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DE19514548C1 - Verfahren zur Herstellung einer Mikrokühleinrichtung - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer Mikrokühleinrichtung

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DE19514548C1
DE19514548C1 DE19514548A DE19514548A DE19514548C1 DE 19514548 C1 DE19514548 C1 DE 19514548C1 DE 19514548 A DE19514548 A DE 19514548A DE 19514548 A DE19514548 A DE 19514548A DE 19514548 C1 DE19514548 C1 DE 19514548C1
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Germany
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depressions
channel structure
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Tim Dipl Phys Gutheit
Hans-Juergen Dipl Phys Fueser
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Daimler Benz AG
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Mi­ krokühleinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie es aus der DE 43 11 839 A1 als bekannt hervorgeht.
Die DE 43 11 839 A1 offenbart eine Mikrokühleinrichtung zur Küh­ lung von elektronischen Bauelementen. Die Mikrokühleinrichtung weist ein auf einer Flachseite strukturiertes Grundsubstrat und eine auf der strukturierten Flachseite angeordnete Deckschicht auf. Damit auf der Mikrokühleinrichtung elektronische Bauelemen­ te angeordnet werden können, muß zwischen diese Bauelemente und dem Material der Mikrokühleinrichtung eine isolierende Schicht angeordnet werden. Unter elektronischen Bauelementen sind Halb­ leiter, kapazitive und induktive Elemente, Widerstände, Supra­ leiter, aus den genannten Bauelementen gebildete Schaltkreise und dgl. zu verstehen. Auf der mit der Deckschicht bedeckten Flachseite des günstigerweise aus undotiertem, also intrinsi­ schem Silizium gebildeten Grundsubstrats weist das Grundsubstrat Vertiefungen auf, die nach dem dichtenden Aufbringen der Deck­ schicht auf der die Vertiefungen aufweisenden strukturierten Flachseite eine von einem vorzugsweise flüssigen Kühlmedium durchströmbare Kanalstruktur ausbildet.
Zur Herstellung der Kanalstruktur werden die Vertiefungen in das scheibenartig ausgebildete Grundsubstrat, bspw. durch selektives Ätzen eingebracht. Die Vertiefungen werden mit der Deckschicht unter Ausbildung der durchströmbaren Kanalstruktur flachseiten­ seitig dichtend mit der Deckschicht bedeckt.
Die Deckschicht ist dichtend mit Stegen verbunden, die aus dem Material des Grundsubstrats gebildet sind und die nach dem Ein­ bringen der Vertiefungen in das Grundsubstrat stehengeblieben sind.
Die einzelnen und/oder Gruppen von elektronischen Bauelemente sind auf einer auf der Mikrokühleinrichtung angeordneten isolie­ renden Schicht bspw. durch Auflöten oder Aufkleben angeordnet, so daß die Abwärme, die beim Betrieb der elektronischen Bauele­ mente anfällt, durch das Material der Isolierschicht und das Ma­ terial der Mikrokühleinrichtung dem Kühlmedium zugeleitet wird. Das Kühlmedium, sinnvollerweise Wasser, das insbesondere mit ei­ ner gefrierpunktserniedrigenden Substanz versetzt ist, nimmt diese Abwärme auf und transportiert sie durch die die Kanal­ struktur ausbildenden Vertiefungen nach außen. Da für das Grund­ substrat vorzugsweise undotiertes Silizium verwandt wird, sind derartige Mikrokühleinrichtung ohne Isolierschicht nur - und dann teilweise auch nur bedingt - bei niedrigen Temperaturen ge­ eignet, da ab einer bestimmten Temperatur das Silizium selbst­ leitend wird. Daher wird eine möglichst effiziente Kühlung auch des Grundsubstrats angestrebt. Um einen hohen Volumenfluß an Kühlmedium und dadurch eine möglichst gute Kühlwirkung zu errei­ chen, weist die Kanalstruktur relativ große lichte Querschnitte auf. Diese großen Querschnitte sind u. a. mit ein Grund, weshalb die vorbekannten Mikrokühleinrichtungen recht groß und recht schwer sind.
