專利名稱：轉(zhuǎn)接板結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造、微電子封裝和三維集成技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種包含熱電制冷組件的轉(zhuǎn)接板結(jié)構(gòu)及其實現(xiàn)方法，具體為一種可同時實現(xiàn)通孔互連和可控散熱的轉(zhuǎn)接板結(jié)構(gòu)及其實現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
隨著微電子芯片高速度、高密度、高性能的發(fā)展，熱管理成了微系統(tǒng)封裝中的一個非常重要的問題。在高性能計算機中，例如服務(wù)器、大型機和超級電腦，多芯片組件的散熱將會直接影響計算機的設(shè)計性能和操作性能，而造成系統(tǒng)失效的往往又是局部熱量集中而 引起的熱點(hotspot)，因此，微電子封裝中的散熱問題一直是封裝設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)之一。另外，垂直導(dǎo)通孔是一種嵌入在半導(dǎo)體襯底內(nèi)部的導(dǎo)電通道，通過減薄半導(dǎo)體襯底將其背端露出，可以構(gòu)成貫穿半導(dǎo)體芯片的電連接，將信號從半導(dǎo)體芯片的一面?zhèn)鲗?dǎo)至半導(dǎo)體芯片的另一面，并通過結(jié)合芯片堆疊技術(shù)，實現(xiàn)多層半導(dǎo)體芯片的三維集成。與傳統(tǒng)的引線鍵合技術(shù)相比，使用垂直導(dǎo)通孔可以有效縮短芯片間互連線的長度，從而提高電子系統(tǒng)的信號傳輸性能和工作頻率，是未來半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展的重要方向。隨著垂直通孔轉(zhuǎn)接板技術(shù)的發(fā)展，多芯片堆疊技術(shù)已成為目前很多國際大公司和科研單位的研究熱點，而芯片堆疊的層數(shù)越多，其熱阻就越大，散熱的問題就越突出，還往往會出現(xiàn)局部熱點問題而影響器件的性能。電子封裝中所采用的散熱方法一般包括空氣自然對流、空氣強迫對流、液體冷卻、熱管冷卻、蒸發(fā)、噴射冷卻和熱電制冷等。空氣強迫對流是散熱成本最低最常用的散熱方式，但是由于受制于風(fēng)冷原理自身，散熱效果的改善是較小的。液冷對制作工藝以及材料的要求比較苛刻，對散熱通道的工藝性，可靠性要求很高，現(xiàn)有的一些技術(shù)還不成熟，成本比較高。一些液體對焊球腐蝕以及電連接的影響，一定程度上降低了芯片整體的可靠性。兼顧復(fù)雜程度、成本、散熱效果三方面考慮，熱電制冷技術(shù)是一種行之有效且簡單易行的降溫的方法。熱電制冷又稱作半導(dǎo)體制冷，是利用熱電效應(yīng)(即帕米爾效應(yīng))工作的一種制冷方法，即當(dāng)直流電流通過兩種半導(dǎo)體材料組成的電偶時，其一端吸熱，一端放熱的現(xiàn)象。是致冷還是加熱，以及致冷、加熱的速率，由通過它的電流方向和大小來決定。單個熱電偶產(chǎn)生的制冷量很小，把多個熱電偶對在電路上串起來形成制冷熱電堆，可以得到較高的制冷系數(shù)。熱電制冷的優(yōu)點是無噪音、無磨損、可靠性高、靈活性強、無污染等。重?fù)诫s的N型和P型的締化秘是用作熱電致冷器(ThermoElectric Cooler, TEC)的主要半導(dǎo)體材料。目前微電子芯片散熱方法的研究大多是采用散熱片(heatspreader),導(dǎo)熱孔或者傳導(dǎo)性很好的熱界面材料(TIM)等，對于熱電制冷單元用于微系統(tǒng)封裝散熱的也多集中在表面粘附，很少有埋入的。Intersil corporation的Nirmal K. Sharma的專利“Package for integrated circuit with thermal vias and method thereof，，(專利號US006861283B2)中，基板中添加導(dǎo)熱孔進(jìn)行散熱，將芯片或模塊的散熱問題轉(zhuǎn)移到印刷電路板PCB，具有結(jié)構(gòu)簡單易實現(xiàn)的特點，但效率較低。