KR20230073760A - 열전소자의 n형 및 p형 반도체 펠릿의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 n형 및 p형 반도체 펠릿과 이를 포함하는 열전소자 - Google Patents

열전소자의 n형 및 p형 반도체 펠릿의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 n형 및 p형 반도체 펠릿과 이를 포함하는 열전소자 Download PDF

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Abstract

개시된 본 발명에 따른 열전소자의 N형 반도체 펠릿 및 P형 반도체 펠릿의 제조방법은, (a) 필요한 두께의 N형 및 P형 반도체 웨이퍼를 제조하는 단계; (b) 상기 제조된 N형 및 P형 반도체 웨이퍼를 베드(Bed)에 안착하는 단계; (c) 상기 베드에 안착된 상기 반도체 웨이퍼를 절단도구를 이용하여 일정 간격으로 가로방향으로 1차 절단하는 단계; 및, (d) 상기 (c) 단계 후 절단도구를 이용하여 일정 간격으로 세로방향으로 2차 절단하여 N형 및 P형 반도체 펠릿을 성형하는 단계를 포함하되, 상기 반도체 웨이퍼의 높이(두께)방향으로 일정 경사각을 주어 절단함으로써, 상기 N형 및 P형 반도체 펠릿은 일단에서 타단으로 갈수록 면적이 커지는 이등변 사다리꼴 형상의 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

열전소자의 N형 및 P형 반도체 펠릿의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 N형 및 P형 반도체 펠릿과 이를 포함하는 열전소자{Method for manufacturing N-type and P-type semiconductor pellets of a Thermoelectric Module, and N-type and P-type semiconductor pellets manufactured thereby, and Thermoelectric Module having the same}
본 발명은 열전소자의 N형 및 P형 반도체 펠릿의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 N형 및 P형 반도체 펠릿과 이를 포함하는 열전소자에 관한 것이다.
열전소자는 다양한 이름을 갖고 있는데, 예를 들어 열전 소자, 열전 모듈, 열전 냉각소자, 펠티어(Peltier) 소자, 반도체 냉각소자 등으로 불리며, 영문약자로는 TEC(ThermoElectric Cooler), TEM( ThermoElectric Module) 이라고도 불린다. 열전소자는 작은 히트 펌프(저온의 열원으로부터 열을 흡수하여 고온의 열원에 열을 주는 장치)이다. 또한 극성 전환에 의해 냉각 및 가열이 모두 가능하다.
열전소자는 단일 장치로 냉각과 가열이 가능하며, 냉각장치의 소형화 및 경령화가 가능한 점, 압축기(압축모터)의 작동부분이 없어 구조가 간단하고 소음과 진동이 없으며 수명이 긴 점, 프레온 등의 냉매 가스를 사용하지 않으므로 환경 친화적인 점, 온도조절이 용이하고 정밀하며 미소분의 국부냉각이 가능한 점 등의 여러 장점을 가지나, 냉각효율(COP)이 냉매압축 냉각방식에 비해서 매우 낮은 단점을 가지므로, 주로 소형 냉각장치용으로 많이 사용된다.
이와 같이 열전소자의 낮은 냉각효율 때문에 사용처가 제한되는 것이 현실인데, 특히 열전소자는 냉각장치로 사용할 때 구동 중 열전소자의 방열면(Hot Side) 온도가 과도하게 증가되어 흡열면(Cild Side)의 온도가 동반 상승되어 냉각효율이 떨어지는 문제가 발생된다.
도 1은 일반적인 열전소자의 구조를 나타낸 것으로써, (a)는 열전소자의 사시도, (b)는 (a)에서 기판이 제거된 상태의 도면, (c)는 열전소자의 동작을 설명하기 위한 (a)의 단면도를 나타낸 것이다.