Aus der US 5 146 314 ist eine weitere Mikrokühleinrichtung be­ kannt, die auf einer Flachseite eine Diamantschicht aufweist, die zur Aufnahme mikroelektronischer Bauteile vorgesehen ist.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, das gattungsgemäß zugrundege­ legte Verfahren dahingehend weiterzuentwickeln, daß mit einer damit hergestellten Mikrokühleinrichtung die Abwärme möglichst schnell und wirkungsvoll abtransportiert werden kann und daß die Mikrokühleinrichtung auch bei möglichst hohen Eigentemperaturen verwendet werden kann.
Die Aufgabe wird bei dem zugrundegelegten Verfahren mit den Ver­ fahrensschritten des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die Verwendung einer Deckschicht aus einem gut wärmelei­ tenden und insbesondere auch bei hohen Temperaturen elektrisch isolierenden Material, vorzugsweise von Diamant, können die elektronischen Bauelemente auf der günstigerweise in dünner Schichtdicke aufgebrachten Deckschicht aufgebracht werden. Dadurch erübrigt sich das Isoliermaterial, der Weg des Wärmeab­ flusses ist verringert und der Abfluß der Wärmemenge pro Zeit­ einheit ist gesteigert. Des weiteren ist auch der Einfluß einer möglichen intrinsischen Eigenleitung des Materials des Grund­ substrats unerheblich, so daß die Kühlkanäle mit kleinerem Durchmesser und die Mikrokühleinrichtung kleiner und leichter gefertigt werden oder bei gleicher Größe dichter bestückt werden kann.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprü­ chen entnehmbar. Im übrigen wird die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht auf eine strukturierte Flachseite eines Grundsubstrats einer Mikrokühleinrichtung mit Stegen, wobei das Grundsubstrat mit vorbereitetem Zu- und Abströmkanal versehen ist,
Fig. 2 einen Schnitt durch eine Mikrokühleinrichtung mit einem Grundsubstrat nach Fig. 1 entlang der Linie II-II und einer auf dem Grundsubstrat angeordneten Diamantschicht,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht auf ein im wesentlichen aus Stegen bestehendem Grundsubstrat einer Mikrokühleinrich­ tung mit auf einer Flachseite dichtend angeordneten ge­ schlossenen Diamantschicht,
Fig. 4 einen Schnitt durch eine Mikrokühleinrichtung mit einem Grundsubstrat nach Fig. 3 entlang der Linie IV-IV und einer weiteren auf der verbliebenen Flachseite des Grundsubstrats angeordneten Diamantschicht,
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht auf eine strukturierte Ober­ fläche eines Grundsubstrats einer Mikrokühleinrichtung mit Domen, wobei das Grundsubstrat mit vorbereitetem Zu- und Abströmkanal versehen ist, und
Fig. 6 eine Art Flußdiagramm zur Herstellung einer Mikrokühlein­ richtung nach Fig. 4, beginnend mit einem Grundsubstrat ohne Vertiefungen.
In Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht auf eine struktu­ rierte Flachseite 2 eines Grundsubstrats 14 einer Mikrokühlein­ richtung dargestellt. Die Mikrokühleinrichtung ist zur Bestückung mit elektronischen Bauelementen 1 wie elektronischen Mikroschaltkreisen, Halbleitern, Widerständen und dgl. vorge­ sehen. Die strukturierte Flachseite 2 des Grundsubstrats 14 ist mit mehreren nach oben abragenden Stegen 15 versehen. Die Stege 15 bilden den Rand von Vertiefungen 13, die zur späteren Aus­ bildung einer Kanalstruktur vorgesehen sind.
