[发明专利]用于集成电路器件的碳纳米管基传导连接

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路器件和方法，更具体地，涉及采用纳米管材料的集成电路连接器。

背景技术

半导体工业中的技术进步已经允许电路密度、复杂度和功能性的显著增长。为满足这种高密度和高功能性的需要，在芯片外部以及在容纳芯片并且用于将封装后的器件与外部系统(如印刷电路板)相连的半导体封装的外部，在电路芯片内部实现增加的数目的外部电连接。由于这些和其他变化的应用，使用许多不同类型的电连接器。

将一些连接器内部地实现(例如，在芯片或封装衬底内部)，用于将不同的电路部件和/或将电路部件与诸如焊盘之类的外部连接相连。例如，将互连或迹线(trace)用于连接半导体器件中的特定层面上的电路部件。将通路(vias)用于连接器件中的不同层面，并且用于形成与外部连接器(例如，焊球焊盘)的连接。

外部实现的连接器电连接不同的电路部件，例如接合的芯片、倒装芯片、封装衬底、球栅阵列(BGA)衬底和针栅阵列(PGA)衬底。这些电连接促进了针对多种目的的电路部件之间的信号传送。

每一个这些应用中的每一个受益于不同的电路连接特征特性，例如强度、电传导性导电性(以及电阻率)、尺寸、硬度和热传导性导热性。诸如成本、可制造性和可靠性之类的其他因素对于这些应用也是重要的。然而，在满足这些其他特征性的同时，实现所需电路连接器特征性已经是具有挑战性的。此外，满足特定所述特性征的连接器材料和方法通常牺牲了其他特征性。而且，半导体工业中的上述进展常常要求比已经提出的前一个之前方法更高的性能。

这些和其他困难呈现出挑战性，以对实现用于多种应用的电路衬底提出挑战。

发明内容

本发明的不同方面包括与集成电路和其他器件的电路连接器和方法。本发明以许多实现和应用作为例子，并且其中的一些总结如下。

根据示例实施例，集成电路布置包括碳纳米管基复合导体，所述复合导体电连接集成电路中和/或集成电路器件之间的电学部件。

在另一个示例实施例中，集成电路布置包括与封装相连的集成电路管芯。碳纳米管基复合导体电连接集成电路管芯-封装布置的电学部件。复合导体包括按照诸如包敷的碳纳米管或包敷的多个纳米管、纳米管包敷另一种材料、或基体类型材料中的碳纳米管材料的混合物之类的多种布置的一个或更多个，与另一种材料一起的碳纳米管。

在本发明的另一个示例实施例中，集成电路布置包括在其中具有碳纳米管基复合互连的集成电路衬底。所述互连经由与非碳纳米管材料相关联的碳纳米管材料电连接集成电路布置的电学部件。例如，所述碳纳米材料可以包括碳纳米管和/或碳纳米管片(pieces)或与支撑所述碳纳米管的化合物混合的粉尘。

另一个示例实施例涉及一种集成电路接合线(bondwire)连接器布置，用于连接集成电路部件。接合线连接器布置包括接合线，所述接合线包括沿接合线的长度延伸的金属和碳纳米管基材料的组合。将碳纳米管基材料被配置成用于在集成电路部件之间导电，如在集成电路管芯和衬底或其他外部部件之间导电。

根据本发明的另一个示例实施例来制造接合线布置。设置具有长度的金属核心材料(例如，制造和/或另外给出用于处理)。将碳纳米管沿金属核心材料的长度连接到金属材料上。因此，促进了沿接合线的电传导，例如在接合线的外部部分处的碳纳米管中。

在另一个示例实施例中，通过首先提供(例如制造、生长或另外给出用于处理)具有长度的碳纳米管核心材料来制造接合线布置。沿碳纳米管核心材料的长度，将金属连接到碳纳米核心上。因此，沿接合线促进了电传导，例如在碳纳米管核心中，利用外部金属增强了接合线的强度。

在本发明的另一个示例实施例中，集成电路引线框布置包括碳纳米管复合材料。所述布置包括引线框，具有金属和碳纳米管材料的组合，并且被配置成用于将外部电路部件或多个电路部件与集成电路管芯电连接。

根据本发明的另一个示例实施例制造碳纳米管基互连。在衬底中刻蚀沟槽，并且将一部分沟槽用金属材料填充。碳纳米管与金属材料的表面相连。在一些应用中，在生长金属之后，碳纳米管与金属材料的上表面相连(或从金属材料的上表面生长)。在其他应用中，在已生长的碳纳米管材料上方和/或上面的沟槽中形成附加的金属材料。仍然在其他应用中，首先将碳纳米管材料沉积在沟槽中，并且将金属材料填充到碳纳米管材料上方和/或上面的沟槽中。在碳纳米管材料上方和/或上面填充的金属上方和/或上面的沟槽中可选地形成附加的碳纳米管。

本发明的以上总结并非意欲描述本发明的每一个举例说明的实施例或每一个实现。以下的附图和详细描述更具体地解释这些实施例。