DE19880108C2 - Blockplatte aus einem thermoelektrischen Material, daraus geschnittene rechteckige Stange sowie Verfahren zur Herstellung einer derartigen Blockplatte - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Blockplatte ge­ mäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, eine rechteckige Stange und ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von An­ spruch 9.

Bei einem thermoelektrischen Heiz/Kühl-Gerät werden eine Vielzahl von thermoelektrischen Chips, bestehend aus Halbleitern vom P-Typ und vom N-Typ alternierend in Rei­ he miteinander verbunden, um eine Schaltung zu bilden, durch die ein Strom geführt wird, um die eine Fläche der Chips vom P-Typ und der Chips vom N-Typ zu erwärmen und gleichzeitig die andere Fläche der Chips vom P-Typ und der Chips vom N-Typ zu kühlen. Üblicherweise werden die Chips aus Blöcken aus thermoelektrischem Material ge­ schnitten, wie es z. B. in der DE 21 04 175 B offenbart ist. In der Praxis werden die Chips zunächst durch Schneiden des Blocks in eine Scheibe und anschließendem Schneiden der Scheibe entlang zweier zueinander recht­ winklig verlaufender vertikalen Ebenen gefertigt. Da die Barren unvermeidlich einige Spaltebenen aufweisen, die parallel zu der Richtung der Kristallisation, das heißt senkrecht zu der oberen und der unteren Fläche des Bloc­ kes verlaufen, führt das Schneiden des Blockes jedoch häufig zu einem unerwünschten Bruch des Materials, so daß die Scheibe schwer unbeschädigt von dem Block abgeschnitten werden kann. Aus diesem Grund müssen die Chips aus unvollständigen Scheiben oder Fragmenten einer sol­ chen gewonnen werden. Es ist daher viel Abfall des Mate­ rials unvermeidlich, was den Ertragsfaktor bei der Her­ stellung der Chips verringert.

Die japanische Offenlegungsschrift (KOKAI) Nr. 1-202 343 offenbart das kontinuierliche Formen eines thermoelek­ trischen Elements, das effektiv sein könnte, um die Blockplatte zu gewinnen. Dieses Verfahren erfordert je­ doch eine sehr strenge Kontrolle über die geschmolzene Flüssigkeit des Materials vor dessen Verfestigung, um Blockplatten mit gleichförmigen Eigenschaften zu gewin­ nen. Es ist daher in der Praxis schwierig, mit diesem Verfahren eine Blockplatte zu schaffen. Auch wenn das Verfahren die Blockplatte schaffen könnte, kann die ge­ wünschte geschichtete Struktur gleichförmig ausgerichte­ ter Spaltebenen nicht erwartet werden.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde eine Blockplatte zu schaffen, die sich mit einer geringeren Ausschußquote in Stangenform schneiden läßt, ein Verfah­ ren zum Herstellen derselben bereitzustellen, sowie eine rechteckige Stange bereitzustellen, aus der sich einzel­ ne Chips mit gleichförmigen Eigenschaften herstellen lassen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei der gattungsgemä­ ßen Blockplatte dadurch gelöst, daß die Blockplatte eine geschichteten Aufbau mit mindestens zwei verschieden orientierten Scharen von im wesentlichen parallelen Spaltebenen hat, daß im wesentlichen alle Schnittlinien der Spaltebenen jeder Schar, die in den einander gegen­ überliegenden Stirnflächen auftreten, unter einem ersten Spaltwinkel von nicht mehr als 26,4° bezüglich der obe­ ren und der unteren Hauptflächen angeordnet sind und daß im wesentlichen alle Schnittlinien der Spaltebenen jeder Schar, die in den Seitenflächen auftreten, unter einem zweiten Spaltwinkel von nicht mehr als 10° bezüglich der oberen und der unteren Hauptflächen angeordnet sind.

Außerdem wird diese Aufgabe gelöst durch eine rechtecki­ ge Stange, die aus einer Blockplatte nach einem der An­ sprüche 1 bis 5 geschnitten ist, wobei die Stange gegen­ überliegende obere und untere Flächen, einander gegen­ überliegende Seiten und einander gegenüberliegende lon­ gitudinale Enden aufweist, wobei die einander gegenüber­ liegenden Seiten durch Schnittebenen definiert sind, entlang derer die Blockplatte in die Stange geschnitten ist und die Stange auf den gegenüberliegenden Seiten je­ weils mit wenigstens einer elektrisch leitenden Schicht ausgebildet ist.

Schließlich wird diese Aufgabe bei dem gattungsgemäßen Verfahren gelöst durch die Verwendung einer Gußform mit einer flachen Höhlung, einer Füllöffnung an einem Längs­ ende der Höhlung und wenigstens einem sich längs er­ streckenden Schlitz, der sich von dem anderen Längsende der Höhlung in eine Richtung weg von der Höhlung er­ streckt und an einem distalen Ende innerhalb der Gußform ausläuft, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Einführen eines geschmolzenen Halbleitermate­ rials in die flache Höhlung durch die Füllöffnung und Eindringen des geschmolzenen Materials durch den Schlitz zu dem distalen Ende, Erlauben des Beginnens der Kristallisation des geschmolzenen Materials an dem distalen Ende und das Fortschreitens der Kristallisation des Ma­ terials entlang der Länge des Schlitzes, wodurch die Kristallisation des Materials innerhalb der Höhlung im wesentlichen entlang der Längsrichtung erfolgt, um die Kristallisation der kristallisierten Blockplatte, die in der Höhlung ausgebildet ist, vorzugeben, und Entfernen der kristallisierten Blockplatte aus der Höhlung.

Vorzugsweise beträgt der erste Spaltwinkel, der durch den Rand der Spaltebene, die in der longitudinalen Stirnfläche auftritt, definiert ist, nicht mehr als 10° und der zweite Spaltwinkel, der durch den Rand der Spal­ tebene, die an der gegenüberliegenden Seitenfläche auf­ tritt, definiert ist, nicht mehr als 5°. Dieser ge­ schichtete Aufbau führt zu einer Zunahme sowohl der me­ chanischen Festigkeit, der elektro-physikalischen sowie der thermo-physikalischen Eigenschaften.

Das spaltbare thermoelektrische Material, das die Block­ platte bildet, ist definiert durch A_V-B_Vi-Komponenten, wobei A_V und B_Vi ein Material angibt, das aus den Gruppen V bzw. VI des Periodensystems ausgewählt ist.

