国产精品1024永久观看,大尺度欧美暖暖视频在线观看,亚洲宅男精品一区在线观看,欧美日韩一区二区三区视频,2021中文字幕在线观看

  • <option id="fbvk0"></option>
    1. <rt id="fbvk0"><tr id="fbvk0"></tr></rt>
      <center id="fbvk0"><optgroup id="fbvk0"></optgroup></center>
      <center id="fbvk0"></center>

      <li id="fbvk0"><abbr id="fbvk0"><dl id="fbvk0"></dl></abbr></li>

      使用納米結(jié)構(gòu)連接和粘接相鄰層的制作方法

      文檔序號(hào):6924082閱讀:260來(lái)源:國(guó)知局
      專利名稱:使用納米結(jié)構(gòu)連接和粘接相鄰層的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      在此描述的技術(shù)涉及一種納米結(jié)構(gòu),更具體地說(shuō),涉及使用納米結(jié)構(gòu)連接和粘接導(dǎo)電材料的相鄰層。
      背景技術(shù)
      在電子器件的生產(chǎn)和制造中有許多實(shí)例,要求將例如一個(gè)組件中存在的材料層通 常在特定的位置連接到例如晶圓(wafer)或者晶片(die)之類的基底上。在這樣的實(shí)例中, 連接的完整性,不論是機(jī)械的、熱的或者是電的,對(duì)于器件的性能來(lái)說(shuō)都是至關(guān)重要的。這些例子包括將倒裝芯片連接或者粘接到襯底(基底,例如晶片),在IXD制造 中所使用的微細(xì)間距覆晶薄膜(fine-pitch chip-on-flex)技術(shù);以及用于以微細(xì)間距建 立電接觸的晶圓級(jí)焊球(bump)。在所有這些應(yīng)用中,目前的技術(shù)都受到嚴(yán)重的限制,這部分 歸因于對(duì)電子器件的小型化的需求漸增。對(duì)“倒裝芯片”技術(shù)的使用正在快速增長(zhǎng),該技術(shù)目前用于例如移動(dòng)電話、MP3播放 器、智能卡、顯示器、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備之類的設(shè)備中。但是,在復(fù)雜性和產(chǎn)品成本方面,倒裝 芯片技術(shù)存在缺陷,這歸因于需要復(fù)雜的工藝,包括將芯片粘接和連接到晶片上。這些工藝 包括焊料熔融鍍覆(solder fluxcoating)、芯片/板的設(shè)置、焊球回流工藝(solder bump reflow process)、焊劑清除工藝、底層填料、以及固化工藝(cure process)。用于粘接和連接倒裝芯片的技術(shù)正朝向增加更多數(shù)量的1/0觸點(diǎn)、觸點(diǎn)之間的間 距也越來(lái)越小的方法發(fā)展。參見(jiàn)例如Peter J. Opdahl的“AnisotropicConductive Film for Flipchip Applications :An Introduction,,,可在以下網(wǎng)址找至丨J :www. f lipchips. com/tutorial05. html,通過(guò)全文引用合并于此。作為球焊(solder bumping)的替代方案,已經(jīng)出現(xiàn)了異方性導(dǎo)電膜(ACF),它作 為無(wú)鉛、環(huán)保、無(wú)焊劑的粘接解決方案,由分散在聚合物基中的導(dǎo)電微粒組成,該聚合物是 例如帶粘性的樹(shù)脂。ACF通過(guò)將導(dǎo)電微粒包裹在一個(gè)導(dǎo)電表面(例如,倒裝芯片上的導(dǎo)電焊 球)和另一個(gè)導(dǎo)電表面(例如與倒裝芯片上的導(dǎo)電焊球?qū)?yīng)的基底上的導(dǎo)電焊盤)之間來(lái) 起作用,而相鄰的微粒之間彼此絕緣。在最近的幾十年中,ACF已經(jīng)被廣泛用于平板顯示器行業(yè)的封裝技術(shù),從而電氣和 機(jī)械地將集成電路驅(qū)動(dòng)器連接到顯示器的玻璃基底上。最近,已經(jīng)證明ACF是其它直接芯 片連接技術(shù)的流行替代方案,以滿足在更小尺寸下更精細(xì)的間距要求。對(duì)于ACF材料來(lái)說(shuō), 這意味著要使導(dǎo)電微粒盡可能小、產(chǎn)生更高的微粒密度、并確保微粒在ACF中極其平均地 分布。此外,聚合物基的流動(dòng)必須被盡可能好地控制。目前,3. 5μπι的小尺寸微粒被用于要 求苛刻的應(yīng)用中。長(zhǎng)久以來(lái),已經(jīng)意識(shí)到ACF受到許多限制。如果微粒過(guò)大,或者有太多的微粒,將 會(huì)在倒裝芯片上的兩個(gè)相鄰焊球之間產(chǎn)生短路的危險(xiǎn)。這意味著對(duì)微粒之間可能最小的間 距有限制,因?yàn)槿绻⒘1舜颂拷搪返奈kU(xiǎn)會(huì)增加。這在例如顯示器行業(yè)特別明顯, 其中當(dāng)發(fā)生短路時(shí)會(huì)出現(xiàn)黑點(diǎn)。由于沒(méi)有辦法能夠準(zhǔn)確預(yù)知微粒在聚合物基中分布的均勻度,因此短路的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)一直存在。避免由于微粒導(dǎo)致的短路的風(fēng)險(xiǎn)的影響在于,觸點(diǎn)(I/ O觸點(diǎn))的最大可能數(shù)量受到限制,因此當(dāng)使用ACF連接倒裝芯片時(shí),最大可能間距受到限 制。覆晶薄膜(Chip On Flex,簡(jiǎn)稱C0F)是相關(guān)的技術(shù),也利用ACF,隨著對(duì)更小間距 產(chǎn)品的要求增加(目前的產(chǎn)品是小于40-50μπι)、以滿足成本和尺寸的要求,產(chǎn)生了與“倒 裝芯片”技術(shù)類似的問(wèn)題(特別是IXD行業(yè))。采用目前的粘接工藝,在精細(xì)間距的COF封 裝中存在兩個(gè)主要問(wèn)題引線斷裂(Ieadbreakage)和失配(misalignment)。
