CN106463605B - 热电变换装置以及热电变换装置的制造方法 - Google Patents
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Abstract
热电变换装置100具备基板10和两个热电元件11、12。基板10具有平坦部6以及凹部5。热电元件11(12)各自的一端与平坦部6相接，另一端在凹部5的底面与热电元件12(11)相接。热电元件11、12分别在凹部5内的空间被架设。热电变换装置100能够使用光刻技术而制造。热电变换装置100能够嵌入于排气再循环装置。
Description
技术领域
本发明涉及利用塞贝克效应进行热电发电或者利用珀尔帖效应使温度差产生的热电变换装置以及热电变换装置的制造方法。
背景技术
已知隔着电极交替地配置设计有柱状的p型热电元件和n型热电元件的热电变换装置(所谓的散装型的热电变换装置)。在输入输出到热电变换装置的热量大的情况下，存在起因于热电元件与电极的线膨胀系数差而产生热应力，由于该热应力而热电元件受到损伤的担心。
因此，在例如专利文献1(图4)所公开的散装型的热电变换装置中，在连接p型热电元件和n型热电元件的电极中设置有切口，通过电极的挠曲吸收产生的热应力。
专利文献1：日本特开平10-321920号公报
发明内容
但是，在专利文献1所公开的热电变换装置的情况下，存在以下那样的问题。第一、散装型(bulk type)的热电变换装置需要排列单独地制造的热电元件来制造，所以不适合于大量生产。
第二、存在起因于p型热电元件与n型热电元件的线膨胀系数之差，在高温侧(散热侧)、低温侧(吸热侧)的接触点处，线膨胀系数小的一方的热电元件的接触面积变小的担心。此时，在进行例如热电发电的情况下，热不充分地传递到该热电元件，发电效率大幅下降。为了抑制该第二个问题，还考虑将热电元件按压于接触点而保持接触面积，但如果在该状态下使装置动作，则存在热电元件受到损伤的担心。
本发明是为了解决如上所述的问题而完成的，其目的在于提供能够以低成本制造的可靠性高的热电变换装置。
为了达到上述目的，本发明的第1方式涉及的热电变换装置具有：
基板，具有高度相互不同的第1区域以及第2区域；以及
热电元件，具有与第1区域相接的高温侧端部以及与第2区域相接的低温侧端部。
热电元件具有在第1区域与第2区域之间的空间架设的桥部。
在本发明的第1方式中，优选为：
基板具有平坦部以及凹部，
第1区域以及第2区域的一方设置于平坦部，第1区域以及第2区域的另一方设置于凹部的底面。
在本发明的第1方式中，优选为：
热电元件的高温侧端部以及低温侧端部的一方与具有与该热电元件不同的导电类型的其它热电元件相接，
热电元件的高温侧端部以及低温侧端部的另一方与导体相接。
在本发明的第1方式中，优选为：
基板是具有两个硅层、和该两个硅层之间的绝缘体层的绝缘体上硅基板，
两个硅层的上表面具有相互不同的结晶方位。
在本发明的第1方式中，优选为：
热电变换装置在连接于引擎的排气管的高温配管与冷却液流通的低温配管之间设置。
在本发明的第1方式中，优选为：
热电元件包括p型的热电材料或者n型的热电材料，
所述p型的热电材料从包括1)对Mg2Si掺杂Ag而得到的材料、2)对β-FeSi2掺杂Mn或者Al而得到的材料、3)MnSi2、4)FeSb系列材料以及5)PbTe系列材料的群选择，
所述n型的热电材料从包括1)对Mg2Si掺杂Al、Sb或者Bi而得到的材料、2)对β-FeSi2掺杂Co、Ni或者B而得到的材料、3)CoSi2、4)CoSb系列材料以及5)PbTe系列材料的群选择。
在本发明的第1方式中，优选为：
热电元件包含掺杂有Al或者In2O3的ZnO等在高温下稳定的氧化物。
