用于在三维集成结构内产生电功率的方法及相应链接器件与流程

技术特征：

1.一种用于三维集成结构的多个元件的互连的插入体，其中所述插入体包括半导体衬底(SB)，并且在所述衬底的顶部上，导电互连部分(ITX)被埋置在绝缘涂层中，并且至少一个热电发生器(GEN)包括串联电连接且并联热连接的热偶的至少一个组件(ENS1)，

所述热偶的至少一部分被埋置在所述互连部分和所述半导体衬底之间的所述绝缘涂层(ENR)内。

2.根据权利要求1所述的插入体，包括绝缘区域(RIS)，并且所述热偶的至少一个组件(ENS1)包括平行半导体区域，每个平行半导体区域均具有从两种相反导电性之间取得的一种类型的导电性，其中的至少一些在平行绝缘区域(RIS)之间的所述衬底(SB)内行进，或者其中的至少一些在所述衬底(SB)的一部分之上和上方行进，同时与所述衬底的所述一部分电绝缘并且位于所述绝缘区域(RIS)的至少一部分(RIS)上方，或者其中的至少一些被绝缘材料(ENR)涂覆，并且整体上在平行绝缘区域之上行进或整体上在位于所述平行绝缘区域之间的所述基板的上方区域上行进，所述半导体区域串联电连接，以交替地形成具有两种导电性中的一种和另一种的区域链。

3.根据权利要求2所述的插入体，其中所述半导体区域是N或P掺杂多晶硅的区域。

4.根据权利要求2或3所述的插入体，包括在所述半导体区域之间提供电连接的导电连接装置(PM，V)，这些连接装置位于所述衬底的顶部上并将具有两种导电性中的一种的半导体区域的一个端部区域连接至具有两种导电性中的另一种的半导体区域的一个端部区域。

5.根据权利要求4所述的插入体，其中所述连接装置涂覆有绝缘材料并且包括平行于经由垂直电连接(V)连接至所述端部区域的所述半导体区域的金属轨道(PM)。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的插入体，其中所述衬底包括平行绝缘区域(RIS)，并且所述热偶的至少一个组件(ENS1)位于所述衬底(SB)中并且包括在所述衬底中行进的平行半导体区域(RSN，RSP)，两个相邻的半导体区域中的每一个分别具有两种导电性中的一种和另一种，并且被绝缘区域分开。

7.根据权利要求2至5中任一项所述的插入体，其中所述衬底包括平行绝缘区域(RIS)，并且所述热偶的至少一个组件包括：第一并联半导体区域(RSP)，全部在所述衬底中行进，并且全部具有两种导电性中的一种，两个第一相邻半导体区域由绝缘区域分开，以及第二平行半导体区域(RSN)全部分别在绝缘区域内行进并且全部具有两种导电性中的另一种。

8.根据权利要求2至5中任一项所述的插入体，其中所述衬底包括平行绝缘区域(RIS)，并且位于所述绝缘区域之间的所述衬底区域全部具有相同类型的导电性，并且所述热偶的至少一个组件在每个衬底区域的顶部上包括涂覆有绝缘材料(ENR)并且分别具有两种导电性的至少一对半导体区域(RSN，RSP)。

9.根据权利要求2至5中任一项所述的插入体，其中所述衬底包括被绝缘层(CS1)覆盖的部分，并且所述热偶的至少一个组件包括涂覆有绝缘材料的、分别具有两种导电性的平行半导体区域的多个平行对，所述对沿所述绝缘层(CS1)的顶部行进，并且绝缘区域(RIS)比所述绝缘层更厚。

10.根据权利要求2至5中任一项所述的插入体，其中所述衬底包括平行绝缘区域，并且所述热偶的至少一个组件(ENS1)在每个绝缘区域的顶部上包括涂覆有绝缘材料并且分别具有两种导电性的至少一对半导体区域。

11.根据权利要求2至5中任一项所述的插入体，其中所述衬底包括平行绝缘区域，并且所述热偶的至少一个组件包括在所述衬底中行进的平行半导体区域，两个相邻半导体区域分别具有所述两种导电性的一种和另一种并且被绝缘区域分开，并且在每个绝缘区域(RIS)的顶部上包括涂覆有绝缘材料并且分别具有所述两种导电性的至少一对半导体区域(RSNBi，RSPBi)。

