(57)【要約】      （修正有）【課題】第１ダイおよび第２ダイを含む自己破壊チップを提供する。【解決手段】第１ダイは電子回路を含み、第２ダイは第１温度で分解する１つ以上のポリマーで構成される。第２ダイは、複数のチェンバを規定し、これらのチェンバの第１部分集合は、酸素と反応して発熱する材料を収容する。これらのチェンバの第２部分集合は、第１ダイの材料をエッチングするエッチャントを収容する。トリガ・イベントに応答して、電子回路は、第２ダイを少なくとも第１温度まで加熱するために第１部分集合のチェンバ内にある材料を酸素に露出するように構成され、更に第１ダイをエッチングするために、第２部分集合のチェンバからエッチャントを放出するように構成される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
自己破壊チップであって、
電子回路を含む第１ダイと、
第１温度で分解する１つ以上のポリマーで構成された第２ダイであって、当該第２ダイが複数のチェンバを規定し、前記チェンバの第１部分集合が、酸素と反応して発熱する材料を収容し、前記チェンバの第２部分集合が、前記第１ダイの材料をエッチングするエッチャントを収容する、第２ダイと、
を含み、
トリガ・イベントに応答して、前記電子回路が、前記第２ダイを少なくとも前記第１温度まで加熱するために、前記第１部分集合のチェンバ内にある材料を酸素に露出させ、
前記第１ダイをエッチングするために、前記第２部分集合のチェンバから前記エッチャントを放出する、
ように構成される、自己破壊チップ。
【請求項２】
請求項１記載の自己破壊チップにおいて、前記第１部分集合のチェンバの各々が、当該第１部分集合のチェンバの各々の開口を覆う酸素および湿気バリア・シート（ＯＨＢＳ）を有し、前記ＯＨＢＳが２つの電極間に結合され、前記２つの電極間で前記ＯＨＢＳに電流を通過させることによって、前記第１部分集合のチェンバの各々を開放することができ、各ＯＢＨＳがグラフェンで構成される、自己破壊チップ。
【請求項３】
請求項１または２記載の自己破壊チップであって、前記エッチャントが二フッ化キセノンであり、前記二フッ化キセノンが、前記第１ダイを分解するために、前記第１ダイのシリコン基板をエッチングするように構成される、自己破壊チップ。
【発明の詳細な説明】
【関連出願への相互参照】
【０００１】
[0001]  本願は、２０１４年３月２４日に出願された米国仮特許出願第６１／９６９，５５６号の優先権を主張する。この特許出願をここで引用したことにより、その内容が本願にも含まれるものとする。
連邦支援研究または開発に関する言明
[0002]  本発明は、ＵＳＡＦ／ＡＦＭＣによって供与された契約第ＦＡ８６５０−１４−Ｃ−７４０２号の下で、政府支援によって行われた。
【背景技術】
【０００２】
[0003]  精巧な電子部品は、低コストで作ることができ、増々戦場全体において普及しつつある。大多数は広く拡散し（proliferate）、分散遠隔検知および通信というような用途に使用することができる。しかしながら、あらゆるデバイスを追跡し回収することはほぼ不可能であり、その結果、環境における意図しない蓄積、ならびに知的所有権および技術的利点の潜在的な不正使用や悪用が行われる。
【発明の概要】
【０００３】
[0004]  本明細書における実施形態は、少なくとも第１ダイと第２ダイとを含む自己破壊チップを提供する。第１ダイは電子回路を含み、第２ダイは第１温度で分解する（disintegrate）ポリマーで構成される。第２ダイは、複数のチェンバを定め、これらのチェンバの内第１部分集合は、酸素と反応して発熱する（exothermic manner）材料を収容する。これらのチェンバの内第２部分集合は、第１ダイの材料をエッチングするためのエッチャントを収容する。トリガ・イベントに応答して、電子回路は、第１部分集合のチェンバ内にある材料を酸素に露出させ、第２ダイを少なくとも第１温度まで加熱するように構成され、第２部分集合のチェンバからエッチャントを放出して第１ダイをエッチングするように構成される。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
[0005]  図面は例を図示するに過ぎず、したがって範囲を限定するように考えてはいけないことを理解した上で、添付図面の使用により、更に具体的にそして詳細に、例について説明する。
【図１】図１Ａは、自己破壊電子チップ（ＳＤＣ）の一例の斜視図である。図１Ｂは、図１ＡのＳＤＣ内部における層の一部の拡大斜視図である。
【図２】図２は、図１ＡのＳＤＣ例の分解図である。
【図３】図３は、図１ＡのＳＤＣに使用されるポリマー・キューブの一例の斜視図である。
【図４Ａ】図４Ａは、図１ＡのＳＤＣの構造部分の組成（composition）の基にすることができる２つのポリマー例の構造式である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図１ＡのＳＤＣの構造部分において使用されるポリマーの基にすることができるモノマーの一例の内訳を示す構造式である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、図１ＡのＳＤＣの構造部分において使用されるポリマーの基にすることができる線状ポリカーボネートの一例の劣化経路（degradation pathway）を示す構造式である。
【図５】図５Ａ〜図５Ｄは、図１ＡのＳＤＣにおいてシリコンをエッチングするためのエッチャントを保持するために使用することができるマイクロポケットの製造方法における段階例を示す。
【図６】図６は、ファイバ燃料電池の一例の斜視図である。
【図７】図７は、図１ＡのＳＤＣにおいて使用することができる平面燃料電池の一例の断面図である。
【図８】図８は、図１ＡのＳＤＣにおいて使用することができるポリマー・ハンドル上の集積回路の一例の斜視図である。
【図９】図９は、図１ＡのＳＤＣに含むことができる電子回路の一例のブロック図である。
【図１０】図１０は、ＳＤＣの一例の断面図である。
【図１１】図１１は、図１０のＳＤＣの自己破壊例の図である。
【図１２】図１２は、自己破壊の間における図１Ａまたは図１０のＳＤＣの温度対時間の一例のグラフである。
【図１３】図１３は、図１Ａまたは図１０のＳＤＣによって実現されるコマンド・シーケンスの一例の流れ図である。
【図１４】図１４は、図１Ａまたは図１０のＳＤＣについての、ＣＶＰＣを溶解する時間とルビディウム・エネルギ源の直径との間の関係の一例を示すグラフである。
【図１５】図１５Ａ〜図１５Ｎは、図３の複数のキューブを含むダイの製造における段階例である。
【図１６】図１６Ａ〜図１６Ｆは、図３のキューブのチェンバを覆う酸素および湿度バリア・シートの製作における段階例である。
【図１７】図１７Ａおよび図１７Ｂは、図１６Ａ〜図１６Ｆの酸素および湿度バリア・シートの図１５Ａ〜図１５Ｎのダイへの移転（transfer）における段階例である。
【図１８】図１８Ａおよび図１８Ｂは、図３のキューブにおけるチェンバの開口からの酸素および湿度バリア・シートの離層に関するグラフ例である。
【０００５】
[0027]  慣例にしたがって、種々の説明する特徴は、同じ拡縮率で描かれているのではなく、例に関連する具体的な特徴を強調するように描かれている。種々の図面における同様の参照番号および呼称（designation）は、同様のエレメントを示すものとする。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
[0028]  本明細書において説明する実施形態は、制御された誘起可能な仕方で分解する（例えば、物理的に消失する）ことができる自己破壊電子チップ（ＳＤＣ）を提供する。環境の遠隔検知を実行するように構成されたチップに関係する、本明細書において論ずる例では、しかしながら、本明細書において説明する自己破壊設計は、適した目的のためであればいずれのためにでも構成されたチップに応用することができる。例の中には、ＳＤＣのコンポーネントおよびＳＤＣ自体が、本明細書では、変転性（transient）であると説明される場合もある。これは、コンポーネント／チップが完全なまたは部分的な気化、昇華、エッチング、燃焼、または他のプロセスによって分解できることを意味する。一例では、ＳＤＣは、２つの時間目盛り、即ち、１つは秒単位、もう１つは日単位、の内１つで、ＵＶ劣化によって自己破壊することができる。
【０００７】
[0029]  一例では、ＳＤＣは、密かな動作を促進し、一旦命令されたなら急速な変転（transience）を可能にするために、１ｃｍ×１ｃｍ×０．５ｃｍの規模とした、微小ウェハ・レベルで製造されるチップを含む。このような例では、ＳＤＣは車両または近隣の電線／機械のＡＣ磁場、およびオーディオ・シグネチャーを検知するためのコンポーネントを内蔵する。ＳＤＣは、ＳＤＣによって記録されたあらゆるＡＣ磁場またはオーディオ・シグネチャーを、取り外した（dismounted）資源（assets）、移動用資源、中継用資源、または高架型資源に通信するために、低電力双方向ワイヤレス送受信機を含むことができる。このワイヤレス送受信機は、ＳＤＣの有効燃料電池寿命の終了時に自己破壊（例えば、分解）する、または代わりに自律的に自己破壊するためのコマンドを受信するように構成することができる。
【０００８】