在本发明的第1方式中，优选为：
在热电元件的桥部形成有切口。
在本发明的第1方式中，优选为：
热电元件的桥部在俯视时蜿蜒地延伸。
在本发明的第1方式中，优选为：
热电元件具有形成于桥部的拐折部，或者桥部具有弯曲形状。
另外，本发明的第2方式涉及的热电变换装置的制造方法包括：
准备基板的工序；
对基板进行各向异性蚀刻的工序；
使热电材料沉积在基板之上的工序；以及
对基板进行各向同性蚀刻而形成凹部，由此在该凹部内的空间架设热电材料的工序。
根据本发明，通过在第1区域与第2区域之间的空间架设热电元件的桥部，从而在对热电元件施加热应力的情况下，通过该空间内的热电元件的挠曲而吸收热应力。由此，能够特别使施加到热电元件的高温侧端部和低温侧端部的热应力下降。另外，该热电变换装置能够使用生产率高的照相制版(光刻)技术来制造。这样，能够提供能够以低成本制造的可靠性高的热电变换装置。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1的热电变换装置的1个单元的剖面图。
图2是示出本发明的实施方式1的热电变换装置的1个单元的立体图。
图3是示出在受到热应力时热电元件挠曲的情况的、与图1对应的剖面图。
图4是示出本发明的实施方式1的热电变换装置的整体构造的一个例子的立体图。
图5是示出本发明的实施方式1的热电变换装置的制造工序S1～S4的剖面图。
图6是示出本发明的实施方式1的热电变换装置的制造工序S5～S8的剖面图。
图7是示出本发明的实施方式1的热电变换装置的制造工序S9～S12的剖面图。
图8是示出本发明的实施方式1的热电变换装置的制造工序S13～S15的剖面图。
图9是示出本发明的实施方式2的热电变换装置的1个单元的立体图。
图10是示出本发明的实施方式3的热电变换装置的一部分的剖面图。
图11是示出排气再循环装置的框图。
图12是示出装配前的EGR冷却器的立体图。
图13是示出装配后的EGR冷却器的立体图。
图14是示出图13的EGR冷却器的变形例的立体图。
图15是将图14的EGR冷却器以安装于EGR阀的状态示出的立体图。
图16是示出本发明的实施方式5的热电变换装置的1个单元的立体图。
图17是示出本发明的实施方式6的热电变换装置的1个单元的剖面图。
图18是示出本发明的实施方式6的热电变换装置的制造工序S26～S29的剖面图。
图19是示出本发明的实施方式6的热电变换装置的制造工序S30～S33的剖面图。
图20是示出本发明的实施方式6的热电变换装置的制造工序S34～S37的剖面图。
图21是示出本发明的实施方式7的热电变换装置的1个单元的剖面图。
符号说明
1：金属箔；2：下侧绝缘膜；3：Si层；4：上侧绝缘膜；5：凹部；6：平坦部；10：基板；11、12(21、22)：热电元件；13：电极；30：盖部件；43：贯通孔；45：凹槽；51：Si(110)层；52：氧化膜；53：Si(100)层；54：绝缘膜；62：布线部件；70：引擎；71：吸气管；72：排气管；80：EGR冷却器；90：EGR阀；100：热电变换装置(1个单元)；200：热电变换装置；210：布线；300：热电变换模块。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的实施方式的热电变换装置。在各图中，对同一或者同样的结构部分附加相同的符号。另外，表示方向的用语“上”、“下”等是为了方便确定附图中的方向，并不是限定使用装置的设置方向等的用语。另外，在各实施方式中，关于与先前的实施方式重复的说明，省略说明。
在本说明书中，将在热电变换装置内使用的热电材料称为热电元件(热电变换元件)。
实施方式1.