Zur Ausbildung der gewünschten Kanalstruktur werden, wie im Schnitt nach Fig. 2 dargestellt ist, die parallel und äquidi­ stant zueinander angeordneten Vertiefungen 13 der strukturierten Flachseite 2 des Grundsubstrats 14 mit einer Deckschicht 11 aus Diamant, vorzugsweise polykristallinem Diamant angeordnet. Eine Deckschicht 11 aus Diamant ist daher günstig, da undotierter Diamant einen elektrischen Isolator und einen guten Wärmeleiter darstellt, so daß die später anzuordnenden elektronischen Bau­ elemente 1 direkt auf der Deckschicht 11 angeordnet werden kön­ nen. Hierbei ist es sinnvoll, die Deckschichten 11 mit Schicht­ dicken von 50 µm bis einigen 100 µm aufzubringen. Diese Maße liegen im Größenbereich der Bemaßung der Vertiefungen 13.
Da die Deckschicht 11 aus Diamant ferner mit einer Schichtdicke insbesondere zwischen 50 µm und 200 µm, aufgebracht wird, weist ein von den elektronischen Bauelementen 1 kommender Wärmefluß hin zur Kanalstruktur und damit zum Kühlmedium einen kurzen Wär­ meweg auf, wodurch ein guter Abtransport der Wärme garantiert ist.
Durch die gute Wärmeabfuhr können Mikrokühlein­ richtungen klein gebaut werden. Des weiteren können sie auch mit einer hohen Packungsdichte an elektronischen Bauelementen 1 versehen werden.
Die inneren Stege 15 und damit die zwischen den Stegen 15 ange­ ordneten Vertiefungen 13 sind parallel und äquidistant zueinan­ der angeordnet, wobei die Höhe der Stege 15 und damit entspre­ chend die Tiefe der Vertiefungen 13 in etwa dem Abstand zweier benachbarter Stege 15, also der Breite der Vertiefungen 13, ent­ spricht. Der Quotient aus Tiefe zur Breite einer Vertiefung 13 ist damit etwa gleich 1. Die parallelen Vertiefungen 13 bilden nach der Aufbringung der Deckschicht 11 die eigentliche Kanal­ struktur aus.
Die Ausbildung derartiger Stege 15 bzw. Vertiefungen 13 ist in einfacher und an sich bekannter Weise auf naßchemischem Weg und damit in einer eingeführten und billigen Technologie möglich.
Die stirnseitigen Öffnungen im Bereich der Vertiefungen 13 stel­ len nach dem dichtenden Anbringen der Deckschicht 11 auf der strukturierten Flachseite 2 für das Kühlmedium Einström- bzw. Ausströmöffnungen der Kanalstruktur dar. An beiden Stirnseiten der Vertiefungen 13 ist jeweils eine quer zu den parallelen Ver­ tiefung 13 verlaufende Quervertiefung 18 angeordnet. Die Quer­ vertiefungen 18 weisen eine sich ändernde Breite auf und sind mit den die Kanalstruktur bildenden parallelen Vertiefungen 13 fluidisch verbunden.
In Zusammenwirkung mit der flachseitenseitig dichtend angeordne­ ten Deckschicht 11 bilden die Quervertiefungen 18 einen Zuström- 16 und einen Abströmkanal 17 für ein Kühlmedium aus, das zur Durchströmung durch die Kanalstruktur und somit zur Kühlung der auf der Mikrokühleinrichtung angeordneten elektronischen Bau­ elemente 1 vorgesehen ist. Zweckmäßigerweise wird als Kühlmedium Wasser, welches insbesondere mit einer gefrierpunktserniedrigen­ den Substanz versetzt ist, verwandt.
Der Zuströmkanal 16 weist in Strömungsrichtung (Pfeil A) des Kühlmediums einen sich verringernden Querschnitt auf. Die Ab­ nahme des durchströmbaren Querschnitts des Zuströmkanals 16 ist sinnvollerweise auf das Volumen des in die parallel zueinander verlaufenden Kanalstrukturen abströmenden Kühlmediums abge­ stimmt.