[0030]  一例では、ＳＤＣのいくつかのコンポーネントが、１２０℃から１５０℃という調整可能な温度範囲内で固体から気体に変形することができる１つ以上のポリマーで構成される。ポリマー（１つまたは複数）は、特定の条件に晒されると、モノマー、即ち、モノマーの揮発性基礎要素に逆戻りするポリマーの様々な族から選択することができる。これらのポリマー族の共通する特徴には、ポリマー主鎖上におけるアルファ・メチル群の存在を含み、これが反応種を安定化させ、動作温度においてモノマーが熱力学的に優先される（favored）ことに繋がり、しかもなお低温におけるポリマーの形成を可能にする。熱および／または放射は、ポリマー（１つまたは複数）のモノマー（１つまたは複数）への逆戻りを誘起するために使用することができるが、通常の使用条件下では、ポリマー（１つまたは複数）は非常に安定である。一例では、ＳＤＣはこれらおよび／または関係するポリマーならびに特定のトリガを使用して、消滅する電子部品（vanishing electronics）を作成する。また、この同じポリマー（１つまたは複数）は、ＳＤＣにおいて、反応物質のマイクロパケットのための構造的材料として使用することができる。これらの反応物質は、制御された量の熱、ならびにシリコン・チップのガラスおよびシリコン成分をエッチングするためのエッチャントを生成しつつ、パッケージ自体を昇華させるのに十分な熱エネルギも供給する。
【０００９】
[0031]  ＳＤＣのコンポーネントに使用することができ、定められた温度または温度範囲において固体から気体に変形することができるポリマーの例には、コーネル大学によって開発され、コーネル気化性ポリカーボネート（Cornell Vaporizable Poly-Carbonate：ＣＶＰＣ）と呼ばれるポリマー、ポリマーの配合物（blend）、および力学的性能を向上させるために使用される添加物のような１つ以上の添加物を有するＣＶＰＣの混合物（mixture）を含む複合物（composite）が含まれる。本願は主に種々のコンポーネントに使用されるポリマーとしてＣＶＰＣに言及するが、前述のように、他の適したポリマーも使用できることは理解されてしかるべきである。
【００１０】
[0032]  図１Ａは、ＳＤＣの一例１００の斜視図である。このＳＤＣの一例１００の分解図を図２に示す。一例では、ＳＤＣ１００の完全なパッケージは、１ｃｍまでの横方向寸法、および約０．５ｃｍの厚さを有する。一例のＳＤＣ１００は、集積回路１０４を含み、この集積回路１０４は、底位分解燃料およびエッチャント貯蔵層１０２と、最上位分解燃料およびエッチャント貯蔵層１０８との間に配置されている。底層１０２および最上層１０８は、複数のＣＶＰＣキューブ３００で構成することができ、以下で更に詳しく論ずるように、ダイ内に配列される。また、最上層１０８および／または底層１０２は、ＣＶＰＣキューブ３００上にアンテナおよびグラフェン・マイクロフォン・センサも含むことができる。
【００１１】
[0033]  一例では、集積回路１０４に対する電力は、ＳＤＣ１００内部に含まれる電源によって供給される。他の例では、集積回路１０４に対して外部電源から電力が供給される。ＳＤＣ１００内部に含めることができる電源の例には、燃料電池、バッテリ、および環境発電装置（例えば、太陽光発電装置（例えば、光電セル）、熱環境発電装置、力学的環境発電装置、電磁環境発電装置等）が含まれる。図１Ａおよび図２に示す電源の例は、燃料電池１０６である。一例では、燃料電池１０６は、ＣＶＰＣおよびＣＶＰＣ統合ナフィオンで構成される。一例では、燃料電池１０６は環状をなしており、底層１０２と最上層１０８との間に配置される。一例では、集積回路１０４は、環状燃料電池１０６の開口内部において、底層１０２と最上層１０８との間に配置される。
【００１２】
[0034]  図３は、ＳＤＣ１００の底層１０２および最上層１０８を構成するＣＶＰＣキューブの一例３００の斜視図である。即ち、複数のキューブ３００が、ダイ内において、図１Ａおよび図１Ｂに示したように底層１０２および最上層１０８を形成するために配列される。ＣＶＰＣキューブ３００は、ＣＶＰＣで構成された本体３０１を有する。本体３０１は、酸素と発熱反応する材料を内部に有するチェンバ３０２を定める。一例では、チェンバ３０２（およびその中にある材料）は、概略的に球形状をなす（以下で更に論ずる）。酸素と発熱反応する適した材料の例には、アルカリ金属（例えば、ルビジウムまたはセシウム）、ならびに単一および複合金属水素化物が含まれる。酸素および湿気バリア・シート（ＯＨＢＳ）３０４（例えば、グラフェンで構成されたシート）が、チェンバ３０２の開口を覆い、酸素がチェンバに侵入するのを防止する。ＯＨＢＳ３０４は、窒化シリコン（ＳｉｘＮｙ）層３０６上に配置することができ、窒化シリコン（ＳｉｘＮｙ）層３０６はチェンバ開口を内部に有するキューブ３００の側面に配置される。ＯＨＢＳ３０４は、開口上に配置され、チェンバ３０２を閉鎖する。ＯＨＢＳ３０４は、電流をＯＨＢＳ３０４に通過させることによって、離層する（例えば、トリガ・イベントに応答して）ように構成される。ＯＨＢＳ３０４は、２つの電極間に直列に結合され、これら２つの電極を通じて電流をＯＨＢＳ３０４に通過させることができるようになっている。これは、Ｒｂ／Ｃｓを酸素（例えば、大気）に露出させ、ＲｂＣｓを酸素と発熱反応させ、ＣＶＰＣの温度を昇華まで上昇させる。一例では、キューブ３００は、ポリマー貫通（thru-polymer）相互接続３０８も含み、ＣＶＰＣキューブ３００の底面に接続された電子回路にＯＨＢＳ３０４を結合する。ＯＨＢＳ３０４を相互接続３０８に結合するために、ＳｉｘＮｙ層３０６上に、１つ以上のトレースを敷設することができる。一例では、ＣＶＰＣキューブ３００は、２５０μｍ×２５０μｍ×２５０μｍの寸法を有する。
【００１３】
[0035]  集積回路１０４は、ＣＶＰＣのようなポリカーボネートで構成されたハンドル上に配置された薄化ＳＯＩ−ＣＭＯＳダイで構成することができる。ハンドル内またはＳＯＩ−ＣＯＭ周囲のいずれかの場所にあるＣＶＰＣには、ＨＦを形成するためにフッ素のようなフッ化水素酸先駆体をインプラントすることができる。ＨＦは、更に、ハンドルを破壊する（以下で更に論ずる）。ポリカーボネート・ハンドル上にこのような薄化ＳＯＩ−ＣＭＯＳダイを形成するために、ＳＯＩ−ＣＭＯＳダイの全体的な厚さが僅か６〜１０μｍとなるように、ＳＯＩウェハからＳＯＩ−ＣＯＭＳダイを分離する（release）。この薄いＳＯＩ−ＣＭＯＳダイは、ポリカーボネート・ハンドルに、金属線によって移転させることができる。これらのようなＳＯＩ−ＣＭＯＳダイの薄片を移転させるには、最初にＳＯＩ−ＣＭＯＳコンポーネントを載置した最大厚さのシリコンをポリカーボネート・ハンドルに移転させ、次いで局限蒸気ＨＦ（confined vapor HF）を使用してシリコン・バルクを最大厚さのシリコン・ダイの裏面から分離することによって行うことができる。集積回路の下および上にあるＣＶＰＣキューブ層１０２および／または最上層１０８内にあるＣＶＰＣキューブの部分集合は、ＳＯＩ−ＣＭＯＳダイを気化させるために、ＸｅＦ２のような、１つ以上のエッチャントを収容することができる。また、ＳＤＣ１００は、ＣＶＰＣスペーサ１１０も含むことができ、これは燃料電池１０６のために吸気開口を設けるために使用することができる。
【００１４】
[0036]  トリガ・イベントが起こると、各チェンバ３０２の開口を覆うＯＨＢＳ３０４（１つまたは複数）（例えば、バルブ）が、ＯＨＢＳ（１つまたは複数）３０４に電流を通過させることによって、加熱される。これがグラフェンの酸化、離層、および／または亀裂を生じさせ、チェンバ３０２を開き、その中にあるアルカリ金属を酸素に露出させる。アルカリ金属および酸素の反応が熱を放出し、ＳＤＣ１００を１２０℃〜１５０℃の温度に到達させることができる。これらの高温は、ＳＤＣ１００を破壊するために使用される。
【００１５】
[0037]  一例では、この高温は、ＣＶＰＣ材料を昇華させるために使用することができる。具体的には、十分な数量のＣＶＰＣキューブ３００を用意して（dispose）、この数量のＣＶＰＣキューブ３００のチェンバ３０２の全ての開口が、このエリアを１２０〜２００℃に到達させることができるようにし、こうしてキューブ３００内にあるＣＶＰＣ材料、そしてＳＤＣ１００全体におけるＣＶＰＣ材料を昇華させる。ここで使用する温度範囲（１２０〜１５０℃および１２０〜２００℃）は例に過ぎない。他の例では、ハンドルおよび／または（ＣＶＰＣ）キューブ層１０２に使用するポリマーは、この範囲外の温度で分解するように構成される。いずれにしても、しかしながら、材料の種類、量、ならびに材料およびチェンバ１２０の位置は、チェンバ１２０内にある材料の反応が、ハンドルおよび（ＣＶＰＣ）キューブ層１０２におけるポリマーが分解する温度まで、ＳＤＣ１００を上昇させるように、ハンドルおよび（ＣＶＰＣ）キューブ層１０２におけるポリマーが分解する温度と調整される。
【００１６】
[0038]  一例では、ＣＶＰＣキューブ３００のアルカリ金属−酸素反応によって生ずる高温は、フッ化水素（ＨＦ）の生成に使用することができ、次いで、フッ化水素は集積回路１０４上の酸化物積層をエッチングする。ＳＤＣ１００内部におけるＣＶＰＣ材料の一部には、ＨＦの生成を可能にするためにフッ素（ＣＶＰＣ−Ｆを形成する）をインプラントすることができる。具体的には、ＣＶＰＣキューブ３００のアルカリ金属−酸素反応によって生成される熱が、ＣＶＰＣ−Ｆ材料を気化させることができるように、ＣＶＰＣ−Ｆ材料を１つ以上のＣＶＰＣキューブ３００の近くに配置することができる。この気化が、ＨＦを形成するフッ素を空中に放出する。また、形成されたＨＦが集積回路１０４の二酸化シリコンをエッチングするように、ＣＶＰＣ−Ｆ材料を配置することもできる。例えば、集積回路１０４のハンドルは、ＣＶＰＣ−Ｆで構成することができる。集積回路１０４上における二酸化シリコン層の厚さは、約５μｍとすることができ、細い金属線を散在させることができる。一例では、集積回路１０４の酸化物積層を十分にエッチングするためには、フッ素はＣＶＰＣ−Ｆ材料の１０パーセントを構成することができ、約５０〜１００μｍのＣＶＰＣ−ＦをＳＤＣ１００に含ませることができる。
【００１７】