도시된 바와 같이 열전소자는 상호 교대로 배치되는 N형 반도체 펠릿(Pellet, 10) 및 P형 반도체 펠릿(Pellet, 20)과, 서로 인접하는 N형 반도체 펠릿(10) 및 P형 반도체 펠릿(20)의 일단 상면 및 타단 하면에 접합되어 연결하는 제1 전극(30) 및 제2 전극(40)과, 상기 제1 전극(30)에 접합되는 제1 기판(50) 및 상기 제2 전극(40)에 접합되는 제2 기판(60)을 포함한다. 열전소자를 냉각용으로 사용할 경우 제1 전극(30)과 제1 기판(50)은 흡열면이 되고, 제2 전극(40)과 제2 기판(60)은 방열면이 되며, 제2 기판(60)에는 방열을 위해 히트싱크(방열판, 70)가 부착된다.
종래 열전소자의 N형 및 P형 반도체 펠릿(10,20)은 제조상의 양산성 및 생산성을 고려하여 보통 정육면체 또는 직육면체의 형상으로 가공하고, 이를 여러가지 배열 구성으로 하여 열전소자를 제작하는 방식이 일반적이다. 이 경우 N형 및 P형 반도체 펠릿(10,20)의 상면과 하면이 상기 제1 전극(30)과 제2 전극(40)과 접하는 면은 서로 동일한 면적을 갖게 된다.
그런데, 열전소자의 전극에 전원이 인가되어 작동될 경우 반도체 펠릿(10,20)에서 제1 전극(30)과 접하는 흡열면 및 제2 전극(40)과 접하는 방열면으로 이동되어야 하는 에너지는 동일하지 않다. 즉 방열면에서 방출되는 에너지가 훨씬 더 크다.
그러므로, 열전소자가 작동하게 되면 방열면의 에너지 밀도가 높아지게 되며 이 경우 원활한 방열이 이루어지기 어렵게 되어 방열면 온도가 상승하게 되고, 이때 흡열면의 온도가 함께 높아지는 현상이 발생되어 열전소자의 냉각효율이 저하되는 현상이 발생된다.
이러한 열전소자의 냉각효율 저하의 문제를 해결하기 위해 종래에는 방열면 온도를 낮추기 위해 제2 기판(60)에 부착된 히트싱크(70) 주위에 별도의 송풍팬을 설치하거나 또는 제2 기판(60)에 냉각수를 흐르게 하는 방법이 사용되는데, 이와 같은 방법으로는 근본적인 해결책이 되지 못할 뿐더러 전체 장치의 부피가 커지는 문제가 발생하게 된다.
한편, 하기 선행기술문헌에는 N형 및 P형 반도체 펠릿을 하단부에서 상단부로 갈수록 폭이 좁아지는 사다리꼴 형상을 갖도록 하여, 그 구조적 특징에 의하여 열전소자 자체의 열전도성을 정육면체 또는 직육면체 형상을 갖는 반도체 펠릿보다 낮출 수 있는 기술이 개시된다.
그러나, 상기 선행기술의 경우 상기 N형 및 P형 반도체 펠릿 제조방식은 압출 및 압착 성형시 사용하는 통상적인 금형을 사용하거나 또는 노즐의 단면을 사각형에서 사다리꼴로 변경함으로써 제작하는 방식인데, 이와 같은 방식에 의한 경우 양산성 및 생산성이 낮아지게 되고 결국 제조비용이 증가하는 문제가 발생하게 된다.