Der Abströmkanal 17 ist über die parallel zueinander angeordne­ ten und die eigentliche Kanalstruktur ausbildenden Vertiefungen 13 fluidisch mit dem Zuströmkanal 16 verbunden und in Strömungs­ richtung (Pfeil A) gegenüberliegend dem Zuströmkanal 16 angeord­ net.
Die Zuströmöffnung des Zuströmkanals 16, durch den das Kühl­ medium in den Zuströmkanal 16 einströmt, ist zweckmäßigerweise diametral zu der Abströmöffnung des Abströmkanals 17, durch den das Kühlmedium aus dem Abströmkanal 17 ausströmt, angeordnet.
Der Abströmkanal 17 weist in Strömungsrichtung (Pfeil A) des Kühlmediums einen sich erweiternden durchströmbaren Querschnitt auf, wobei die Zunahme des durchströmbaren Querschnitts sinn­ vollerweise auf das Volumen des aus der Kanalstruktur in den Abströmkanal abströmenden Kühlmediums abgestimmt ist.
Die Einbringung der Quervertiefungen 18 für den Zuström- 16 und den Abströmkanal 17 ist in an sich bekannter Maskentechnik auf naßchemischem Wege durch selektives Ätzen möglich. Da der Zu­ ström- 16 und der Abströmkanal 17 gleichfalls von der Deck­ schicht 11 aus Diamant bedeckt sind, können auch in diesen Bereichen elektronische Bauelemente 1 angeordnet und gekühlt werden.
In den Fällen, in denen als Deckschicht 11 keine zuvor freiste­ hende Deckschicht 11, sondern eine mittels CVD-Prozeß aus der Gasphase abgeschiedene und bevorzugt dreidimensional aufwach­ sende Deckschicht 11 aus Diamant auf die strukturierte Flach­ seite 2 des Grundsubstrats 14 aufgebracht wird, ist allerdings darauf zu achten, daß die größte Breite der Kanäle, also der parallelen Vertiefungen 13 und der Quervertiefungen 18 nicht breiter als die doppelte Tiefe der entsprechenden Kanäle ist.
Zweckmäßigerweise wird für die parallelen Vertiefungen 13 und für die Quervertiefungen 18 ein Verhältnis der Tiefe zur Breite gewählt, das größer 1, insbesondere größer 2 ist.
Ist eine aus einer Gasphase abgeschiedene Deckschicht 11 aus Diamant nur oberhalb der Vertiefungen 13 vorgesehen, genügt es nur bei diesen Vertiefungen 13 auf eine entsprechende Bemaßung zu achten.
Um eine einfache Abscheidung einer Deckschicht 11, insbesondere aus gut wärmeleitendem polykristallinen Diamant mit statistisch orientierten Netzebenen, oberhalb den parallelen Vertiefungen 13 und den Quervertiefungen 18 aus einer Gasphase zu realisieren, wird die Querschnittsänderung der Quervertiefungen 18 günstiger­ weise dadurch verwirklicht, daß die parallel zu den Flachseiten des Grundsubstrats 14 gemessene Breite der Quervertiefungen 18 konstant ist, während sich die Tiefe in Strömungsrichtung (Pfeil A) ändert. Für den Zuströmkanal 16 bedeutet dies eine in Strö­ mungsrichtung (Pfeil A) abnehmende und für den Abströmkanal 17 eine in Strömungsrichtung (Pfeil A) zunehmende Tiefe der ent­ sprechenden Quervertiefung 18.
In Fig. 3 ist ein weiteres Grundsubstrat 24 für eine Mikrokühl­ einrichtung dargestellt. Wie in Fig. 1 ist auch dieses Grundsubstrat 24 mit parallel zueinander ausgerichteten Vertiefungen 23 versehen. Die parallelen Vertie­ fungen 23 bilden in Zusammenwirkung mit der im Schnitt entlang der Linie IV-IV dargestellten Deckschicht 21 aus polykristal­ linem Diamant die Kanalstruktur dieser Mikrokühleinrichtung aus. Des weiteren weist das Grundsubstrat 24 nach Fig. 3 ebenfalls jeweils eine an den jeweiligen freien stirnseitigen Öffnungen der parallelen Vertiefungen 23 angeordnete Quervertiefung 28 zur Ausbildung eines entsprechend Fig. 1 bzw. 2 ausgebildeten Zuström- 26 und Abströmkanals 27 auf.
