[发明专利]半导体器件和用于在其表面上提供冷却装置的方法

权利要求书

1.一种包括管芯的半导体器件，其中该管芯包括：

(a)位于该管芯上平面中的至少一个限定的热点区域；

(b)包括位于该管芯上平面中的温度比该热点区域温度低的区域的至少一个限定的最低温度区域，其中该最低温度区域包括该管芯的最低温度；

(c)包括位于该管芯上平面中的温度比该热点区域温度低的区域的至少一个限定的中温区域；

(d)包括至少一束第一纳米管装置的冷却装置，该至少一束第一纳米管装置由导热材料制成并且从该热点区域的平面沿向外的方向延伸，该至少一束第一纳米管装置操作性地与该热点区域相关联并且与其具有导热关系，并且该至少一束第一纳米管装置具有足以减小在该热点区域和该管芯上的任何其他温度区域之间的任何温度梯度的热导率；

(e)包括至少一束附加纳米管装置的冷却装置，该至少一束附加纳米管装置由导热材料制成并且从该中温区域的平面沿向外的方向延伸，该至少一束附加纳米管装置操作性地与该中温区域相关联并且与其具有导热关系，并且该至少一束附加纳米管装置具有足以减小在该中温区域和该管芯上的任何其他温度区域之间的任何温度梯度的热导率；

(f)该至少一束第一纳米管装置的热导率大于该至少一束附加纳米管装置的热导率；

(g)该至少一束第一纳米管装置和该至少一束附加纳米管装置由基体材料包围，该基体材料由导热材料构成，操作性地与该最低温度区域相关联并与其具有导热关系；

(h)该至少一束第一纳米管装置和该至少一束附加纳米管装置的热导率大于该基体材料的热导率；

(i)该至少一束第一纳米管装置和该至少一束附加纳米管装置的末端被定位用于与包括热交换介质的介质直接接触。

2.根据权利要求1所述的器件，包括该至少一束第一纳米管装置、该至少一束附加纳米管装置和该基体材料，其中该至少一束第一纳米管装置彼此平行；该至少一束附加纳米管装置彼此平行；并且该至少一束第一纳米管装置和该至少一束附加纳米管装置：

(a)是线形的或螺旋形的；

(b)垂直于该热点的平面；

(c)包括单壁或者多壁纳米管。

3.根据权利要求2所述的器件，其中该至少一束第一纳米管装置和该至少一束附加纳米管装置在该器件上具有不同的空间密度，其中在该器件上空间密度较高的纳米管装置以比在该器件上空间密度较低的纳米管装置更高的速率对该器件进行冷却。

4.根据权利要求2所述的器件，其中该至少一束第一纳米管装置中的纳米管和该至少一束附加纳米管装置的纳米管具有不同的直径，其中具有较小直径纳米管的纳米管装置以比具有较大直径纳米管的纳米管装置更高的速率对该器件进行冷却。

5.根据权利要求2所述的器件，其中该基体材料包括金属材料，并且该纳米管装置包括碳。

6.根据权利要求2所述的器件，包括VLSI器件。