대한민국 공개특허공보 제10-2018-0022128호(2018.03.06. 공개)
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로써, 열전소자의 냉각성능 향상을 구조적 변경에 의해 달성하도록 사다리꼴 형상의 N형 및 P형 반도체 펠릿을 제공하되, 양산성과 생산성을 높이도록 하는 열전소자의 N형 및 P형 반도체 펠릿의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한 본 발명은 상기 제조 방법에 의해 제조된 반도체 펠릿과 이를 포함하는 열전소자를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열전소자의 N형 및 P형 반도체 펠릿의 제조 방법은, (a) 필요한 두께의 N형 및 P형 반도체 웨이퍼를 제조하는 단계; (b) 상기 제조된 N형 및 P형 반도체 웨이퍼를 베드(Bed)에 안착하는 단계; (c) 상기 베드에 안착된 상기 반도체 웨이퍼를 절단도구를 이용하여 일정 간격으로 가로방향으로 1차 절단하는 단계; 및, (d) 상기 (c) 단계 후 절단도구를 이용하여 일정 간격으로 세로방향으로 2차 절단하여 N형 및 P형 반도체 펠릿을 성형하는 단계를 포함하되, 상기 반도체 웨이퍼의 높이(두께)방향으로 일정 경사각을 주어 절단함으로써, 상기 N형 및 P형 반도체 펠릿은 일단에서 타단으로 갈수록 면적이 커지는 이등변 사다리꼴 형상의 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 예에 의하면, 상기 (d) 단계에서 상기 절단도구를 이용하여 세로방향으로 2차 절단 시, 상기 절단도구를 (+) 일정 경사각과 (-) 일정 경사각으로 번갈아 기울어진 상태로 반도체 웨이처의 두께 방향으로 절단한다.
본 발명의 다른 예에 의하면, 상기 (d) 단계에서 상기 절단도구를 이용하여 세로방향으로 2차 절단 시, 상기 절단도구는 반도체 웨이퍼의 두께 방향으로 수직으로 절단하되, 반도체 웨이퍼가 안착된 상기 베드를 베드의 중심 기준으로 (+) 일정 경사각과 (-) 일정 경사각으로 번갈아가면서 틸팅(tilting)시키면서 절단한다.
한편, 상기 N형 및 P형 반도체 펠릿의 일단면과 타단면의 면적은 1:1.25 내지 1:2.0의 비율 범위인 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면 열전소자의 냉각성능을 개선하기 위해 이등변 사다리꼴 형상의 N형 및 P형 반도체 펠릿을 제공하되, 종래 반도체 펠릿 제조시 일반적으로 사용되는 절단도구를 이용하여 반도체 웨이퍼를 절단하여 반도체 펠릿을 제조하는 방식을 적용함으로써, 가공이 용이해 양산성 및 생산성이 향상되며 결국 경제성이 월등한 특유의 효과가 있다.
도 1은 일반적인 열전소자의 구조를 나타낸 것으로써, (a)는 열전소자의 사시도, (b)는 (a)에서 기판이 제거된 상태의 도면, (c)는 열전소자의 동작을 설명하기 위한 (a)의 단면도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열전소자의 구조를 나타낸 것으로써, (a)는 열전소자의 사시도, (b)는 (a)에서 기판이 제거된 상태의 도면이다.
도 3은 열전소자의 흡열면 및 방열면에서 에너지 흐름을 설명하는 것으로써, (a)는 종래 열전소자의 반도체 펠릿이 정육면체 또는 직육면체 형상을 갖는 경우의 에너지 흐름을 설명하는 도면, (b)는 본 발명의 실시예에 의한 열전소자의 반도체 펠릿이 이등변 사디리꼴 형상을 갖는 경우의 에너지 흐름을 설명하는 도면이다.
도 4는 종래기술에 의한 반도체 웨이퍼를 절단하여 반도체 펠릿을 제조하는 과정을 설명하는 도면으로써, (a)는 반도체 웨이퍼의 평면도에서 본 상태, (b)는 반도체 웨이퍼의 단면도에서 본 상태를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 반도체 웨이퍼를 절단하여 반도체 펠릿을 제조하는 과정을 설명하는 도면으로써, (a)는 반도체 웨이퍼의 평면도에서 본 상태, (b) 및 (c)는 반도체 웨이퍼의 단면도에서 본 상태를 나타낸 것이다.
본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 열전소자의 N형 및 P형 반도체 펠릿의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 반도체 펠릿과 이를 포함하는 열전소자에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열전소자의 구조를 나타낸 것으로써, (a)는 열전소자의 사시도, (b)는 (a)에서 기판이 제거된 상태의 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열전소자(100)는 상호 교대로 배치되는 N형 반도체 펠릿(Pellet,110) 및 P형 반도체 펠릿(Pellet, 120)과, 서로 인접하는 N형 반도체 펠릿(110) 및 P형 반도체 펠릿(120)의 일단 상면에 접합되어 연결하는 제1 전극(130)과, 서로 인접하는 N형 반도체 펠릿(110) 및 P형 반도체 펠릿(120)의 타단 하면에 접합되어 연결하는 제2 전극(140)과, 상기 제1 전극(130)에 접합되는 제1 기판(150) 및 상기 제2 전극(140)에 접합되는 제2 기판(160)을 포함한다.