      由于組裝過(guò)程中在任何情況和任何位置都可能發(fā)生引線斷裂,視覺(jué)檢查幾乎是不 可能的。當(dāng)兩個(gè)導(dǎo)電表面之間缺少被包裹的導(dǎo)電微粒時(shí),可能發(fā)生引線斷裂;被包裹的微粒 數(shù)少于一個(gè),極可能產(chǎn)生電連接開(kāi)路,這將會(huì)導(dǎo)致電氣故障。為了避免這個(gè)問(wèn)題,必須增加 微粒密度,這通過(guò)減少微粒的直徑來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果COF的腳距是40 μ m,可使用微粒直徑小于 3ym的異向性導(dǎo)電粘接劑(ACA),以獲得幾率為99.5%的良好電連接(至少一個(gè)被包裹的 微粒)。但是,即使在較高的連接完整性的幾率下,誤差幅度也不能被忽略。例如,對(duì)于帶 有400個(gè)焊球(bumps)的封裝,五個(gè)芯片中的一個(gè)可能會(huì)有斷開(kāi)的(未連接的)焊球/引 線連接(lead joint)。此外,如果焊球和引線之間的間隙變化幅度超過(guò)3 μ m可能會(huì)發(fā)生 開(kāi)路連接故障,即使采用帶有被包裹微粒的正常連接。因此,總的來(lái)說(shuō),將異向性導(dǎo)電粘接 劑(ACA)應(yīng)用于精細(xì)間距的COF互連要求減少微粒尺寸,并更精確地控制焊球/引線高度 和芯片/薄膜共面程度。對(duì)于更精細(xì)的引線間距,失配也成為更大的風(fēng)險(xiǎn),因?yàn)楦?xì)的間距要求以更高 的精度控制薄膜和導(dǎo)電表面之間的對(duì)準(zhǔn)?,F(xiàn)有的公差要求最終會(huì)被新的標(biāo)準(zhǔn)替代,以得到 滿意的產(chǎn)量。COF組裝過(guò)程中失配的原因是各種各樣的,可能存在于薄膜、芯片、粘接設(shè)備等 等。粘接公差與變化特性相關(guān)。因此,ACF的主要問(wèn)題可以總結(jié)如下(1)需要均勻分布的微粒尺寸;(2)需要控制 粘接壓力,以破壞微粒的表面鍍層從而產(chǎn)生接觸;(3)在微粒的分布方面對(duì)微粒的尺寸限 制-不能降至亞微米級(jí);以及(4)制造限制-不能在亞微米級(jí)以良好的可再現(xiàn)的均勻度進(jìn) 行制造。因此,需要更好的方式在芯片和基底之間建立連接,并將芯片連接到基底上。晶圓級(jí)焊球受到類似的關(guān)注。采用“焊球”以更小的尺寸和更精細(xì)的間距通過(guò)分 布或者接觸通道產(chǎn)生電接觸,要求更高重現(xiàn)度的制造工藝。電連接由焊球建立,但是對(duì)這些 焊球的尺寸有限制;采用當(dāng)前的制造工藝不可能降至亞微米級(jí),這受到每單位面積焊球數(shù) 量的限制。因此,大量的分布通道受到產(chǎn)生焊球的限制。在此討論的背景技術(shù)用以解釋技術(shù)的上下文。這并不認(rèn)為承認(rèn)所提及的任何材料 都是在后附的所有權(quán)利要求的優(yōu)先權(quán)日前公開(kāi)的、已知的或者是公知技術(shù)的一部分。在說(shuō)明書(shū)的描述和權(quán)利要求中,詞語(yǔ)“包括”及其變化形式,例如“_ing”形式和 “-S”形式,并不用于排除其它附加物、組件、整體或者步驟。

      發(fā)明內(nèi)容
      本說(shuō)明書(shū)公開(kāi)了一種裝置,包括第一導(dǎo)電表面;第二導(dǎo)電表面;以及兩個(gè)或更多 納米結(jié)構(gòu),其中所述兩個(gè)或者更多納米結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)的方向都平行于所述兩個(gè)或者更多納米結(jié)構(gòu)中的其他納米結(jié)構(gòu),其中所述兩個(gè)或者更多納米結(jié)構(gòu)包括兩種或更多互相擴(kuò)散的 材料,所述兩種或更多互相擴(kuò)散的材料包括影響所述兩個(gè)或更多納米結(jié)構(gòu)的形態(tài)的至少一 種材料、以及影響所述第一導(dǎo)電表面之間的界面的電特性的至少一種材料,其中所述兩個(gè) 或更多納米結(jié)構(gòu)的每一個(gè)的第一端與所述第一導(dǎo)電表面之間存在第一粘接點(diǎn),所述兩個(gè)或 更多納米結(jié)構(gòu)的方向與所述第一導(dǎo)電表面垂直,所述兩個(gè)或更多納米結(jié)構(gòu)的每一個(gè)的第二 端與所述第二導(dǎo)電表面之間存在第二粘接點(diǎn),所述兩個(gè)或更多納米結(jié)構(gòu)的方向與所述第二 導(dǎo)電表面垂直。一種使用納米結(jié)構(gòu)組件(assembly)將第一導(dǎo)電表面連接到第二導(dǎo)電表面的方 法,所述方法包括通過(guò)以下方式產(chǎn)生納米結(jié)構(gòu)組件將一個(gè)或者多個(gè)中間層沉積在導(dǎo)電 基底上,其中所述多個(gè)中間層的至少一個(gè)包括從下組中 選擇的材料非晶硅和鍺;將催化 劑層沉積在所述一個(gè)或多個(gè)中間層上;不對(duì)基底進(jìn)行第一次退火,使基底被加熱至可以形 成納米結(jié)構(gòu)的溫度,在該溫度下在催化劑層上生長(zhǎng)兩個(gè)或更多納米結(jié)構(gòu),其中所述一個(gè)或 更多中間層中的至少一個(gè)與所述催化劑層相互擴(kuò)散,其中相互擴(kuò)散的所述催化劑層和所述 一個(gè)或更多中間層的至少一個(gè)出現(xiàn)在所述納米結(jié)構(gòu)中;使用粘性聚合體旋轉(zhuǎn)鍍覆所述納米 結(jié)構(gòu)組件以形成帶有內(nèi)嵌納米結(jié)構(gòu)的薄膜;打磨所述薄膜以實(shí)現(xiàn)所述納米結(jié)構(gòu)組件的所述 兩個(gè)或更多納米結(jié)構(gòu)的均勻一致的期望長(zhǎng)度;切割所述薄膜以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的襯板 (pad);將所述襯板從所述導(dǎo)電基底上提起;將所述一個(gè)或多個(gè)襯板插入所述第一導(dǎo)電表 面和所述第二導(dǎo)電表面之間;將所述一個(gè)或多個(gè)襯板固化,從而將所述第一導(dǎo)電表面粘接 到所述一個(gè)或多個(gè)襯板的第一表面,并將所述第二導(dǎo)電表面粘接到所述一個(gè)或多個(gè)襯板的 第一表面。一種使用納米結(jié)構(gòu)組件將第一導(dǎo)電表面連接到第二導(dǎo)電表面的方法,所述方法包 括通過(guò)以下方式產(chǎn)生納米結(jié)構(gòu)組件將一個(gè)或者多個(gè)中間層沉積在第一導(dǎo)電表面上,其 中所述多個(gè)中間層的至少一個(gè)包括從下組中選擇的材料非晶硅和鍺;將催化劑層沉積在 所述一個(gè)或多個(gè)中間層上;不對(duì)基底進(jìn)行第一次退火,使基底被加熱至可以形成納米結(jié)構(gòu) 的溫度,在該溫度下在催化劑層上生長(zhǎng)兩個(gè)或更多納米結(jié)構(gòu),其中所述一個(gè)或更多中間層 中的至少一個(gè)與所述催化劑層相互擴(kuò)散,其中相互擴(kuò)散的所述催化劑層和所述一個(gè)或更多 中間層的至少一個(gè)出現(xiàn)在所述納米結(jié)構(gòu)中;使用粘性聚合體旋轉(zhuǎn)鍍覆所述納米結(jié)構(gòu)組件以 在所述第一導(dǎo)電表面上形成帶有內(nèi)嵌納米結(jié)構(gòu)的薄膜;打磨所述薄膜以實(shí)現(xiàn)所述納米結(jié)構(gòu) 組件的所述兩個(gè)或更多納米結(jié)構(gòu)的均勻一致的期望長(zhǎng)度;切割所述薄膜和所述第一導(dǎo)電表 面以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的襯板,每個(gè)襯板包括薄膜部分和第一導(dǎo)電表面部分;將所述一 個(gè)或多個(gè)襯板應(yīng)用于所述第二導(dǎo)電表面;以及將所述一個(gè)或多個(gè)襯板固化,從而將所述第 二導(dǎo)電表面粘接到所述一個(gè)或多個(gè)襯板的表面。