图1、图2分别是示出本发明的实施方式1的热电变换装置的1个单元的剖面图、立体图。图1是在图中的箭头的方向(+y方向)观察图2的A-A线处的剖切面的剖面图。以下，将图中的+z方向称为上侧，将-z方向称为下侧。
附加符号100而示出的热电变换装置的1个单元具备基板10、设置在基板10之上的两个热电元件11、12、以及分别电连接于两个热电元件11、12的电极13a、13b等。
如图1所示，在电极13之上设置盖部件(金属箔)30，而在图2中将其省略。另外，如图2所示，在制造过程中，贯通孔43形成于热电元件11、12，但在图1中将其省略。
在基板10中，从下侧起，层叠有金属箔1、下侧绝缘膜2、Si层(硅层)3以及上侧绝缘膜4。下侧绝缘膜2和上侧绝缘膜4也可以是SiO2膜。Si层3被配置成其上表面成为(100)面。在基板10形成有凹部5。凹部5在从上侧观察时是圆形，但也可以是四边形等其它形状。在凹部5的底面，露出绝缘膜2的上表面。以下，将在基板10的上表面未形成凹部5的部分称为平坦部6。
两个热电元件11、12的一方是包含p型的热电材料的p型热电元件，另一方是包含n型的热电材料的n型热电元件。
作为p型的热电材料，使用p型半导体材料，该p型半导体材料是例如1)对Mg2Si掺杂Ag而得到的材料、2)对β-FeSi2掺杂Mn、Al而得到的材料、3)MnSi2、4)FeSb系列材料(LaFe4Sb12、CeFe4Sb12、YbFe4Sb12等)、5)对PbTe系列材料掺杂Na、K、Ag等而得到的材料等。
作为n型的热电材料，使用n型半导体材料，该n型半导体材料是例如1)对Mg2Si掺杂Al、Sb、Bi等而得到的材料、2)对β-FeSi2掺杂Co、Ni、B等而得到的材料、3)CoSi2、4)CoSb系列材料(LaCo4Sb12、CeCo4Sb12、YbCo4Sb12等)、5)对PbTe系列材料掺杂PbI2等而得到的材料等。另外，作为n型的热电材料，考虑高温下的稳定性高这样的优点，也可以使用掺杂有Al或者In2O3的ZnO等氧化物材料。
如图1所示，热电元件11具有在平坦部6与凹部5的底面之间的空间架设的桥部11a，由此在凹部5内中空地支承。另外，热电元件11具有：下端部11b，在凹部5的底面被下侧绝缘膜2支承；以及上端部11c，以从基板10向凹部5的内侧伸出的状态被该基板10(上侧绝缘膜4)支承。下端部11b和上端部11c通过桥部11a连接。热电元件12也同样地具有桥部12a、下端部12b以及上端部12c。
如图3所示，热电元件11、12在受到热应力(压缩应力)时能够在凹部5内自由地挠曲。因此，热电元件11、12优选具有能够自由地挠曲的厚度(例如0.2微米至几微米左右)的薄膜。
此处，图4是示出本发明的实施方式1的热电变换装置的整体构造的一个例子的立体图。
在附加符号200而示出的热电变换装置的整体构造中，串联地连接多个图2所示的单元100(在图4中用虚线部表示的)的热电元件11、12。在图4中在x方向连续的单元100的热电元件11、12(21、22)具有如图1、图2所示相互相对的配置。另外，将热电元件21、22设为设置于与设置有热电元件11、12的热电变换装置的单元邻接的单元的热电元件。热电元件21、22分别具有与热电元件11、12相同的导电类型。另一方面，在图4中将它们在y方向连接的单元的热电元件11、12是从上述相互相对的配置相互错开90度地配置的。
在热电变换装置200中，金属箔1和盖部件30(在图4中未图示)的一方与高温源相接，另一方与低温源相接，在热电元件11、12(21、22)的两端(高温侧端部与低温侧端部)之间产生电位差。另外，多个单元100的热电元件也可以相互并联地连接。
返回到图1，在1个单元100中，热电元件11、12的下端部11b、12b相互在凹部5的底面重叠而形成pn结。热电元件11、12的上端部11c、12c在平坦部6，与邻接的单元的热电元件21、22重叠。如上所述，重叠的两个热电元件具有相互不同的导电类型。即，如果一方是p型热电元件，则另一方是n型热电元件，其反过来也是同样的。这样，在热电变换装置200中，交替连接p型热电元件和n型热电元件。单凭此，在热电变换装置200整体就不流过电流。