IBM的Louis Lu-Chen Hsu等人在“Thermoelectric 3d cooling” (公開(公布)號US 7893529B2)中，通過在一個芯片的一面采用薄膜技術(shù)制作TEC結(jié)構(gòu)后粘到第二個芯片，從而形成三明治的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)多芯片堆疊，并通過電流方向來控制制冷和加熱芯片。這種方法制作的TEC體積小，能分別實現(xiàn)升溫和降溫，對特殊場合的芯片有很大的意義，但這也是限制，限制兩個芯片必須一個升溫，一個降溫。AMD 的 Charles R. Mathews 等人在 “Integrated circuit cooling device”(公開(公布)號US6800933B I)中提出了一種用TEC對晶體管進(jìn)行散熱的結(jié)構(gòu)以及在半導(dǎo)體襯底上制作TEC單元的一種方法。英特爾公司的M.法拉哈尼等人在“Thermoelectric 3dcooling”(公開(公布)號CN 101091246A)中，提出了一種在芯片表面通過薄膜工藝制作TEC結(jié)構(gòu)散熱的方法和制作TEC的工藝，該方法的缺點是還需要組裝到PCB或者基板上，這樣會增大整個封裝體的空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于為了同時實現(xiàn)轉(zhuǎn)接板垂直通孔和可控散熱的結(jié)構(gòu)和制作方法，提 供一種新的芯片或模塊散熱的結(jié)構(gòu)，將熱電制冷組件與電學(xué)互連通孔同時制作在轉(zhuǎn)接板中，實現(xiàn)了系統(tǒng)級封裝板，不但提高了系統(tǒng)的散熱效率，還提高了系統(tǒng)功能的可靠性，同時使系統(tǒng)更高密度化和微小型化，改善信號傳輸?shù)男阅?，降低了生產(chǎn)成本。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種轉(zhuǎn)接板結(jié)構(gòu)，包括襯底、貫穿所述襯底的電學(xué)互連通孔和熱電制冷單元。其中熱電制冷單元包括交替串聯(lián)連接的至少一個N型熱電元件和至少一個P型熱電元件。N型熱電元件和P型熱電元件分別為N型熱電材料和P型熱電材料構(gòu)成的電學(xué)互連通孔，其由襯底的相對的第一表面和第二表面上的圖形化的導(dǎo)電材料層串聯(lián)。電學(xué)互連通孔也由N型熱電材料構(gòu)成或者由P型熱電材料構(gòu)成。N型熱電元件和P型熱電元件的材料可以為Bi2Te3、BiSb, PbTe或SiGe，N型熱電元件摻雜元素為磷、砷、鋪、秘、硒或締，P型熱電元件摻雜元素為硼、招、鎵或銦。所述電學(xué)互連通孔的材料可以Bi2Te3、BiSb、PbTe或SiGe，具有N型或P型摻雜類型，N型摻雜元素為磷、砷、銻、鉍、硒或碲，P型摻雜元素為硼、鋁、鎵或銦。相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種轉(zhuǎn)接板結(jié)構(gòu)的制造方法a)提供襯底,所述襯底具有相對的第一表面和第二表面,從第一表面刻蝕襯底,形成多個盲孔；b)形成填充盲孔和覆蓋襯底第一表面的絕緣層；c)在第一表面上與盲孔對應(yīng)的位置去除部分絕緣層，形成通路孔；d)在部分通路孔中填充N型熱電材料形成N型熱電元件，在剩余通路孔中填充P型熱電材料形成P型熱電元件；e)在所述第一表面上形成電學(xué)連接N型熱電元件和P型熱電元件的圖形化的導(dǎo)電材料層；f )從所述第二表面對襯底進(jìn)行減薄，暴露N型熱電元件和P型熱電元件的底部；g)在所述第二表面上形成電學(xué)連接N型熱電元件和P型熱電元件的圖形化的導(dǎo)電材料層，
其中，所述襯底的第一表面上和第二表面上的導(dǎo)電材料層使得N型熱電元件和P型熱電元件交替串聯(lián)連接，形成熱電制冷單元。本發(fā)明的特點是具有可控的制冷效率、靈活的制冷位置、簡單的工藝步驟以及高的生產(chǎn)率，整個工藝采用的都是成熟的半導(dǎo)體工藝，最終能同時實現(xiàn)垂直通孔互連和可控散熱的轉(zhuǎn)接板結(jié)構(gòu)。


本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點從下面結(jié)合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖I是根據(jù)本發(fā)明實施例的轉(zhuǎn)接板的制造方法的一個具體實施方式
