JP2011014862A - 熱電素子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】熱電素子を提供する。第1電極及び第2電極が提供され、第1電極上に少なくとも一つ以上の第1半導体パターン及び少なくとも一つ以上の第1障壁パターンとを含む第1レッグが提供され、第2電極上に少なくとも一つ以上の第2半導体パターン及び少なくとも一つ以上の第2障壁パターンを含む第2レッグが提供され、第1レッグ及び第2レッグ上に共通電極が提供される。第1障壁パターンの熱伝導度は、第1半導体パターンの熱伝導度より小さく、第2障壁パターンの熱伝導度は、第2半導体パターンの熱伝導度より小さい。第1障壁パターンの電気伝導度は、第1半導体パターンの以上であり、第2障壁パターンの電気伝導度は、第2半導体パターンの以上である。第1及び第2障壁パターンは、第1及び第2半導体パターンとオームコンタクトを形成する。
【選択図】図1
Description
図1乃至図13は、本発明の第1実施形態による熱電素子及びその製造方法を説明するための断面図である。
図14乃至図20は、本発明の第2実施形態による熱電素子及びその製造方法を説明するための断面図である。熱電素子の形成順序及び電極の分離形態を除外すると、この実施形態は上述された第1実施形態と類似である。従って、説明の簡潔さのために重複する技術的な特徴に対する説明は後述で省略される。
図21は、本発明の第3実施形態による熱電素子及びその製造方法を説明するための断面図である。レッグの個数、障壁パターンの個数の差を除外すると、この実施形態は上述された第1実施形態と類似である。従って、説明の簡潔さのために重複する技術的な特徴に対する説明は後述で省略される。
110 第1電極
150 第2電極
111 第1レッグ
151 第2レッグ
126 第1障壁パターン
166 第2障壁パターン
180 絶縁層
190 共通電極
Claims (20)
- 第1電極及び第2電極と、
前記第1電極上に提供され、少なくとも一つ以上の第1半導体パターン及び少なくとも一つ以上の第1障壁パターンを含む第1レッグと、
前記第2電極上に提供され、少なくとも一つ以上の第2半導体パターン及び少なくとも一つ以上の第2障壁パターンを含む第2レッグと、
前記第1レッグ及び前記第2レッグ上に提供される共通電極と、を含み、
前記第1障壁パターンの熱伝導度は、前記第1半導体パターンの熱伝導度より小さく、前記第2障壁パターンの熱伝導度は、前記第2半導体パターンの熱伝導度より小さいことを特徴とする熱電素子。 - 前記第1障壁パターンは、前記複数個の第1半導体パターンの間に提供されることを特徴とする請求項1に記載の熱電素子。
- 前記第2障壁パターンは、前記複数個の第2半導体パターンの間に提供されることを特徴とする請求項1に記載の熱電素子。
- 前記複数個の第1半導体パターンは、互いに異なる物質である、或いは互いに異なる電気的な特性を有することを特徴とする請求項2に記載の熱電素子。
- 前記複数個の第2半導体パターンは、互いに異なる物質である、或いは互いに異なる電気的な特性を有することを特徴とする請求項3に記載の熱電素子。
- 前記第1半導体パターンは、第1導電型の半導体パターンであり、前記第2半導体パターンは、第2導電型の半導体パターンであることを特徴とする請求項1に記載の熱電素子。
- 前記第1半導体パターン及び前記第2半導体パターンは、シリコンSi又はゲルマニウムGeを含むことを特徴とする請求項1に記載の熱電素子。
- 前記第1障壁パターン及び前記第2障壁パターンは、Si-金属化合物、Ge-金属化合物及びSi-Ge金属化合物の中、少なくとも一つ以上を含むことを特徴とする請求項7に記載の熱電素子。
