[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

摘要

本发明提供一种包括管芯的半导体器件和用于在其表面上提供冷却装置的方法，该管芯具有至少一个限定的热点区域；以及温度比热点区域的温度低的至少一个限定的中温区域。该器件还包括冷却结构，其包括用于冷却热点区域的至少一束第一纳米管以及用于冷却中温区域的并且热导率低于第一纳米管束的至少一束附加纳米管。两组纳米管的热导率足以减少在限定的热点区域、限定的中温区域和管芯上的至少一个较低温度区域之间的任何温度梯度。第一纳米管和附加纳米管的壁由与较低温度区域操作性地相关联的导热的基体材料包围。

主权项

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)该第一纳米管装置束的热导率大于该附加纳米管装置的热导率；(g)该第一纳米管装置束和该附加纳米管装置束基本上由基体材料包围，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)该第一纳米管装置束和该附加纳米管装置束的热导率大于该基体材料的热导率；(i)该第一纳米管装置束和该附加纳米管装置束的末端被定位用于与包括热交换介质的介质直接接触。