Die Blockplatte nach dieser Ausgestaltung wird entlang paralleler Schneidebenen geschnitten, die im wesentli­ chen rechtwinklig zu den Spaltebenen in einer Mehrzahl von Stangen geschnitten sind, die jeweils einander ge­ genüberliegende obere und untere Flächen, einander ge­ genüberliegende Seiten und einander gegenüberliegende longitudinale Stirnflächen aufweisen. Die sich ergebende Stange hat einander gegenüberliegende Seiten, die jeweils durch die parallelen Schneidebenen definiert sind, so daß die Stange eine gleichförmige Erstreckung zwi­ schen den gegenüberliegenden Seiten entlang der gesamten Länge der Stange hat. Die Ränder der Spaltebenen er­ scheinen auf den gegenüberliegenden Seiten und liegen im wesentlichen parallel zu der einander gegenüberliegenden oberen und unteren Flächen. Auf jedem der gegenüberlie­ genden Seiten ist wenigstens eine elektrisch leitende Schicht ausgebildet. Die Stange ist dazu eingerichtet, bei der Verwendung in eine Mehrzahl von diskrete Chips geschnitten zu werden, wobei eine der einander gegen­ überliegenden Seiten auf dem Träger befestigt ist. In diesem Sinne hat die Stange eine Höhe, gemessen zwischen den gegenüberliegenden Seiten, das heißt zwischen den elektrisch leitenden Schichten. Da das Schneiden er­ folgt, während die gegenüberliegenden Seiten auf dem Träger befestigt sind, haben die sich ergebenden Chips eine gleichförmige Höhe. Da das Schneiden entlang der Ebenen erfolgt, die wiederum im wesentlichen senkrecht zu den Spaltebenen der Stange ist, kann die Stange gut in die entsprechenden Chips geschnitten werden, ohne daß ein erheblicher Bruch auftritt.

Jede der einander gegenüberliegenden Seiten hat die Form eines Rechtecks mit einer Länge zwischen den einan­ der gegenüberliegenden Enden und einer Breite zwischen der Oberseite und der Unterseite. Die elektrisch leitfä­ hige Schicht definiert eine Elektrode zum Fließen eines elektrischen Stroms durch den Chip und wird zentral auf jeder der gegenüberliegenden Seiten gebildet, um sich über eine Elektrodenlänge derart zu erstrecken, daß freie Bereiche auf longitudinalen Stirnabschnitten jeder der einander gegenüberliegenden Seiten verbleiben. Die freien Bereiche werden bei der Verwendung durch geeignete Klauen zum Befestigen der Stange auf dem Träger er­ griffen. Um die erforderlichen Erstreckungen für die freien Bereiche zu geben, als auch um wenigstens zwei Chips von der einzigen Stange zu bilden, ist die Länge der Stange wenigstens fünf mal so groß wie die Breite der Stange und die Elektrodenlänge ist wenigstens dop­ pelt so groß wie die Breite, wenn die Stange beispiels­ weise eine Breite von 1,4 mm hat.

Die elektrisch leitfähige Schicht besteht aus einem Ma­ terial, das ausgewählt ist aus einer ersten Gruppe, die aus Pb-Sn, Bi-Sn, Sb-Sn, Sn und Au besteht, um eine Elektrode für eine Lötverbindung der Stange mit einer externen elektrischen Schaltung zu bilden. Zweite und dritte elektrisch leitende Schichten werden in dieser Reihenfolge unter der obigen Schicht gebildet, um die Diffusion der Bestandteile des Halbleitermaterials zu blockieren. Für diesen Zweck besteht die dritte Schicht von innen aus einem Material, das aus einer dritten Gruppe gebildet ist, die aus Mo und W besteht, was die Bestandteile daran hindert, eine Legierung zu bilden, während die zweite Zwischenschicht aus einem Material besteht, das aus einer zweiten Gruppe gewählt ist, be­ stehend aus Ni und Al, was, zusätzlich zu dem Bonden der ersten und der dritten elektrisch leitenden Schicht, die Diffusion der Bestandteile aus der Stange heraus verhin­ dert. Die zweite elektrisch leitende Schicht hat weiter eine Dicke, die ausreichend größer als die dritte elek­ trisch leitende Schicht ist, um die mechanische Festig­ keit zu erhöhen.

Die obengenannte Blockplatte wird durch Verwenden einer Gußform mit einer flachen Höhlung, einer Füllöffnung an einem longitudinalen Ende der Höhlung und wenigstens ei­ nem sich längs erstreckenden Schlitz, der von dem ande­ ren longitudinalen Ende der Höhlung in eine Richtung weg von der Höhlung verläuft und an einem distalen Ende in­ nerhalb der Gußform abschließt, hergestellt. Die Block­ platte wird hergestellt, indem zunächst ein geschmolze­ nes Halbleitermaterial in die flache Höhlung durch die Füllöffnung eingegossen wird und das geschlossene Mate­ rial durch den Schlitz in das distale Ende eintritt. So­ dann kann das geschmolzene Material an dem distalen Ende des Schlitzes beginnen zu kristallisieren, die Kristallisation schreitet entlang der Länge des Schlit­ zes durch die Höhlung voran, wodurch das Material in der Höhlung kontinuierlich von den individuellen Läufern entlang der Längsrichtung der Höhlung kristallisiert wird. Anschließend wird der Blockplatte eine gleichför­ mige Richtung des Kornwachstums und der geschichteten Struktur, in der die Mehrzahl von Spaltebenen im wesent­ lichen parallel zu der oberen Fläche und der unteren Fläche der Blockplatte liegen, vorgegeben. Die Ränder der Spaltebenen erscheinen in den einander gegenüberlie­ genden Seitenflächen und Stirnflächen der Blockplatte. Bei diesem Verfahren kann die Blockplatte einen solchen geschichteten Aufbau haben, um erfolgreich in Stangen geschnitten zu werden, wie dies gewünscht ist, ohne daß ein Bruch zwischen den Schichten auftritt. Das heißt, eine derart hergestellte Blockplatte wird entlang paral­ leler Schneidebenen geschnitten, die im wesentlichen senkrecht zu den Spaltebenen und der Kristallisations­ richtung verlaufen, um die Stangen zu bilden, die je­ weils einander gegenüberliegende obere und untere Sei­ ten, einandner gegenüberliegende Stirnflächen und einan­ der gegenüberliegende Seiten haben, die jeweils durch die Schneidebenen definiert sind.

