構之間的觸媒層。
  8. 如請求項6所述之中介層裝置，其中該第一電極係被配置在該絕緣的裝置層以及在該第一複數個導電的奈米結構中的每一個奈米結構之間。
  9. 如請求項8所述之中介層裝置，其中在該第一複數個導電的奈米結構中的每一個奈米結構係從該第一電極生長的。
  10. 如請求項1或2所述之中介層裝置，其中，對於在該複數個奈米 結構能量儲存裝置中的每一個奈米結構能量儲存裝置而言，該導電控制材料係被配置為一在該第一複數個導電的奈米結構中的每一個奈米結構上的保形的塗層。
  11. 如請求項1或2所述之中介層裝置，其中，對於在該複數個奈米結構能量儲存裝置中的每一個奈米結構能量儲存裝置而言，該第二電極係覆蓋該導電控制材料。
  12. 如請求項1或2所述之中介層裝置，其中在該複數個奈米結構能量儲存裝置中的每一個奈米結構能量儲存裝置進一步包括一內嵌在該導電控制材料中的第二複數個導電的奈米結構。
  13. 如請求項12所述之中介層裝置，其中，對於在該複數個奈米結構能量儲存裝置中的每一個奈米結構能量儲存裝置而言，在該第二複數個導電的奈米結構中的該些導電的奈米結構是垂直的奈米結構，其係在內含於該中介層裝置中的一裝置層的一絕緣的裝置層部分上生長的。
  14. 如請求項13所述之中介層裝置，其中，對於在該複數個奈米結構能量儲存裝置中的每一個奈米結構能量儲存裝置而言，該中介層裝置進一步包括一在該絕緣的裝置層部分以及在該第二複數個導電的奈米結構中的該些導電的奈米結構之間的觸媒層。
  15. 如請求項13所述之中介層裝置，其中，對於在該複數個奈米結構能量儲存裝置中的每一個奈米結構能量儲存裝置而言，該第二電極係被配置在該絕緣的裝置層部分以及在該第二複數個導電的奈米結構中的每一個奈米結構之間。
  16. 如請求項12所述之中介層裝置，其中，對於在該複數個奈米結構能量儲存裝置中的每一個奈米結構能量儲存裝置而言，該導電控制材料係被配置為一在該第二複數個導電的奈米結構中的每一個奈米結構上的保形的塗 層。
  17. 如請求項1或2所述之中介層裝置，其中，對於在該複數個奈米結構能量儲存裝置中的每一個奈米結構能量儲存裝置而言，該些導電的奈米結構是奈米碳結構。
  18. 如請求項17所述之中介層裝置，其中該些導電的奈米結構是奈米碳纖維。
  19. 如請求項1或2所述之中介層裝置，其中在該複數個奈米結構能量儲存裝置中的每一個奈米結構能量儲存裝置是一奈米結構電容器，並且該導電控制材料是一介電材料。
  20. 如請求項1或2所述之中介層裝置，其中在該複數個奈米結構能量儲存裝置中的每一個奈米結構能量儲存裝置是一奈米結構電池，並且該導電控制材料是一固體的電解質。
  21. 一種電子裝置，其係包括：如前述請求項的任一項所述之中介層裝置；以及一第一電路元件，其係電性且機械式連接至在該中介層裝置的該第一側上的該第一導體圖案，以藉此覆蓋該中介層裝置的藉由該第一導體圖案所界定的該部分。
  22. 如請求項21所述之電子裝置，其中該第一電路元件是一積體電路。
  23. 如請求項21或22所述之電子裝置，其中該電子裝置進一步包括一第二電路元件，其係電性且機械式連接至該中介層裝置的該第二側。
  24. 如請求項23所述之電子裝置，其中該第二電路元件是一裝置基板。
  25. 一種製造用於電性且機械式地相互連接一第一電路元件以及一 第二電路元件的中介層裝置之方法，該方法係包括以下步驟：設置一基板；在該基板上形成一第一裝置層，該第一裝置層係包括一絕緣的部分以及一導電的部分，該導電的部分係界定一用於電連接至該第一電路元件的第一導體圖案、以及一第一電極；在該第一電極上形成至少一第一複數個導電的奈米結構，其係以在該第一複數個奈米結構中的每一個奈米結構係電連接至該第一電極的此種方式來形成的；將在該第一複數個導電的奈米結構中的每一個奈米結構嵌入在一導電控制材料中，藉此在該第一裝置層上形成一奈米結構能量儲存裝置層；以一第二電極係藉由該導電控制材料來和在該第一複數個奈米結構中的每一個奈米結構分開的此種方式來設置該第二電極；在該奈米結構能量儲存裝置層上形成一第二裝置層，該第二裝置層係包括一絕緣的部分以及一導電的部分，該導電的部分係界定一用於電連接至該第二電路元件的第二導體圖案；穿過該奈米結構能量儲存裝置層來形成導電的結構，以用於相互連接該第一導體圖案以及該第二導體圖案；以及移除該基板。
  26. 如請求項25所述之方法，其中該第二電極係內含在該第二裝置層的該導電的部分中。
  27. 如請求項25或26所述之方法，其中該第二電極係被設置以覆蓋在該第一複數個奈米結構中的每一個奈米結構。
  28. 如請求項25或26所述之方法，其進一步包括以下步驟：在該第一裝置層上形成一第二複數個導電的奈米結構； 將在該第二複數個導電的奈米結構中的每一個奈米結構嵌入在該導電控制材料中；以及以該第二電極係電連接至在該第二複數個奈米結構中的每一個奈米結構的此種方式來設置該第二電極。
  29. 如請求項28所述之方法，其中：該第一裝置層的該導電層係進一步界定該第二電極；以及在該第二複數個導電的奈米結構中的該些導電的奈米結構係以在該第二複數個奈米結構中的每一個奈米結構係電連接至該第二電極的此種方式而被形成在該第二電極上。
  30. 如請求項28所述之方法，其進一步包括以下步驟：從該第二複數個導電的奈米結構部份地移除該導電控制材料，以露出在該第二複數個奈米結構中的奈米結構的尖端，其中該第二電極係被設置以覆蓋該第二複數個導電的奈米結構，並且做成電性接觸到該些露出的尖端。
  31. 如請求項25或26所述之方法，其中形成該至少第一複數個導電的奈米結構的步驟係包括以下步驟：在該第一裝置層上設置一圖案化的觸媒層；以及從該觸媒層生長在該第一複數個導電的奈米結構中的每一個奈米結構。
  32. 如請求項25或26所述之方法，其中形成該至少第一複數個導電的奈米結構的步驟係包括以下步驟：在該第一裝置層上設置一碳化物層；以及藉由從該碳化物層移除材料來產生孔。
  33. 如請求項32所述之方法，其中該碳化物層係包含鈦，並且該些孔係藉由從該碳化物層移除鈦來加以產生的。
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