一種使用納米結(jié)構(gòu)組件將第一導(dǎo)電表面連接到第二導(dǎo)電表面的方法,所述方法包 括通過(guò)以下方式產(chǎn)生納米結(jié)構(gòu)組件沉積一個(gè)或多個(gè)中間層,在所述一個(gè)或多個(gè)中間層 上沉積催化劑層;不對(duì)基底進(jìn)行第一次退火,使基底被加熱至可以形成納米結(jié)構(gòu)的溫度,在 該溫度下在催化劑層上生長(zhǎng)兩個(gè)或更多納米結(jié)構(gòu),其中所述一個(gè)或更多中間層中的至少一 個(gè)與所述催化劑層相互擴(kuò)散,其中相互擴(kuò)散的所述催化劑層和所述一個(gè)或更多中間層的至 少一個(gè)出現(xiàn)在所述納米結(jié)構(gòu)中;使用金屬沉積物鍍覆所述納米結(jié)構(gòu),以在所述第一導(dǎo)電表 面上形成鑲嵌金屬的納米結(jié)構(gòu);使用粘性聚合體旋轉(zhuǎn)鍍覆所述納米結(jié)構(gòu)組件以在所述第一導(dǎo)電表面上形成帶有內(nèi)嵌納米結(jié)構(gòu)的薄膜;打磨所述薄膜以實(shí)現(xiàn)所述納米結(jié)構(gòu)組件的所述 兩個(gè)或更多納米結(jié)構(gòu)的均勻一致的期望長(zhǎng)度;切割所述薄膜和所述第一導(dǎo)電表面以產(chǎn)生一 個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的襯板;每個(gè)襯板包括薄膜部分和第一導(dǎo)電表面部分;將所述一個(gè)或多個(gè)襯 板應(yīng)用于所述第二導(dǎo)電表面;以及將所述一個(gè)或多個(gè)襯板固化,從而將所述第二導(dǎo)電表面 粘接到所述一個(gè)或多個(gè)襯板的表面。


      圖1 使用矩陣中的碳納米纖維將晶片與基底粘接和電接觸的原理;圖2 固化前、使用矩陣中的碳納米纖維將晶片與基底粘接和電接觸;圖3A、3B 固化后、使用矩陣中的碳納米纖維將晶片與基底粘接和電接觸;圖4 矩陣中的碳納米纖維的俯視圖;圖5 帶有I/O襯板的矩陣中的碳納米纖維的俯視圖;圖6 帶有I/O襯板的矩陣中的碳納米纖維的橫截面圖;圖7 如本說(shuō)明書(shū)中所描述的過(guò)程的流程圖;圖8 如本說(shuō)明書(shū)中所描述的過(guò)程的流程圖;圖9 如本說(shuō)明書(shū)中所描述的過(guò)程的流程圖。
      具體實(shí)施例方式本發(fā)明的技術(shù)涉及一種通過(guò)將納米結(jié)構(gòu)粘接到兩個(gè)表面或者層的接觸位置、從而 在兩個(gè)表面或者層之間產(chǎn)生機(jī)械、電或者熱連接的方法。通過(guò)該方法,接觸位置的間距可以 位于2nm至Imm的范圍內(nèi)。本發(fā)明的技術(shù)還包括一種裝置,包括第一導(dǎo)電表面或者層、第二 導(dǎo)電表面或者層、以及粘接并位于兩個(gè)導(dǎo)電表面或?qū)又g的納米結(jié)構(gòu)組件,使得納米結(jié)構(gòu) 組件的納米結(jié)構(gòu)的方向與兩個(gè)導(dǎo)電表面或者層垂直。在該技術(shù)的另一方面,通過(guò)在形成于基底上的金屬襯底上生長(zhǎng)納米結(jié)構(gòu)(例如碳 納米結(jié)構(gòu)(CNS)),來(lái)形成粘接層。該基底可包括一個(gè)或多個(gè)金屬層、半導(dǎo)體層、或者絕緣層、 或者它們的組合。納米結(jié)構(gòu)垂直于基底表面生長(zhǎng)。該納米結(jié)構(gòu)可以鍍覆于聚合體之類的載 體中,例如粘性聚合體。該載體可以是聚酰亞胺,或者可以是柔性或者固體材料??蛇x地, 被鍍覆或者未被鍍覆的納米結(jié)構(gòu)可以被打磨以提供均勻一致的長(zhǎng)度。得到的結(jié)構(gòu)可以被切 割成單個(gè)薄膜??蛇x地,聚合體和納米結(jié)構(gòu)的薄膜可以從基板上提起。然后薄膜可以被應(yīng) 用于晶片的表面,以提供晶片接觸。在該技術(shù)的另一方面,晶片粘接層可包括納米結(jié)構(gòu),例如碳納米結(jié)構(gòu)(CNS),設(shè)置 在聚合體鍍覆層中。該納米結(jié)構(gòu)垂直延伸到該層的頂部和底部表面。該納米結(jié)構(gòu)可以被分 組,同一組中的納米結(jié)構(gòu)間隔固定距離,組之間的納米結(jié)構(gòu)間隔另一(更大的)固定距離。 同一組的納米結(jié)構(gòu)可以通過(guò)放置得與共同的電極直接接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)電連接,也可以通過(guò)生長(zhǎng) 在多個(gè)金屬襯層(電耦合的)上來(lái)實(shí)現(xiàn)電連接。與之形成對(duì)照的是,分開(kāi)的各組的納米結(jié) 構(gòu)之間是電絕緣的。當(dāng)此處使用“垂直”來(lái)描述納米結(jié)構(gòu)和層表面之間的方向時(shí),應(yīng)該理解,納米結(jié)構(gòu) 是線、管、或者纖維、或者類似結(jié)構(gòu)的形式,具有沿著其長(zhǎng)度方向延伸的縱軸,該縱軸設(shè)置得 垂直于該層或者表面所在的平面。還應(yīng)理解,“垂直”包括與精確的垂直有微小的偏差,例如縱軸相對(duì)于平面的傾斜度為88-90°,或者相對(duì)于平面的傾斜度為85-90°。在某些實(shí)施例中,所述納米結(jié)構(gòu)通常是剛性的,使得包括它們的層通常是不能壓 縮的。納米結(jié)構(gòu)的例子包括但不限于納米管、納米纖維、或者納米線。特別地,此處的納 米結(jié)構(gòu)可以由碳基納米結(jié)構(gòu)制成,例如碳納米管、碳納米纖維、或者碳納米線。此處描述的納米結(jié)構(gòu)也可以由其它材料制成,例如金屬、III-V、II-VI化合物、或 者元素周期表的元素的組合。材料的例子包括半導(dǎo)體,例如GaAs、InP、InGaAs、AlGaAs,納 米線例如硅納米線,合金例如Zn0、ZnA10、以及可以形成納米結(jié)構(gòu)的任何其它二元或三元合與此處的應(yīng)用相關(guān)的納米結(jié)構(gòu)可以生長(zhǎng)/形成/沉積在基底上,所述基底例如硅、 多晶硅、氧化硅、硅氮化物、鍺、硅_鍺、GaAs、AlGaAs、GaN、InP、玻璃、聚酰亞胺、聚合體,金 屬例如W、Mo、Ti、Cr、NiCr、Al、AlOx、Pt、Pd、Au、Cu、TiN、或者元素周期表中的任何其它金 屬,塑料、鋁箔、鋁、紙、以及高k材料,例如HfO、ZrO等。對(duì)于納米結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng),催化劑可以 是Ni、NiCr、Pd、Pt、Fe、Au、Co、或者這些金屬的組合、或者不同材料的合金,例如雙金屬催 化劑,例如 Co-V、Co-Ni、Fe-Ni 等?;瘜W(xué)氣相沉積(CVD)是生長(zhǎng)納米結(jié)構(gòu)以供在此描述的技術(shù)使用的典型方法。但 是有不同種類的CVD方法可以使用,例如,熱CVD、PECVD、RPECVD、M0CVD(金屬有機(jī)CVD) 等、或者本領(lǐng)域技術(shù)人員所了解的任何其它CVD的變化形式。