Eine elektrisch leitende Schicht ist auf jeder der ein­ ander gegenüberliegenden Seiten der Stangen ausgebildet, um eine Elektrode für das Material zu bilden. Die Stange wird sodann in eine Mehrzahl von Chips geschnitten, die jeweils ein Paar von Elektroden auf den gegenüberliegen­ den Enden der Richtung des Kornwachstums haben.

Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrun­ de, daß aufgrund der Ausbildung der beiden zueinander geneigten Scharen von Spaltebenen die Blockplatte eine erhöhte mechanische Stärke und Festigkeit zeigt, wobei sie aufgrund der jeweils parallelen Spaltebenen gut in rechtwinklige Stangen entlang Schneidebenen geschnitten werden kann, die im wesentlichen rechteckig zu den Spaltebenen verlaufen, ohne daß ein erheblicher Bruch zwischen den Schichten des Materials auftritt.

Diese und weitere Aufgaben und vorteilhafte Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich deutlicher aus der nachfolgenden eingehenden Beschreibung der Ausführungs­ beispiele in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnun­ gen.

Fig. 1 ist eine Draufsicht auf eine Blockplatte in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht gesehen in einer Richtung, die durch den Pfeil A von Fig. 1 angegeben ist;

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht einer thermoelektrischen Stange, die von der obengenannten Blockplatte abgeschnitten ist;

Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht eines Rahmens, der die thermoelektrischen Stan­ gen zur Aufbringung einer Elektrode auf die Stangen hält;

Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht der thermoelektrischen Stange, die mit den Elektroden ausgebildet ist;

Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht, die die Art und Weise des Schneidens der thermo­ elektrischen Stangen in Chips wiedergibt, nachdem die Stange auf einen Träger des thermoelektrischen Moduls befestigt ist;

Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht des thermoelektrischen Moduls, die eine An­ zahl der Chips hält;

Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht eines Chips, der aus der obigen Stange ge­ schnitten ist;

Fig. 9 ist eine schematische Ansicht, die eine Verbindung zwischen benachbarten Chips vom P-Typ und N-Typ wiedergibt;

Fig. 10 ist eine perspektivische Ansicht eines Teiles einer Form, die zum Herstellen der obigen Blockplatte verwendet wird;

Fig. 11 ist eine schematische Ansicht, die eine Anordnung der obigen Form und zugehöriger Heizgeräte zur Herstellung der Blockplat­ te wiedergibt;

Fig. 12 ist eine perspektivische Ansicht der Blockplatte, die in der Form ausgebildet ist;

Fig. 13 ist eine Draufsicht auf die Blockplatte von Fig. 12;

Fig. 14 ist eine Seitenansicht der Blockplatte von Fig. 12;

Fig. 15 ist eine Darstellung, die eine Kristalli­ sationsrate wiedergibt, die entlang der Länge der Höhlung der Form variiert;

Fig. 16 ist eine Darstellung, die das Kornwachs­ tum in der Form wiedergibt;

Fig. 17 ist eine Teilschnittansicht entlang der Linie 17-17 von Fig. 16;

Fig. 18 ist eine Teilquerschnittansicht entlang der Linie 18-18 von Fig. 16;

Fig. 19 ist eine Darstellung, die die Verteilun­ gen eines ersten Spaltwinkels der Spal­ tebenen der Blockplatte nach der vorlie­ genden Erfindung und derjenigen nach der üblichen thermoelektrischen Platte wie­ dergibt;

Fig. 20 ist eine Darstellung, die die Spannungs­ verlaufbeziehungen für das Material in Übereinstimmung mit der vorliegenden Er­ findung im Vergleich mit dem üblichen thermoelektrischen Material wiedergibt;

Fig. 21 ist eine Darstellung, die die Beziehung zwischen dem thermoelektrischen Wert des Index Z und einer maximalen Spannung vor dem Bruch für die Blockplatte nach der vorliegenden Erfindung und der üblichen thermoelektrischen Platte wiedergibt, und

Fig. 22 eine schematische Ansicht einer abgewan­ delten Gußform mit einer Falle für ein Keimkristall.

Es wird jetzt auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen, in der eine Blockplatte 10 gezeigt ist, die aus einem spaltbaren thermoelektrischen Material in Übereinstim­ mung mit der vorliegenden Erfindung gefertigt ist. Die Blockplatte 10 besteht aus einem Halbleiter von P-Typ oder vom N-Typ, beispielsweise einem Kristallmaterial vom A_VB_Vi-Typ, wie Bi-Te-Sb-Se, mit gegenüberliegenden oberen und unteren Flächen 11 und 12, gegenüberliegenden longitudinalen Stirnflächen 13 und gegenüberliegenden Seitenflächen 14. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Blockplatte so dimensioniert, daß sie eine Länge L₁ von 45 mm, eine Breite W₁ von 41 mm und eine Dicke T von 1,4 mm hat. Die Blockplatte 10 hat, wie in Fig. 2 ge­ zeigt ist, einen Schichtaufbau mit parallelen Spaltebe­ nen X₁ bis X_n und Y₁ bis Y_n zwischen einzelnen Kristallen oder Blockkristallen.

Die Schnittlinien der Spaltebenen X₁ bis X_n, die in der in Fig. 2 mit dem Bezugszeichen 13 versehenen Stirnflä­ che auftreten, sind unter einem ersten Spaltwinkel α von nicht mehr als 26,4° bezüglich der oberen Hauptfläche 11 angeordnet, während die Schnittlinien der Spaltebenen Y₁ bis Y_n, die in derselben Stirnfläche 13 auftreten, unter einem ersten Spaltewinkel β von nicht mehr als 26,4° bezüglich der unteren Hauptfläche 12 angeordnet sind. Außerdem sind die Schnittlinien der Spaltebenen X₁ bis X_n und Y₁ bis Y_n, die in den Seitenflächen 14 auftreten, unter einem zweiten Spaltwinkel γ von nicht mehr als 10° bezüglich der oberen und der unteren Hauptflächen 11, 12 angeordnet.

Der Schichtaufbau 2 weist, wie in Fig. 2 gezeigt, eine erste geschichtete Matrix M₁ mit den ersten parallelen Spaltebenen X₁ bis X_n und eine zweite geschichtete Ma­ trix M₂ mit zweiten parallelen Schichtebenen Y₁ bis Y_n auf, die sich unter einem kleinen Winkel zu den ersten Spaltebenen kreuzen. Durch die Kombination der ersten und der zweiten beschichteten Matrizen, die einander kreuzen, zeigt die Blockplatte eine erhöhte mechanische Festigkeit und Härte gegenüber einer externen Kraft, die aufgebracht wird, wenn die Platte in Stücke geschnitten wird oder bei thermischen Spannungen, die während der Verwendung des Materials aufgebracht werden.