[0039]  一例では、ＣＶＣＰキューブ３００のアルカリ金属−酸素反応によって生ずる高温は、ＸｅＦ２のようなエッチャントを生成するために使用することができる。エッチャント（例えば、ＸｅＦ２）の固体形態を、ＣＶＰＣ材料の部分と混合する、またはＣＶＰＣキューブ３００の部分集合（または全部）のチェンバ３０２の内側に封入することができる。アルカリ金属−酸素反応からの熱は、エッチャントを放出することができ、エッチャントが放出されたときに、集積回路１０４のシリコンをエッチングするように、ＣＶＰＣキューブ３００を配置することができる。一旦空気に露出されると、ＸｅＦ２はＨＦも形成し、集積回路１０４上にある二酸化シリコンもエッチングする（例えば、ＣＶＰＣ−ＦからＨＦによってエッチングされなかったあらゆる残留二酸化シリコン）。ＸｅＦ２およびシリコンの反応は、シリコンを昇華させる。
【００１８】
[0040]  一例では、ＣＶＰＣキューブ３００のアルカリ金属−酸素反応によって生ずる高温は、燃料電池１０６の内部にあるあらゆる未使用燃料とのリチウム水素化物反応を開始させるために使用することができる。一旦アルカリ金属−酸素反応からの温度が摂氏１５０度に達したなら、燃料電池１０６内部にある未使用の燃料はいずれも、空気と反応し始め、大量の熱を生成して更にＣＶＰＣ昇華を更に補助する。
【００１９】
[0041]  例の中には、以上のプロセスの内１つが所与のＳＤＣ１００において実施されてＳＤＣ１００を自己破壊させる場合があるが、他の例では、以上のプロセスの多数（例えば、全部）が１つのＳＤＣ１００において実施される場合もある。
【００２０】
[0042]  気化のタイミングは、電子タイミングおよび材料の厚さによって制御することができる。電子デバイスを６〜１０μｍエッチングするのに必要なＨＦおよびＸｅＦ２材料の量は、ＭＳＤＳ安全制限（詳細は、第ＩＩＩ章Ａ．１．ｃ）より低く、したがって環境への影響は最小限である。変転プロセス（１５０℃における）の間における赤外線放射は、５〜８μｍ波長帯において低い電力放出スペクトルを有し、この帯域では強い水蒸気吸収がある。ＩＲ放射の透過（transmission）および検出は、非常に難しくなる（詳細は第ＩＩＩ章Ａ．１．ｄ）。したがって、変転プロセスの間における熱放射は、殆どの目立たない配備設定（deployment settings）には無関係である。
【００２１】
[0043]  反応の残物を以下で列挙する。見ることができる残渣（residue）は残留させない。例えば、燃料電池１０６の構造的構成要素として、そして最上位金属積層誘電体として、ＣＶＰＣキューブ３００において使用されるポリカーボネート材料（ＣＶＰＣ）は、高温によって短期間で、または紫外線放射によって長期間で破壊することができる。この結果、ＣＶＰＣ材料の残物（気体出力）をなくすことができる。集積回路１０４におけるシリコンは、先に論じたように、エッチャント（例えば、ＸｅＦ２／ＨＦ）との反応によって破壊することができ、この反応の結果液体を気化させることができる。集積回路１０４における二酸化シリコンは、先に論じたように、ＨＦエッチングによって破壊することができ、この結果液体を気化させることができる。最上層１０８および／または底層１０２上のセンサのため、および相互接続リンクのためにチェンバ３０２の開口を覆うのに使用されるグラフェンは、空気との熱反応によってそしてＵＶ劣化によって破壊することができる。この結果、残物（気体出力）を出さなくすることができる。燃料電池１０６において燃料として使用される水素化リチウムは、先に論じたように、１５０℃における空気との反応によって破壊することができ、この結果灰状の残渣が生ずる可能性があるが、昇華の間に散乱する。ＣＶＰＣキューブ３００のチェンバ３０２内にあるルビディウムまたは他のアルカリ金属は、空気との反応によって破壊することができる。この結果、灰状の残渣が生ずる可能性があるが、昇華の間に散乱する。相互接続に使用されるアルミニウムは、ＨＦとの反応によって破壊することができる。この結果、気化可能な液体が生ずる可能性があるが、ミクロン規模のパーツは小さ過ぎて見ることはできない。
【００２２】
[0044]  ＳＤＣ１００は、自己破壊の前には、しかるべき機能であればいずれでも実行するように構成することができる。例えば、ＳＤＣ１００は、電力線磁場（power line fields）および車両／金属移動のようなＡＣイベントを検出するように構成することができる。ＳＣＤ１００は、機械および人間の会話の可聴シグネチャーを検出するように構成することができる。ＳＤＣ１００は、これらのイベントのいずれにもタイム・スタンプを付けるように構成することができる。ＳＤＣ１００は、０．５ｃｍ３未満のサイズを有することによって、秘密の動作のために構成することができる。ＳＤＣ１００は、１日および１００時間動作のために構成することができる。ＳＤＣ１００は、例えば、１Ｋｍ未満の距離まで、ＳＤＣ１００上で見通し内ワイヤレス通信（例えば、航空機（ＵＡＶ）まで）を実行するように構成することができる。また、ＳＤＣ１００は、３００ｍの距離まで、他の地上装置に対するワイヤレス通信を実行するように構成することができる。ＳＤＣ１００は、ワイヤレス通信によって個々に識別可能であるように構成することができ、あるエリア全体に分散配置される複数のＳＤＣ１００のマッピングが可能になる。
変転／ポリカーボネート化学および薄膜処理の誘起
[0045]  ＳＤＣ１００において使用されるポリカーボネート（例えば、ＣＶＰＣ）は、１００℃および１５０℃の間で劣化し、更に長時間にわたるＵＶ露出によっても劣化するように設計されている。これらのポリマーは、環状脂肪族先駆体から調合することができる。これらのポリマーは、コーネル大学Ｏｂｅｒグループによって開発された光硬貨性メタクリレートおよび熱硬化性エポキシ（epoxy thermosets）に基づくことができる。このようなポリマーの例を２つ、即ち、再加工可能なエポキシ４０２およびメタクリレート４０４を図４Ａに示す。t−ブチル・エステルに基づく熱硬貨性物質は、Loctite社（現在のHuls社）によって市販され、１８０℃まで正常に機能し（perform）、この温度で劣化する。
【００２３】
[0046]  弱群（weak group）をｔ−ブチル・エステルからカーボネートに変化させ、光酸発生剤のような分子を組み込むことによって、より低い温度においてポリマーの劣化を可能にするために、結合切断の活性化エネルギを、これらの熱硬化性物質と比較して、低減させる。これに応じて、これらのポリカーボネートはｔ−ブチル・エステルをポリマー構造における弱連結として組み込む。これらのポリカーボネートは、Frechetによって最初に開発されたものを調節することによって作ることができる。加熱されたときにモノマーの断絶（breakdown）を示す方式の一例を図４Ｂに示す。光誘発酸（light induced acid）が、切断工程の温度を著しく低下させる。図４Ｃは、線状ポリカーボネートの劣化経路を示す。ガラス遷移温度は、必要に応じて調節することができる。一例では、ヤングの弾性率は、劣化前の〜１．５ＧＰａに対して、〜１ＧＰａである。除去プロセスは、光酸発生剤、即ち、ＵＶ光に露出すると酸を放出する化合物を組み込むことによって改良することができる。これは、劣化温度を１００℃まで低下させることが期待されるが、使用条件を制限されるかもしれない。ＣＶＰＣ−Ｆは、最上層１０８におけるＣＶＰＣの部分において、変転最上層１０８および／または底層１０２のセンサにおいて〜６μｍのＳｉＯ２をエッチングするために空気中でＨＦを生成するために使用することができる。
ＯＨＢＳ３０４（バルブ）
[0047]  一例では、ＯＨＢＳ３０４はグラフェン・シートであり、空気分子を除外してチェンバ３０２内のアルカリ金属を空気から隔離するというグラフェンの独特な特性を使用する。十分な電流がグラフェン・シートに通されると、グラフェン・フィルムは熱平衡化する。単層または数層のグラフェン・ナノリボンの典型的な抵抗は、ρ〜１００μΩ−ｃｍである。一例では、グラフェン・シートは、分解燃料またはエッチャントを保持するチェンバ３０２を覆うための２５０μｍ×２５０μｍの正方形グラフェン・シートである。ＳＤＣ１００は、５０μＷから５００μＷの範囲の電力をグラフェン・シートに印加するように構成され、この電力は、グラフェン・シートを１５０〜１９０℃の範囲の温度に到達させる。このエッジ温度（edge temperature）は、グラフェン・シートをグラフェン・シートが取り付けられる窒化シリコン・メンブレーンから離層させる。グラフェンの温度変化は、グラフェンの熱容量、アンカーを通る環境への損失、ならびに空気による対流および伝導に依存する。一例では、熱離層までの時間は、ナノジュール単位のエネルギを消費して、１０００マイクロ秒未満である。一例では、グラフェン・シートに５Ｖを印加して、３０ｍＷ〜５００ｍＷの範囲の電力を印加する。
ＸｅＦ２マイクロパケット
[0048]  また、コーネル大学は、ルビディウムおよびリチウムのマイクロパケットも作っており、これらはエッチャント（１つまたは複数）（例えば、ＸｅＦ２）のためのポリカーボネート・コンテナを形成するために改造する（adapt）ことができる。これらのコンテナは、シリコンの破壊のために、ＣＶＰＣキューブ３００内にエッチャントを組み込むために（先に論じたようにアルカリ金属の代わりに）使用することができる。このようなマイクロパケットを形成するプロセス例を、図５Ａ〜図５Ｄに示す。シリコン・ハンドル５０４上に二酸化シリコン層５０２を成長させるか、またそうでなければ形成する。次いで、例えば、ＤＲＩＥエッチング・プロセスを使用して、図５Ａに示すように、シリコン・ハンドル５０４をエッチングする。二酸化シリコン層５０２上にワックス５０６を堆積し、ワックス５０６における窪みにアルカリ金属５０８（例えば、ルビディウム）を堆積する（図５Ｂ）。以上で説明した工程を繰り返して、窪み同士を一致させて、第２のこのようなウェハ構造を形成するが、窪みの中にアルカリ金属はない。これら２つの構造を、ワックス側同士が接触するように、一緒に合わせると、それらの対応する窪みの位置が揃い、アルカリ金属を封入する（図５Ｃ）。次いで、ワックス・エンクロージャをワックス軟化温度において熱封止し、ＨＦにおけるシリコン／二酸化シリコンからワックス・エンクロージャを離別させる（図５Ｄ）。このプロセスに関する更なる詳細は、米国特許第７，６６６，４８５号において見ることができる。この特許をここで引用したことにより、その内容が本願にも含まれるものとする。前述のように、ＸｅＦ２のようなエッチャントは、ＣＶＰＣ３００に組み込むことができるエッチャント・パケットを作成するために、アルカリ金属の代わりに使用することができる。マイクロパケットは、酸素の供給による反応を制限するように設計されている。したがって、マイクロパケットは爆発性ではなく、これらはその内部に酸化剤を含まない。マイクロパケットは、素早い変転時間を有し一部が残ってしまうのを防止するために、集積回路１０４の各部分が並列に分解し始めるように配列することができる。