12.根据权利要求2至5中任一项所述的插入体，其中所述衬底包括平行绝缘区域，并且所述热偶的至少一个组件包括：第一平行半导体区域(RSNA)分别在所述绝缘区域之间行进并且全部具有所述两种导电性的一种；第二平行半导体区域(RSPA)分别在所述绝缘区域(RIS)内行进并且全部具有所述两种导电性的另一种，并且在每个第一区域的顶部上包括涂覆有绝缘材料并且分别具有所述两种导电性的至少一对半导体区域(RSNBi，RSPBi)。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的插入体，包括串联电连接且并联热连接的热偶的至少一个其他组件(ENS2)，所有组件(ENS1，ENS2)并联地相互电连接和热连接。

14.根据权利要求13所述的插入体，其中所述热偶的一个组件是根据权利要求6所述的组件，而所述热偶的另一组件是根据权利要求10所述的组件。

15.一种三维集成结构，包括通过插入体电互连的至少两个元件，其中所述插入体是根据权利要求1至14中任一项所述的插入体，所述插入体的热电发生器(GEN)以所述元件中的至少一个在操作中能够在所有热偶的对应的第一端部区域和对应的第二端部区域之间产生温度梯度的方式与所述元件中的所述至少一个热耦合，所述插入体还包括：耦合至所述发生器的导电输出装置(MSE)，以传送由所述发生器产生的电力。

16.根据权利要求15所述的集成结构，还包括连接到所述输出装置(MSE)的功率管理模块(PWM)，所述功率管理模块位于所述插入体上，并且被配置为管理由所述发生器产生的电力。

17.根据权利要求16所述的集成结构，还包括用于存储电功率的装置(MSTK)，其与所述导电输出装置电耦合。

18.根据权利要求15、16或17所述的集成结构，其中所述插入体包括在半导体衬底的顶部上的至少一个金属化层级，并且所述热偶之间的所述电连接的至少一部分包括在至少一个金属化层级之上行进的金属轨道。

19.一种用于互连电部件的装置，所述装置包括：

本体；

电互连，被配置用于所述电部件的互连，所述电部件覆盖所述电互连；以及

热电发生器，包括串联电连接且并联热连接的热偶的组件，所述热偶的组件设置在所述电互连下方，并至少部分地设置在与所述电互连相同的绝缘材料中，所述热电发生器热耦合到所述电部件中的一个电部件。

20.根据权利要求19所述的装置，其中所述本体包括半导体衬底，其中所述电互连设置在所述衬底的顶部上。

21.根据权利要求19所述的装置，还包括串联电连接且并联热连接的热偶的至少一个其他组件，所有组件并联地相互电连接和热连接。

22.根据权利要求21所述的装置，其中所述本体包括半导体衬底；

其中所述热偶的组件中的第一组件位于所述衬底中并且包括在所述衬底中行进的平行半导体区域，两个相邻的半导体区域具有相反导电性类型并且被绝缘区域分开；以及

其中所述组件中的第二组件包括在每个绝缘区域的顶部上涂覆有所述绝缘材料的一对半导体区域，每对半导体区域具有第一导电性类型的区域和第二导电性类型的区域。

23.一种用于互连电部件的装置，所述装置包括：

本体；

电互连，被配置用于所述电部件的互连，所述电部件覆盖所述电互连；以及

热电发生器，包括串联电连接且并联热连接的热偶的组件，所述热偶的组件设置在所述电互连下方，并至少部分地覆盖在与所述电互连相同的绝缘材料中，所述热电发生器热耦合到所述电部件中的一个电部件；

其中所述本体包括半导体衬底和绝缘区域，所述绝缘区域至少部分地设置在所述衬底内，并且其中所述热偶的组件包括并联掺杂的半导体区域，所述半导体区域串联电连接，以便在第一导电性类型和与所述第一导电性类型相反的第二导电性类型之间交替地形成区域链。

24.根据权利要求23所述的装置，其中所述半导体区域中的一些在所述衬底内在平行绝缘区域之间延伸。

25.根据权利要求23所述的装置，其中所述半导体区域中的一些在所述衬底的一部分之上和上方延伸，同时与所述衬底的所述一部分电绝缘并且位于所述绝缘区域的至少一部分上方。