Die Blockplatte 10, die durch die Verwendung einer Form 60 hergestellt worden ist, wie dies später erläutert werden wird, wird entlang paralleler Schneidebenen CP₁ und CP₂, wie dies durch die gepunkteten Linien in Fig. 1 gezeigt ist, in mehrere Stangen 20 geschnitten, die jeweils obere und untere Flächen 21 und 22 haben, die durch die oberen und unteren Flächen der Platte 10 defi­ niert sind, gegenüberliegende Seiten 23, die durch die Schneidebene CP₁ definiert werden und einander gegen­ überliegende longitudinale Enden 24, die durch die Schneidebenen CP₂ definiert sind. Jede der Stangen 20, die aus der Platte 10 ausgeschnitten ist, wird sodann auf den gegenüberliegenden Seiten 23 mit drei elektrisch leitenden Schichten 25, 26 und 27 belegt, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, die diese einzelnen Elektroden 25 ausbilden. Die Ablagerung wird durch Halten der Mehrzahl von Stangen 20 mit einem Rahmen 35 ausgeführt, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, so daß die dreischichtige Elek­ trode kontinuierlich entlang der wesentlichen Länge der Stange 20 lediglich mit Ausnahme für einen Endabschnitt zum Belassen von freien Abschnitten 29 auf den Längsabschnitten der Stange 20 gebildet, wie in Fig. 5 ge­ zeigt. Die dreischichtige Elektrode besteht aus einer ersten äußeren Schicht 25, die aus einem Material be­ steht, das ausgewählt ist aus einer ersten Gruppe beste­ hend aus Pb-Sn, Bi-Sn, Sb-Sn, Sn und Au für eine Lötver­ bindung der Stange mit einer äußeren elektrischen Schal­ tung, einer zweiten Zwischenschicht 26 aus einem Materi­ al. das ausgewählt ist aus einer zweiten Gruppe beste­ hend aus Ni und Al und einer dritten inneren Schicht 27 aus einem Material, das aus einer dritten Gruppe beste­ hend aus Mo und W gewählt ist. Die zweite und dritte Schicht werden ausgebildet, um die Diffusion der Be­ standteile des Halbleiterelements in die erste Schicht zu blockieren. Die erste Schicht 25, die aus dem obigen Material gefertigt ist, dient auch dazu, die Oxidation der gegenüberliegenden Seiten der Stangen, die durch die Schneidebenen definiert sind, zu verhindern. Die zweite elektrisch leitende Schicht 26 verhindert die Diffusion der Bestandteile aus der Stange hinaus, zusätzlich zu dem Bonden der ersten und der dritten elektrisch leiten­ den Schichten. Weiter hat die elektrisch leitende Schicht eine Dicke, die ausreichend größer ist als die dritte elektrisch leitende Schicht, um die mechanische Festigkeit zu erhöhen.

Die Stangen 20 vom P-Typ und vom N-Typ mit den so aufge­ brachten Elektroden 25 werden, wie in den Fig. 6, 7 und 9 gezeigt, durch Verlöten der Elektroden an die An­ schlüsse 41 eines Schaltungsmuster 41, das auf einem ke­ ramischen Substrat 50 aufgebracht ist, verlötet, um eine Kombination eines Heiz-Kühl-Moduls zu bilden. Die Stan­ gen 20 vom P-Typ und vom N-Typ sind in Reihen angeord­ net, wobei die Stangen vom P-Typ mit den Stangen vom N- Typ alternieren, wie in Fig. 6 gezeigt. Anschließend wird eine Schneideinheit 90 mit gleichmäßig beabstande­ ten Schneidelementen 91 in der Richtung rechtwinklig zu der Länge der Stange vorangeführt, um jede der Stangen 20 in eine Mehrzahl von diskreten Chips 30 zu schneiden.

Danach wird ein weiteres Substrat 51 mit einem ähnlichen Schaltmuster über die Chips 30 durch Verlöten plaziert, um eine Reihe von elektrischen Verbindungen der Chips 30 vom P-Typ und vom N-Typ zu halten, die in Reihen ange­ ordnet sind, wie in Fig. 9 gezeigt. Das Leitermuster 40 hat Leistungsanschlüsse 42, die angeschlossen sind, um einen elektrischen Strom durch die in Reihe verbundenen Chips 30 vom P-Typ und vom N-Typ zu führen, um so die eine der Flächen benachbart dem einen Substrat 50 aufzu­ wärmen und die andere Fläche benachbart dem anderen Sub­ strat 51 zu kühlen. Die freien Bereiche 29 an den longi­ tudinalen Enden der Stange 20 dort, wo keine Elektrode ausgebildet ist, werden von den Modulen entfernt. Die freien Bereiche 29 sind jedoch erforderlich, da sie durch Klauen ergriffen werden, wenn die Stangen auf dem Substrat 50 aufgebracht werden.

Es sollte hier erwähnt werden, daß das Schneiden der Blockplatte 10 entlang der zueinander rechtwinklig ver­ laufenden Schneidebenen CP₁ und CP₂ kaum einen Bruch entlang der Spaltebenen erzeugt, da die Spaltebenen im wesentlichen parallel zu den obe­ ren und den unteren Flächen des Spaltblocks 10 liegen. Es ist daher gut möglich, die fehlerfreien Stangen 20 einer gleichförmigen Länge mit einem erhöhten Ausbeute­ faktor zu gewinnen. Auch aus diesem Grund erfolgt das Schneiden der Stange 20 in die diskreten Chips 30 ent­ lang der Schneidebenen im wesentlichen senkrecht zu den Spaltebenen, so daß die sich ergebenden Chips erhalten bleiben und eine zuverlässige thermoelektrische Schal­ tung bilden.

