DE3935610A1 - Monolithic semiconductor chip mfd. in micro-mechanical manner - has Peltier element over thin diaphragm, whose cold side lies on substrate island - Google Patents

Monolithic semiconductor chip mfd. in micro-mechanical manner - has Peltier element over thin diaphragm, whose cold side lies on substrate island

Info

Publication number
DE3935610A1
DE3935610A1 DE3935610A DE3935610A DE3935610A1 DE 3935610 A1 DE3935610 A1 DE 3935610A1 DE 3935610 A DE3935610 A DE 3935610A DE 3935610 A DE3935610 A DE 3935610A DE 3935610 A1 DE3935610 A1 DE 3935610A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
substrate
chip according
membrane
silicon
peltier element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE3935610A
Other languages
German (de)
Inventor
Helmut Dipl Phys Dr Seidel
Gerhard Dr Mueller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Defence and Space GmbH
Original Assignee
Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Messerschmitt Bolkow Blohm AG filed Critical Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Priority to DE3935610A priority Critical patent/DE3935610A1/en
Priority to DE8915890U priority patent/DE8915890U1/de
Publication of DE3935610A1 publication Critical patent/DE3935610A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/38—Cooling arrangements using the Peltier effect
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/80—Constructional details
    • H10N10/81—Structural details of the junction
    • H10N10/817—Structural details of the junction the junction being non-separable, e.g. being cemented, sintered or soldered
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

The chip has thin diaphragm, made by anisotropic etching, either of substrate material or deposited on the substrate as a foil. Over the diaphragm a Peltier element is fitted whose cold side rests on an island region of the substrate. The hot side is secured on an outer, frame-shaped region of the substrate. Pref. segments of p- or n-doped semiconductors extend from the substrate outer frame to the inner island region, interconnected by metal bridges. The substrate material is typically formed by silicon, gallium arsenide, germanium or indium phosphide. The diaphragm is a dielectric layer e.g. of silicon oxide, or silicon nitride, or silicon carbide. ADVANTAGE - Integrated Peltier cooler e.g. for optoelectronic device such as laser.

Description

Die Erfindung betrifft einen auf mikromechanischem Wege hergestellten Chip insbesondere Halbleiter-Chip mit durch anisotropes Ätzen herge­ stellter dünner Membran bestehend aus Substratmaterial oder auf dem Substrat aufgebracht, insbesondere in Form einer Folie.The invention relates to a micromechanically produced Chip in particular semiconductor chip with anisotropic etching posed thin membrane consisting of substrate material or on the Applied substrate, especially in the form of a film.

Peltier-Kühler bestehen in der Regel aus einer Zusammenschaltung von n und p-dotierten Halbleitersegmenten, die mit Hilfe von Metallbrücken un­ tereinander verbunden werden. Bei Stromfluß entsteht dabei an einer Kon­ taktseite ein Abkühlungseffekt, während an der zweiten eine Erwärmung erfolgt. Eine bekannte Anordnung ist in Fig. 1a und Fig. 1b dargestellt. Das am meisten verwendete Halbleitermaterial ist dabei Wismuttellurid Bi2Te3, da es die günstigsten Gütezahlen, die aus der Thermokraft sowie der elektrischen und thermischen Leitfähigkeit ermittelt werden, besitzt.Peltier coolers usually consist of an interconnection of n and p-doped semiconductor segments, which are interconnected using metal bridges. When current flows, there is a cooling effect on one contact side, while heating takes place on the second. A known arrangement is shown in FIG. 1a and FIG. 1b. The most widely used semiconductor material is bismuth telluride Bi 2 Te 3 , since it has the most favorable quality figures, which are determined from thermal power and electrical and thermal conductivity.

Solche Kühler sind relativ große Gebilde (im cm Bereich), die nicht ohne weiteres miniaturisierbar sind.Such coolers are relatively large structures (in the cm range), which are not without are further miniaturizable.