的流程圖。圖2 15是根據(jù)本發(fā)明實施例的制造方法制造轉(zhuǎn)接板的各個工藝步驟的示意圖。
具體實施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié)構(gòu)。為了簡化本發(fā)明的公開，下文中對特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。當(dāng)然，它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本發(fā)明。此外，本發(fā)明可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。此外，本發(fā)明提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識到其他工藝的可應(yīng)用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的結(jié)構(gòu)可以包括第一和第二特征形成為直接接觸的實施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之間的實施例，這樣第一和第二特征可能不是直接接觸。下面首先對本發(fā)明提供的轉(zhuǎn)接板結(jié)構(gòu)進(jìn)行概述，請參考圖14。該結(jié)構(gòu)包括襯底
101、貫穿所述襯底的電學(xué)互連通孔118和熱電制冷單元120。熱電制冷單元120包括交替串聯(lián)連接的至少一個N型熱電元件104和至少一個P型熱電元件106 (圖中示例示出各兩個)。N型熱電元件104和P型熱電元件106分別為N型熱電材料和P型熱電材料構(gòu)成的電學(xué)互連通孔，其由襯底的相對的第一表面101-1和第二表面101-2上的圖形化的導(dǎo)電材料層108-1和111-1串聯(lián)。電學(xué)互連通孔118也由N型熱電材料構(gòu)成或者由P型熱電材料構(gòu)成。如圖所示，襯底包括供電學(xué)互連通孔118穿過的貫穿孔，所述貫穿孔和電學(xué)互連通孔之間具有絕緣材料。襯底與第一表面101-1上的圖形化的導(dǎo)電材料層108之間具有絕緣層102，電學(xué)互連通孔118貫穿所述絕緣層。在其他實施例中，襯底與第二表面101-2上的圖形化的導(dǎo)電材料層111之間也可以具有絕緣層，電學(xué)互連通孔118貫穿該絕緣層。下面結(jié)合圖2 圖15對圖I所示的本發(fā)明實施例提供的轉(zhuǎn)接板結(jié)構(gòu)的制造方法的步驟進(jìn)行介紹。步驟SlOl，提供襯底101，所述襯底具有相對的第一表面101-1和第二表面101-2，如圖2所不,從第一表面101-1刻蝕襯底,形成多個盲孔100,如圖3所不。
所述襯底的材料是硅、鍺、鍺硅或砷化鎵，其厚度為40(T800 ii m范圍。形成盲孔的方法包括濕法腐蝕、干法RIE刻蝕或激光燒蝕。在襯底材料是硅的情況下，優(yōu)選深反應(yīng)離子刻蝕(Deep Reactive Ion Etching, DRIE)的方式,這種方式可以獲得深寬比較大的孔或槽結(jié)構(gòu)，有助于獲得陡直的垂直盲孔。步驟S102，如圖4所示，形成填充盲孔100和覆蓋襯底第一表面101-1的絕緣層
102。所述絕緣層102的材料是氧化硅、氮化硅、硼硅玻璃、磷硅玻璃、硼磷硅玻璃、有機聚合物中的一種或多種組合。形成絕緣層102的方法是熱氧化、化學(xué)汽相沉積(CVD)、旋涂烘烤中的一種或多種組合。步驟S103，在第一表面101-1上與盲孔對應(yīng)的位置去除部分絕緣層，形成通路孔。 如圖5所示，在與盲孔對應(yīng)的位置，刻蝕盲孔100上方以及盲孔100內(nèi)的絕緣層102，形成通路孔。同時保留盲孔100側(cè)壁上的絕緣層。具體的刻蝕方法為濕法腐蝕、干法刻蝕。可選地，絕緣層102是光敏聚合物材料可以直接進(jìn)行曝光顯影獲得刻蝕圖形。步驟S104，在部分通路孔中填充N型熱電材料形成N型熱電元件104，在剩余通路孔中填充P型熱電材料形成P型熱電元件106。如圖6所示，通過掩模版103遮擋，在部分盲孔中填充N型熱電材料，形成N型熱電元件104。