因此，在平坦部6以与重叠的两个热电元件11、21(12、22)中的任意个都相接的方式设置有电极13(13a、13b)。其结果，经由电极13和pn结而流过电流。此时，电极13无需一定设置于平坦部6，也可以设置成与凹部5的底面的热电元件11、21相接。
接下来，使用图5至图8，说明热电变换装置的例示性的制造方法。以下，有时将抗蚀剂涂敷、构图、蚀刻(离子束蚀刻)、抗蚀剂去除一并地称为刻蚀工序。
使用图5，说明工序S1至S4。
(S1)在Si层3的下表面设置下侧绝缘膜2。
(S2)对下侧绝缘膜2的下表面接合金属箔1。
(S3)使Si层3的上表面氧化而形成SiO2膜41。
(S4)在SiO2膜41之上涂敷抗蚀剂42，进行构图(曝光、显影)。
使用图6，说明工序S5至S8。
(S5)使用HF去除SiO2膜41的一部分。
(S6)使用丙酮去除抗蚀剂42。
(S7)针对Si层3进行使用KOH的各向异性蚀刻，将下侧绝缘膜2用作蚀刻阻挡膜而部分性地去除Si层3。由此，在Si层3形成具有倾斜侧壁的凹槽45。
(S8)完全地去除SiO2膜41。
使用图7，说明工序S9至S12。
(S9)使Si层3的表面氧化，形成上侧绝缘膜(SiO2膜)4。
(S10)通过PLD(Pulsed Laser Deposition：脉冲激光沉积)，使p型或者n型的热电材料沉积0.2微米至几微米左右。接下来，通过刻蚀工序，形成热电元件11(21)。
(S11)使与在S10中沉积的热电材料不同的导电类型的热电材料沉积，与S10同样地，通过刻蚀工序，形成热电元件12(22)。
(S12)在热电元件11、12(21、22)之上，使构成电极13的导体(金属)沉积。
使用图8，说明工序S13至S15。
(S13)通过刻蚀工序，在热电元件11、12中形成贯通孔43。
(S14)通过经由贯通孔43向热电材料的下方供给蚀刻液，从而对Si层3进行各向同性蚀刻，去除凹槽45的倾斜侧壁之下的Si层3和上侧绝缘膜4。这样，形成凹部5，在凹部5内的空间架设热电元件11、12的桥部11a、12a。蚀刻液能够使用对氢氟酸适量地添加硝酸等而得到的氟硝酸系列的混合酸。
(S15)接合盖部件30。
在工序S7中，也可以使用其它碱性蚀刻液来进行各向异性蚀刻。也可以在工序S10、11中，通过溅射进行热电材料的沉积。
这样，能够使用生产率高的光刻技术来制造装置200。
另外，在本实施方式1的热电变换装置200中，利用桥部11a、12a的部分，在平坦部6与凹部5的底面之间的空间架设热电元件11、12，由此在凹部5内中空地支承。此时，即使两个热电元件11、12由于相互的线膨胀系数的差而膨胀，仍通过在上述空间内挠曲而吸收热应力(参照图3)。由此，无需增大加压力，就能够使施加到热电元件11、12的端部(高温侧端部、低温侧端部)的热应力下降，抑制该端部的变形而维持发电效率。另外，在金属箔1、盖部件(金属箔)30中不产生变形，所以能够在发电时良好地传导热量。
这样，实现热电变换装置200的高的可靠性。
但是，在一般使用光刻技术而制造出的薄膜状的热电元件的情况下，热电元件的厚度相对热电变换装置的厚度(z方向)的比例变小，施加到热电元件的温度差变小而发电量变小。
另一方面，在本实施方式1的热电变换装置200中，起因于热电元件11、12的形状，热电元件11、12的高度相对装置200的厚度的比例变大。由此，能够增大施加到热电元件11、12的温度差来增大发电量。
另外，如从图1可知，热电元件11、12在高温侧(散热侧)、低温侧(吸热侧)这两个接触点处相互在宽的范围重叠，能够充分地增强接触点的强度。另外，与热电元件具有柱状构造且不相互重叠的散装型的热电变换装置相比，与高温部、低温部(在本实施方式1中盖部件30或者下侧绝缘膜2)的接合面积小，所以在热电元件中传递的热的损失变小。由此，能够增大热电变换装置200的发电量。
实施方式2.