Aufgabe dieser Erfindung ist es, einen auf mikromechanischem Wege herge­ stellten Chip mit monolithisch integrierbarem Peltier-Kühler zu schaf­ fen. Eine vorteilhafte Anwendung für ein solches Element ist ein Tau­ punktfühler, der in der Lage ist, mit sehr hoher Genauigkeit die absolu­ te Feuchte eines Gases, insbesondere der Luft zu bestimmen. Bis heute stehen nur sehr unbefriedigende Lösungen für miniaturisierte und kosten­ günstige Feuchtefühler (z. B. nach dem kapazitiven Prinzip) zur Verfü­ gung, die gewöhnlich sehr große Temperaturabhängigkeiten und Streuungen zeigen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Anwendung beschränkt, wie aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele hervorgeht.The object of this invention is to provide a micromechanical way provided chip with monolithically integrable Peltier cooler fen. An advantageous application for such an element is a rope point sensor that is able to measure the absolute to determine the moisture content of a gas, especially the air. Til today are only very unsatisfactory solutions for miniaturized and cost inexpensive humidity sensors (e.g. based on the capacitive principle) supply, usually very large temperature dependencies and scatter demonstrate. However, the invention is not limited to this application, as is apparent from the following description of the exemplary embodiments.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1a ein bekanntes Peltier-Element im Querschnitt, Fig. 1a, a known Peltier element in cross-section,

Fig. 1b ein bekanntes Peltier-Element in Draufsicht, Fig. 1b, a known Peltier element in plan view,

Fig. 2 eine Membran auf einem Substrat aufgebracht,Applied Fig. 2 is a membrane on a substrate,

Fig. 3 eine neue Peltier-Element-Anordnung auf einer Membran (als Sen­ sor), Fig. 3 is a new Peltier element array on a membrane (as sen sor),

Fig. 4 eine neue Peltier-Element-Anordnung in zweistufiger Ausführung (als hochempfindlicher Sensor) , Fig. 4 is a new Peltier element arrangement in two-stage configuration (as a highly sensitive sensor),

Fig. 5 einen integrierten Schaltkreis (IC) mit zusätzlich integriertem Peltier-Element, Fig. 5 an integrated circuit (IC) with additional integrated Peltier element,

Fig. 6 eine Laserdiode mit integriertem Peltier-Element. Fig. 6 shows a laser diode with an integrated Peltier element.

Das Peltier-Element ist so ausgelegt, daß es mit den in der Mikroelek­ tronik üblichen Fertigungsverfahren der Planartechnik herstellbar ist. Für die praktische Verwendung insbesondere als Taupunktfühler wird es auf einer abgedünnten Folie 1 angeordnet, um eine möglichst optimale thermische Isolation und eine sehr geringe thermische Masse zu er­ reichen. Eine solche dünne Membran in Form einer Folie 1 soll mit den anisotropen Ätzverfahren der Mikromechanik hergestellt werden. Eine schematische Darstellung des Querschnittes zeigt Fig. 2. Als Substrat 2 wird vorzugsweise Silizium verwendet, aber auch andere Halbleiterma­ terialien, wie z. B. GaAs oder Germanium sind geeignet. Die Membran kann aus einer dielektrischen Schicht, wie z.B. SiO2 oder Si3N4,oder aus Silizium selbst bestehen. Im letzteren Fall müßte aus Gründen der elektrischen Isolierung allerdings noch ein Dielektrikum auf der Sili­ ziummembran angebracht werden. Typische Dicken solcher Membranen liegen im Bereich von 0,1-5 µm. The Peltier element is designed in such a way that it can be manufactured using the usual manufacturing methods of planar technology in microelectronics. For practical use, in particular as a dew point sensor, it is arranged on a thinned film 1 in order to achieve the best possible thermal insulation and a very low thermal mass. Such a thin membrane in the form of a film 1 is to be produced using the anisotropic etching processes of micromechanics. A schematic representation of the cross section is shown in FIG. 2. Silicon is preferably used as the substrate 2 , but also other semiconductor materials, such as, for. B. GaAs or germanium are suitable. The membrane can consist of a dielectric layer, such as SiO 2 or Si 3 N 4 , or of silicon itself. In the latter case, however, a dielectric would have to be attached to the silicon membrane for reasons of electrical insulation. Typical thicknesses of such membranes are in the range of 0.1-5 µm.