生長(zhǎng)的特殊方法在申請(qǐng)?zhí)枮?11/412,060、名稱為"Controlled Growthof a Nanostructure on a Substrate,,、2006 年 4月25日申請(qǐng)的美國(guó)專利中進(jìn)行了描述,通過(guò)引用其全文合并于此。此外,可以使用一旦形成就允許控制納米結(jié)構(gòu)的各種特性的條件、用各種方法和 材料來(lái)形成此處的納米結(jié)構(gòu)。因此,此處使用的納米結(jié)構(gòu)包括從基底上生長(zhǎng)的納米結(jié)構(gòu)、以 及位于其間的界面層,并具有以下特征。基底優(yōu)選導(dǎo)電層例如金屬層,且可以設(shè)置在支撐物 上。該支撐物通常是硅晶圓或者其它半導(dǎo)體材料、玻璃或者在薄膜技術(shù)中使用的柔性聚合 體。該金屬優(yōu)選地從以下這組金屬材料中選擇鉬、鎢、鉬、鈀、和鉭。金屬層的厚度優(yōu)選在 lnm至1 y m的范圍內(nèi),更優(yōu)選地在lnm至50nm的范圍內(nèi)。金屬層優(yōu)選地通過(guò)該技術(shù)領(lǐng)域中 已知的幾種方法中的任何一種沉積,包括但不限于蒸發(fā)法例如熱或者真空蒸發(fā)、分子束外 延、以及電子束蒸發(fā);輝光放電方法例如本技術(shù)領(lǐng)域已知的幾種濺射法中的任一形式,等離 子加工例如等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(plasma-enhanced CVD);以及化學(xué)加工包括氣相加 工(比如化學(xué)氣相沉積)、離子注入,液相加工(比如電鍍),以及液相外延。沉積技術(shù)的例 子可參照 Handbook of Thin Film Deposition, K. Seshan, Ed. , Second Edition, (William Andrew, In, 2002)。界面層(也稱為中間層)包括一個(gè)或多個(gè)層,依次沉積在基底上。在界面層上面 是催化劑層。納米結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)在催化劑層上面。界面層可簡(jiǎn)單地由單層材料構(gòu)成。在此情況下,該單層材料可以是硅或者鍺。這 些層可以用蒸發(fā)、濺射等技術(shù)以無(wú)定形或者晶體形式沉積。厚度通常在lnm到lym之間, 也可以在lnm到50nm之間。界面層可含有多個(gè)不同材料的層,而且可以根據(jù)功能任意分類。比如,鄰近基底的 層具有影響界面電學(xué)特性的特征。鄰近催化劑的層具有影響納米結(jié)構(gòu)的成分以及特性(比如電學(xué)/力學(xué)特性)的特征。不同結(jié)構(gòu)的界面層和本發(fā)明都相容。比如,可以在基底上沉積多達(dá)三層的層序列, 用來(lái)控制界面的電學(xué)性質(zhì)。這類配置包括(但不僅限于)絕緣體、導(dǎo)體或半導(dǎo)體、和絕緣 體的序列;鄰近基底的絕緣體、和半導(dǎo)體層序列;半導(dǎo)體、絕緣體、半導(dǎo)體的序列;鄰近基底 的兩個(gè)絕緣體勢(shì)壘層、和半導(dǎo)體序列;和基底的金屬不同的金屬單層;和基底的金屬不同 的金屬、以及半導(dǎo)體層序列。在此類配置中,絕緣體從下組材料中選擇SiOx,A1203,ZrOx, HfOx, SiNx, A1203,Ta205, Ti02,以及ITO。半導(dǎo)體可為硅或者鍺。若有金屬則可為鈀、鉬、鉬、 或者鎢。在有兩個(gè)具有同樣特性的層的情況下,比如兩個(gè)半導(dǎo)體層,該兩層不需要含有相同 的成分。前述界面層的最上一層緊靠催化劑層。當(dāng)最上層是半導(dǎo)體(比如硅或鍺)時(shí)尤其 如此。然而,還有可能在前述界面層上,界面層與催化劑層之間另外再加一層或者一序列的 層。這類另加的或者第二個(gè)界面層被視為用來(lái)控制納米結(jié)構(gòu)的特性和成分。第二界面層可 含有一對(duì)層,比如金屬層和在其上的半導(dǎo)體層,其中半導(dǎo)體層接近催化劑層。另一個(gè)選擇 是第二界面層也可以僅含有半導(dǎo)體單層。在第二界面層中的金屬層在下列材料中選擇為 宜鎢、鉬、鈀、鉬。在第二界面層中的半導(dǎo)體層是硅或鍺為宜。通常催化劑層是一層金屬或者金屬合金,可以包含金屬或金屬合金微細(xì)顆粒而不 是連續(xù)薄膜。催化劑層含有從下列材料中選擇的金屬為宜鎳、鈀、鐵、鎳鉻合金(鎳和鉻的 任意比例混合)和鉬。納米結(jié)構(gòu)通常具有在催化劑層和導(dǎo)電基底之間有至少一個(gè)材料層的疊層配置,其 中的材料與催化劑和導(dǎo)電基底的材料不同,其中材料控制各層之間的化學(xué)反應(yīng)。因此,可以 控制納米結(jié)構(gòu)在不同導(dǎo)電基底上的生長(zhǎng)。因此生長(zhǎng)的納米結(jié)構(gòu)的形態(tài)和特性以及生長(zhǎng)的納 米結(jié)構(gòu)的尖端材料(tip material)可以得到控制。本技術(shù)可以拓展到含有幾個(gè)不同類材 料(半導(dǎo)體材料、鐵電材料和磁性材料等等)的疊層,以控制基底/界面、納米結(jié)構(gòu)的主體 和尖端的性質(zhì)。并且也可能從直接沉積在基底(可以是任意種類,比如導(dǎo)電的、絕緣的、半 導(dǎo)體的)上的導(dǎo)電層上生長(zhǎng)納米結(jié)構(gòu)。通常,在這樣的納米結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)過(guò)程中,中間層的材料有時(shí)會(huì)擴(kuò)散到納米結(jié)構(gòu)中。 這樣的擴(kuò)散可以將中間層的材料一直傳送到所生長(zhǎng)的納米結(jié)構(gòu)的尖端。在某些情況下,所 擴(kuò)散的材料出現(xiàn)在窄帶中,在其它情況下,所擴(kuò)散的材料遍布納米結(jié)構(gòu)。在此描述的方法可應(yīng)用于包含模擬和/或數(shù)字電子電路的電子元器件的任何組 件技術(shù)。例如,這樣的元器件件可以在以下產(chǎn)品中找到通信工程、汽車/工業(yè)電子商品、消 費(fèi)電子、計(jì)算、數(shù)字信號(hào)處理和集成產(chǎn)品。連接技術(shù)(例如球柵陣列(BGA)、倒裝芯片(FC)模 塊丄5 、11^、?0 、!^ )可利用此處的方法。集成電路(IC)類型例如RFID、CM0S、BiCM0S、 GaAS、AlGAAs、MMIC、MCM可利用此處描述的方法。顯示技術(shù)例如LCD、LED和0LED (如用在汽 車、計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話手持機(jī)、以及電視的那些)也可以結(jié)合此處描述的方法所做的連接。 類似地,結(jié)合了這些技術(shù)的其它的電子元器件包括但不限于ASIC芯片、存儲(chǔ)器件、MCU、高 頻器件模塊、集成的無(wú)源元件。在此描述的方法也可以被用于建立互連、散熱通道或者熱導(dǎo)體或者非熱導(dǎo)體、感 應(yīng)器、電容器和電阻器,使得它們從該技術(shù)獲益,在兩個(gè)材料層之間建立連接。該方法還可 以被用于光電器件,例如光子晶體、波導(dǎo)、濾波器、光電電路等。這個(gè)方法還可以被用于生物學(xué)器件,或者混合生物和硅基器件,例如芯片實(shí)驗(yàn)室陣列、以及生物診斷學(xué)的探測(cè)器。