Da die Stange 20 auf dem Modul montiert ist, wobei eine der Elektroden 25 an das Schaltmuster 40 des Moduls ge­ lötet ist, kann die Stange 20 angegeben werden mit einer Höhe (H), gemessen zwischen den gegenüberliegenden Seiten 23 und einer Breite (W), gemessen zwischen den gegenüber­ liegenden oberen und unteren Flächen 21 und 22. Die Stange 20, die in dem obigen Modul verwendet wird, hat vorzugsweise eine Länge (L) von etwa 30 bis 100 mm und eine Breite (W) von 0,5 bis 2,0 mm, und eine Höhe (H) von etwa 0,5 bis 2,0 mm. In Hinblick auf die oben be­ schriebene beabsichtigte Verwendung der Stange 20, geschnitten in we­ nigstens zwei Chips 30 mit einer quadratischen ebenen Ausbildung und auch im Hinblick auf das Er­ fordernis der freien Bereiche 29 zum Aufbringen der Stangen auf das Modul ist es jedoch ausreichend, daß ei­ ne Elektrodenlänge (E) der Stange wenigstens das Doppel­ te der Breite (W) beträgt und daß die gesamte Länge (L) der Stange wenigstens das Fünffache der Breite (W) be­ trägt. Diese Dimensionen sind natürlich lediglich bevor­ zugt und sollen den Schutzbereich der Erfindung nicht einschränken.

Die Gußform 60 weist, wie in den Fig. 10 und 11 ge­ zeigt ist, ein oberes Gesenk 61 und ein unteres Gesenk 62 auf, die beide aus Kohlenstoff bestehen, um eine fla­ che Gußhöhlung 63 zwischen diesen auszubilden. Die Füll­ öffnung 64 ist in dem oberen Gesenk 61 an einem longitu­ dinalen Ende der Höhlung 63 vorgesehen, um ein geschmol­ zenes Halbleitermaterial durch dieses in die Höhlung 63 einzugießen. Die Gußhöhlung 63 ist zwischen den gegen­ überliegenden flachen oberen und unteren Bodeninnenwan­ dungen 65 und 66 eingeschlossen. Zwischen dem oberen und dem unteren Gesenk ist ein länglicher Schlitz 75 ausge­ bildet, der sich von der anderen longitudinalen Ende Höhlung 63 in einer Richtung weg von der Höhlung 63 er­ streckt und in ein distales Ende 76 ausläuft. Der Schlitz 75 hat eine Öffnung 77 zur Kommunikation mit der Höhlung 63. Der Schlitz 75 hat eine Dicke, die in Rich­ tung auf das distale Ende 76 enger ist als an der Öff­ nung 77, während sowohl der Schlitz als auch die Höhlung so ausgebildet sind, daß sie entlang einer breiten Er­ streckung, das heißt senkrecht zu dem Papier von Fig. 11, eine gleichförmige Dicke hat. Die Öffnung 77 hat ei­ ne Dicke δ von 0,2 mm, die deutlich kleiner ist als die Dicke t der Höhlung, die 1,4 mm beträgt. Der Schlitz 75 hat eine Länge Ls, die so ausgewählt ist, daß die nach­ folgende Gleichung erfüllt, zusätzlich dazu, daß die Dicke δ der Öffnung erheblich kleiner ist als die Dicke t der Höhlung (δIt), um die beabsichtigte Schichtstruktur der Blockplatte zu bewirken.

Beispielsweise wird die Schlitzlänge Ls mit 7 mm ge­ wählt. Eine Beziehung zwischen der obigen Gleichung und einem genauen Mechanismus zum Bewirken der Schicht­ struktur, wie sie gewünscht ist, ist bisher nicht ver­ standen, die obige Beziehung hat sich durch Experimente ergeben.

Das geschmolzene Material wird zunächst in die Höhlung 63 eingefüllt und sodann dazu gezwungen, durch den Schlitz 75 in das distale Ende 76 zu dringen, wobei

tan^-1(δ/Λσ) < 7°

ein anfänglich eingefülltes Inertgas durch eine Trenn­ linie der Scheiben ausgedrückt wird. Die Scheiben werden auf einer Temperatur gehalten, die höher als die Schmelz­ temperatur des Materials ist, beispielsweise 550 bis 620°, durch erste und durch zweite Heizer 81 und 82, die jeweils benachbart zu dem distalen Ende und zu dem gegenüberliegenden longitudinalen Ende der Höhlung 63 angeordnet ist, als auch durch dritte und vierte Heizer 83, 84, die oberhalb bzw. unterhalb der Form 60 an­ geordnet sind, bis das geschmolzene Material den Schlitz 75 und die Höhlung 63 füllt. Danach wird wenig­ stens einer der Heizer 81 und 82 so gesteuert, daß ein Temperaturgradient erzeugt wird, der in Richtung auf das distale Ende 76 geringer ist als an der Öffnung 77, um die Kristallisation des Materials zunächst an dem distalen Ende 76 zu starten und die Kristallisation sodann entlang der Länge des Schlitzes 75 fortschreiten zu lassen. Das heißt, das Material wird zunächst an dem distalen Ende 76 verfestigt, um einen Keimort für die nachfolgende Kristallisation zu schaffen. Sodann wird die Kristallisation von dem Keimort aus gesteuert, um zunächst mit einer relativ hohen Rate und sodann mit einer geringen Rate fortzuschreiten, um eine Korngröße von etwa 2 bis 5 mm benachbart zu der Öffnung 77 zu erreichen, wie dies in den Fig. 15 und 16 gezeigt ist. Die Körner des kristallisierenden Materials sind sche­ matisch in Fig. 16 gezeigt. Danach erfolgt eine Steue­ rung, um einen Temperaturgradienten in der Richtung der Dicke der Form 60 mit einer Zone benachbart der Öffnung 77, das heißt an dem linken Ende der Höhlung 63 zu er­ zeugen, so daß die Temperatur in Richtung auf den Boden der Zone geringer ist als an dem oberen Bereich der Zone unmittelbar benachbart zu der Öffnung 77, um die Kristallisation des Materials innerhalb dieser Zone in Richtung der Dicke der Gußform, das heißt der sich ergebenden Blockplatte voranschreiten zu lassen. Die Zone hat eine Lange von etwa 3 mm von der Öffnung 77 und erstreckt sich entlang der Breite der Gußform 60 über 41 mm. Das Material wird in dieser 3 mm langen Zone entlang der Dicke der Gußform über etwa 2 Stunden kristallisiert.