N型熱電元件的材料為Bi、Te的合金或者其他熱電材料，如Bi2Te3或BiSb，或者PbTe或SiGe，通過摻雜磷、砷、銻、鉍、硒、碲等元素形成N型摻雜的熱電元件104。填充N型熱電材料的方法為化學(xué)氣相淀積(CVD)或物理氣相淀積(PVD)。如圖7所示，通過掩模版105遮擋，在未被填充的剩余盲孔中填充P型熱電材料，形成P型熱電元件106。P型熱電元件的材料為Bi、Te的合金或者其他熱電材料，如Bi2Te3或BiSb,或者PbTe或SiGe,通過摻雜硼、招、鎵、銦等元素形成P型摻雜的熱電元件106。填充P型熱電材料的方法為化學(xué)氣相淀積(CVD)或物理氣相淀積(PVD)。圖8所示是本發(fā)明實施例提供的轉(zhuǎn)接板結(jié)構(gòu)及其制造方法在通孔內(nèi)絕緣層中刻蝕后分別填充N型熱電材料和P型熱電材料之后的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。特別地，重?fù)诫s的N型或P型熱電元件都具有良好的導(dǎo)電性，圖8中，一部分N型和P型熱電元件用于制作熱電制冷單元，另一部分則作為電學(xué)互連通孔。步驟S105，在所述第一表面上形成電學(xué)連接N型熱電元件104和P型熱電元件106的圖形化的導(dǎo)電材料層。如圖9所示，首先在襯底101第一表面上沉積一層介質(zhì)層107，所述介質(zhì)層107的材料是氧化硅、氮化硅、硼硅玻璃、磷硅玻璃、硼磷硅玻璃、有機聚合物中的一種或多種組合，通過熱氧化、化學(xué)汽相沉積(CVD)、旋涂烘烤中的一種或多種組合的方法形成在襯底上。然后，如圖10所示，對所述介質(zhì)層107進(jìn)行圖形化。所述介質(zhì)層107的圖形化刻蝕可以選擇濕法腐蝕、干法刻蝕或者光敏材料直接曝光顯影的方式。具體的，如果選用的介質(zhì)層材料為氧化娃，采用反應(yīng)離子刻蝕(Reactive IonEtching, RIE)的方式，以獲得更好的線條定義。串聯(lián)連接的N型熱電元件和P型熱電元件加電后可以形成帕爾貼效應(yīng)，具有一端制冷，一端吸熱的效果，從而形成熱電制冷單元。串聯(lián)通過在第一表面和第二表面上的圖形化的導(dǎo)電材料層共同實現(xiàn)。因此，所用掩模圖形對應(yīng)襯底第一表面上的電路結(jié)構(gòu)的圖形和串聯(lián)連接N型熱電元件和P型熱電元件所需的第一表面上的導(dǎo)電材料層圖形。如圖11所示，在襯底第一表面上形成圖形化的電路結(jié)構(gòu)108-2和串聯(lián)連接N型熱電元件和P型熱電元件的圖形化的導(dǎo)電材料層108-1，所用的材料例如為金屬銅，采用常規(guī)金屬連線制作工藝進(jìn)行。步驟S106，從所述第二表面對襯底進(jìn)行減薄，暴露N型熱電元件104和P型熱電元件106的底部。如圖12所示，將襯底臨時鍵合到承載板109上，臨時鍵合用的材料是聚酰亞胺、苯并環(huán)丁烯、導(dǎo)熱硅脂等有機材料。襯底的第一表面101-1與承載板109粘合。所述承載板的材料為硅、鍺、鍺硅、砷化鎵或玻璃。隨后，對襯底的第二表面101-2進(jìn)行減薄，露出N型熱電元件104和P型熱電元件106的底部，減薄的方法為濕法腐蝕、干法刻蝕、化學(xué)機械拋光及其組合。步驟S107，在所述第二表面上形成電學(xué)連接N型熱電元件和P型熱電元件的圖形化的導(dǎo)電材料層，其中，所述襯底的第一表面上和第二表面上的導(dǎo)電材料層使得N型熱電元件和P型熱電元件交替串聯(lián)連接，形成熱電制冷單元。具體地，首先在襯底第二表面上沉積一層背面介質(zhì)層110，介質(zhì)層110可以是氧化硅、氮化硅、硼硅玻璃、磷硅玻璃、硼磷硅玻璃、有機聚合物中的一種或多種組合，制作方法是熱氧化、化學(xué)汽相沉積(CVD )、旋涂烘烤中 的一種或多種組合。隨后，對背面介質(zhì)層110進(jìn)行圖形化，具體方法是濕法腐蝕、干法刻蝕或者光敏材料直接曝光顯影的方式。如果選用的背面介質(zhì)層110材料為氧化硅，采用反應(yīng)離子刻蝕(Reactive Ion Etching, RIE)的方式，以獲得更好的線條定義。所用掩模圖形對應(yīng)背面圖形化電路結(jié)構(gòu)的線條圖形和串聯(lián)連接N型熱電元件和P型熱電元件的所需的圖形化的導(dǎo)電材料層的圖形。然后，沉積金屬層，形成N型熱電元件和P型熱電元件的電學(xué)連接111-1，以及圖形化的電路結(jié)構(gòu)111-2，如圖13所示。