Eine Draufsicht des Peltier-Elementes ist in Fig. 3 dargestellt. In ei­ ner näherungsweise konzentrischen Anordnung sollen jeweils p- bzw. n-do­ tierte Halbleiterbahnen 3, 4 zum Zentrum der Membran laufen und dort mit Metallbrücken verbunden werden. Damit werden alle kalten Punkte des Pel­ tierelementes auf der Membran in einem zentralen Bereich/Insel 5 konzen­ triert, während die warmen Stellen, die ebenfalls mit Metallbrücken ver­ bunden sind, außerhalb der Membran in einen Rahmenbereich 6 gelegt wer­ den, wo aufgrund des dicken Substrates die auftretende Wärme gut abge­ führt werden kann. Die Halbleiterschichten 3, 4 werden aufgrund der ver­ wendbaren Abscheidetechniken (LP/CVD, oder Plasmaabscheidung) im allge­ meinen polykristallin oder amorph werden. Als Schichten-Material bietet sich aufgrund seiner Kompatibilität mit anderen Prozessen wiederum Sili­ zium an erster Stelle an, das z. B. mit Hilfe der Ionenimplantation in der gewünschten Weise dotiert werden kann (z. B. Bor für p-Typ, Phosphor für n-Typ). Grundsätzlich ist es auch möglich, eine Dünnfilmanordnung von Wismuttellurid zu verwenden, das im Vergleich zu Silizium bessere Gütezahlen aufweist, jedoch sind hier wesentlich größere Kompatibili­ tätsprobleme zu erwarten.A top view of the Peltier element is shown in FIG. 3. In an approximately concentric arrangement, p- and n-doped semiconductor tracks 3 , 4 should run to the center of the membrane and be connected there with metal bridges. This means that all cold points of the animal element on the membrane are concentrated in a central area / island 5 , while the warm spots, which are also connected with metal bridges, are placed outside the membrane in a frame area 6 , where due to the thick substrate the heat can be dissipated well. The semiconductor layers 3 , 4 will generally be polycrystalline or amorphous due to the applicable deposition techniques (LP / CVD, or plasma deposition). As a layer material, because of its compatibility with other processes, silicon is again the first choice. B. can be doped with the aid of ion implantation in the desired manner (z. B. boron for p-type, phosphorus for n-type). In principle, it is also possible to use a thin film arrangement of bismuth telluride which has better quality figures than silicon, but much greater compatibility problems are to be expected here.

Die Funktionsweise eines Taupunktfühlers nach Fig. 3 besteht darin, daß durch das Peltier-Element 3, 4 auf der dünnen Folie 1 eine lokale Abküh­ lung erfolgt, die schließlich beim Erreichen des Taupunktes zum Auskon­ densieren der Feuchtigkeit führt. Da bei der Kondensation eine relativ große Wärmemenge frei wird, bedeutet das, daß die Membran 1 nicht weiter heruntergekühlt werden kann. Somit genügt das Messen der Temperatur auf der Membran zur Ermittlung der Taupunkttemperatur, die bei bekannter Um­ gebungstemperatur in eine relative Feuchte umgerechnet werden kann. Die Temperaturmessung kann mit einem speziell für diesen Zweck aufgebrachten Temperaturfühler 7 erfolgen (z. B. Platin-Meßwiderstand), oder auch durch Ermittlung des elektrischen Widerstandes des Peltier-Elementes 3, 4 selbst, mit Hilfe elektrischer Leiterbahnen 8 und Kontaktpunkten (Bond pads) 9. The operation of a dew point sensor of FIG. 3 is that carried out by the Peltier element 3, 4 on the thin film 1 a local lung cool down that leads eventually upon reaching the dew point to condense the moisture Auskon. Since a relatively large amount of heat is released during the condensation, this means that the membrane 1 cannot be cooled further. Measuring the temperature on the membrane is therefore sufficient to determine the dew point temperature, which can be converted into a relative humidity if the ambient temperature is known. The temperature measurement can be carried out using a temperature sensor 7 which has been specially fitted for this purpose (e.g. platinum measuring resistor), or also by determining the electrical resistance of the Peltier element 3 , 4 itself, using electrical conductor tracks 8 and contact points (bond pads) 9.

Für Anwendungen, wo besonders große Temperaturdifferenzen erforderlich sind, ist es auch möglich, eine zweistufige Anordnung des Peltier-Ele­ mentes vorzusehen, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist. Dabei wird kon­ zentrisch um das erste Peltierelement 3, 4 herum ein zweites 10, 11 an­ geordnet, so daß die warme Seite des inneren Elementes 3, 4 von der kal­ ten Siete des äußeren 10, 11 gekühlt wird.For applications where particularly large temperature differences are required, it is also possible to provide a two-stage arrangement of the Peltier elements, as shown in FIG. 4. In this case, a second 10, 11 is arranged centrally around the first Peltier element 3 , 4 , so that the warm side of the inner element 3 , 4 is cooled by the cold th tube of the outer 10, 11.