图9是示出本发明的实施方式2的热电变换装置的1个单元的立体图。
在实施方式1中，使用p型热电元件和n型热电元件这两方，但在本实施方式2中，是使用p型热电元件和n型热电元件中的任意一方的单极构造。
在本实施方式2中，代替热电元件12而设置布线部件62。布线部件62包含铝等导体。因此，即使不设置电极13，仍在热电变换装置200整体中流过电流。另外，在本实施方式2中，在图7的工序S11中代替热电材料而使导体沉积。
根据本实施方式2，除了发电量比实施方式1小之外，能够得到与实施方式1同样的效果。
实施方式3.
图10是示出本发明的实施方式3的热电变换装置的一部分的剖面图。
本实施方式3中，作为基板，使用SOI(绝缘体上硅)基板60。在SOI基板60，隔着氧化膜(绝缘膜)52将两个Si层51、53粘在一起。两个Si层51、53的上表面具有相互不同的结晶方位。具体而言，Si层51的上表面是(110)面，Si层53的上表面是(100)面。
说明本实施方式3的热电变换装置200的制造方法。
与实施方式1同样地，在对Si(100)层53进行各向异性蚀刻之后，在绝缘膜54之上形成热电元件11、12。接下来，通过干蚀刻，形成从Si(110)层51的下表面达至Si(100)层53的开口部56。接下来，利用硅的(110)面与(100)面的蚀刻速度之差，在Si(100)层53形成中空构造。
根据本实施方式3，能够得到与实施方式1同样的效果。
实施方式4.
图11是示出排气再循环装置的框图。
在一部分汽车中，以使排气清洁化为目的或者以使燃油效率提高为目的，搭载有如图11那样的排气再循环(EGR：Exhaust Gas Recirculation)装置。在本实施方式4中，热电变换装置200被嵌入于该排气再循环装置。
EGR装置使从引擎70的排气管72出来的排气的一部分经由排气环流通路再循环到吸气管71。关于再循环的排气的量，根据行驶状况等，通过ECU(引擎控制单元)91来决定，通过EGR阀90来调节。
在排气环流通路上，设置有EGR冷却器80。图12、图13分别示出了装配前、装配后的EGR冷却器80。在EGR冷却器80中，热电变换模块300夹在高温配管81与低温配管82之间。高温配管81与排气管72连接，流过高温的排气。在低温配管82中，流过从散热器供给的冷却水(冷却液)。
在热电变换模块300中，将串联地连接3个热电变换装置200的结构设置3列。各热电变换装置200的盖部件30和金属箔1接合于高温配管81和低温配管82中的任意一方。各热电变换装置200相互通过布线210连接。根据用途，适当地设定热电变换装置200的连接方法(串联、并联)和个数，不限于图示的结构。
另外，为了增大所得到的电力，也可以如图14所示，在高温配管81的两面设置低温配管82、83和热电变换模块300。在图14中，也可以调换高温配管81和低温配管82(83)。在图15中，将图14的EGR冷却器80以安装于EGR阀90的状态示出。
通过利用热电变换模块300，从而能够从此前在排气再循环装置中未利用的废热能取出电能，所以汽车的交流发电机(发电机)的负荷降低，进而燃油效率提高。
实施方式5.
图16是示出本发明的实施方式5的热电变换装置的1个单元的立体图。图16对应于图2。
在本实施方式5中，在附加符号500而示出的热电变换装置的1个单元中，在热电元件11的桥部11a的两个部位形成有切口11d，在俯视桥部11a时、即从z方向观察桥部11a时，桥部11a蜿蜒地延伸。由此，在热电元件11受到热应力(压缩应力)时，在桥部11a的部分中变得容易挠曲。同样地，关于热电元件12，也在桥部12a中形成有切口12d。此处，切口11d、12d不仅包括热电元件11、12的厚度方向(z方向)全部切掉的构造，而且还包括仅其一部分切掉的构造。另外，切口11d、12d的数量无需分别是两个，只要是1个以上即可。
根据本实施方式5，特别在对热电元件11、12施加大的温度差的情况下，它们的线膨胀系数的差所引起的伸展容易被桥部11a、12a的挠曲吸收，由此能够使热电变换装置的可靠性进一步提高。
实施方式6.