26.根据权利要求23所述的装置，其中所述半导体区域中的一些涂覆有所述绝缘材料并且整体上在平行绝缘区域上方延伸。

27.根据权利要求23所述的装置，其中所述半导体区域中的一些涂覆有所述绝缘材料并且整体上在位于所述绝缘区域之间的所述衬底的区域上方延伸。

28.根据权利要求23所述的装置，其中所述半导体区域包括多晶硅区域。

29.根据权利要求23所述的装置，其中所述绝缘区域平行设置，并且所述热偶的组件位于所述衬底中，并且包括在所述衬底中行进的平行半导体区域，两个相邻的半导体区域具有相反导电性类型并且被绝缘区域分开。

30.根据权利要求23所述的装置，其中所述绝缘区域平行设置，并且所述热偶的组件包括第一平行半导体区域和第二平行半导体区域，所述第一平行半导体区域全部在所述衬底中行进，并且均与相邻的第一半导体区域通过绝缘区域分开，并且所述第二平行半导体区域全部分别在所述平行绝缘区域内行进。

31.根据权利要求30所述的装置，其中所述绝缘区域平行设置，并且其中所述热偶的组件在每个绝缘区域的顶部上包括涂覆有所述绝缘材料的至少一对半导体区域，每对半导体区域具有第一导电性类型的区域和第二导电性类型的区域。

32.根据权利要求30所述的装置，其中所述衬底包括被绝缘层覆盖的部分，并且所述热偶的组件包括涂覆有所述绝缘材料的平行半导体区域的多个平行对，每对半导体区域具有第一导电性类型的区域和第二导电性类型的区域，所述对沿所述绝缘层的顶表面行进，并且绝缘区域比所述绝缘层更厚。

33.根据权利要求30所述的装置，其中所述绝缘区域平行设置，并且所述热偶的组件包括在每个绝缘区域的顶部上涂覆有绝缘材料的一对半导体区域，每对半导体区域具有第一导电性类型的区域和第二导电性类型的区域。

34.根据权利要求30所述的装置，其中所述绝缘区域平行设置，并且所述热偶的组件包括在所述衬底中延伸的平行半导体区域，所述半导体区域在所述第一导电性类型的区域和所述第二导电性类型的区域之间交替并且被绝缘区域分开，所述装置还包括在每个绝缘区域的顶部上的涂覆有所述绝缘材料的一对半导体区域，每对半导体区域具有第一导电性类型的区域和第二导电性类型的区域。

35.根据权利要求30所述的装置，其中所述绝缘区域平行设置并且所述热偶的组件包括：第一平行半导体区域，在所述绝缘区域之间行进并且全部具有所述第一导电性类型；第二平行半导体区域，在所述绝缘区域内行进以及全部具有所述第二导电性类型，其中在每个第一区域的顶部上设置涂覆有所述绝缘材料的一对半导体区域，每对半导体区域具有第一导电性类型的区域和第二导电性类型的区域。

36.一种用于互连电部件的装置，所述装置包括：

本体；

电互连，被配置用于所述电部件的互连，所述电部件覆盖所述电互连；以及

热电发生器，包括串联电连接且并联热连接的热偶的组件，所述热偶的组件设置在所述电互连下方，并至少部分地覆盖在与所述电互连相同的绝缘材料中，所述热电发生器热耦合到所述电部件中的一个电部件；

其中所述本体包括半导体衬底和绝缘区域，所述绝缘区域至少部分地设置在所述衬底内，并且其中所述热偶的组件包括并联掺杂的半导体区域，所述半导体区域串联电连接，以便在第一导电性类型和与所述第一导电性类型相反的第二导电性类型之间交替地形成区域链；以及

其中所述装置进一步包括导电连接区域，所述导电连接区域在所述半导体区域之间提供电连接，所述连接区域位于所述衬底之上并且将具有所述第一导电性类型的第一半导体区域的一个端部区域连接至具有所述第二导电性类型的第二半导体区域的一个端部区域。

37.根据权利要求36所述的装置，其中所述连接区域涂覆有所述绝缘材料并且包括平行于所述第一半导体区域和所述第二半导体区域并且经由垂直电连接而连接到所述端部区域的金属轨道。