結(jié)構(gòu)在此描述的過(guò)程產(chǎn)生的裝置包括載體,該載體內(nèi)嵌有納米結(jié)構(gòu),其中納米結(jié)構(gòu)生 長(zhǎng)得具有特定的形態(tài)和功能。該納米結(jié)構(gòu)的方向大致為彼此平行并垂直于基底。該納米結(jié) 構(gòu)具有近似于期望的長(zhǎng)度或高度。圖1-8示意性地示出了在此描述的方法和裝置(apparatus)。應(yīng)當(dāng)理解,雖然圖 1-81圖示了使用碳納米結(jié)構(gòu)(CNF),但是也可類似地使用其它形式的納米結(jié)構(gòu)。這樣可選 的納米結(jié)構(gòu)包括但不限于納米管、納米線和納米繩。這樣的納米結(jié)構(gòu)可以由碳制成,摻雜 有一種或多種其它元素,但不限于此。圖1示出了使用矩陣中的碳納米纖維的襯板、使兩個(gè)相鄰的金屬層粘接和電接 觸(例如將晶片連接到基底上)的總體原理。在圖1中示出了三層帶有內(nèi)嵌的接觸襯板 (contact pad) 110的基底100,位于基底頂面上的是一層粘性聚合體200,粘性聚合體200 包圍許多垂直于基底100的碳納米纖維(CNF) 210,且一些碳納米纖維210與接觸襯板110 接觸,位于粘性聚合體層上方的是器件層300。器件層300包括與多個(gè)碳納米纖維相連的 I/O襯板(I/Opad) 310、由例如鎢制成且位于I/O襯板上方的的第一金屬插頭320、以及位于 第一插頭上方的第二金屬插頭330。插頭320、330彼此不同、可以由鎢或者在該行業(yè)內(nèi)使用 的其它金屬制成,例如鋁、銅、或者金。圖2示出了在固化前、使用矩陣中的碳納米纖維將晶片與基底粘接和電接觸的示 意圖,為了方便圖示,在圖2中僅示出了單個(gè)CNF。圖3A、3B示出了固化后、使用粘性聚合體矩陣中的碳納米纖維將晶片與基底粘接 和電接觸(為了方便描述,在圖3A中僅示出了單個(gè)CNF)的示意圖。雙箭頭220表示在CNF 中引起“彈性負(fù)載”的伸直力。兩個(gè)單箭頭230指示固化引起的收縮粘合力。圖3B示出了固化后、使用矩陣中的碳納米纖維將晶片與基底粘接和電接觸的示 意圖。雙箭頭220表示在CNF中引起“彈性負(fù)載”的伸直力。兩個(gè)單箭頭230指示固化引 起的收縮粘合力。圖4示出了矩陣中的碳納米纖維陣列的俯視圖。圖中示出了代表性的間距。相鄰 納米結(jié)構(gòu)之間的間距是200nm ;陣列的尺寸是600nm ;納米纖維的直徑是50nm。圖5示出了矩陣中的碳納米纖維陣列的俯視圖,該矩陣帶有覆蓋納米結(jié)構(gòu)的子集 的I/O襯板。圖中示出了代表性的間距。相鄰納米結(jié)構(gòu)之間的間距是200nm;陣列的尺寸 是600nm ;納米纖維的直徑是50nm ;I/O襯板的直徑是400nm。本技術(shù)領(lǐng)域的人員應(yīng)當(dāng)理解,圖4和圖5所示的間距是示范性的,此處的技術(shù)的操 作并不依賴于如圖所示的這些間距的精確數(shù)值。圖6示出了帶有如圖5所示的I/O襯板的矩陣中的碳納米纖維的橫截面圖。一些 納米結(jié)構(gòu)連接接觸襯板和I/O襯板,而其它納米結(jié)構(gòu)設(shè)置在襯板的區(qū)域外,如圖所示,這些 其它納米結(jié)構(gòu)并不必延伸貫穿粘合層的整個(gè)厚度。例子1 使用納米結(jié)構(gòu)和ACF產(chǎn)生接觸的過(guò)程這個(gè)例子提供了一種連接兩個(gè)表面/層的方法(例如,第一晶片或芯片的接觸表 面/層與第一晶片或芯片即將連接的第二晶片或芯片的接觸表面/層)。該連接通過(guò)粘合 以及電/熱接觸來(lái)實(shí)現(xiàn),其間距的范圍在1mm至2nm,通常下至20nm,其中電/熱接觸單元
      11基于納米結(jié)構(gòu)。遵照本方法的結(jié)構(gòu)包括(a)載體層(例如基于柔性或者固體材料,例如聚 酰亞胺),(b)內(nèi)嵌在載體中且具有特定的形態(tài)和功能的納米結(jié)構(gòu),其中納米結(jié)構(gòu)彼此 平行并垂直于載體的兩個(gè)表面;以及(c)其中納米結(jié)構(gòu)可以根據(jù)國(guó)際專利申請(qǐng)PCT/ SE2006/000487(通過(guò)引用合并于此)中描述的方法來(lái)生長(zhǎng),以實(shí)現(xiàn)對(duì)其形態(tài)、尺寸、長(zhǎng)度、 距離等的控制。在此處使用的典型納米結(jié)構(gòu)組件包括導(dǎo)電基底(例如金屬);位于導(dǎo)電基底上的 第一催化劑層;被第一催化劑層支撐的納米結(jié)構(gòu);以及位于導(dǎo)電基底和第一催化劑層之間 的多個(gè)中間層,該多個(gè)中間層包括至少一個(gè)影響納米結(jié)構(gòu)的形態(tài)的層和至少一個(gè)影響導(dǎo)電 基底和納米結(jié)構(gòu)之間界面的電特性的層。該結(jié)構(gòu)的特征包括接觸單元(納米結(jié)構(gòu))垂直于連接表面,而納米結(jié)構(gòu)彼此平 行??梢愿鶕?jù)生長(zhǎng)方法來(lái)定制納米結(jié)構(gòu)的特性。每個(gè)單元都可以與其它這樣的單元合并, 以組合成另外的結(jié)構(gòu),與積木相似,類似于樂(lè)高(Lego)積木。圖7示出了通過(guò)粘合和建立電或熱接觸(包括納米結(jié)構(gòu)),連接兩個(gè)表面或者層 的示范性過(guò)程的步驟。該步驟包括在導(dǎo)電基底上生長(zhǎng)碳納米結(jié)構(gòu)層,在導(dǎo)電基底和納米 結(jié)構(gòu)之間有多個(gè)中間層(701);采用粘性聚合體旋轉(zhuǎn)鍍覆(spincoating)所得到的納米結(jié) 構(gòu),以形成內(nèi)嵌有納米結(jié)構(gòu)的薄膜(702);打磨薄膜以實(shí)現(xiàn)納米結(jié)構(gòu)的均勻一致的期望長(zhǎng) 度(703);切割薄膜以產(chǎn)生單獨(dú)的襯板(704);提起襯板(705);將每個(gè)襯板應(yīng)用于第一導(dǎo) 電表面或?qū)?例如,晶片的表面)與第二導(dǎo)電表面或?qū)?例如,芯片的接觸面)之間(706); 以及固化襯板,使得晶片被粘合到襯板上,且襯板被粘合到接觸表面,從而通過(guò)內(nèi)嵌在襯板 中的納米結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)晶片和接觸表面之間的電或熱接觸(707)。第一步驟(701)在導(dǎo)電基底上生長(zhǎng)碳納米結(jié)構(gòu)層,且導(dǎo)電基底和納米結(jié)構(gòu)之間有 多個(gè)中間層,該步驟包括通常以密度大于10納米結(jié)構(gòu)每ym的密度生長(zhǎng)納米結(jié)構(gòu)。這樣的 密度,或者在給定請(qǐng)況下所要求的密度可以通過(guò)控制催化劑點(diǎn)在基底上的應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)。優(yōu) 選使用各種基于CVD方法的任意一種來(lái)生長(zhǎng)納米結(jié)構(gòu),但是也可以使用任何標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)來(lái) 生長(zhǎng)或者形成納米結(jié)構(gòu)。