Mit vorliegender Erfindung ist es auch möglich, Halbleiter/IC-Chips in planarer Anordnung und mit guter Kompatibilität zu den üblichen Prozes­ sen der Mikroelektronik mit Peltier-Kühlern zu integrieren.With the present invention, it is also possible to use semiconductor / IC chips in planar arrangement and with good compatibility to the usual processes microelectronics with Peltier coolers.

Eine Anwendung ist die Kühlung von mikroelektronischen Schaltungen mit hoher Leistungsaufnahme, z. B. für Höchstgeschwindigkeitslogik. Eine da­ für geeignete Anordnung zeigt Fig. 5. Die elektronische Schaltung befin­ det sich auf einer Substratinsel 5, die über eine dünne Membran 1 mit einem Substratrahmen 6 verbunden, aber dadurch weitgehend thermisch ent­ koppelt ist. Über der Membran 1 befindet sich ein Peltier-Element 12, 13, dessen kalte Seite auf der Substratinsel liegt, während die warme Seite auf dem äußeren Substratrahmen liegt, so daß darüber die entstehen­ de Wärme abgeführt werden kann.One application is the cooling of microelectronic circuits with high power consumption, e.g. B. for maximum speed logic. A suitable arrangement is shown in FIG. 5. The electronic circuit is located on a substrate island 5 , which is connected to a substrate frame 6 via a thin membrane 1 , but is thereby largely thermally decoupled. Above the membrane 1 there is a Peltier element 12 , 13 , the cold side of which lies on the substrate island, while the warm side lies on the outer substrate frame, so that the heat generated can be dissipated.

Eine ähnliche Ausführung ist anwendbar für die integrierte Kühlung von optoelektronischen Bauelementen, insbesondere von Halbleiter-Laserdio­ den, siehe Fig. 6. Dort ist eine sehr hohe Temperaturkonstanz gefordert, die nur mit einer aktiven Temperaturregelung erfüllt werden kann. Mit Hilfe der Erfindung ist es möglich, eine komplette Kühleinheit mit Tem­ peratursensor und Regelelektronik zusammen mit der Laserdiode zu inte­ grieren. Laserdioden werden im allgemeinen aus Verbindungshalbleitern, wie z. B. GaAs oder InP aufgebaut.A similar embodiment can be used for the integrated cooling of optoelectronic components, in particular semiconductor laser diodes, see FIG. 6. A very high temperature consistency is required there, which can only be achieved with active temperature control. With the help of the invention, it is possible to integrate a complete cooling unit with temperature sensor and control electronics together with the laser diode. Laser diodes are generally made of compound semiconductors, such as. B. GaAs or InP built.

In Fig. 6 ist die optische Bank 1 aus Halbleiter-Substrat mit Halterung 28 für Teile der Optik, wie Spiegel 23, Linsen 24 ersichtlich. Dazu sind die Halteteile 28 so ausgebildet, daß diese aus je zwei Balken in Form der V-Gräben 2′ kreuzförmig (ineinander) z. B. elektrisch, magnetisch, fluidisch (mittels Überdruck/Unterdruck) in der Leitung 29 verschiebbar und/oder versetzbar sind (vgl. die Pfeile für mögliche Schiebebewegung in X-Y-Richtung). Die optischen Teile 23, 24, 25 sind kardanisch aufge­ hängt und sind von Aktuatoren 27 bewegbar, insbesondere schwenkbar, drehbar, längs und/oder quer, sowie relativ zu anderen Komponenten, Tei­ len, Elementen des Systems und der Basis 1′, auch auf andere Niveaus (Z-Richtung). Ein Photoelement 21 dient zur Leistungsregelung der Laser­ diode 1′′ mit Hilfe des Halbleiters 10′′.In FIG. 6, the optical bench 1 of semiconductor substrate holder 28 for parts of the optics, such as mirrors 23, lens 24 is seen. For this purpose, the holding parts 28 are designed so that they each have two bars in the form of the V-trenches 2 'cross-shaped (one inside the other) z. B. electrically, magnetically, fluidically (by means of overpressure / underpressure) in line 29 and / or displaceable (see. The arrows for possible sliding movement in the XY direction). The optical parts 23 , 24 , 25 are gimbaled and are movable by actuators 27 , in particular pivotable, rotatable, longitudinally and / or transversely, and relative to other components, parts, elements of the system and the base 1 ', also on other levels (Z direction). A photo element 21 is used to control the power of the laser diode 1 '' with the aid of the semiconductor 10 ''.