圖形化的導(dǎo)電材料層111-1和111-2的材料優(yōu)選為金屬銅，采用常規(guī)布線工藝制作。如圖14所示，最后去掉承載板109，形成包含電學(xué)互連通孔和熱電制冷單元120的轉(zhuǎn)接板結(jié)構(gòu)。圖15是電學(xué)互連通孔和熱電制冷單元120的轉(zhuǎn)接板結(jié)構(gòu)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。其中金屬布線層只顯示了熱電制冷單元組件部分的串聯(lián)金屬互連線，圖形化的導(dǎo)電材料層108-1和111-1分別是熱電制冷單元在襯底第一、第二表面上的金屬連線，通孔互連部分的布線層未在圖中示出。雖然關(guān)于示例實施例及其優(yōu)點已經(jīng)詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)理解在不脫離本發(fā)明的精神和所附權(quán)利要求限定的保護范圍的情況下，可以對這些實施例進(jìn)行各種變化、替換和修改。對于其他例子，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)容易理解在保持本發(fā)明保護范圍內(nèi)的同時，工藝步驟的次序可以變化。此外，本發(fā)明的應(yīng)用范圍不局限于說明書中描述的特定實施例的工藝、機構(gòu)、制造、物質(zhì)組成、手段、方法及步驟。從本發(fā)明的公開內(nèi)容，作為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將容易地理解，對于目前已存在或者以后即將開發(fā)出的工藝、機構(gòu)、制造、物質(zhì)組成、手段、方法或步驟，其中它們執(zhí)行與本發(fā)明描述的對應(yīng)實施例大體相同的功能或者獲得大體相同的結(jié)果，依照本發(fā)明可以對它們進(jìn)行應(yīng)用。因此，本發(fā)明所附權(quán)利要求旨在將這些工藝、機構(gòu)、制造、物質(zhì)組成、手段、方法或步驟包含在其保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)接板結(jié)構(gòu)，包括襯底、貫穿所述襯底的電學(xué)互連通孔和熱電制冷単元。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)接板結(jié)構(gòu)，其中熱電制冷単元包括交替串聯(lián)連接的至少ー個N型熱電元件和至少ー個P型熱電元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)接板結(jié)構(gòu)，其中N型熱電元件和P型熱電元件分別為N型熱電材料和P型熱電材料構(gòu)成的電學(xué)互連通孔，其由襯底的相對的第一表面和第二表面上的圖形化的導(dǎo)電材料層串聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的轉(zhuǎn)接板結(jié)構(gòu)，其中電學(xué)互連通孔由N型熱電材料構(gòu)成或者由P型熱電材料構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)接板結(jié)構(gòu)，其中襯底包括供電學(xué)互連通孔穿過的貫穿孔，所述貫穿孔和電學(xué)互連通孔之間具有絕緣材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)接板結(jié)構(gòu)，其中襯底和第一表面和/或第二表面上的圖形化的導(dǎo)電材料層之間具有絕緣層，電學(xué)互連通孔貫穿所述絕緣層。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的轉(zhuǎn)接板結(jié)構(gòu)，所述絕緣層的材料為氧化硅、氮化硅、硼硅玻璃、磷娃玻璃、硼磷娃玻璃、有機聚合物中的一種或多種組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)接板結(jié)構(gòu)，所述N型熱電元件和P型熱電元件的材料為Bi2Te3、BiSb、PbTe或SiGe, N型熱電元件摻雜元素為磷、神、鋪、秘、硒或締,P型熱電元件摻雜元素為硼、招、鎵或銦。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)接板結(jié)構(gòu)，所述電學(xué)互連通孔的材料是Bi2Te3、BiSb、PbTe或SiGe，具有N型或P型摻雜類型，N型摻雜元素為磷、神、銻、鉍、硒或碲，P型摻雜元素為硼、招、鎵或銦。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)接板結(jié)構(gòu)，所述襯底的材料為硅、鍺、鍺硅或神化鎵。