第二步驟(702)采用粘性聚合體旋轉(zhuǎn)鍍覆所得到的納米結(jié)構(gòu),以形成內(nèi)嵌有納米 結(jié)構(gòu)的薄膜,該步驟可以使用任何標(biāo)準(zhǔn)的旋轉(zhuǎn)鍍覆或者為納米結(jié)構(gòu)形成載體(在薄膜或者 其它層中)的等同技術(shù)來(lái)完成,其中納米結(jié)構(gòu)內(nèi)嵌在載體中。這樣的載體可包括粘性聚合 體或者能夠通過(guò)固化、壓力、熱或者其它等同處理粘合到晶片和接觸表面的任何其它等同 材料。在此描述的方法并不限于旋轉(zhuǎn)鍍覆的示范性實(shí)施例或者使用可以被固化的粘性聚合 體的示范性實(shí)施例。第三步驟(703)打磨薄膜以實(shí)現(xiàn)納米結(jié)構(gòu)的均勻一致的期望長(zhǎng)度,該步驟可以使 用適合于本發(fā)明的技術(shù)的任何標(biāo)準(zhǔn)打磨技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn),無(wú)論是機(jī)械的、化學(xué)或者其它。類似 地,可以使用該技術(shù)或相關(guān)技術(shù)中已知的或者使用的任何標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)來(lái)確定納米結(jié)構(gòu)是否獲 得了均勻一致的期望長(zhǎng)度。這個(gè)步驟是可選的。第四步驟(704)切割載體以產(chǎn)生單獨(dú)的襯板,該步驟可使用任何切割的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù) 或者其它產(chǎn)生期望形狀和尺寸的單個(gè)襯墊的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。第五步驟(705)提起單獨(dú)的襯板(薄膜部分包括內(nèi)嵌在粘性聚合體內(nèi)的垂直排列的碳納米結(jié)構(gòu)),該步驟可以使用提起這種襯板的任何標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)來(lái)完成。第六步驟(706)將每個(gè)襯板應(yīng)用于第一導(dǎo)電表面(例如,晶片的表面)與第二導(dǎo) 電表面(例如,芯片的接觸面)之間,該步驟可以使用將這樣的襯板應(yīng)用和定位于這樣的位 置的任何標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)來(lái)完成。第七步驟(707)固化襯板,其結(jié)果是產(chǎn)生粘合,其中襯板夾在并且粘合在兩個(gè)導(dǎo) 電表面之間。通過(guò)內(nèi)嵌在襯板中的納米結(jié)構(gòu),這種粘合在兩個(gè)導(dǎo)電表面之間產(chǎn)生電接觸和 熱接觸。這個(gè)步驟并不限于固化粘性聚合體,它可以包括使得內(nèi)嵌在襯板中的納米結(jié)構(gòu)與 襯板一側(cè)的晶片以及襯板另一側(cè)的接觸表面產(chǎn)生粘合的任何標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。該全部過(guò)程具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)不需要傳統(tǒng)的焊球,減少了兩個(gè)導(dǎo)電表面之間的最小 可能間距,降低了接觸點(diǎn)的高度和寬度,允許增加接觸點(diǎn)的數(shù)量和密度、減少了與需要控制 應(yīng)用于ACF的壓力強(qiáng)度相關(guān)的復(fù)雜性,使能通過(guò)用納米結(jié)構(gòu)代替顆粒(particle)可以得到 更小的間距,并減少了失配的危險(xiǎn)。遵照該例子,可控制每微米的納米結(jié)構(gòu)(NS)的密度,與基于球狀顆粒的現(xiàn)有解決 方案相比,這允許增加有效的接觸點(diǎn)。例如,100NS/平方微米(納米結(jié)構(gòu)的直徑為50nm)具 有100個(gè)單獨(dú)的接觸點(diǎn)(也可參照?qǐng)D4和圖5)。給定I/O點(diǎn)的尺寸為20X20微米,在該區(qū) 域內(nèi)單個(gè)接觸點(diǎn)的數(shù)量可以是4000。例子2 產(chǎn)生彈性負(fù)載連接的過(guò)程包括垂直排列納米結(jié)構(gòu)(NS)(彼此平行且垂直于兩個(gè)載體表面,如例子1中所描 述的步驟制備的那樣)的載體(可以基于柔性、聚酰亞胺或者固體材料)放置于晶片的表 面和接觸表面之間。參照?qǐng)D2和圖4作為例子。通過(guò)將包括垂直排列的納米結(jié)構(gòu)的載體固化(使用熱或者化學(xué)成分或者光),載 體將會(huì)收縮(晶片和接觸層之間的距離下降)。載體的收縮將會(huì)在垂直排列的納米結(jié)構(gòu)上引入收縮力,納米結(jié)構(gòu)上的收縮力的結(jié) 果是納米結(jié)構(gòu)輕微彎曲。但是由于納米結(jié)構(gòu)和周圍材料之間的楊氏模量的差別,納米結(jié)構(gòu) 將會(huì)有伸直的趨勢(shì)。上述的力在納米結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生“彈性負(fù)載”力。當(dāng)內(nèi)嵌在載體材料中的納米結(jié)構(gòu)放 置在兩個(gè)導(dǎo)電表面之間時(shí),彈性負(fù)載力將會(huì)加固與納米結(jié)構(gòu)的兩端的接觸(例如參照?qǐng)D3A 和 3B)。圖8示出了通過(guò)將晶片粘合到基底以提供彈性負(fù)載連接、以及通過(guò)使用內(nèi)嵌在載 體中的納米結(jié)構(gòu)來(lái)建立和加固電接觸的過(guò)程。圖8的步驟與結(jié)合例子1描述的圖7的步驟 相同,此處不再重復(fù)。第六步驟(806)中,對(duì)帶有內(nèi)嵌納米結(jié)構(gòu)的載體的襯板進(jìn)行固化,固化過(guò)程可以 采用熱、或者化學(xué)成分或者光使得載體收縮,從而減少晶片和接觸層之間的距離。此處,可以根據(jù)與例子1中的納米結(jié)構(gòu)的相同方法,來(lái)制備該例子中的納米結(jié)構(gòu), 特別地,可以根據(jù)國(guó)際專利申請(qǐng)PCT/SE2006/000487 (通過(guò)引用合并于此)中描述的方法來(lái) 生長(zhǎng)該例子中的納米結(jié)構(gòu),從而控制形態(tài)、尺寸、長(zhǎng)度、距離等。該例子中描述的過(guò)程可以被用于解決覆晶薄膜應(yīng)用中出現(xiàn)的引線斷裂和失配問(wèn)題。與例子1中的結(jié)構(gòu)類似,彈性負(fù)載結(jié)構(gòu)的特性包括接觸單元(納米結(jié)構(gòu))垂直于連接表面,而納米結(jié)構(gòu)彼此平行??梢愿鶕?jù)生長(zhǎng)方法來(lái)定制納米結(jié)構(gòu)的特性。每個(gè)單元可 以與其它這樣的單元組合,以組合成其它的結(jié)構(gòu)。該全部過(guò)程具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)減少兩個(gè)導(dǎo)電表面之間的最小可能距離,降低接觸點(diǎn) 的高度和寬度,允許增加接觸點(diǎn)的數(shù)量和密度從而增加有效接觸面積,減少了與需要控制 應(yīng)用于ACF的壓力大小相關(guān)的復(fù)雜性,通過(guò)用納米結(jié)構(gòu)代替顆粒(particle)可以得到更小 的間距,減少了失配的風(fēng)險(xiǎn),并使用輕微彎曲的納米結(jié)構(gòu)加固了位于相對(duì)表面之間的兩個(gè) 點(diǎn)之間的電接觸。當(dāng)納米結(jié)構(gòu)輕微彎曲時(shí),可以減少由于粘合表面的表面粗糙度而產(chǎn)生的 間隙。遵照該例子,可控制每微米的納米結(jié)構(gòu)(NS)的密度,與基于球狀顆粒的現(xiàn)有解決 方案相比,這允許增加有效的接觸點(diǎn)。例如,可控納米結(jié)構(gòu)的直徑范圍從Inm到200nm,這給 出了預(yù)定的單個(gè)接觸點(diǎn)和每平方納米的接觸面積。