Während der Kristallisation entlang der Dicke der Guß­ form wird einer oder werden dann mehrere der Heizer ge­ steuert, um eine im wesentlichen unveränderte Vertei­ lung der Temperatur entlang der Länge der Höhlung 63 zu erzeugen, in Abhängigkeit von dem Fortschritt der Kri­ stallisation entlang der Richtung. Mit diesem Ergebnis erhält die verfestigte Zone einen geschichteten Ursprung, von dem die Kristallisation des Materials entlang der Länge der Höhlung 63 fortschreitet, um den geschichteten Aufbau mit im wesentlichen parallelen Schichtebenen zu erreichen, wie gewünscht, in Abhän­ gigkeit von der nachfolgenden Steuerung der Verfesti­ gung des Materials in Längsrichtung der Höhlung. Das Material wird mit einer geringen Rate von lediglich 28 mm/h bei dieser aufeinanderfolgenden Kristallisation verfestigt, um das Material in etwa 16 Stunden voll­ ständig zu verfestigen, um eine Korngröße von etwa 10 bis 45 mm zu gewinnen. Es sollte diesbezüglich beachtet werden, daß eine Steuerung für die Heizer erfolgt, um keinen wesentlichen Temperaturgradienten entlang der Richtung der Breite der Höhlung zu bewirken, das heißt, entlang der Blockplatte während des oben beschriebenen Kristal­ lisationsvorgangs.

Obwohl der genaue Mechanismus nicht ausreichend er­ klärt werden kann, zeigt die sich ergebende Blockplatte 10, die aus der Form 60 entfernt wird, den Schichtauf­ bau, wie er oben unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 beschrieben worden ist. Es wird jedoch als von Bedeu­ tung angenommen, daß eine ausreichend grobe Korngröße erforderlich ist, die in dem Schlitz 75 gebildet wird, unmittelbar benachbart zu der Öffnung 77 und daß die Kristallisation des Materials in der Zone benachbart zu der Öffnung 77 innerhalb der Höhlung 63 in Richtung der Dicke der Form fortschreiten sollte, bevor die Kristal­ lisation in die Längsrichtung der Höhlung 63 erfolgt. Jedenfalls schreitet die anschließende Kristallisation infolge der Kristallisation von dem distalen Ende 76 und durch den Schlitz 75 und der Steuerung der Kristal­ lisation des Materials in der Zone benachbart zu der Öffnung 77 in der Richtung der Dicke der Gußform voran, setzt sich in der Richtung im wesentlichen parallel zu der oberen und der inneren Wandung 65 und 66 der Höhlung 63 fort, um die sieh Spaltebenen im wesentlichen parallel zu der unteren und der oberen Fläche der Blockplatte 10 zu be­ wirken. Während des obigen Kristallisationsvorgangs werden die Heizer 81 bis 84 gesteuert, um eine Kristal­ lisationsrate zu erreichen, die variiert, wenn die Kri­ stallisation sich in Längsrichtung der Höhlung 63 er­ streckt, wie dies in Fig. 15 gezeigt ist.

Es konnte bestätigt werden, daß bei der derart geformten Blockplatte im wesentlichen alle Spaltebenen einen er­ sten Spaltwinkel von 7° oder weniger haben und daß der zweite Spaltwinkel 5° oder weniger beträgt, wie dies durch die durchgezogene Linie (1) in Fig. 19 gezeigt ist (in der lediglich der erste Spaltwinkel gezeigt ist), sehr im Kontrast zu der gepunkteten Linie (3), die in Fig. 19 für die übliche thermoelektrische Plat­ te, bei der alle Spaltwinkel sehr gleichförmig verteilt sind, gezeigt ist.

Es hat sich tatsächlich gezeigt, daß die Blockplatte eine Dehnung von bis zu 0,6% hat, bis der Bruch auf­ tritt, wie dies durch (1) in Fig. 20 dargestellt ist, ganz im Gegensatz zu der vorbekannten Platte, die eine Dehnung von lediglich 0,25% zuläßt, wie dies in der Figur (3) angegeben ist. Bei der Blockplatte nach der vorliegenden Erfindung hat sich weiter ein verringerter Young-Modul ergegeben, der lediglich 3.700 bis 6.700 MPa beträgt, was eine verbesserte Zähigkeit ergibt, während die übliche Platte einen Wert von 7.700 bis 18.000 MPa zeigt. Es hat sich weiter, wie in Fig. 21 durch die runden Punkte gezeigt ist, ergeben, daß die Blockplatte nach der vorliegenden Erfindung eine über­ legene Kombination eines großen thermoelektrischen Werts des Indexes Z, der 2,7 × 14^-3 K^-1 oder mehr angibt und einer großen Maximaldehnung vor dem Bruch von we­ nigstens 0,5%. Der thermoelektrische Wert des Indexes Z ist definiert als

wobei α der Seebeck-Koeffizient (Volt/Kelvin), σ die elektrische Leitfähigkeit (S/m) und k die thermische Leitfähigkeit (W/mK) ist. Im Gegensatz dazu hat die übliche thermoelektrische Platte die Neigung der Abnah­ me der maximalen Dehnung vor dem Bruch mit einem zuneh­ menden thermoelektrischen Wert des Indexes Z, wie dies durch die dreieckigen Punkte in Fig. 21 angegeben ist und daher keine hohen Werte bezüglich dieser beiden Eigenschaften zeigt. Dies beruht vermutlich auf dem der üblichen Platte eigenen Aufbau, in dem die Spaltebenen unter unterschiedlichen Winkeln zufällig angeordnet sind. Im Gegensatz dazu kann die Blockplatte ein höhe­ res Dehnungsmaximum vor dem Bruch auch bei erhöhten thermoelektrischen Eigenschaften zeigen, wegen des Schichtaufbaus, bei dem die Spaltebenen gleichförmig verteilt sind, wie dies oben angegeben worden ist.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß ein erster Spaltwinkel von 26,4° oder weniger (wie dies durch die durchgezoge­ ne Linie (2) in Fig. 19 angegeben ist) und ein zweiter Spaltwinkel von 10° oder weniger sich als für die beab­ sichtigte Verwendung der Blockplatte als geeignet erwiesen hat. Diese können durch eine etwas grobe Steuerung der Heizer und eine grobe Ausbildung des Schlitzes erreicht werden. Der erste Spaltwinkel von 10° oder weniger und der zweite Spaltwinkel von 5° oder weniger sind bevorzugt in Hinblick auf die Kombination der Verfahrenseffizienz und der gewünschten Eigenschaf­ ten der Blockplatte. Natürlich kann erwartet werden, daß die Blockplatte bessere Eigenschaften hat, wenn der erste und der zweite Spaltwinkel klein sind.