11.一種轉(zhuǎn)接板的制造方法，包括 a)提供襯底，所述襯底具有相對的第一表面和第二表面，從第一表面刻蝕襯底，形成多個盲孔； b)形成填充盲孔和覆蓋襯底第一表面的絕緣層； c)在第一表面上與盲孔對應(yīng)的位置去除部分絕緣層，形成通路孔； d)在部分通路孔中填充N型熱電材料形成N型熱電元件，在剩余通路孔中填充P型熱電材料形成P型熱電元件； e )在所述第一表面上形成電學(xué)連接N型熱電元件和P型熱電元件的圖形化的導(dǎo)電材料層； f)從所述第二表面對襯底進(jìn)行減薄，暴露N型熱電元件和P型熱電元件的底部； g)在所述第二表面上形成電學(xué)連接N型熱電元件和P型熱電元件的圖形化的導(dǎo)電材料層， 其中，所述襯底的第一表面上和第二表面上的導(dǎo)電材料層使得N型熱電兀件和P型熱電元件交替串聯(lián)連接，形成熱電制冷単元。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，所述填充N型和P型熱電材料的方法為化學(xué)氣相淀積或物理氣相淀積。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括，填充所述N型或P型熱電材料時，在襯底第一表面上方進(jìn)行掩模遮擋。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，所述N型熱電元件和P型熱電元件的材料為Bi2Te3、BiSb、PbTe或SiGe, N型熱電元件摻雜元素為磷、砷、鋪、秘、硒或締,P型熱電元件摻雜元素為硼、鋁、鎵或銦。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，所述絕緣層的材料為氧化硅、氮化硅、硼硅玻璃、磷硅玻璃、硼磷硅玻璃、有機聚合物中的一種或多種組合。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，所述形成盲孔的方法為濕法腐蝕、干法刻蝕或激光燒蝕。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，在對襯底減薄之后，還包括，在襯底第二表面上形成絕緣層并圖形化。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，在步驟g)中，部分N型和P型熱電元件串聯(lián)形成熱電制冷單元，剩余的N型或P型熱電元件用作電學(xué)互連通孔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種轉(zhuǎn)接板結(jié)構(gòu)，包括襯底、貫穿所述襯底的電學(xué)互連通孔和熱電制冷單元。其中熱電制冷單元包括交替串聯(lián)連接的至少一個N型熱電元件和至少一個P型熱電元件。N型熱電元件和P型熱電元件分別為N型熱電材料和P型熱電材料構(gòu)成的電學(xué)互連通孔，其由襯底的相對的第一表面和第二表面上的圖形化的導(dǎo)電材料層串聯(lián)。電學(xué)互連通孔也由N型熱電材料構(gòu)成或者由P型熱電材料構(gòu)成。相應(yīng)地，還提供了一種該轉(zhuǎn)接板結(jié)構(gòu)的制造方法。這種同時實現(xiàn)通孔電互連和熱電制冷的轉(zhuǎn)接板結(jié)構(gòu)和方法，互連線間距短，體積小，集成度高，工藝簡單，散熱效率可控，可解決三維多芯片堆疊結(jié)構(gòu)互連和散熱，特別是封裝體局部熱量集中的問題。
文檔編號H01L23/48GK102856278SQ20121034577
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者張靜, 宋崇申, 曹立強 申請人:中國科學(xué)院微電子研究所