変転高密度電源（燃料電池）１０６
[0049]  前述のように、ＳＤＣ１００の電力は、ＳＤＣ１００内部にある燃料電池１０６によって供給することができる。一例では、燃料電池１０６は、Honeywell社のFiber FuelCell（ＦＣ）技術（図６に示す）の平面実装（planar implementation）であり、完全な変転性を可能にする材料（ＣＶＰＣ、混成燃料プロトン交換メンブレーン）および構造を利用する。この技術は、ＦＣ水復元および圧力に基づく自己規制の双方を使用して、従来の薄膜Ｌｉおよびアルカリ・バッテリよりも高いエネルギ密度（１０〜１００Ｘ）が得られる、単純で上質な電源を可能にする。このような平面自己規制ＦＣ１０６の一例の断面図を図７に示す。平面ＦＣ１０６は、Ｈ２Ｏ−反応性Ｈ２−生成水素化物７０４と密に一体化されたＨ２−Ｏ２プロトン交換メンブレーン（ＰＥＭ）７０２を含む。
【００２４】
[0050]  ＦＣ１０６は、Ｈ２（内部で生成される）およびＯ２（周囲の空気）を電気エネルギ、Ｈ２Ｏ蒸気、および廃熱に変換する。Ｈ２Ｏ蒸気は、ＰＥＭ７０２を介した逆浸透（back-permeation）によって復元され、水素化物７０４と反応し（加水分解反応）Ｈ２を生成する。Ｈ２Ｏ復元は、湿ったカソード７０６と乾いたカソード７０８との間における大きな濃度勾配によって駆動され、本質的に高いＨ２Ｏ蒸気の浸透性およびＰＥＭ７０２の選択性（大気気体に対する）によって促進される。
【００２５】
[0051]  水素化アルミニウム・リチウム（ＬＡＨ）は、水素化物燃料７０４として使用することができ、ＦＣ反応および加水分解反応の化学量論比を均衡させることができ、本システムがゼロ・ネット（zero net）Ｈ２Ｏ消費で機能することを可能にする。ＦＣ１０６は、内部の「自己規制」メカニズムによって規制され、Ｈ２圧力が上昇すると、Ｈ２Ｏ逆浸透のレートを低下させ、Ｈ２浸透のレートを高めることによって、Ｈ２の生成が減少する。双方のメカニズムは、調和して作用して、圧力を安定化させ、ＦＣ１０６がバルブなしで動作することを可能にする。これにより、システム設計が劇的に簡素化する。ＦＣ１０６は、パッケージングの熱変転性（thermal transience）を可能にするＣＶＰＣで構成されたパッケージ７１０（燃料コンテナを含む）を有する。アノード電極７０８は、ＣＶＰＣパッケージング７１０上においてパターニングされた金属である。アノードおよびカソード電極は、ＣＶＰＣ７１０が破棄するときに破壊する。残りの材料（ＰＥＭ、残留ＬＡＨ燃料）も変転プロセスにおいて破壊され、微弱なそよ風によって消散されるＰｔナノ粒子およびＬｉＯＨ／Ａｌ（ＯＨ）３からなる細かい不活性の塵が後に残る。
変転超薄型ＳＯＩ／ポリカーボネート回路１０４
[0052]  一例では、集積回路１０４はＳＯＩ−ＣＭＯＳ回路を使用する。図８は、ポリカーボネート・ハンドル（例えば、ＣＶＰＣで構成される）上における集積回路１０４の一例を示す。これは、ＳＯＩウェハ上のシリコン・ハンドルを削除して、ＳＯＩ酸化物表面の上方に、トランジスタを形成する小さなシリコン・アイランドのみが残るようにすることによって作ることができ、気化可能なポリカーボネート・キャリア・ウェハに取り付けられる。
【００２６】
[0053]  この手順に従うと、ポリカーボネート・カプセル化ＣＭＯＳ電子部品は、厚さが３００μｍ未満にすることができるが、ポリカーボネート・フィルムの可撓性特性による断裂を生じることなく扱うことができる程に従順である。電気接触パッドに導電性エポキシを塗布して、電力および接続をＲＦ通信用アンテナに引き込む。
ＳＯＩ内における超薄型センサおよび電子回路
[0054]  一例では、最上層１０８および／または底層１０２におけるセンサおよび電子回路は、０．３５μｍＣＭＯＳ  ＳＯＩ技術に基づく。このようなＣＭＯＳ  ＳＯＩダイのシリコン・ハンドル・ウェハ部分は、集積回路１０４におけるＳＯＩ−ＣＭＯＳダイに関して先に説明したのと同様に、除去することができる。ＳＯＩスタックの埋め込み酸化物層は、回路を性能低下から保護することができる。検知、信号処理、およびワイヤレス送信をサポートするために必要な回路ブロックを作成するためには、既定のデバイス、モデル、およびＭＲセンサを使用することができる。
アンテナ手法
[0055]  ＳＤＣは、双方向ワイヤレス通信のために最上層１０８のＳＯＩ内に製作される微小サイズのアンテナを使用することができる。このアンテナのインピーダンスは、自由空間（free space）に変換する。
ＲＦワイヤレス通信
[0056]  図９は、ＳＤＣ１００内に実装されたワイヤレス通信システム９００の一例のブロック図である。通信システム９００は、集積回路１０４のＳＯＩ内にあるマイクロコントローラ９０２に接続された外部ディジタル／センサ・インターフェースを含む。一例では、ＳＤＣ１００は、高帯域チャープ手法を使用して、周波数不確実性を押さえ込み（embrace）、その全体的なＥＭシグネチャーを低減するためにある程度の信号拡散に備える。
【００２７】
[0057]  通信システム９００は、ＳＤＣ１００へおよびＳＤＣ１００からの長距離通信を容易にする。１／０を区別するために独特な周波数チャープ送信パルス９０４を使用し、基準受信機は分散遅延線を使用して高いＳＮＲ／低ビット・エラー率のチャープ波形を復元する。コマンド受信機は、注入同期発振器９０６を使用して低ビット・レートＡＭ受信機を組み立てる技法を使用して、チップ上における周波数基準／高Ｑエレメントの必要性を打ち消す。
【００２８】
[0058]  センサ・データ取得、コマンド受信、およびデータ送信のデューティ・サイクル設定によって、全体的に低い電力要件を維持する。一次リンク・バジェットにより、１ｋｍのＬＯＳ通信（高架型／空中浮揚基地局）距離に対して、１０ｄＢｍの送信電力点が得られる。
音響および慣性検知のためのピエゾ抵抗エレメントとしてのグラフェン
[0059]  グラフェンは、酸素によって酸化させてＣＯ２気体を形成することによって加熱されると容易に気化することができるという非常に優れた特性を有する。したがって、グラフェンで作られたセンサおよび電子部品が、気化可能センサを形成するために、ＳＤＣ１００において使用される。一例では、最上層１０８上のセンサは、ＯＨＢＳ３０４として使用される同じグラフェンで形成することができる。ＯＨＢＳ３０４は、離層するまたは亀裂を生じてＣＶＰＣキューブ３００のチェンバ３０２を酸素に露出する。
ＳＤＣ変転プロセス
[0060]  図１０は、ＳＤＣの一例１００の断面図である。ＳＤＣ気化進展の一例を図１１に示し、気化の間におけるＳＤＣ温度と時間との関係を示すグラフを図１２に示す。最初に、ＯＨＢＳ３０４が発端となり（triggered）、数ミリ秒を要する。ルビジウムとの酸素反応は、拡散限定プロセス・フローであり、１５０〜１９０℃の温度を生成する。この温度は、ＣＶＰＣを変性させてこれを気化させる。ＳＤＣ１００のコアにおいて、エッチャント（例えば、ＸｅＦ２）がＣＶＰＣキューブ３００のポケットから集積回路１０４の近くに放出され（例えば、ＣＶＰＣキューブ３００から最上層１０８および／または底層１０２）、ＨＦをフッ素含浸ＣＶＰＣセグメントから（例えば、集積回路１０４のハンドルにおけるＣＶＰＣ−Ｆから）形成し、集積回路１０４におけるＳＯＩ−ＣＭＯＳのＣＭＯＳ酸化物およびシリコン層を分解することができる。これらの反応は、反応速度が限定され、高温において行われ、５秒を要すると予期される。
【００２９】
[0061]  ＣＶＰＣは、気化し続け、ナフィオン／ＰＣ連続体を破断する。これによりＬｉＡｌＨ４を露出させ、大量の酸素と反応させ、その温度が上昇し、最終段階としてバッテリＣＶＰＣを気化させ続ける。気化のための総時間は、ＣＶＰＣキューブのサイズおよび数によって制御することができる。Ｒｂ球体が小さい程、高い表面対体積比を有し、酸素拡散が速くなり、酸素反応および電力出力が速くなる。燃料電池１０６（バッテリ）からの水素化リチウムも、加熱に寄与し、より速い加熱したがって気化時間を達成するために調整することができる。このプロセスの残留物は、グラフェン薄片の微小サイズの粒子、ナフィオンの断片、およびルビディウム／リチウムの酸化物である。これらの細片（parts）は、周囲の風によって飛ばされ、更に水で分解することができる。
プログラム可能なＳＤＣ変転モード
[0062]  ＳＤＣ１００は、現場（field）選択可能な変転モードを有するように構成されている。即ち、一旦配備されそして使用されると、ＳＤＣ１００は、複数のモードの内１つにおいて自己破壊するコマンドを受信するように構成されている。一例では、選択可能な自己破壊モードは、１）総合／急速変転、２）電子部品のみの部分的破壊、または３）ＵＶ露出による遅い劣化を含む。他の例では、これらよりも多いまたは少ない自己破壊モードを使用することができる。これらのモードの各々は、遠隔コマンドによって選択することができ、その変転の間にＳＤＣの熱シグネチャーを調節する能力を設ける。図１３は、コマンド・フローの一例、およびＳＤＣ１００に対するシーケンス処理（sequencing）の流れ図である。図１３における一番上のパスは、急速変転メトリックを示し、一方真中および一番下のパスは、代わりの（trade）変転／時間／熱シグネチャーを示す。