Nach dem Entfernen der Blockplatte 10 aus der Gußform 60 wird diese in die Stangen 20 entlang der Ebenen CP₁ und CP₂ von Fig. 1 geschnitten, um die winkligen Endabschnitte freizulegen. In Hinblick darauf, daß die Chips 30, die von der Stange 20 abgeschnitten sind, einen elektrischen Strom sehen, der zwischen den Elektroden 25 entlang der Kristallisationsrichtung fließt, sind die thermoelektrischen Eigenschaften der Chips von der Kristallisationsrichtung abhängig. Da die Kristallisa­ tion im wesentlichen in derselben Richtung entlang der Länge der Höhlung 63 fortschreitet, kann die Stange 20, die aus der Blockplatte 10 ausgeschnitten ist, gleich­ förmige thermoelektrische Eigenschaften über die Länge der Stange haben, so daß die einzelnen Chips 30, die aus der Stange 20 ausgeschnitten sind, gleichförmige thermoelektrische Eigenschaften haben kann, was es ermöglicht, zuverlässige thermoelektrische Schaltmodule herzustellen.

Obwohl das obige Ausführungsbeispiel gezeigt ist unter Verwendung einer Gußform mit einem einzigen Schlitz 75 ist es in gleicher Weise möglich, eine Mehrzahl von Schlitzanordnungen entlang der Dicke der Gußform her­ zustellen. Es können auch ein oder mehrere Keimkristal­ le an dem distalen Ende des Schlitzes angeordnet sein statt der Ausbildung derartiger Kristalle durch anfäng­ liches Verfestigen des Materials. In einem solchen Fall ist die Gußform zusätzlich mit einer kleinen Falle 78 versehen, die mit dem distalen Ende 76 des Schlitzes 75 kommuniziert, um in dieser einen Keimkristall 79 aufzu­ nehmen, wie in Fig. 22 gezeigt. Der Keimkristall 79 kann durch das geschmolzene Material selbst gebildet werden, das bei dem vorangehenden Verfahren zum Her­ stellen der Blockplatte hergestellt und in der Falle 78 für den nachfolgenden Verfahrensschritt verblieben ist. Wenn der Keimkristall 79 verwendet wird, ist es bevor­ zugt, den Keimkristall ausreichend mit frischem geschmolzenem Material über eine relativ lange Zeitdauer ohne schnelles Verfestigen des Materials an dem dista­ len Ende 76 in Kontakt zu bringen.

Claims (13)

1. Blockplatte (10) aus einem kristallisierten spaltba­ ren thermoelektrischen Material, die im wesentlichen parallele, einander gegenüberliegende obere und un­ tere Hauptflächen (11, 12), einander gegenüberlie­ gende longitudinale Stirnflächen (13) und einander gegenüberliegende Seitenflächen (14) hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockplatte (10) einen ge­ schichteten Aufbau mit mindestens zwei verschieden orientierten Scharen von im wesentlichen parallelen Spaltebenen (X₁ bis X_n und Y₁ bis Y_n) hat, daß im we­ sentlichen alle Schnittlinien der Spaltebenen jeder Schar, die in den einander gegenüberliegenden Stirnflächen (13) auftreten, unter einem ersten Spaltwinkel (α bzw. β) von nicht mehr als 26,4° be­ züglich der oberen und der unteren Hauptflächen (11, 12) angeordnet sind und daß im wesentlichen alle Schnittlinien der Spaltebenen jeder Schar, die in den Seitenflächen (14) auftreten, unter einem zwei­ ten Spaltwinkel (γ) von nicht mehr als 10° bezüglich der oberen und der unteren Hauptflächen (11, 12) an­ geordnet sind.

2. Blockplatte (10) nach Anspruch 1, wobei der erste Spaltwinkel (α bzw. β) nicht mehr als 10° beträgt und der zweite Spaltwinkel (γ) nicht mehr als 5° be­ trägt.

3. Blockplatte (10) nach Anspruch 1, wobei die Block­ platte (10) eine Kristallisationsrichtung hat, die im wesentlichen rechtwinklig zu den longitudinalen Stirnflächen (13) und im wesentlichen parallel zu den einander gegenüberliegenden oberen und unteren Hauptflächen (11, 12) verläuft.

4. Blockplatte (10) nach Anspruch 1, wobei das spaltba­ re thermoelektrische Material kollektiv als A_V-B_Vi Komponenten aufweisend definiert ist, wobei A_V und B_Vi ein Material angibt, das aus den Gruppen V bzw. VI des periodischen Systems ausgewählt ist.

5. Blockplatte (10) nach Anspruch 1, wobei die Block­ platte (10) eine maximale Dehnung von wenigstens 0,5% vor dem Bruch und wenigstens 2,7 × 10^-3 K^-1 des thermoelektrsichen Wertes des Indexes Z aufweist, wobei Z durch die folgende Gleichung definiert ist:
wobei α der Seebeck-Koeffizient (Volt/Kevin), σ die elektrische Leitfähigkeit (S/m), und k die thermi­ sche Leitfähigkeit (W/mK) ist.

6. Rechteckige Stange (20), die aus einer Blockplatte (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 geschnitten ist, wobei die Stange gegenüberliegende obere und untere Flächen (21, 22), einander gegenüberliegende Seiten (23) und einander gegenüberliegende longitu­ dinale Enden (24) aufweist, wobei die einander ge­ genüberliegenden Seiten (23) durch Schnittebenen de­ finiert sind, entlang derer die Blockplatte (10) in die Stange (20) geschnitten ist und die Stange auf den gegenüberliegenden Seiten jeweils mit wenigstens einer elektrisch leitenden Schicht (25, 26, 27) aus­ gebildet ist.

7. Stange (20) nach Anspruch 6, wobei jede der einander gegenüberliegenden Seiten (23) in Form eines Recht­ ecks mit einer Länge (L) zwischen den einander ge­ genüberliegenden longitudinalen Enden (24) und einer Breite (W) zwischen der oberen und der unteren Flä­ che (11, 12) ausgebildet ist, wobei die elektrisch leitende Schicht (25) eine Elektrode definiert und zentral auf der einander gegenüberliegenden Seite (23) ausgebildet ist, um sich über die Elektroden­ länge (E) derart zu erstrecken, daß freie Bereiche (29) auf den longitudinalen Endbereichen jeder der einander gegenüberliegenden Seiten (23) verbleiben, wobei die Elektrodenlänge (E) wenigstens das Doppel­ te der Breite (W) und die Länge (L) wenigstens das Fünffache der Breite (W) beträgt.