Die Aktuatoren/Stellantriebe (elektrisch, magnetisch, fluidisch) und/oder Justierhilfen und/oder Regelung für Positionsänderungen ein­ zelner Bauelemente/Bauteile wie Laserdiode 1′′/Halbleiter 10′′, IC,s u. a. und ihre Steuerung können vom Fachmann je nach Anwendungsfall der Erfindung ausgewählt und daran angepaßt werden. Gleiches gilt für die Kühlung, Wärmeabfuhr, Wärmesenke, ohne auf die beschriebenen Ausführun­ gen beschränkt zu sein.The actuators / actuators (electrical, magnetic, fluidic) and / or adjustment aids and / or control for changes in position of individual components / components such as laser diode 1 '' / semiconductor 10 '', IC, s and others and their control can be carried out by a specialist depending on the application selected and adapted to the invention. The same applies to the cooling, heat dissipation, heat sink, without being limited to the versions described.

Claims (11)

1. Auf mikromechanischem Wege hergestelltes monolithisches Bauele­ ment insbesondere Halbleiter-Chip mit durch anisotropes Ätzen herge­ stellter dünner Membran bestehend aus Substratmaterial oder auf dem Sub­ strat aufgebracht, insbesondere in Form einer Folie, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich über der Membran ein Peltier-Element befindet, des­ sen kalte Seite auf einem inselartigen Bereich des Substrats liegt, wäh­ rend die warme Seite auf einem äußeren rahmenartigen Bereich des Sub­ strats angeordnet ist.1. Micromechanically manufactured monolithic component, in particular a semiconductor chip with a thin membrane produced by anisotropic etching, made of substrate material or applied to the substrate, in particular in the form of a film, characterized in that a Peltier element is located above the membrane is located, whose cold side lies on an island-like area of the substrate, while the warm side is arranged on an outer frame-like area of the substrate. 2. Chip nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich Segmente von p- bzw. n-dotierten Halbleitern vom äußeren Rahmen des Substrats bis zum inneren inselartigen Bereich des Substrats erstrecken und unterein­ ander mit Metallbrücken verbunden werden.2. Chip according to claim 1, characterized in that there are segments of p- or n-doped semiconductors from the outer frame of the substrate to extend to the inner island-like region of the substrate and underneath be connected with metal bridges. 3. Chip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Substrat Materialien die Halbleiter Silizium, Gal­ liumarsenid, Germanium oder Indiumphosphid angewandt sind.3. Chip according to one of the preceding claims, characterized records that the semiconductor silicon, Gal lium arsenide, germanium or indium phosphide are used. 4. Chip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Membran aus einer dielektrischen Schicht wie z.B. Si­ liziumdioxid oder Siliziumnitrid, Siliziumkarbid, Diamant, Siliziumkar­ bonitrid besteht oder aus einem der Substratmaterialien nach Anspruch 3, insbesondere als Folie in einer Dicke von 0,1-5 µm, und auf mikro­ mechanischem Weg hergestellt wurde.4. Chip according to one of the preceding claims, characterized indicates that the membrane is made of a dielectric layer such as e.g. Si silicon dioxide or silicon nitride, silicon carbide, diamond, silicon car bonitrid consists or of one of the substrate materials according to claim 3, especially as a film in a thickness of 0.1-5 µm, and on micro mechanical way was established. 5. Chip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Membran mit dem Substrat anodisch verbunden ist. 5. Chip according to one of the preceding claims, characterized records that the membrane is anodically connected to the substrate.   6. Chip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Peltier-Element in abwechselnd zwischen Metallbrücken angeordnete p- bzw. n-dotierte Bereich aufgeteilt ist und diese in Dünn­ schichttechnik abgeschieden sind, insbesondere durch Niederdruck Ab­ scheidung auf physikalischem oder chemischem Wege (LPCVD) oder Plasma­ abscheidung (PECV D), wobei die Dotierung insbesondere mit Hilfe der Ionenimplantation durchgeführt wird.6. Chip according to one of the preceding claims, characterized records that the Peltier element alternates between metal bridges arranged p- or n-doped region is divided and this into thin layer technology are deposited, especially by low pressure Ab Divorce by physical or chemical means (LPCVD) or plasma deposition (PECV D), the doping in particular with the aid of Ion implantation is carried out. 7. Chip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Temperatur-Meßwiderstand, insbesondere ein Platin­ meßwiderstand ebenfalls in Dünnschichttechnik aufgebracht ist auf dem Inselbereich (Membran) im Zentrum des Chips.7. Chip according to one of the preceding claims, characterized records that a temperature measuring resistor, especially a platinum measuring resistor is also applied in thin-film technology on the Island area (membrane) in the center of the chip. 8. Verwendung eines Chips nach einem der vorhergehenden Ansprüche für Sensoren mit integriertem Kühler, insbesondere Taupunktsensoren.8. Use of a chip according to one of the preceding claims for sensors with integrated cooler, especially dew point sensors. 9. Chip nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Pel­ tier-Element 2-stufig einander umgebend angeordnet ist.9. Chip according to claim 8, characterized in that the pel tier element is arranged in two stages surrounding each other. 10. Chip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung für integrierte Schaltkreise die von einem Pel­ tier-Kühlelement kühlbar sind.10. Chip according to one of the preceding claims, characterized through the use of integrated circuits from a Pel tier cooling element can be cooled. 11. Chip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung bei Halbleiterlaserdioden, die mit Hilfe eines Pel­ tier-Elementes gekühlt werden und sowohl einen Temperatursensor als auch eine Temperaturregelung aufweisen.11. Chip according to one of the preceding claims, characterized due to the use in semiconductor laser diodes, which are developed using a Pel tier element are cooled and both a temperature sensor as well have a temperature control.
DE3935610A 1989-10-26 1989-10-26 Monolithic semiconductor chip mfd. in micro-mechanical manner - has Peltier element over thin diaphragm, whose cold side lies on substrate island Ceased DE3935610A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3935610A DE3935610A1 (en) 1989-10-26 1989-10-26 Monolithic semiconductor chip mfd. in micro-mechanical manner - has Peltier element over thin diaphragm, whose cold side lies on substrate island
DE8915890U DE8915890U1 (en) 1989-10-26 1989-10-26