開始および気化のための発熱
[0063]  ＣＶＰＣ昇華用ＣＶＰＣキューブ３００は、前述のように内部に貯蔵されたアルカリ金属（例えば、ルビディウム）への酸素の供給を開閉する（gate）ＯＨＢＳ３０４を含む。最初に、ＯＨＢＳ３０４が離層されるかまたは亀裂が生じて、その内部にあるアルカリ金属の拡散限定酸化が可能になる。グラフェンの離層または亀裂の後、酸素がチェンバ３０２内に拡散する。ルビディウムがアルカリ金属として使用される例では、ルビディウムは過剰酸素と反応して、発熱反応において過酸化物ＲｂＯ２を生成し、２７８kl/molのルビディウムを生成する（Ｒｂ＋Ｏ２→ＲｂＯ２）。Ｒｂ（球体としてモデル化される）の反応は、その内部への酸素の拡散によって制限される。同等のモル数、および５倍多い空気のモル数、高いフロー・レートが拡散限定反応モデルの根拠となる。分析では、ルビディウムおよび酸化ルビディウムにわたる、大まかに等しい酸素の拡散係数（diffusivity coefficient）を仮定する。Fickの拡散法則を使用した分析に対する境界条件は、Ｃ（γ，０）＝０となる。理想的なのは、ＯＨＢＳ３０４が解法される前には、ルビディウム内部には酸素がないことである（Ｃ（０，ｔ）＝Ｃｂｕｌｋ）。上面におけるＯ２濃度は固定され、バルク濃度に等しい。この情報により、サブユニット（sub-unit）毎に気化温度に達するための時間を推定することができる。図１４は、ＣＶＰＣキューブ３００の発熱の一例を示すグラフである。図１４におけるグラフに見られるように、ルビディウムの量を一定に保ちながらルビディウム・パケットのサイズを調整することによって、直径が１００μｍまでのルビディウム・ボールにおいて３０秒の気化を達成した。ＣＵは、この表面対体積比の設計空間を利用して、所望のメトリックを達成する。
ＳＤＣの製作、一体化、およびパッケージング
[0064]  図１５Ａ〜図１５Ｎは、ＣＶＰＣキューブ層の製作における段階例をウェハ・レベルで示す。このようなＣＶＰＣキューブ層は、例えば、ＳＤＣ１００の底層１０２および／または最上層１０８に使用することができる。ＣＶＰＣキューブ層は、チェンバ３０２のための空間を設け、先に論じたように、この空間にはエッチャント（例えば、ＸｅＦ２）および／またはアルカリ金属で満たすことができ、一方では上面上にウェハを貫通する孔、バンプ、およびアンテナ・パターンの余裕を見込む。
【００３０】
[0065]  図１５Ａ〜図１５Ｎは、ＣＶＰＣキューブ層の単一ダイを示すが、１つのウェハ上にこのようなダイを多数同時に製作できることは理解されてしかるべきである。ＤＶＰＣキューブ層の製作は、ＳＯＩウェハ１５０２（図１５Ａ）を処理することから開始する。このウェハ１５０２を背面からＤＲＩＥ（またはＫＯＨ）を使用してエッチングして殆どのハンドル・ウェハを溶解し、機械的支持部として機能を果たすシリコンを、隣接するダイ間の境界１５０４に残す（図１５Ｂ）。一例では、このエッチングは、背面においてシリコン・バルクの全てにわたってエッチングして、絶縁物層（例えば、ＳｉＯ２）に達する。これに続いて、ＣＶＰＣ先駆体１５０６の注入（pouring）およびその硬化を行い、ハンドル・ウェハの刻まれた領域（carved region）において凝固する（図１５Ｃ）。一例では、温度傾斜時間およびＣＶＰＣ１５０６の溶剤含有量は、ＣＶＰＣ硬化中における体積縮小に起因する引っ張り応力によるバルク材料１５０６またはシリコン・フレーム１５０２における亀裂を減らすために制御される。他の例では、応力を減らすために添加物が使用される。この段階において、平面化工程を用いて、ＸｅＦ２を採用するというような、選択的シリコン・エッチングを使用して、シリコンおよびＣＶＰＣ表面をならすことができる（図１５Ｄ）。次に、ＵＶリソグラフィを使用して、ＣＶＰＣ  ＵＶ−フォトレジスト特性を使用して、ウェハを貫通するビア１５０８のために高アスペクト比のパターニングを実行する（図１５Ｅ）。円筒状のビアの直径は、３０μｍであり、厚さ２５０〜３００μｍのＰＣ層に対して、大まかに８〜１０のアスペクト比が得られる。この段階において、ウェハは銅１５２０の高アスペクト比スパッタリングの準備ができる（図１５Ｆ）。スパッタリングによって深さ３０μｍのトレンチを完全に充填するには、少なくとも１５μｍの膜厚が必要となる。このような厚いフィルムの堆積を回避するために（応力、剥離、処理時間等に対する懸念による）、深いトレンチの共形プライミング（conformal priming）のために真空環境においてＣＶＰＣを使用するトレンチ充填プロセス（図１５Ｇ）を使用する。このプロセスの後、銅層１５１０の上面上にある余分なＣＶＰＣ１５１２を、酸素プラズマを使用してエッチングし、この間銅はエッチング止めとして作用する（図１５Ｈ）。この銅層１５１０は、ＦｅＣＬ３を使用するウェット・エッチングによって除去され、下地にあるＣＶＰＣ層１５０６を露出させる（図１７ｉ）。ウェハの表面側におけるＣＶＰＣ層１５０６の露出は、ＸｅＦ２およびＨＦを使用して、それぞれ、シリコンおよび二酸化シリコンをエッチングすることによって実現することができる（図１５Ｊ）。
【００３１】
[0066]  処理シーケンスのこの時点において、ＣＶＰＣ基板は、それを包囲するシリコン・フレーム１５０２に加えて、貫通ビアを含む。Ｔｉ／Ａｌの相互接続／パッド層１５１４を、上面および／または底面側に堆積し、ビア内において銅１５１０に結合する（図１５Ｋ）。例の中には、これらの相互接続／パッド１５１４をアンテナおよびセンサ用相互接続に使用できる場合がある。例の中には、モリブデンのような追加の接着促進層、またはプラズマ処置が、表面を粗くするために使用されること、または接着のためにより大きな表面積を形成するためにレーザ・エッチングを使用する場合もある。
【００３２】
[0067]  次に、SonicMEMS音波マイクロピペットを使用して、インディウム・バンプ１５１６を滴下形成（droplet formed）する。インディウムは、ＣＶＰＣの気化温度よりも低い温度でリフローする低温はんだ材料として選択される。ＣＶＰＣにおけるチェンバ３０２は、レーザ微細加工技術（例えば、コーネル大学において最適化されたもの）によって形成され、既存のパターンに対する細かい整列を可能にする（図１５Ｍ）。最後に、Ｒｂのようなアルカリ金属１５１８および／またはＸｅＦ２１５２０のようなエッチャントを、チェンバ１２内に追加する（図１７Ｎ）。次に、ＣＶＰＣ基板上におけるＯＨＢＳ３０４の一体化について説明する。
【００３３】
[0068]  図１６は、ＣＶＰＣキューブ３００のＯＨＢＳ３０４として使用するグラフェン・シートを形成するためのグラフェン堆積およびパターニングのプロセスにおける段階例を示す。このプロセスは、ＳＯＩウェハ１６０２を用いて開始する（図１６Ａ）。ＤＲＩＥまたはＫＯＨを使用して、酸化物層までウェハ１６０２の背面側１６０４をエッチングする（図１６Ｂ）。市販のＣｕ箔上にＣＶＤを使用してグラフェンを堆積し、個体化する。他の例では、グラフェンに加えて、熱分解（pyrolyzed）フォトレジストおよび金属薄膜を使用することができる。銅箔は、ＦｅＣｌ３において銅をエッチングすることによって放出される。これによって、溶液の上面に浮遊するグラフェンが残る（図１６Ｃ）。次いで、ＳＯＩウェハ１６０２のデバイス層１６０６をグラフェン１６０８と接触させることによって、グラフェンを「拾い上げる。」グラフェン１６０８は、銅エッチャント溶液１６１０の表面上に浮遊している（図１６Ｄ）。ＤＩおよびＨＣｌ洗浄の後、これによってグラフェン層１６１２がＳＯＩウェハ１６０２上に生成される（図１６Ｅ）。次いで、酸素プラズマを使用して、ステンシル・マスクを介してグラフェン層１６１２をパターニングする（図１６Ｆ）。ステンシル・マスクは、ＤＲＩＥを使用して容易に製作することができる。次に、図１７Ａおよび図１７Ｂに示すように、部分的に完成したＣＶＰＣキューブ層ウェハ（図１５Ｎ）にグラフェン層１６１２を移転させる。次いで、レーザ切断またはダイシングによって、ダイを分離する（depanel）。一例では、グラフェンと金属電極との間におけるファン・デル・ワールス力によって、接合は単純に行われる。グラフェンの表面へのスティクション（stiction）を確実にするために、ステンシル・マスクを介して固定金属（staple metal）をシャドー蒸着して接着力を高めることができる。
システム・レベルの一体化およびパッケージング・プロセス・フロー
[0069]  ＳＤＣ１００は、図１Ａおよび図２に示す５つのダイ１０２、１０４、１０６、１０８、１１０の積層体を含む。以上で説明し図１５Ａ〜図１５Ｎによって例示したプロセス・フローは、ＳＤＣ１００全体における様々なコンポーネントを製作するために使用され、これはシステムの一体化をやり易くすることができる。ダイ１０２、１０４、１０６、１０８、１１０の組立および接合は、２つの異なる方法を使用して、例えば、（ｉ）インディウム・バンプを使用するフリップ・チップ接合によって、および（ｉｉ）未硬化ＣＶＰＣ先駆体を中間接合剤として使用することによって、実行することができる。フリップ・チップ接合では、インディウムが選択されるのは、ＣＶＰＣ気化温度よりも低いリフロー温度を有するからである。スペーサおよびバッテリのＣＶＰＣ基板への接合は、一過性グルー（transient glue）を使用する。未硬化ＣＶＰＣは、この目的のために、１〜１０μｍのその先駆体をサンプルにスプレー・コーディングすることによって、使用することができる。次いで、硬化することによって、先駆体は中間接合剤として役割を果たすことになる。
