使用具有可变冷却能力之碳奈米管冷却结构之晶片上温度梯度最小化

摘要

本发明提供一种包含一晶粒之电子装置，该晶粒具有：至少一经界定热点区域；及至少一经界定中间温度区域，其系处于一比该热点区域之温度低的温度。该装置亦包含一冷却结构，其包含用于冷却该热点区域之至少一第一奈米管束，及用于冷却该中间温度区域且具有比该第一奈米管束低之导热率之至少一额外奈米管束。两组该等奈米管之该导热率足以减小该晶粒上之该经界定热点区域、该经界定中间温度区域与至少一较低温度区域之间的任一温度梯度。该等第一奈米管及该等额外奈米管之壁系由一与该较低温度区域操作性地相关联之导热基质材料包围。

主权项

一种包含一晶粒之半导体装置，其中该晶粒包含：(a)至少一经界定热点区域，其位于该晶粒上之一平面中；(b)至少一经界定最小温度区域，其包含一位于该晶粒上之一平面中且处于一比该热点区域之温度低之温度的区域，其中该最小温度区域包含该晶粒之最小温度；(c)至少一经界定中间温度区域，其包含一处于一比该热点区域之该温度低温度之位于该晶粒上之一平面中的之区域；(d)冷却构件，其包含由一导热材料构成且在自该热点区域之该平面向外之一方向上延伸的至少一第一奈米管构件束，该第一奈米管构件与该热点区域操作性地相关联且与该热点区域处于导热关系，且具有足够导热率以减小该晶粒上之该热点区域与任何其他温度区域之间的任一温度梯度；(e)冷却构件，其包含由一导热材料构成且在自该中间温度区域之该平面向外之一方向上延伸的至少一额外奈米管构件束，该额外奈米管构件与该中间温度区域操作性地相关联且与该中间温度区域处于导热关系，且具有足够导热率以减小该晶粒上之该中间温度区域与任何其他温度区域之间的任一温度梯度；(f)该第一奈米管构件束之该导热率比该额外奈米管构件之该导热率大；(g)该第一奈米管构件束及该额外奈米管构件束大体上由一包含一与该最小温度区域操作性地相关联且与该最小温度区域处于导热关系之导热材料之基质材料所包围；(h)该第一奈米管构件束及该额外奈米管构件束之该导热率比该基质材料之该导热率大；(i)该第一奈米管构件束及该额外奈米管构件束之远端经定位成用于与一包含一热交换介质之介质的直接接触。