      例子3 晶圓級(jí)焊球(wafer lever bumping, WLB)這個(gè)例子解釋了如何通過(guò)在電子電路上的I/O點(diǎn)上生長(zhǎng)納米結(jié)構(gòu)矩陣,來(lái)實(shí)現(xiàn)晶 圓級(jí)焊球,從而為晶片產(chǎn)生電子組件。該方法可以是通過(guò)粘合、以及電和/或熱接觸來(lái)連接 兩個(gè)表面/層(晶片或芯片的接觸表面/層、以及第一層即將連接的晶片或芯片的接觸表 面/層)的方法,其中間據(jù)是范圍為Icm至2nm的任何間距,通常下降至1 μ m,其中電/熱 連接元件基于納米結(jié)構(gòu)。以下三個(gè)案例解釋了可能的實(shí)施例案例1 垂直排列的納米結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)在晶圓的集成電路的I/O點(diǎn)上,從而產(chǎn)生矩陣結(jié) 構(gòu),并內(nèi)嵌在具有粘性特性的可固化(在UV/激光/光)材料中,該矩陣對(duì)應(yīng)于晶片需要連 接的基板上的連接點(diǎn)。案例2 垂直排列的納米結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)在晶圓的集成電路的I/O點(diǎn)上,從而產(chǎn)生矩陣結(jié) 構(gòu),該矩陣對(duì)應(yīng)于晶片需要連接的基板上的連接點(diǎn),通過(guò)傳統(tǒng)的高溫焊接工藝進(jìn)行連接。案例3 垂直排列的納米結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)在晶圓的集成電路的I/O點(diǎn)上,從而產(chǎn)生矩陣結(jié) 構(gòu),該矩陣對(duì)應(yīng)于晶片需要連接的基板上的連接點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō),與例子2和3的結(jié)構(gòu)類似,晶圓級(jí)焊球結(jié)構(gòu)的特性包括接觸單元(納 米結(jié)構(gòu))垂直于連接表面,而納米結(jié)構(gòu)彼此平行??梢愿鶕?jù)生長(zhǎng)方法來(lái)定制納米結(jié)構(gòu)的特 性。垂直排列的納米結(jié)構(gòu)可以形成連接結(jié)構(gòu)組,尺寸從Imm至2nm。此處,這個(gè)例子中的納米結(jié)構(gòu)可以根據(jù)與例子1和2中的納米結(jié)構(gòu)相同的方法制 作,特別地,可以根據(jù)國(guó)際專利申請(qǐng)PCT/SE2006/000487(通過(guò)引用合并于此)中描述的方 法來(lái)生長(zhǎng),從而控制形態(tài)、尺寸、長(zhǎng)度、距離等。圖9示出了提供晶圓級(jí)焊球的過(guò)程。圖9的步驟與結(jié)合例子1和2描述的圖7和 8的步驟相同,此處不再重復(fù)。在目前的系統(tǒng)中,焊球可以具有500微米及以下的直徑。這個(gè)例子的方法允許組 裝多組納米結(jié)構(gòu),每個(gè)單獨(dú)的組具有與現(xiàn)今的焊球相同的尺寸。但是,本技術(shù)還允許更小的 焊球,甚至小至包括單個(gè)納米結(jié)構(gòu)的焊球?;诖颂幟枋龅哪切┓椒?,可以形成復(fù)合焊球。必要時(shí),在生長(zhǎng)納米結(jié)構(gòu)形成符合 焊球以后,可以執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的蒸發(fā)、電鍍和/或化學(xué)鍍覆。在生長(zhǎng)納米結(jié)構(gòu)以后,可以蒸發(fā)、電 鍍和/或無(wú)電鍍覆元素周期表中的不同金屬/金屬材料,例如Ti、Cr、TiW、Cu、Au或者任何其它合適的金屬。必要時(shí),也可以執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的浸金工藝,以進(jìn)行鍍金。無(wú)電鍍覆工藝可以包 括修整、酸刻蝕、通過(guò)不同的化學(xué)成分鍍覆不同的金屬,例如,Ni、Cu、Zn、Sn或者不同的合金。
      權(quán)利要求
      一種裝置,其特征在于,包括第一導(dǎo)電表面;第二導(dǎo)電表面;以及兩個(gè)或更多納米結(jié)構(gòu),其中所述兩個(gè)或者更多納米結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)的方向都平行于所述兩個(gè)或者更多納米結(jié)構(gòu)中的其它納米結(jié)構(gòu),且其中所述兩個(gè)或者更多納米結(jié)構(gòu)包括兩種或更多互相擴(kuò)散的材料,所述兩種或更多互相擴(kuò)散的材料包括影響所述兩個(gè)或更多納米結(jié)構(gòu)的形態(tài)的至少一種材料、以及影響所述第一導(dǎo)電表面之間的界面的電特性的至少一種材料,且其中所述兩個(gè)或更多納米結(jié)構(gòu)的每一個(gè)的第一端與所述第一導(dǎo)電表面之間存在第一粘接點(diǎn),且所述兩個(gè)或更多納米結(jié)構(gòu)的方向與所述第一導(dǎo)電表面垂直,且所述兩個(gè)或更多納米結(jié)構(gòu)的每一個(gè)的第二端與所述第二導(dǎo)電表面之間存在第二粘接點(diǎn),所述兩個(gè)或更多納米結(jié)構(gòu)的方向與所述第二導(dǎo)電表面垂直。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置,其特征在于,還包括載體,其中所述兩個(gè)或更多納米 結(jié)構(gòu)內(nèi)嵌在所述載體中。
      3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置,其特征在于,通過(guò)固化所述載體,產(chǎn)生所述第一和第二 粘接點(diǎn)。