Im Unterschied zu Fig. 1 und 2 weist das Grundsubstrat 24 nach Fig. 3 und 4 jedoch eine zweite Deckschicht 22 auf, auf der die Stege 25 angeordnet sind. Die Stege 25 trennen die parallelen Vertiefungen 23 voneinander und bilden zusätzlich Randbegrenzungen der Mikrokühleinrichtung aus. Des weiteren weisen die Stege 25 bezüglich der beiden die elek­ tronischen Bauelemente 1 aufnehmenden Flachseiten der Mikrokühl­ einrichtung auch noch die Funktion von Abstandshaltern auf.
Nach Aufbringen der ersten Deckschicht 21 aus Diamant oberhalb der Vertiefungen 23 mittels CVD-Verfah­ rens weist die Mikrokühleinrichtung nach Fig. 4 mit einem Grundsubstrat 24 gemäß Fig. 3 eine gegenüber der Mikrokühlein­ richtung nach Fig. 2 mit einem Grundsubstrat 14 nach Fig. 1 eine gleichartige, jedoch doppelt so große kühlende Fläche auf. Dadurch kann die Mikrokühleinrichtung nach Fig. 4 wesentlich dichter, nämlich auf beiden Flachseiten direkt mit elektroni­ schen Bauelementen 1 bestückt werden.
Hierbei ist von Vorteil, daß nicht nur wie bei der Mikrokühlein­ richtung gemäß Fig. 2 die Querableitung der Abwärme bei ober­ halb von Stegen 25 angeordneten elektronischen Bauelementen auf einer Flachseite verbessert ist, sondern auf beiden Flachseiten der Mikrokühleinrichtung. Bei einer Mikrokühleinrichtung gemäß Fig. 4 mit einem Grundsubstrat 24 gemäß Fig. 3 steht daher bis auf die quer zu den Flachseiten angeordneten und nur im geringen Umfang zur Mantelfläche der Mikrokühleinrichtung hinzuzählenden Randseitenflächen nahezu die gesamte Außenfläche als kühlende Fläche mit elektrisch isolierenden und gut wärme­ leitenden Eigenschaften zur Verfügung.
In Fig. 5 ist ein Grundsub­ strat 34 einer weiteren Mikrokühleinrichtung dargestellt. Das in weiten Teilen gleichartig zu dem Grundsubstrat 24 gemäß Fig. 3 aus­ gebildete Grundsubstrat 34 gemäß Fig. 5 unterscheidet sich nur dadurch, daß die bei dem vorherigen Grundsubstrat 24 parallel zueinander ausgerichteten Stege 25 entlang ihrer Längserstreckung unterbrochen sind und nunmehr Dome 35 ausbilden, die von der zweiten Deckschicht 32 aus Diamant abragen. Die Dome 35 sind schachbrett- oder säulenartig auf der zweiten Deckschicht 32 angeordnet und bilden gleichzeitig Abstandhalter zwischen der ersten Deckschicht 31 und der zweiten Deckschicht 32 aus Diamant.
Durch diese Konstruktion weist eine Mikrokühleinrichtung mit ei­ nes Grundsubstrats 34 gemäß Fig. 5 von allen Bei­ spielen die größte Kontaktfläche zwischen den Deckschichten aus Diamant und dem Kühlmedium auf.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird beispielhaft anhand einer Schnittdarstellung in der Art eines Flußdiagramms zur Herstel­ lung einer Mikrokühleinrichtung nach Fig. 4, beginnend mit einem Grundsubstrat 24 ohne Vertiefungen 13 dargestellt.