8. Stange (20) nach Anspruch 6, wobei die eine elek­ trisch leitende Schicht (25) aus einem Material ge­ fertigt ist, das aus einer ersten Gruppe bestehend aus Pb-Sn, Bi-Ns, Sb-Sn, Sn und Au ausgewählt ist, eine weitere leitfähige Schicht (26) aus einem Material gefertigt ist, das aus einer zweiten Gruppe, be­ stehend aus Ni und Al, ausgewählt ist und unter dei einen elektrisch leitenden Schicht angeordnet ist, und einer weiteren elektrisch leitenden Schicht (27), die aus einem Material gefertigt ist, das aus einer dritten Gruppe, bestehend aus Mo und W, ausge­ wählt ist und unter der weiteren elektrisch leiten­ den Schicht (26) angeordnet ist.

9. Verfahren zum Herstellen einer Blockplatte (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Verfahren ge­ kennzeichnet ist durch die Verwendung einer Gußform (60) mit einer flachen Höhlung (63), einer Füllöff­ nung (64) an einem Längsende der Höhlung und wenig­ stens einem sich längs erstreckenden Schlitz (75), der sich von dem anderen Längsende der Höhlung in eine Richtung weg von der Höhlung (63) erstreckt und an einem distalen Ende (76) innerhalb der Gußform ausläuft, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

• - Einführen eines geschmolzenen Halbleitermaterials in die flache Höhlung (63) durch die Füllöffnung (64) und Eindringen des geschmolzenen Materials durch den Schlitz (75) zu dem distalen Ende (76)
• - Erlauben des Beginnens der Kristallisation des ge­ schmolzenen Materials an dem distalen Ende (76) und des Fortschreitens der Kristallisation des Ma­ terials entlang der Länge des Schlitzes (75), wo­ durch die Kristallisation des Materials innerhalb der Höhlung (63) im wesentlichen entlang der Längsrichtung erfolgt, um die Kristallisation der kristallisierten Blockplatte, die in der Höhlung ausgebildet ist, vorzugeben; und
• - Entfernen der kristallisierten Blockplatte (10) aus der Höhlung.

10. Verfahren zum Herstellen einer Blockplatte (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Verfah­ ren gekennzeichnet ist durch die Verwendung einer Gußform (60) mit einer flachen Höhlung (63), einer Füllöffnung (64) an einem Längsende der Höhlung und wenigstens einem sich längs erstreckenden Schlitz (75), der sich von dem anderen Längsende der Höhlung in eine Richtung weg von der Höhlung (63) erstreckt und an einem distalen Ende (76) innerhalb der Guß­ form ausläuft, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

• - Einführen eines geschmolzenen Halbleitermaterials in die flache Höhlung (63) durch die Füllöffnung (64) und Eindringen des geschmolzenen Materials durch den Schlitz (75) zu dem distalen Ende (76);
• - Erlauben des Beginnens der Kristallisation des ge­ schmolzenen Materials an dem distalen Ende (76) und des Fortschreitens der Kristallisation des Ma­ terials entlang der Länge des Schlitzes (75), wo­ durch die Kristallisation des Materials innerhalb der Höhlung (63) im wesentlichen entlang der Längsrichtung erfolgt, um die Kristallisation der kristallisierten Blockplatte, die in der Höhlung ausgebildet ist, vorzugeben; und
• - Schneiden der Platte (10) entlang der Ebenen senk­ recht zu der Kristallisationsrichtung in einer Mehrzahl von sich längs erstreckenden rechteckigen Stangen (20) mit einander gegenüberliegenden obe­ ren und unteren Flächen (21, 22), einander gegen­ überliegenden Seiten (23) und einander gegenübe­ liegenden longitudinalen Enden (24), wobei die einander gegenüberliegenden Seiten durch die Ebe­ nen definiert werden, in denen die Platte in die Stangen geschnitten wird.

11. Verfahren zum Herstellen einer Blockplatte (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Verfah­ ren gekennzeichnet ist durch die Verwendung einer Gußform (60) mit einer flachen Höhlung (63), einer Füllöffnung (64) an einem Längsende der Höhlung und wenigstens einem sich längs erstreckenden Schlitz (75), der sich von dem anderen Längsende der Höhlung in eine Richtung weg von der Höhlung (63) erstreckt und an einem distalen Ende (76) innerhalb der Guß­ form ausläuft, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

• - Einführen eines geschmolzenen Halbleitermaterials in die flache Höhlung (63) durch die Füllöffnung (64) und Eindringen des geschmolzenen Materials durch den Schlitz (75) zu dem distalen Ende (76);
• - Erlauben des Beginnens der Kristallisation des ge­ schmolzenen Materials an dem distalen Ende (76) und des Fortschreitens der Kristallisation des Ma­ terials entlang der Länge des Schlitzes (75), wo­ durch die Kristallisation des Materials innerhalb der Höhlung (63) im wesentlichen entlang der Längsrichtung erfolgt, um die Kristallisation der kristallisierten Blockplatte, die in der Höhlung ausgebildet ist, vorzugeben; und
• - Schneiden der Platte (10) entlang der Ebenen senk­ recht zu der Kristallisationsrichtung in einer Mehrzahl von sich längs erstreckenden rechteckigen Stangen (20) mit einander gegenüberliegenden obe­ ren und unteren Flächen (21, 22), einander gegen­ überliegenden Seiten (23) und einander gegenübe­ liegenden longitudinalen Enden (24), wobei die einander gegenüberliegenden Seiten durch die Ebe­ nen definiert werden, in denen die Platte in die Stangen geschnitten wird;
• - Bilden von elektrisch leitenden Schichten (25) je­ weils auf den einander gegenüberliegenden Seiten­ flächen der Stange; und
• - Schneiden der Stange (20) mit den elektrisch lei­ tenden Schichten (25) in eine Mehrzahl der Chips (30), die jeweils ein Paar von Elektroden (25) ha­ ben, die auf den elektrisch leitenden Schichten an den gegenüberliegenden Enden der Richtung des Kornwachstums ausgebildet sind.

12. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Schlitz (75) eine Öffnung (77) hat, die die Höhlung (73) an einem Ende entlang der Dicke der Höhlung (73) öffnet.

13. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Schlitz (75) eine Öffnung (77) hat, die die Höhlung (63) öffnet und der Schlitz (75) eine Dicke hat, die in Richtung auf das distale Ende (76) kleiner als die Öffnung (77) ist.