      4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置,其特征在于,固化所述載體使得所述載體收縮,從而壓 縮所述兩個(gè)或更多納米結(jié)構(gòu),并產(chǎn)生彈性負(fù)載力,所述彈性負(fù)載力將所述兩個(gè)或更多納米 結(jié)構(gòu)的第一端推抵在第一導(dǎo)電表面上,并將所述兩個(gè)或更多納米結(jié)構(gòu)的第二端推抵在第二 導(dǎo)電表面上。
      5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置,其特征在于,所述兩種或更多互相擴(kuò)散的材料的至少 一種材料從以下一組材料中選擇非晶硅和鍺。
      6.一種使用納米結(jié)構(gòu)組件將第一導(dǎo)電表面連接到第二導(dǎo)電表面的方法,其特征在于, 所述方法包括通過(guò)以下方式產(chǎn)生納米結(jié)構(gòu)組件將一個(gè)或者多個(gè)中間層沉積在第一導(dǎo)電表面上,其中所述多個(gè)中間層的至少一個(gè)包括 從下組中選擇的材料非晶硅和鍺;將催化劑層沉積在所述一個(gè)或多個(gè)中間層上;不對(duì)基底進(jìn)行第一次退火,使基底被加熱至可以形成納米結(jié)構(gòu)的溫度,以及 在該溫度下在催化劑層上生長(zhǎng)兩個(gè)或更多納米結(jié)構(gòu),其中所述一個(gè)或更多中間層中的 至少一個(gè)與所述催化劑層相互擴(kuò)散,其中相互擴(kuò)散的所述催化劑層和所述一個(gè)或更多中間 層的至少一個(gè)出現(xiàn)在所述納米結(jié)構(gòu)中;使用粘性聚合體旋轉(zhuǎn)鍍覆所述納米結(jié)構(gòu)組件以形成帶有內(nèi)嵌納米結(jié)構(gòu)的薄膜; 打磨所述薄膜以實(shí)現(xiàn)所述納米結(jié)構(gòu)組件的所述兩個(gè)或更多納米結(jié)構(gòu)的均勻一致的期 望長(zhǎng)度;切割所述薄膜以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的襯板; 將所述襯板從所述導(dǎo)電基底上提起;將所述一個(gè)或多個(gè)襯板插入所述第一導(dǎo)電表面和所述第二導(dǎo)電表面之間;以及 將所述一個(gè)或多個(gè)襯板固化,從而將所述第一導(dǎo)電表面粘接到所述一個(gè)或多個(gè)襯板的 第一表面,并將所述第二導(dǎo)電表面粘接到所述一個(gè)或多個(gè)襯板的第二表面。
      7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,通過(guò)內(nèi)嵌在所述襯板中的納米結(jié)構(gòu),將所 述第一導(dǎo)電表面粘合到所述一個(gè)或多個(gè)襯板,從而在所述第一導(dǎo)電表面和第二導(dǎo)電表面之 間產(chǎn)生電或者熱接觸。
      8.一種使用納米結(jié)構(gòu)組件將第一導(dǎo)電表面連接到第二導(dǎo)電表面的方法,其特征在于, 所述方法包括通過(guò)以下方式產(chǎn)生納米結(jié)構(gòu)組件將一個(gè)或者多個(gè)中間層沉積在第一導(dǎo)電表面上,其中所述多個(gè)中間層的至少一個(gè)包括 從下組中選擇的材料非晶硅和鍺;將催化劑層沉積在所述一個(gè)或多個(gè)中間層上;不對(duì)基底進(jìn)行第一次退火,使基底被加熱至可以形成納米結(jié)構(gòu)的溫度;以及 在該溫度下在催化劑層上生長(zhǎng)兩個(gè)或更多納米結(jié)構(gòu),其中所述一個(gè)或更多中間層中的 至少一個(gè)與所述催化劑層相互擴(kuò)散,其中相互擴(kuò)散的所述催化劑層和所述一個(gè)或更多中間 層的至少一個(gè)出現(xiàn)在所述納米結(jié)構(gòu)中;使用粘性聚合體鍍覆所述納米結(jié)構(gòu)組件以在所述第一導(dǎo)電表面上形成帶有內(nèi)嵌納米 結(jié)構(gòu)的薄膜;打磨所述薄膜以實(shí)現(xiàn)所述納米結(jié)構(gòu)組件的所述兩個(gè)或更多納米結(jié)構(gòu)的均勻一致的期 望長(zhǎng)度;切割所述薄膜和所述第一導(dǎo)電表面以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的襯板,每個(gè)襯板包括薄膜 部分和第一導(dǎo)電表面部分;將所述一個(gè)或多個(gè)襯板應(yīng)用于所述第二導(dǎo)電表面;以及將所述一個(gè)或多個(gè)襯板固化,從而將所述第二導(dǎo)電表面粘接到所述一個(gè)或多個(gè)襯板的表面。
      9.一種使用納米結(jié)構(gòu)組件將第一導(dǎo)電表面連接到第二導(dǎo)電表面的方法,其特征在于, 所述方法包括通過(guò)以下方式產(chǎn)生納米結(jié)構(gòu)組件沉積一個(gè)或多個(gè)中間層;在所述一個(gè)或多個(gè)中間層上沉積催化劑層;不對(duì)基底進(jìn)行第一次退火,使基底被加熱至可以形成納米結(jié)構(gòu)的溫度,以及 在該溫度下在催化劑層上生長(zhǎng)兩個(gè)或更多納米結(jié)構(gòu),其中所述一個(gè)或更多中間層中的 至少一個(gè)與所述催化劑層相互擴(kuò)散,其中相互擴(kuò)散的所述催化劑層和所述一個(gè)或更多中間 層的至少一個(gè)出現(xiàn)在所述納米結(jié)構(gòu)中;使用金屬沉積物鍍覆所述納米結(jié)構(gòu),以在所述第一導(dǎo)電表面上形成鑲嵌金屬的納米結(jié)構(gòu);使用粘性聚合體鍍覆所述納米結(jié)構(gòu)組件以在所述第一導(dǎo)電表面上形成帶有內(nèi)嵌納米 結(jié)構(gòu)的薄膜;打磨所述薄膜以實(shí)現(xiàn)所述納米結(jié)構(gòu)組件的所述兩個(gè)或更多納米結(jié)構(gòu)的均勻一致的期望長(zhǎng)度; 切割所述薄膜和所述第一導(dǎo)電表面以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的襯板;每個(gè)襯板包括薄膜 部分和第一導(dǎo)電表面部分;將所述一個(gè)或多個(gè)襯板應(yīng)用于所述第二導(dǎo)電表面;以及將所述一個(gè)或多個(gè)襯板固化,從而將所述第二導(dǎo)電表面粘接到所述一個(gè)或多個(gè)襯板的表面。
      全文摘要
      一種裝置,包括兩個(gè)導(dǎo)電表面或?qū)印⒁约罢澈系絻蓚€(gè)導(dǎo)電表面或?qū)拥募{米結(jié)構(gòu)組件,從而在兩個(gè)導(dǎo)電表面或?qū)又g建立電或者熱連接,以及一種制備同樣組件的方法。
      文檔編號(hào)H01L21/768GK101827782SQ200880107351
      公開(kāi)日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2008年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月12日
      發(fā)明者安杰·布魯?shù)? 穆罕默德·沙菲奎爾·卡比爾 申請(qǐng)人:斯莫特克有限公司
      網(wǎng)友詢問(wèn)留言 已有0條留言
      • 還沒(méi)有人留言評(píng)論。精彩留言會(huì)獲得點(diǎn)贊!
      1