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3935610A DE3935610A1 (en) 1989-10-26 1989-10-26 Monolithic semiconductor chip mfd. in micro-mechanical manner - has Peltier element over thin diaphragm, whose cold side lies on substrate island

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3935610A1 true DE3935610A1 (en) 1991-05-02

Family

ID=6392222

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3935610A Ceased DE3935610A1 (en) 1989-10-26 1989-10-26 Monolithic semiconductor chip mfd. in micro-mechanical manner - has Peltier element over thin diaphragm, whose cold side lies on substrate island
DE8915890U Expired - Lifetime DE8915890U1 (en) 1989-10-26 1989-10-26

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE8915890U Expired - Lifetime DE8915890U1 (en) 1989-10-26 1989-10-26

Country Status (1)

Country Link
DE (2) DE3935610A1 (en)

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4116322A1 (en) * 1991-05-16 1991-10-31 Ermic Gmbh Measuring device for dew point and atmos. compsn. - comprises integrated chip with multicomponent sensor and provision for selective attachment of cooling or heating element
DE4104327A1 (en) * 1991-02-13 1992-08-20 Fraunhofer Ges Forschung Peltier element for heat removal from silicon@ dice - is formed on a cantilevered part of a silicon substrate to avoid the degradation caused by a cooling substrate
DE4211899A1 (en) * 1992-04-09 1993-10-21 Deutsche Aerospace Process for the production of a microsystem and the formation of a microsystem laser
DE4212777A1 (en) * 1992-04-16 1993-10-28 Rohde & Schwarz Laser diode temp. regulating system for atom resonance device, esp. atomic frequency standard - has Peltier heat-sink and additional, short time constant, heater in same temp. regulator circuit.
DE4429582A1 (en) * 1994-08-19 1996-02-22 Draegerwerk Ag Radiation source for a measuring system
GB2328556A (en) * 1997-08-21 1999-02-24 Univ Cardiff Thermoelectric cooler for semiconductor devices
EP0935297A1 (en) * 1998-02-06 1999-08-11 Imra Europe S.A. A peltier effect thermoelectric module
DE10009899A1 (en) * 2000-03-01 2001-11-22 Jochen Straehle Integrated active semiconductor component cooling element has coupling coating between cooling element and semiconducting chip consisting of one or more layers of metallisation
DE10113190A1 (en) * 2001-03-19 2002-10-02 Hahn Schickard Ges Moisture sensor comprises a membrane, a support for the membrane, an element for cooling the support and the membrane, a device for heating the membrane, and a device for determining a change of the precipitation state on the membrane
DE10150078A1 (en) * 2001-06-14 2002-12-19 Consens Gmbh Precipitation sensor device for motor vehicle windscreen has a combination of temperature sensors, heaters and coolers that enables the reliable detection of both solid and liquid precipitation independently of surface dirt
WO2003069744A1 (en) * 2002-02-14 2003-08-21 Infineon Technologies Ag Optoelectronic component with a peltier cooler
WO2003086955A1 (en) * 2002-04-12 2003-10-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Method and device for operating a micromechanical element
US6818470B1 (en) 1998-09-30 2004-11-16 Infineon Technologies Ag Process for producing a thermoelectric converter
WO2005036642A2 (en) * 2003-10-08 2005-04-21 Intel Corporation (A Delaware Corporation) A microelectronic assembly having thermoelectric elements to cool a die and a method of making the same
WO2006029848A1 (en) * 2004-09-14 2006-03-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V Device for measuring at least one gas component
WO2009038706A2 (en) * 2007-09-17 2009-03-26 Lucent Technologies Inc. Cooling hot-spots by lateral active heat transport
US7825324B2 (en) 2006-12-29 2010-11-02 Alcatel-Lucent Usa Inc. Spreading thermoelectric coolers
DE102013107852A1 (en) * 2013-07-23 2015-01-29 Osram Oled Gmbh A method of manufacturing an electronic component device and electronic component device
CN109073578A (en) * 2016-02-25 2018-12-21 ams有限公司 Cmos compatible dew point transducer device and the method for determining dew point