ＣＶＰＣ基板上に製作される音響センサ
[0070]  一例では、１つ以上のグラフェン・メンブレーンで構成されたピエゾ抵抗エレメントとして、圧力センサを最上層１０８および／または底層１０２に含ませることができる。一例では、超音波センサ／マイクロフォン・センサを、最上層１０８および／または底層１０２に含ませることができる。このようなセンサには、懸垂グラフェン（ＣＶＰＣにおいてチェンバの上方にある）を検知抵抗器として使用することができ、基礎ＣＶＰＣ支持部を有するグラフェンを基準基板として使用することができる。懸垂グラフェンは、ホイートストーン・ブリッジ回路において１つ以上の基準グラフェンと結合することができる。直径２５μｍの円形グラフェンに典型的な共振周波数は、２１ｋＨｚを超えることを計算で求めることができる。
変転ポリカーボネート材料の化学
[0071]  ＳＤＣ１００全体においてＣＶＰＣに使用されるポリマー（ポリカーボネート）は、フォトレジストの脆弱性を、ＰＣＢ生産において使用されるポリマーの安定性（強度および靭性）と組み合わせて利用する。ポリマーは、それ自体の性質により、本質的に蒸気圧を持たないので、気化しない。それらの大きなモル質量だけで、あらゆる揮発性を排除する。しかしながら、ポリマー（モノマー）の基礎的要素は、通例、非常に揮発性が高い。ＰＣＶＣに使用されるポリマーは、弱いリンクを組み込むことによって、小さく揮発性の分子断片に分解するように誘起され、要求に応じて消失するようにすることができるポリマーである。線状ポリマーは、ネットワーク・ポリマーよりも揮発性断片を生成するために破断しなければならないリンクが少なくて済むので、例の中には、ＣＶＰＣにおけるポリマーが線状ポリマーである場合もある。多くの場合、ＣＶＰＣにおけるポリマーは、分子メッシュにおいてポリマーの異なる成分を接続することによって作られる、ネットワーク形態となっており（熱硬化型のように）、一層堅牢な材料を生成するが、安定性を更に一層高める。
【００３４】
[0072]  ポリカーボネートは、優れた力学的強度および靱性を有することが知られている、ポリマーの部類である。ＳＤＣ１００において使用されるポリカーボネートは、三次アルコールおよび関係する成分に基づき、これらは各カーボネート基を劣化可能なまま残す。ポリカーボネートの基礎的要素は、市販のポリカーボネートによって後に残される安定した固体ではなく、揮発性の液体を形成する。このように、ポリカーボネートは、所望の力学的特性および所望の脆弱性を有する。
【００３５】
[0073]  ポリマーは、このポリマーの基本的なモノマーに直接組み込まれた硼素（Ｂｒ）を含み、したがって、火炎形成を抑制するときに、その存在を利用する。多数の燐または硼素含有分子が、難燃材として作用することが知られている。その位置は重要ではなく、最終的な材料におけるその存在だけが重要である。また、ポリマーは、組み込みを一層容易にし、変転基板全体にわたってそれが完全に散乱されることを保証するために、Ｆを基本的なポリマーの基礎的要素に含ませることもできる。フッ素（Ｆ）をポリマーに組み込むと、様々な目的に役立つ。フッ素は、ポリマーの誘電係数を低下させることが知られており、これは基板設計に有用である。また、これは耐湿性も高める。最後に劣化工程において、フッ素を放出してＨＦを形成し、他のデバイス・コンポーネントの劣化を補助することができる。
グラフェンのＳｉＮに対するスティクション
[0074]  グラフェン・シートがＯＨＢＳ３０４として使用される例では、メンブレーンにわたって異なる圧力下で、グラフェン・シートをＣＶＰＣキューブ３００上の窒化シリコンに取り付けることができる。ＳＤＣパッケージ内部における発熱のために使用される材料は非常に反応性が高いので、これらは加圧した球状ボックス／チェンバ内において処理すると、大気圧よりも高いマイクロキャビティ圧力を得ることができる。グラフェン境界間における離層は、グラフェンの接着エネルギに基づいて、動作中の外部圧力Ｐｅｘｔの関数として判定することができる。基板からのグラフェン・メンブレーンの離層間の関係は、マイクロキャビティを、内部に一定数の取り込み気体分子を有する熱動的システムとしてモデリングし、その自由エネルギを最少にすることによって、判定することができる。これによって、接着エネルギは次のように求められる。
【００３６】
【数１】
2016048538.tif 000002
【００３７】
[0075]  ここで、Ｖ０は、マイクロキャビティの初期体積であり、Γはグラフェン／基板接着エネルギであり、ａ０は離層後の初期半径であり、Ｖｂはブリスタの体積であり（Ｖ０を除外する）、ａは最終的な半径であり、δはメンブレーンの最大変位（中心における）であり、ｐｉｎｔは内部圧力であり、ｐｅｘｔは外部圧力である。ここで、Ｃはブリスタの体積Ｖｂ（ａ）＝Ｃ（ν）πａ２δを決定する比例定数であり、ポアソン比νのみに依存する。グラフェンに対して、Kroeningらはν＝０．１６を採用し、これからＣ（ν＝０．５１６）＝０．５２４が求められる。また、彼らは単層グラフェンについては接着エネルギがΓ＝０．４５±０．０２Ｊ／ｍ２であり、２〜５枚のグラフェン・シートを含むサンプルについては、Γ＝０．３１±０．０３Ｊ／ｍ２であることも報告している。
【００３８】
[0076]  理想的な気体の法則を使用し、等温膨張を仮定すると、ｐ０Ｖ０＝Ｐｉｎｔ（Ｖ０＋Ｖｂ）となる。これを上の式に代入すると、
【００３９】
【数２】
2016048538.tif 000003
【００４０】
となる。更に、これらの式を操作すると、メンブレーン離層ｒｄｅｌａｍと接着エネルギとの間の関係が、次のように求められる。
【００４１】
【数３】
2016048538.tif 000004
【００４２】
[0077]  図１８Ａおよび図１８Ｂは、チェンバに最初にＣＶＰＣキューブ３００においてＰ０＝１ＭＰａ≒１０ａｔｍまで充填し、次いで１ａｔｍにしたときの、離層半径のばらつきおよび最大歪み（中心における）をチェンバの半径および高さの関数として示す。図１８Ａは、離層距離の一例ａ−ａ０を示す。図１８Ｂは、グラフェン・シート（ＯＨＢＳ３０４として使用した）の最大変位を、チェンバ３０２の深さおよび半径の関数として示す。チェンバ３０２の初期プライミング圧力は、約１０ａｔｍとする。一旦チェンバを大気環境にすると、グラフェン・シートは膨らみ、グラフェン・シートの周囲の回りに何らかの離層が生じた。尚、理論から計算された離層距離は、製作されたチャネル半径に相当することを注記しておく。
【００４３】
[0078]  以上の数値は、他の接着メカニズムを全く使用せずに表面に接触するグラフェンについて計算したものである。例の中には、薄膜グルーまたは固定層（staple layer）を導入して、前述の接着エネルギを増大させるものもある。ここでは、薄い金属膜を、グラフェンのエッジ上に蒸着した。ここでは、不十分であると、金属とポリカーボネートとの間に形成された分子ギャップからグラフェンが抜け出すであろうから、接着力は更に遙かに強くすることができる。
センサ、電子回路、およびワイヤレス・リンク／アンテナ
[0079]  先に論じたように、ＳＤＣ１００は、薄化ＳＯＩ−ＣＭＯＳ基板を使用して、昇華すべき電子回路の質量を減少させる。このような薄化ＳＯＩ−ＣＭＯＳ基板（ダイ）は、先に論じたように集積回路１０４において使用することができる。一例では、薄化ＳＯＩ−ＣＭＯＳ基板を形成するには、５００マイクロメートルのシリコン・キャリアを除去して、約６マイクロメートルの二酸化シリコンおよび電子回路のみを残す。絶縁物上シリコン（ＳＯＩ）集積回路技術は、シリコン・キャリアの製作後除去を使用して、ＳｉＯ２層間誘電体内に支持されたトランジスタ・アイランドおよび回路相互接続の厚さ６μｍの積層体を残す。ＳＯＩウェハを使用することによって、最初にデバイス・ウェハをキャリア・ウェハに接合することによって、基板（ハンドル）の除去が可能になる。このキャリアは、従来の研磨およびウェットまたはドライ・シリコン・エッチングを使用してシリコン・ハンドル・ウェハを研磨およびエッチングして除去するプロセスの間、一時的なハンドルになる。次いで、ポリカーボネート膜の層を酸化物の上にスピン・コーティングして、ダイシング後の扱いに十分な剛性を備えることができる。接合剤は、ダイシング後の完全な除去を可能にするために、プロセス・フローと和合するように変更することができる。キャリアからの除去の後、ダイを非常に低いタック・キャリア（tack carrier）内に配置することができ、ＰＣ基板への取り付けの準備ができる。
【００４４】
[0080]  一例では、ＳＤＣは二軸磁力計を含む。副センサとして、ＳＤＣは音響センサを含むことができる。
ワイヤレス通信およびアンテナ
[0081]  前述のように、集積回路１０４はワイヤレス送受信および制御電子回路を含むことができる。これらの電子回路は、低電力ＲＦ  ＣＭＯＳ低ＩＦ無線技術、デューティ・サイクル設定（duty cycling）を使用することができ、電力消散を低減するために内部回路の高い内部インピーダンスを利用することができる。また、これらの電子回路は、バイパス／電源条件キャパシタを減らすための全差動の実施態様を、正確な周波数基準エレメントの必要性を低減するための広帯域チャープ変調技法と共に使用することもできる。また、これらの電子回路は、接地／アレイ・アンテナ・パターンを使用して水平線近くの放射を増大させ（例えば、５度の傾斜角）、地上設置の受信ユニットのためのリンク・マージンを改善することができる。ＳＤＣ１００は、リレー通信の範囲内にある他のＳＤＣ１００と調整するように構成することができる。
波形／コマンド・セット