본 발명은 이에 제한되지 않으나, 상기 제1 전극(130) 및 제2 전극(140)은 구리(Cu) 재질의 전극이 적용될 수 있고, 상기 제1 기판(150) 및 제2 기판(160)은 산화알루미늄(Al2O3) 재질의 세라믹 기판이 적용될 수 있다.
도시된 바와 같이 상기 N형 및 P형 반도체 펠릿(110,120)은 상단에서 하단으로 갈수록 면적이 넓어지는 이등변 사다리꼴 형상을 갖게 되는데, 이는 위가 짤린 사각뿔 또는 피라미드 형상의 구조와 다른 것을 의미한다.
N형 및 P형 반도체 펠릿(110,120)이 이등변 사다리꼴 형상을 가지거나, 또는 위가 짤린 사각뿔 또는 피라미드 형상을 가지거나 냉각성능 측면에서는 모두 우수한 성능을 나타낼 수 있으나, 위가 짤린 사각뿔 또는 피라미드 형상으로 할 경우 그 제조방법에 있어서 본 발명의 이등변 사다리꼴 형상에 비해 생산성이 현저히 하락하는 문제점이 있다. 이러한 N형 및 P형 반도체 펠릿(110,120)의 제조방법에 대해서는 후술하기로 한다.
본 발명과 같이 N형 및 P형 반도체 펠릿(110,120)이 이등변 사다리꼴 형상을 가짐으로써 이를 구비하는 열전소자의 냉각성능이 우수한 효과를 설명하기로 한다. 설명의 편의를 위해 도 2에서 N형 반도체 펠릿(110) 및 P형 반도체 펠릿(120)의 일단 상면과 제1 전극(130)의 접합면을 흡열면이라 하고, N형 반도체 펠릿(110) 및 P형 반도체 펠릿(120)의 타단 하면과 제2 전극(140)의 접합면을 방열면이라 하기로 한다.
열전소자에 전원이 인가되어 작동될 경우 반도체 펠릿에서 흡열면과 방열면으로 이동되어야 하는 에너지는 동일하지 않으며, 이는 열전소자 내부를 통과하는 전류의 흐름은 같으나 펠티어 효과에 의한 열적인 이동의 특성은 현저히 다르다는 것을 알 수 있다.
흡열면에서 흡입하는 에너지(Qc)는 아래 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00001
동시에 방열면에서 방열하는 에너지(Qh)는 아래 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00002
위 두 식에서 나타난 바와 같이, 방열면에서 발생되어 이동되어야 하는 에너지가 흡열면에 비해 상대적으로 훨신 크다는 것을 알 수 있다.
도 3의 (a)에 나타난 바와 같이 종래 열전소자의 N형 및 P형 반도체 펠릿(10,20)이 정육면체 또는 직육면체 형상을 갖는 경우 상단면과 하단면의 면적이 동일하고, 동일면적에 서로 다른 에너지 밀도가 작용될 경우 흡열면(30) 측보다 밀도가 높은 발열면(40) 측의 온도가 급격하게 상승하게 된다.
이와 같이 소재의 특성이 동일하다는 가정 하에 냉각효율을 개선하기 위해서는 방열면의 에너지 이동을 원활하게 하여 Tｈ 온도가 급격하게 상승하는 것을 억제시켜 하며, 도 3의 (b)에 나타난 바와 같이 본원발명의 N형 및 P형 반도체 펠릿(110,120)이 상단에서 하단으로 갈수록 면적이 넓어지는 이등변 사다리꼴 형상을 가지도록 함으로써, 방열면(140) 측의 온도가 완만하게 상승하도록 할 수 있게 되고, 이에 의해 흡열면(130)의 온도는 더 낮출 수 있게 된다.