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4558342A (en) * 1983-05-31 1985-12-10 Rockwell International Corporation Thermoelectric infrared detector array

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4558342A (en) * 1983-05-31 1985-12-10 Rockwell International Corporation Thermoelectric infrared detector array

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GB-Z.: Energy Conversion, Bd. 8, 1968, S. 65-69 *
US-Z.: IEEE Transactions on Electron Devices, Bd. ED-29, 1982, Nr. 1, S. 14-22 *

Cited By (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4104327A1 (en) * 1991-02-13 1992-08-20 Fraunhofer Ges Forschung Peltier element for heat removal from silicon@ dice - is formed on a cantilevered part of a silicon substrate to avoid the degradation caused by a cooling substrate
DE4116322A1 (en) * 1991-05-16 1991-10-31 Ermic Gmbh Measuring device for dew point and atmos. compsn. - comprises integrated chip with multicomponent sensor and provision for selective attachment of cooling or heating element
DE4116322C2 (en) * 1991-05-16 1998-08-06 Ct Fuer Intelligente Sensorik Device for measuring dew point temperature and condensation
DE4211899A1 (en) * 1992-04-09 1993-10-21 Deutsche Aerospace Process for the production of a microsystem and the formation of a microsystem laser
DE4211899C2 (en) * 1992-04-09 1998-07-16 Daimler Benz Aerospace Ag Microsystem laser arrangement and microsystem laser
DE4212777A1 (en) * 1992-04-16 1993-10-28 Rohde & Schwarz Laser diode temp. regulating system for atom resonance device, esp. atomic frequency standard - has Peltier heat-sink and additional, short time constant, heater in same temp. regulator circuit.
DE4429582A1 (en) * 1994-08-19 1996-02-22 Draegerwerk Ag Radiation source for a measuring system
DE4429582C2 (en) * 1994-08-19 1998-02-26 Draegerwerk Ag Radiation source for a measuring system
GB2328556A (en) * 1997-08-21 1999-02-24 Univ Cardiff Thermoelectric cooler for semiconductor devices
EP0935297A1 (en) * 1998-02-06 1999-08-11 Imra Europe S.A. A peltier effect thermoelectric module
US6818470B1 (en) 1998-09-30 2004-11-16 Infineon Technologies Ag Process for producing a thermoelectric converter
DE10009899A1 (en) * 2000-03-01 2001-11-22 Jochen Straehle Integrated active semiconductor component cooling element has coupling coating between cooling element and semiconducting chip consisting of one or more layers of metallisation
DE10113190A1 (en) * 2001-03-19 2002-10-02 Hahn Schickard Ges Moisture sensor comprises a membrane, a support for the membrane, an element for cooling the support and the membrane, a device for heating the membrane, and a device for determining a change of the precipitation state on the membrane
DE10113190B4 (en) * 2001-03-19 2007-08-02 Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V. Humidity sensor based on a dew point principle based on a thin membrane
DE10150078A1 (en) * 2001-06-14 2002-12-19 Consens Gmbh Precipitation sensor device for motor vehicle windscreen has a combination of temperature sensors, heaters and coolers that enables the reliable detection of both solid and liquid precipitation independently of surface dirt
WO2003069744A1 (en) * 2002-02-14 2003-08-21 Infineon Technologies Ag Optoelectronic component with a peltier cooler
WO2003086955A1 (en) * 2002-04-12 2003-10-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Method and device for operating a micromechanical element
WO2005036642A3 (en) * 2003-10-08 2005-08-25 Intel Corp A microelectronic assembly having thermoelectric elements to cool a die and a method of making the same
WO2005036642A2 (en) * 2003-10-08 2005-04-21 Intel Corporation (A Delaware Corporation) A microelectronic assembly having thermoelectric elements to cool a die and a method of making the same
US7537954B2 (en) 2003-10-08 2009-05-26 Intel Corporation Microelectronic assembly having thermoelectric elements to cool a die and a method of making the same
WO2006029848A1 (en) * 2004-09-14 2006-03-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V Device for measuring at least one gas component
US7825324B2 (en) 2006-12-29 2010-11-02 Alcatel-Lucent Usa Inc. Spreading thermoelectric coolers
WO2009038706A2 (en) * 2007-09-17 2009-03-26 Lucent Technologies Inc. Cooling hot-spots by lateral active heat transport
WO2009038706A3 (en) * 2007-09-17 2009-05-14 Lucent Technologies Inc Cooling hot-spots by lateral active heat transport
DE102013107852A1 (en) * 2013-07-23 2015-01-29 Osram Oled Gmbh A method of manufacturing an electronic component device and electronic component device
CN109073578A (en) * 2016-02-25 2018-12-21 ams有限公司 Cmos compatible dew point transducer device and the method for determining dew point
US11002696B2 (en) 2016-02-25 2021-05-11 Sciosense B.V. CMOS-compatible dew point sensor device and method of determining a dew point
US11525793B2 (en) 2016-02-25 2022-12-13 Sciosense B.V. CMOS compatible dew point sensor device and method of determining a dew point