[0082]  ＳＤＣの小型サイズによって強いられる制約に対処するため、そして送信中におけるユニットの内密性（covertness）を最大に高めるために、ワイヤレス送受信機は、チャープＦＭ波形を送信および／または受信するように構成することができる。チャープＦＭ波形は、内部ＶＣＯを走査することによって作成することができる。これは、１つの周波数範囲または第２の帯域を掃引することによって１／０を形成するための、市販のＳＡＷ、同軸二重線、またはＤＳＰベースの分散性遅延線の検出に整合させる（match）ことができ、送信信号の非コヒーレントＦＳＫ復調に効果的に備える。
【００４５】
[0083]  内部ＬＣ反応性エレメントを使用する内蔵ＶＣＯは、１０％帯域幅にわたって容易に動作し、２４００ＭＨｚＩＳＭ帯域内／周囲で動作するときに、２４０ＭＨｚ拡散帯域幅に備える。１０Ｋボーのデータ通信・レートに対して、１０ｌｏｇ（２４０Ｍ／１０Ｋ）＞４０ｄＢの拡散利得が確保される。キャパシタ／インダクタンス値のプロセス変動に対処するために、ブレーク・リンク（break link）抵抗器トリミングを使用して、動作周波数を容認可能な範囲に調節することができる。
【００４６】
[0084]  ＳＤＣ１００に戻るコマンド・ラインでは、ＲＦ放出を低減するために、注入同期ＡＳＫ型受信機を使用することができる。注入同期回路は、自己発振は除いて、意図する信号が存在しなくても設定することができ、これによってコマンドを復調するのを待っている間、ローカル発振器の漏れの検出が不要になる。回路は、以前に特許取得したコマンド受信機に基づくことができる。これは、"Synchronous tracking AM receiver"（同期追跡ＡＭ受信機）と題する米国特許第５，６０３，１１１号に記載されている。この特許をここで引用したことにより、その内容が本願にも含まれるものとする。
【００４７】
[0085]  受信したワイヤレス・コマンドの処理は、集積回路１０４において市販のＣＯＴ  ＳＯＩマイクロコントローラを使用して実行することができる。このマイクロコントローラ（または、更に一般的には、集積回路１０４上の電子回路）は、ワイヤレス信号を通じて受信した１つ以上のコマンドに応答するように構成することができる。集積回路１０４が応答することができる１つ以上のコマンドの例には、オン・コマンド、オフ・コマンド、センサの内１つ以上に対するタイミング設定（例えば、遅延）、リアル・タイム・センサ動作コマンド、スロー／コールド変転モード・コマンド、急速変転モード・コマンド、格納データ削除コマンド、遅延および起動（wakeup）期間コマンド、ならびに送信ＩＤコマンドが含まれる。送信ＩＤは、ＲＦジオロケーション（geolocation）またはマルチラテレーション（multi-lateration）に使用することができる。
ワイヤレス電子回路
[0086]  ワイヤレス電子回路に対する回路の実施態様は、回路未満のレベル（sub-circuit level）まで落とした従来のシステム開発および仕様フローに従うことができる。
アンテナ
[0087]  一例では、ＳＤＣ１００におけるワイヤレス送受信機に使用されるアンテナの小さなアパーチャでは、約−１２ｄＢｉの低利得が得られる。一例では、ＳＤＣ１００は、利用可能なアパーチャ内で利得を強調し、非ＰＥＣに対抗して低角度伝搬を強調し、注意を引きそうもないまたは変転特性には禁制的な構造および相互接続を設けることを試みる。
【００４８】
[0088]  一例では、アンテナは、駆動エレメントと、ポリカーボネート基板の外表面に位置する寄生アレイ状ラジエータとを含む。これによって、難しい相互接続なしで、パッケージの表面エリアを最大限活用することが可能になる。
リンク・バジェット
[0089]  一例では、ワイヤレス送受信機は、＋１０ｄＢｍの送信電力５ｄＢより大きい受信機ＮＦ、および７ｄＢの基準受信アンテナ利得を有する。
燃料電池１０６の製作
[0090]  一例では、ＦＣ１０６のコンポーネントは、ＣＶＰＣ基板上に製作される。燃料コンテナ７１０は、ＣＶＰＣに型押しして水素化物燃料ペレットのための微小ポケットを作ることによって形成することができる。電極７０６、７０８は、シャドー・マスクを使用してＣＶＰＣ基板上に金属格子（厚さ１００ｎｍ）をパターニングすることによって形成することができる。この格子は、ＣＶＰＣ基板の気化時に分解する。反応物質をＰＥＭ７０２に供給するためのチャネルは、レーザ微細加工を使用して、基板に型押しするか、または基板に切り込むことができる。レーザ微細加工を使用して、触媒／電極を有するＣＯＴＳ  ＰＥＭ７１０を切って格子状にしてＣＶＰＣ系の接着材によってＦＣ電極７０６、７０８に接着することができる。同様に、ＦＣアセンブリは、ＣＶＰＣ系接着材を使用して、燃料チェンバ７１０に接着することができる。この接着材は、ＦＣアセンブリと燃料チェンバ７１０との間に気体シールを形成し、加水分解反応によって生成される圧力を収容するために構造を機械的に硬化させる。
【００４９】
[0091]  ＦＣ１０６は、各々、０，７５Ｖで動作し、直列に接続されて３Ｖの公称出力を供給する４つの電池を含む。内部タブが、組み立てられたときに、直列接続を形成する。ＦＣ１０６の表面積は、集積回路１０４における電子回路が必要とする電力を配給するような大きさに作られる。ＬＡＨ燃料７０４は、ジェット・ミリング・プロセスを使用して処理され、５μｍまでの粒子サイズを生成する。ＬＡＨは、窒素浄化グローブ・ボックス内において、カスタム・ダイおよび油圧プレスを使用して、圧縮してマイクロ・ペレットにすることができる。マイクロ・ペレットは、ＣＶＰＣ燃料チェンバ７０４内にあるポケットに入れて、グローブ・ボックス環境内において封止することができる。
ＦＣ１０６の性能
[0092]  一例では、ＦＣ１０６は１０ｍｍ×１０ｍｍのフットプリントを有し、厚さは４．４ｍｍであり、予想エネルギ密度は１２００Ｗｈｒ／ｌである。ＦＣ１０６は、ＳＤＣ１００が必要とする電気および熱エネルギをその寿命にわたって配給するように設計されている。一例では、ＦＣ１０６は、５／２５ｍＷの平均電力、０．７５Ｖの電池電位を供給するように構成され、直列に結合された４つの電池を有する。したがって、ＦＣ１０６は３Ｖを供給し、１００時間の寿命を有するように構成される。一例では、ＦＣ１０６は、５．２５ｍＷｈｒｓの電気エネルギおよび２２ｍＷｈｒｓの熱エネルギを、変転のために供給するように構成される。一例では、ＦＣ１０６におけるＣＶＰＣは、２１６ｍｇの質量を有し、ＦＣ１０６は１２００Ｗｈｒ／ｌのエネルギ密度を有する。
ＦＣ１０６のエネルギ分析
[0093]  一例では、ＳＤＣ１００の平均電力消費は、その１００時間の寿命の間で５．２５ｍＷであり、つまり５．２５ｍＷ×１００時間＝５２５ｍＷｈｒの電気エネルギを使用することになる。一例では、ＳＤＣ１００のために電気エネルギを供給するために燃料電池（ＦＣ）１０６に含まれるＬＡＨの質量は、５２５ｍＷｈｒ×（１ｇ／４．０８Ｗｈｒ）＝１３１ｍｇとなる。
【００５０】
[0094]  ＦＣ１０６の動作寿命の終了時にこれを気化させるために熱エネルギが使用される。変転の間、ＬＡＨは多段反応（加熱分解、加水分解、および酸化の組み合わせ）によって反応する。この反応は次のように纏めることができる。
ＬｉＡｌＨ４＋２Ｏ２→ＬｉＯＨ＋Ａｌ（ＯＨ）３
変転の間、反応に対するエンタルピー変化は熱に変換され、放出される熱は約４３５５４Ｊ／ｇである。一例では、気化のためにＦＣ１０６に含まれるＬＡＨ燃料７０４の質量は、２．３ｍｇであり、発電および気化双方のためにＦＣ１０６に含まれるＬＡＨの総量は、１３１ｍｇ＋２．３ｍｇ＝１３３．３ｍｇとなる。例の中には、寿命を延ばすため、または所望に応じて他のコンポーネントを気化させる追加の熱を供給するために、ＬＡＨを追加できる場合もある。
ＦＣ１０６の電力分析
[0095]  Ｈ２Ｏ復元を利用するＦＣの電力密度（電力／面積）は、ＰＥＭを介したＨ２Ｏの逆浸透によって制限される。このレート（rate）は、メンブレーンの加水分解特性（プロトン伝導性、Ｈ２Ｏ取り込み、拡散性、浸透抗力）、ＲＨ、および温度に複雑な有様で依存する。更に、ＦＣが圧力に基づく「自己規制」モードで動作するとき、電力密度は内部圧力にも依存し、ＰＥＭを介した水力逆浸透に影響を及ぼす。一例では、Ｈ２Ｏ再利用、自己規制ＦＣ１０６の環境湿度の極値にわたる（１０〜９０％）、そして（０．７５Ｖ／電池）における平均電力密度は、１０％ＲＨにおける８ｍＷ／ｃｍ２から９０％ＲＨにおける６０ｍＷ／ｃｍ２までの範囲を取る。これに基づいて、ＳＤＣの一例１００のＦＣ１０６の面積は、少なくとも０．６６ｃｍ２となる。
【００５１】
[0096]  また、ＦＣ１０６はワイヤレス送受信機のＴｘ／Ｒｘの間に必要とされる電力パルスも供給することができる。電気化学システムでは、電極／電解質界面における電荷の層（layer of charge）は、電気エネルギを格納し、電気キャパシタのように振る舞う。このいわゆる二重層容量は、特定の表面積、容量差、および電極の厚さの積となる。典型的な値を使用すると、単位面積当たりの容量は、４１２５ｍ２／ｃｍ２×２Ｅ−６Ｆ／ｃｍ２×１Ｅ−５ｍ＝８．２５Ｅ−２Ｆ／ｃｍ２となる。電荷は０．５秒毎に配給され、１６ｍＡ電流パルスは、０．５ｓ×１６ｍＡ＝５ｍＣとなる。各パルス中のＦＣ１０６における対応する電位低下は、０．１９Ｖとすることができる。つまり、ＦＣ１０６の電位は、各電流パルス中に３Ｖから３Ｖ−０．１９Ｖ＝２．８１Ｖに減少する。これは、ＳＤＣ電子回路の２．７〜３．３Ｖの動作範囲内である。
実施形態例
[0097]  例１は、自己破壊チップを含む。この自己破壊チップは、電子回路を含む第１ダイと、第１温度において分解する１つ以上のポリマーで構成された第２ダイとを含み、第２ダイは複数のチェンバを規定する。これらのチェンバのダイ１部分集合は、酸素と反応して発熱する材料を収容し、これらのチェンバの第２部分集合は、第１ダイの材料をエッチングするためのエッチャントを収容する。トリガ・イベントに応答して、電子回路は、第２ダイを少なくとも第１温度まで加熱するために、チェンバの第１部分集合内にある材料を酸素に露出させ、第１ダイをエッチングするために、チェンバの第２部分集合からエッチャントを放出するように構成される。