- 前記金属化合物は、エルビウムEr、ユウロピウムEu、サマリウムSm、マグネシウムMg、白金Pt、コバルトCo、ニッケルNi及びイッテルビウムYbの中、少なくとも一つ以上を含むことを特徴とする請求項8に記載の熱電素子。
- 前記共通電極、前記第1電極及び前記第2電極は、シリコンSi又はゲルマニウムGeであることを特徴とする請求項1に記載の熱電素子。
- 前記共通電極、前記第1電極及び前記第2電極は、炭素C、アルミニウムAl、銅Cu、タングステンW、チタンTi、銀Ag、金Au、白金Pt、ニッケルNi、モリブデンMo、タンタルTa、イリジウムIr、ルテニウムRu、亜鉛Zn、錫Sn、クロムCr及びインジウムInを含むグループで選択される少なくとも一つ以上を含むことを特徴とする請求項1に記載の熱電素子。
- 前記第1レッグと前記第2レッグが複数個が提供されることを特徴とする請求項1に記載の熱電素子。
- 前記第1障壁パターンの電気伝導度は、前記第1半導体パターンの電気伝導度の以上であり、前記第2障壁パターンの電気伝導度は、前記第2半導体パターンの電気伝導度の以上であることを特徴とする請求項1に記載の熱電素子。
- 前記第1障壁パターンは、前記第1半導体パターンとオームコンタクトを形成し、前記第2障壁パターンは、前記第2半導体パターンとオームコンタクトを形成することを特徴とする請求項1に記載の熱電素子。
- 前記第1レッグ及び前記第2レッグの中、一つの側壁上にキャッピングパターンが提供されることを特徴とする請求項1に記載の熱電素子。
- 第1電極及び第2電極と、前記第1電極上に提供され、少なくとも一つ以上の第1半導体パターン及び少なくとも一つ以上の第1障壁パターンを含む第1レッグと、前記第2電極上に提供され、少なくとも一つ以上の第2半導体パターン及び少なくとも一つ以上の第2障壁パターンを含む第2レッグと、前記第1レッグ及び前記第2レッグ上に提供される共通電極を含む複数の熱電素子と、を含み、
一つの熱電素子の前記第1電極は、隣接した異なる熱電素子の前記第2電極と電気的に連結され、
前記複数の熱電素子の共通電極は、相互電気的に絶縁されたことを特徴とする熱電素子アレイ。 - 基板上に第1電極及び第2電極を形成することと、
前記第1電極上に少なくとも一つ以上の第1半導体パターン及び少なくとも一つ以上の第1予備障壁パターンを含む第1レッグを形成することと、
前記第1予備障壁パターンを熱処理して、第1障壁パターンを形成することと、
前記第2電極上に少なくとも一つ以上の第2半導体パターン及び少なくとも一つ以上の第2予備障壁パターンを含む第2レッグを形成することと、
前記第2予備障壁パターンを熱処理して、第2障壁パターンを形成することと、
前記第1レッグ及び前記第2レッグ上に共通電極を形成することと、を含むことを特徴とする熱電素子製造方法。 - 前記第1予備障壁パターンを熱処理すること及び前記第2予備障壁パターンを熱処理することは、同時に行われることを特徴とする請求項17に記載の熱電素子製造方法。
- 前記第2レッグを形成する前に、前記第1レッグ上にキャッピングパターンを形成することをさらに含むことを特徴とする請求項17に記載の熱電素子製造方法。
- 基板上に共通電極を形成することと、
前記共通電極上に少なくとも一つ以上の第1半導体パターン及び少なくとも一つ以上の第1予備障壁パターンを含む第1レッグを形成することと、
前記第1予備障壁パターンを熱処理して、第1障壁パターンを形成することと、
前記共通電極上に少なくとも一つ以上の第2半導体パターン及び少なくとも一つ以上の第2予備障壁パターンを含む第2レッグを形成することと、
前記第2予備障壁パターンを熱処理して、第2障壁パターンを形成することと、
前記第1レッグ上に第1電極を形成することと、
前記第2レッグ上に第2電極を形成することと、を含むことを特徴とする熱電素子製造方法。
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