Am Beginn der Herstellung wird das plattenförmige Grundsubstrat 24 gereinigt. Anschließend wird auf eine vorzugsweise plane Flachseite des gereinigten Grundsubstrats 24 die zweite Deck­ schicht 22, insbesondere aus Diamant angeordnet. Die Aufbringung der zweiten Deckschicht 22 erfolgt bevorzugt durch eine Abschei­ dung aus einer Gasphase mittels eines an sich bekannten CVD-Prozesses.
In einigen Fällen kann es jedoch sinnvoll sein, die zweite Deckschicht 22 dadurch anzuordnen, daß auf eine Flachseite des Grundsubstrats 24 eine zuvor freistehende Deckschicht 22 vor­ zugsweise aufgelötet wird.
Nach der Aufbringung der zweiten Deckschicht 22 wird auf die freie Flachseite 2 des Grundsubstrats 24 ein Fotolack (nicht eingezeichnet) aufgetragen, der Fotolack zur Ausbildung einer Maske für das Ätzen entsprechend dem gewünschten Verlauf der die Kanalstruktur ausbildenden Vertiefungen 23 und ggf. auch die der den Zuströmkanal 26 und den Abströmkanal 27 ausbildenden Quer­ vertiefungen 28 belichtet und die Vertiefungen 23 und 28 in bekannter Weise selektiv geätzt.
Beim selektiven Ätzen ist im vorliegenden Fall darauf zu achten, daß die Ätzung bis auf die zweite Deckschicht 22 erfolgt, und daß die Vertiefungen 23 und Quervertiefungen 28 ein Verhältnis ihrer Tiefe, die im vorliegenden Fall dem späteren Abstand zwischen der ersten Deckschicht 21 und der zweiten Deckschicht 22 entspricht, zu ihrer Breite aufweisen, das immer größer 0,5 ist.
Nach dem selektiven Ätzen wird auf die strukturierte und der zweiten Deckschicht 22 gegenüberliegende Flachseite 2 des Grund­ substrats 24 die erste Deckschicht 21 aus Diamant aus einer Gas­ phase mittels eines an sich bekannten CVD-Verfahrens abgeschie­ den, wobei zweckmäßigerweise an das Grundsubstrat 24 zumindest während der Nukleation ein gegenüber der Gasphase negatives elektrisches Potential angelegt wird.
Hierbei findet auch auf der zweiten Deckschicht 22, und zwar auf der die Stege 25 aufweisenden Flachseite eine Abscheidung von Diamant statt, die aufgrund des angesprochenen Verhältnisses der Tiefe zu der Breite der Vertiefungen 23 und der Quervertiefungen 28 jedoch nicht dazu führt, daß die Kanalstruktur vollständig zuwächst.
Um den Wärmeabfluß zu verbessern, kann es sich in manchen Fällen als sinnvoll erweisen, vor der Aufbringung der Bauelemente 1 die Schichtdicke der ersten Deckschicht 21 und/oder die der zweiten Deckschicht 22 bspw. durch Ätzen zu verringern, wodurch der Ab­ stand der mit den Bauelementen zu bestückenden Flachseiten verringert und der Wärmeabfluß verbessert wird.
Die Verringerung der Schichtdicke und insbesondere eine Verrin­ gerung des Abstandes zwischen den bauteilseitigen Flachseiten und den Kühlkanälen kann auch bei Mikrokühleinrichtungen gemäß Fig. 2 erfolgen, die nur eine Deckschicht 11 aufweisen. Hierbei ist es insbesondere zweckmäßig das Grundsubstrat 14 auch von der der Deckschicht 11 gegenüberliegende Flachseite her abzutragen, da auch hier dann, aufgrund des geringeren Abstandes von den Kühlkanälen bzw. dem Boden der Vertiefungen 13, für auf dieser Flachseite aufgebrachte Bauelemente 1 ebenfalls ein verbesserter Wärmeabfluß vorliegt.