图17是示出本发明的实施方式6的热电变换装置的1个单元的剖面图。图17对应于图1。
在本实施方式6中，在附加符号600而示出的热电变换装置的1个单元中，在热电元件111、112的桥部111a、112a中设置拐折部111d、112d，由此该桥部形成为阶梯状。另外，将在图17中图示的热电元件121、122设为设置于与设置有热电元件111、112的热电变换装置的单元邻接的单元的热电元件。
使用图18至图20，说明本实施方式6的热电变换装置的例示性的制造方法。首先，实施与使用图5、图6说明的工序S1～S6对应的工序S21～S26，得到在图18的最上方图示的构造。
使用图18，说明工序S27至S29。
(S27)针对Si层3进行使用KOH的各向异性蚀刻，部分性地去除Si层3。此时，并非如工序S7(图6)那样将下侧绝缘膜2作为蚀刻阻挡膜，而是通过调节蚀刻液的浓度、组成、量来规定蚀刻深度，在Si层3形成具有图示那样的倾斜侧壁和底面的第1凹槽95。
(S28)使在第1凹槽95的倾斜侧壁和底面露出的Si层3的表面氧化，而在Si层3的表面共形地设置SiO2膜141。
(S29)通过刻蚀工序，去除SiO2膜141中的、第1凹槽95的底面的中央部分，形成用于在接下来的工序S30中进行的蚀刻的掩模。
使用图19，说明工序S30至S33。
(S30)针对Si层3进行使用TMAH(四甲基氢氧化铵)的各向异性蚀刻。此时，将下侧绝缘膜2用作蚀刻阻挡膜。由此，第1凹槽95的下方进一步凹陷，形成具有阶梯状的倾斜侧壁的第2凹槽96。
(S31)使在第2凹槽96的倾斜侧壁露出的Si层3的表面氧化，在Si层3的表面共形地将SiO2膜141设置于整个面。
(S32)通过PLD，使p型或者n型的热电材料沉积0.2微米至几微米左右。接着，通过刻蚀工序，形成热电元件111(121)。
(S33)使与在S32中沉积的热电材料不同的导电类型的热电材料沉积，与S32同样地，通过刻蚀工序，形成热电元件112(122)。
使用图20，说明工序S34至S37。
(S34)在热电元件111、112(121、121)之上，使构成电极13的导体(金属)沉积。
(S35)通过刻蚀工序在热电元件111、112中形成贯通孔93。
(S36)通过经由贯通孔93向热电材料的下方供给蚀刻液，从而对Si层3进行各向同性蚀刻，去除第2凹槽96的倾斜侧壁下的Si层3和SiO2膜141。在本实施方式6中，SiO2膜141构成上侧绝缘膜4。这样，形成凹部5，在凹部5内的空间架设热电元件111、112的桥部111a、112a。蚀刻液能够使用对氢氟酸适量地添加硝酸等而得到的氟硝酸系列的混合酸。
(S37)接合盖部件30。
根据本实施方式6，在对热电元件111、112施加热应力时，其挠曲方向被规定，由此来自热电变换装置或者热电变换模块的输出中的偏差降低，进而能够使热电变换装置的可靠性进一步提高。
实施方式7.