Also Published As

Publication number Publication date
DE8915890U1 (en) 1992-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3935610A1 (en) Monolithic semiconductor chip mfd. in micro-mechanical manner - has Peltier element over thin diaphragm, whose cold side lies on substrate island
US6851849B2 (en) Method and apparatus for temperature measurement, and thermal infrared image sensor
EP0660096B1 (en) Microvacuumsensor
EP3380820B1 (en) Thermal infrared-sensorarray in wafer-level-package
EP2847561B1 (en) Ir thermopile detector
US7763947B2 (en) Piezo-diode cantilever MEMS
US5289721A (en) Semiconductor pressure sensor
DE4102524C2 (en) Infrared sensor
DE10053326A1 (en) Micro-mechanical component for sensing dew point contains membrane and porous material thermal insulating zone membrane support
WO1998036247A1 (en) Flow sensor component
EP1902282B1 (en) Sensor
WO2006122529A2 (en) Thermopile infrared sensor array
EP2348294A1 (en) Thermopile infrared sensor in monolithic silicium microstructure
EP3472583A1 (en) Thermopile infrared individual sensor for measuring temperature or detecting gas
CN104316210A (en) Electric element, integrated element and electronic circuit
EP1389307B1 (en) Sensor arrangement, in particular micro-mechanical sensor arrangement
EP1144976A1 (en) Method of producing a micromechanical structure for a micro-electromechanical element
FR2599833A1 (en) INTEGRATED SILICON MECHANICAL SIZE SENSOR AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
JP3366590B2 (en) Temperature measuring device, thermal infrared image sensor and temperature measuring method
DE102008002157A1 (en) Sensor element to spectroscopically measure infrared radiation, comprises substrate, membrane formed on substrate upper side, cavity formed below the membrane in the substrate, thermopile structure, filtering device, and thermopile cells
DE102015121625A1 (en) Method for producing a pressure measuring device
DE10113190B4 (en) Humidity sensor based on a dew point principle based on a thin membrane
DE4091364C1 (en)
Fujii et al. Fabrication of microdiaphragm pressure sensor utilizing micromachining
DE4104327C2 (en) Device for heat dissipation in a chip by means of a cooling point designed as a Peltier element and method for production

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8131 Rejection