【００５２】
[0098]  例２は、例１の自己破壊チップを含み、第１部分集合のチェンバの各々が、第１部分集合のチェンバの各々の開口を覆う酸素および湿度バリア・シート（ＯＨＢＳ）を有し、２つの電極間にあるＯＨＢＳに電流を通過させることによって、第１部分集合のチェンバの各々を開くことができるように、ＯＨＢＳが２つの電極間に結合され、ＯＨＢＳを離層させるか、または亀裂を生じさせる。
【００５３】
[0099]  例３は、例２の自己破壊チップを含み、各ＯＨＢＳが、それぞれのチェンバへの開口を規定する窒化シリコン層に積層される。
[00100]  例４は、例２および３のいずれかの自己破壊チップを含み、トリガ・イベントが、チップを自己破壊するコマンドを含み、電子回路は、このコマンドを含むワイヤレス信号を受信するように構成されたワイヤレス送受信機を含み、このコマンドに応答して、電子回路は電圧を第２ダイに結合し、第２ダイは、電圧が第１部分集合のチェンバの各々の２つの電極に結合されるように構成され、第１部分集合のチェンバの各々のＯＨＢＳに電流を通過させる。
【００５４】
[00101]  例５は、例２〜４のいずれかの自己破壊チップを含み、トリガ・イベントが、ある時間期間の終了であり、電子回路は、この時間期間の終了時に電圧を第２ダイに結合するように構成され、第２ダイは、電圧が第１部分集合のチェンバの各々の２つの電極に結合されるように構成され、第１部分集合のチェンバの各々のＯＨＢＳに電流を通過させる。
【００５５】
[00102]  例６は、例２〜５のいずれかの自己破壊チップを含み、各ＯＢＨＳがグラフェンで構成される。
[00103]  例７は、例１〜６のいずれかの自己破壊チップを含み、第１ダイが第２ダイに装着され、自己破壊チップは、第２ダイの逆である第１ダイの側に隣接して配置された第３ダイを含み、第１ダイが第２ダイと第３ダイとの間に配置されるようになっており、第３ダイは、第１温度において分解する１つ以上のポリマーで構成され、第３ダイは第３複数のチェンバを規定し、第３複数のチェンバの内少なくとも部分集合が、酸素と反応して発熱する材料を収容し、トリガ・イベントに応答して、電子回路が、少なくとも第１温度まで第３ダイを加熱するために、第３複数のチェンバの少なくとも部分集合内にある材料を酸素に露出するように構成される。
【００５６】
[00104]  例８は、例７の自己破壊チップであり、第２ダイおよび第３ダイの内少なくとも１つが、グラフェンで構成された音響センサをその上に有する。
[00105]  例９は、例７および例８のいずれかの自己破壊チップを含み、第２ダイおよび第３ダイの内少なくとも１つが、シリコン基板上に製作されたアンテナをその上に有し、シリコン基板が１つ以上のポリマーに取り付けられ、トリガ・イベントが、このアンテナにおいて受信された信号におけるコマンドである。
【００５７】
[00106]  例１０は、例７〜９までのいずれかの自己破壊チップであり、電子回路に結合された燃料電池を含み、この燃料電池が、第１温度で分解する１つ以上のポリマーで構成されたコンテナを有する。
【００５８】
[00107]  例１１は、例１〜１０までのいずれかの自己破壊チップであり、エッチャントが二フッ化キセノンであり、二フッ化キセノンは、第１ダイを分解するために第１ダイのシリコン基板をエッチングするように構成される。
【００５９】
[00108]  例１２は、例１〜１１までのいずれかの自己破壊チップであり、第１部分集合のチェンバにおける材料を酸素に露出することは、この材料を空気に露出することを含む。
【００６０】
[00109]  例１３は、例１〜１２までのいずれかの自己破壊チップであり、第１温度で分解する１つ以上のポリマーが、太陽光における紫外線によって１ヶ月以内に劣化するように構成される。
【００６１】
[00110]  例１４は、例１〜１３までのいずれかの自己破壊チップを含み、第１ダイが第１温度で分解する１つ以上のポリマーで構成されたハンドル上に電子回路を含み、この電子回路が絶縁物上シリコン基板を含み、ハンドルにおける１つ以上のポリマーが、その内部に水素フッ素酸先駆体が一体化されており、ハンドルが分解すると、水素フッ素酸先駆体が水素と結合してフッ化水素を生じ、絶縁基板上のシリコンの二酸化シリコンをエッチングするようになっている。
【００６２】
[00111]  例１５は、内部に複数のチェンバを有する１つ以上のポリマーで構成されたダイの製作方法であり、この方法は、窪みを形成するために第１絶縁物上シリコン・ウェハ基板の背面側をエッチングするステップと、１つ以上のポリマーを窪みに入れるステップと、１つ以上のポリマーを硬化するステップと、１つ以上のポリマーからシリコンおよび絶縁体を除去するためにウェハの表面側においてシリコンおよび絶縁体をエッチングするステップと、１つ以上のポリマーにおいて複数のチェンバをレーザ微細加工するステップであって、これらのチェンバが１つ以上のポリマーの第１表面において開放する、ステップと、アルカリ金属またはエッチャントの一方を複数のチェンバに入れるステップと、複数のチェンバのそれぞれの開口の上方に酸素および湿気バリア・シート（ＯＨＢＳ）を配するステップとを含む。
【００６３】
[00112]  例１６は、例１５の方法を含み、ウェハの表面側において絶縁物上シリコンをエッチングする前に、１つ以上のポリマーから絶縁物上シリコン・ウェハの絶縁体までの複数のウェハ貫通ビアをパターニングするステップと、ウェハ貫通ビアの各々に金属を堆積するステップと、ウェハ貫通ビアの残りの部分に１つ以上のポリマーを充填するステップと、ウェハ貫通ビア内にある金属を露出させるために、背面上において１つ以上のポリマーの過剰分をエッチングするステップと、１つ以上のポリマーの背面側に相互接続層を堆積し、この相互接続層がウェハ貫通ビア内にある金属に接触するようにするステップとを含む。
【００６４】
[00113]  例１７は、例１６の方法を含み、ＯＨＢＳが、相互接続層内に形成された２つの電極と接触し、これらと直列に接続される。
[00114]  例１８は、例１７の方法を含み、第２相互接続層がウェハ貫通ビア内にある金属と接触することによって、導電性ビアを形成するように、１つ以上のポリマーの表面側に第２相互接続層を堆積するステップと、インディウム・バンプが第２相互接続層に接触するように、１つ以上のポリマーの表面側にインディウム・バンプを置くステップとを含む。
【００６５】
[00115]  例１９は、例１５〜１８までのいずれかの方法を含み、ＯＨＢＳがグラフェン・シートであり、この方法は、第２絶縁物上シリコン・ウェハ基板の背面側をエッチングするステップと、銅箔上にグラフェンを堆積するステップと、銅箔上のグラフェンを、三塩化鉄の溶液内に入れて、銅箔をエッチングし溶液上に浮遊するグラフェンを残すステップと、第２絶縁物上シリコン・ウェハの表面側をグラフェンと接触させ、第２絶縁物上シリコン・ウェハの表面側にグラフェンを接着させるステップと、グラフェンが、各々１つ以上のポリマーにおける複数のチェンバのそれぞれの１つの開口を覆うサイズおよび形状を有する複数のシートを形成するように、グラフェンをパターニングするステップと、第２絶縁物上シリコン・ウェハの表面側にあるグラフェンを、１つ以上のポリマーを含むハンドルと接触させるステップとを含み、複数のチェンバの開口の上方にＯＨＢＳを配するステップが、グラフェンが複数のチェンバの開口を覆うように、第２絶縁物上シリコン・ウェハの表面側から１つ以上のポリマーに移転させるステップを含む。
【００６６】
[00116]  例２０は、自己破壊チップを含む。この自己破壊チップは、第１温度で分解する１つ以上のポリマーで構成されたハンドル上に電子回路を含む第１ダイであって、電子回路がワイヤレス送受信機を含み、電子回路が、実質的にシリコン・バルクが除去された絶縁物上シリコン基板を含み、ハンドルにおける１つ以上のポリマーが、その内部に水素フッ素酸先駆体が一体化されており、ハンドルが分解すると、水素フッ素酸先駆体が水素と結合してフッ化水素を発生し、電子回路の二酸化シリコンおよび金属をエッチングする、第１ダイと、第１ダイに結合され電子回路に動作電力を供給するように構成された電源と、電子回路に結合された少なくとも１つのセンサと、第１温度で分解する１つ以上のポリマーで構成された第２ダイであって、この第２ダイが複数のチェンバを規定し、これらのチェンバの第１部分集合が、酸素と反応して発熱する材料を収容し、これらのチェンバの第２部分集合が、第１ダイの材料をエッチングするエッチャントを収容し、複数のチェンバがそれぞれのチェンバの開口を覆うグラフェン・シートを有し、グラフェン・シートが２つの電極間に結合され、２つの電極間でグラフェン・シートに電流を通過させることによって複数のチェンバを開くことができ、グラフェン・シートを離層させるまたは亀裂を生じさせる、第２ダイとを含み、電子回路が、少なくとも１つのセンサから情報を入手し、ワイヤレス送受信機を使用して第１信号を送信し、この第１信号が少なくとも１つのセンサからの情報を含み、ワイヤレス送受信機を使用して第２信号を受信し、この第２信号がチップを自己破壊する命令を含み、このコマンドに応答して、複数のチェンバの電極に電圧を結合して、グラフェン・シートを離層させるまたは亀裂を生じさせ、第２ダイを少なくとも第１温度まで加熱するために、第１部分集合のチェンバにおける材料を酸素に露出させ、第１ダイをエッチングするために、第２部分集合のチェンバからエッチャントを放出するように構成される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【外国語明細書】
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