여기서 도면에 나타난 원은 흡열면과 방열면에서의 에너지 크기를 나타내는 것을 의미할 수 있다.
다음으로 본 발명의 실시예에 따른 N형 및 P형 반도체 펠릿의 제조 방법을 설명하기로 한다.
먼저 필요한 두께의 N형 및 P형 반도체 웨이퍼를 제조한다. 이는 종래의 일반적인 N형 및 P형 반도체 웨이퍼 제조공정과 차이가 없으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
다음으로, 상기 제조된 N형 및 P형 반도체 웨이퍼를 추후의 절단 공정을 위해 베드(Bed)에 안착시킨다.
다음으로, 상기 베드에 안착된 상기 반도체 웨이퍼를 절단도구를 이용하여 원하는 크기의 반도체 펠릿을 얻기 위해 일정 간격으로 가로방향으로 1차 절단하고, 일정 간격으로 세로방향으로 2차 절단하게 된다.
이해의 편의를 위해 먼저 종래의 N형 및 P형 반도체 펠릿을 얻기 위한 반도에 웨이퍼 절단 방법을 설명하기로 한다. 도 4의 (a)는 반도체 웨이퍼(200)의 평면도에서 본 상태를 나타낸 것이고, (b)는 반도체 웨이퍼(200)의 단면도에서 본 상태를 나타낸 것이다.
먼저 절단도구를 이용하여 일정간격으로 가로방향으로 1차 절단하고, 그 다음에 일정간격으로 세로방향으로 2차 절단하게 되면 원하는 크기의 반도체 펠릿(10,20)을 얻을 수 있다. 가로방향과 세로방향의 절단 간격이 동일하면 반도체 펠릿(10,20)은 정육면체의 형상을 가지게 될 것이고, 가로방향과 세로방향의 절단 간격이 동일하지 않으면 반도체 펠릿(10,20)은 직육면체의 형상을 가지게 될 것이다.
다음은 본 발명의 N형 및 P형 반도체 펠릿을 얻기 위한 와이퍼 절단 방법을 설명하기로 한다. 도 5의 (a)는 반도체 웨이퍼(200)의 평면도에서 본 상태를 나타낸 것이고, (b) 및 (c)는 반도체 웨이퍼(200)의 단면도에서 본 상태를 나타낸 것이다.
먼저 절단도구를 일정간격으로 가로방향으로 1차 절단하는 방법은 종래와 동일하다. 여기서 절단도구는 와이어(wire)나 디스크 톱(disk saw)이 사용될 수 있다.
다음으로 절단도구를 이용하여 일정간격으로 세로방향으로 2차 절단하되, 반도체 웨이퍼(200)의 높이(두께)방향으로 일정 경사각을 주어 절단함으로써, 상단에서 하단으로 갈수록 면적이 커지는 이등변 사다리꼴 형상의 구조를 갖는 N형 및 P형 반도체 펠릿(110,120)을 만들 수 있다. 즉 종래의 경우 세로방향으로 2차 절단할 때, 반도체 웨이퍼(200)의 높이(두께) 방향으로 수직으로 절단하는 것과 달리, 본 발명에 의하면 일정 경사각을 주어 절단하게 된다.
절단 방식은 두 가지 방식을 적용할 수 있는데, 첫째 방식은 도 5의 (b)와 같이 절단도구를 (+) 일정 경사각과 (-) 일정 경사각으로 번갈아 기울어진 상태로 반도체 웨이처의 두께 방향으로 절단하는 방식이다. 즉 만약 도면상에서 왼쪽부터 오른쪽으로 절단한다고 했을 때, 일정 경사각이 20°라고 한다면, 처음에는 절단도구를 왼쪽으로 20°기울여서((+) 경사각) 절단하고 그 다음으로 절단도구를 오른쪽으로 20°기울여서((-) 경사각) 절단하며, 이와 같은 방식으로 반복하여 절단하게 되면, 본 발명에서의 이등변 사다리꼴 형상의 구조를 갖는 N형 및 P형 반도체 펠릿(110,120)을 구할 수 있다.