图21是示出本发明的实施方式7的热电变换装置的1个单元的剖面图。图21对应于图1、图17。
在本实施方式7中，在附加符号700而示出的热电变换装置的1个单元中，热电元件211、212的桥部211a、212a具有平滑地弯曲的形状。该弯曲形状能够通过在使用图7来说明的工序S10、S11中以使施加到热电元件的膜应力成为压缩应力的方式控制PLD条件(气氛气体的压力、基板温度、照射的激光的强度、脉冲的频率等)来实现。如果施加到热电元件的膜应力成为压缩应力，则在使用图8说明的工序S14中蚀刻Si层3时，热电元件形成为图示那样的弯曲形状。
根据本实施方式7，在对热电元件211、212施加热应力时，其挠曲方向被规定，由此来自热电变换装置或者热电变换模块的输出中的偏差降低，进而能够使热电变换装置的可靠性进一步提高。
另外，当在上述工序S10、S11中通过溅射进行热电材料的沉积的情况下，通过控制溅射条件(溅射气体的压力、制膜温度等)，能够使施加到热电元件211、212的膜应力成为压缩应力。
以上，举出上述实施方式说明了本发明，但本发明不限于上述实施方式。另外，关于各实施方式的内容，也可以自由地组合或者变形、省略。例如，热电变换装置200作为利用塞贝克效应进行热电发电的装置进行动作，但也可以作为利用珀尔帖效应使温度差产生的装置进行动作。另外，基板的平坦部和凹部是“高度相互不同的第1区域以及第2区域”的一个例子，也可以在基板形成狭缝来代替形成凹部。
Claims (11)
1.一种热电变换装置，其特征在于，具有：
基板，具有高度相互不同的第1区域以及第2区域；以及
热电元件，具有与所述第1区域相接的高温侧端部以及与所述第2区域相接的低温侧端部，
所述热电元件具有在所述第1区域与所述第2区域之间的空间设置的、被中空地支承的桥部。
2.根据权利要求1所述的热电变换装置，其特征在于，
在所述基板的上表面设置有具有底面的凹部和未形成该凹部的平坦部，
所述第1区域以及所述第2区域的一方设置于所述平坦部，所述第1区域以及所述第2区域的另一方设置于所述凹部的底面。
3.根据权利要求1或者2所述的热电变换装置，其特征在于，
所述热电元件的高温侧端部以及低温侧端部的一方与具有与该热电元件不同的导电类型的其它热电元件相接，
所述热电元件的高温侧端部以及低温侧端部的另一方与导体相接。
4.根据权利要求1或者2所述的热电变换装置，其特征在于，
所述基板是具有两个硅层、和在该两个硅层之间的绝缘体层的绝缘体上硅基板，
所述两个硅层的上表面具有相互不同的结晶方位。
5.根据权利要求1或者2所述的热电变换装置，其特征在于，
在具有引擎的车辆中，在连接于所述引擎的排气管的高温配管与冷却液流通的低温配管之间设置有所述热电变换装置。
6.根据权利要求1或者2所述的热电变换装置，其特征在于，
所述热电元件包括p型的热电材料以及n型的热电材料中的至少一方，
所述p型的热电材料从包括1)对Mg2Si掺杂Ag而得到的材料、2)对β-FeSi2掺杂Mn或者Al而得到的材料、3)MnSi2、4)FeSb系列材料以及5)PbTe系列材料的群选择，
所述n型的热电材料从包括1)对Mg2Si掺杂Al、Sb或者Bi而得到的材料、2)对β-FeSi2掺杂Co、Ni或者B而得到的材料、3)CoSi2、4)CoSb系列材料以及5)PbTe系列材料的群选择。
7.根据权利要求1或者2所述的热电变换装置，其特征在于，
所述热电元件包含掺杂有Al或者In2O3的ZnO。
8.根据权利要求1或者2所述的热电变换装置，其特征在于，
在所述热电元件的桥部形成有切口。
9.根据权利要求8所述的热电变换装置，其特征在于，
所述热电元件的桥部在俯视时蜿蜒地延伸。
10.根据权利要求1或者2所述的热电变换装置，其特征在于，
所述热电元件具有形成于所述桥部的拐折部，或者所述桥部具有弯曲形状。
11.一种热电变换装置的制造方法，其特征在于，包括：
准备基板的工序；
对所述基板进行各向异性蚀刻的工序；
使热电材料沉积在所述基板之上的工序；以及
对所述基板进行各向同性蚀刻而形成凹部，由此在该凹部内的空间中空地架设热电材料的工序。
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