Nachdem die Kanalstruktur mittels der ersten Deckschicht 21 flachseitenseitig dichtend verschlossen ist, werden die Deck­ schichten 21 und 22 der Mikrokühleinrichtung mit den elektro­ nischen Bauelementen 1 bestückt. Da die zweite Deckschicht 22 der Mikrokühleinrichtung im Bereich der Kanalstruktur eine größere Schichtdicke aufweist, ist es hierbei sinnvoll, bei der Bestückung der Mikrokühleinrichtung auf dieser Flachseite elektronische Bauelemente 1 anzuordnen, die bspw. aufgrund geringer Verlustleistungen eine geringere abzutransportierende Abwärme aufweisen.
Anstelle der Ätzungen der beiden Quervertiefungen 28 für den Zuström- 26 und den Abströmkanal 27 in das Grundsubstrat 24 ei­ ner Mikrokühleinrichtung, können der Zuström- 26 und der Abströmkanal 28 auch nachträglich an eine bereits fertiggestell­ te und bspw. eine der oben beschriebenen Kanalstrukturen aufwei­ senden Mikrokühleinrichtung angeordnet werden.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung einer Mikrokühleinrichtung zur wär­ meleitenden außenseitigen Aufnahme von elektronischen Bauelemen­ ten, bei welchem Verfahren in ein Grundsubstrat kanalartige Ver­ tiefungen eingebracht und die Vertiefungen unter Ausbildung ei­ ner von einem Kühlmedium durchströmbaren Kanalstruktur mit einer flachseitenseitig dichtend anliegenden Deckschicht bedeckt wird, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Vertiefungen (13, 23, 33) vor dem Aufbringen der Deck­ schicht (11, 21) mit einer zumindest ihrer halben Breite ent­ sprechenden Tiefe eingebracht werden,
  • - daß die Deckschicht (11, 21) im Bereich der Vertiefungen (13, 23, 33) unter Ausbildung der Kanalstruktur aus einer Gasphase abgeschieden wird, und
  • - daß als Material für die Deckschicht (11, 21) ein Material ausgewählt wird,
  • - das bei der Abscheidung aus der Gasphase bevorzugt dreidimen­ sional aufwächst, und
  • - das im als Deckschicht (11, 21) abgeschiedenen Zustand elek­ trisch isolierend und wärmeleitend ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für die Deckschicht (11, 21) Diamant gewählt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht (11, 21) als polykristalliner Diamant aus einer Gasphase abgeschieden wird, wobei die Netzebenen der Kri­ stalle des polykristallinen Diamant eine statistische Orientie­ rung aufweisen.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Flachseiten des Grundsubstrats (24) eine Deck­ schicht (21, 22) angeordnet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Flachseiten des Grundsubstrats (20) eine Deck­ schicht (21, 22) aus der Gasphase abgeschieden wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß auf einer Flachseite des Grundsubstrats (24) eine Deck­ schicht, im folgenden zweite Deckschicht (22) genannt, angeord­ net wird,
daß nach Anordnung der zweiten Deckschicht (22) die Vertiefungen (23) in das Grundsubstrat (24) eingebracht werden,
daß mit den Vertiefungen (23, 33) die zweite Deckschicht (22) im Bereich der Vertiefungen (23, 33) freigelegt wird, und
daß auf die freie Flachseite (2) des Grundsubstrats (24) aus ei­ ner Gasphase die erste Deckschicht (21) abgeschieden wird, wobei die Abscheidung der ersten Deckschicht (21) im Bereich der Ver­ tiefungen (23, 33) unter Ausbildung einer Kanalstruktur vorge­ nommen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht(en) (11, 21, 22, 32) mittels eines chemical- vapour-deposition (CVD)-Prozesses abgeschieden wird, wobei an das Grundsubstrat (14, 24, 34) ein gegenüber der Gasphase nega­ tives elektrisches Potential angelegt wird.
DE19514548A 1995-04-20 1995-04-20 Verfahren zur Herstellung einer Mikrokühleinrichtung Expired - Fee Related DE19514548C1 (de)

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