高度にネストされたドキュメントに挿入MongoDB

$[]を使用してみてください $addToSetで 複数の位置要素の場合

db.collection.update({},
{
  $addToSet: {
    "courses.$[c].semesters.$[s].subjects": {
      "subject": "C++"
    }
  }
},
{
  arrayFilters: [
    {
      "c.course": "Btech"
    },
    {
      "s.sem": 1
    }
  ]
})

Mongo遊び場

公式ドキュメント 識別子は$[]