두번째 방식은 도 5의 (c)와 같이, 절단도구는 반도체 웨이퍼의 두께 방향으로 수직으로 절단하되, 반도체 웨이퍼가 안착된 베드를 베드의 중심 기준으로 (+) 일정 경사각과 (-) 일정 경사각으로 번갈아가면서 틸팅(tilting)시키면서 절단하는 방식이다. 즉 만약 도면상에서 왼쪽부터 오른쪽으로 절단한다고 했을 때, 일정 경사각이 20°라고 한다면, 처음에는 반도체 웨이퍼(200)가 안착된 베드(미도시)를 오른쪽으로 20°기울인 상태((+) 경사각)에서 절단도구를 반도체 웨이퍼의 두께 방향으로 수직으로 절단하고(이 때 베드 중심 즉, 반도체 와이퍼 중심을 기준으로 왼쪽 부분이 상부 방향으로 올려진 상태에서 절단됨), 그 다음으로 반도체 웨이퍼(200)가 안착된 베드를 왼쪽으로 20° 기울인 상태((-) 경사각)에서 절단도구를 반도체 웨이퍼의 두께 방향으로 수직으로 절단하며(이 때 베드 중심 즉, 반도체 웨이퍼 중심을 기준으로 왼쪽 부분이 하부 방향으로 내려진 상태에서 절단됨), 이와 같은 방식을 반복하여 절단하게 되면, 본 발명에서의 이등변 사다리꼴 형상의 구조를 갖는 N형 및 P형 반도체 펠릿(110,120)을 구할 수 있다.
한편, 상기 일정 각도로 경사지게 절단하는 것은 결국 N형 및 P형 반도체 펠릿(120)의 상단면(일단면)과 하단면(타단면)의 면적 비율을 조절하는 것인데, 본 발명에 의하면 반도체 펠릿의 상단면과 타단면은 1:1.25 내지 1:2.0의 비율 범위인 것이 바람직하다.
열전소자의 방열 에너지(Qh)를 5W라고 하고, 이때 흡열면의 면적(반도체 펠릿의 상단면과 제1 전극이 접하는 면적)과 방열면의 면적(반도체 펠릿의 하단면과 제2 전극이 접하는 면적)이 모두 1㎠일 때 Th의 온도가 40℃라고 가정하면, 방열 면적이 1.5 ㎠ 로 증가하게 되면 같은 방열 에너지에서 방열 면적이 1.5배 증가 되므로 Th의 온도가 더 낮게 유지될 것이다.
같은 방열 에너지 조건에서 방열 면적이 변화하는 경우 방열 면적이 1 ㎠ 일 때 Th와 Tc의 온도차가 3℃라 가정할 때, 방열 면적이 1.1,1.15,1.25,1.5,1.75,2의 면적에 따라 Th와 Tc의 온도차는 점점 증가 할 것이다.
여기서 반도체 펠릿의 상단면과 하단면의 면적 비율이 1:1.25 비율 미만으로 떨어지면 하단면이 1 ㎠ 일 때의 온도차와 큰 차이가 없어 그 효과는 미비 하며, 최소 1.25 ㎠ 의 면적을 가져야 Th와 Tc의 온도차가 1℃ 이상의 온도 차 효과를 볼 수 있다. 또한 하단면의 면적이 증가 할수록 방열면적이 커져 온도차를 더욱 더 크게 가져 갈 수 있으나, 반도체 펠릿의 상단면과 하단면의 면적 비율 1:2 비율을 초과하는 경우 제조상의 어려움이 있어 생산성이 저하 되므로 본 특허의 목적에 부합되지 않게 된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
100. 열전소자 110. N형 반도체 펠릿
120. P형 반도체 펠릿 130. 제1 전극
140. 제2 전극 150. 제1 기판
160. 제2 기판 200. 반도체 웨이퍼

Claims (5)

  1. 열전소자의 N형 반도체 펠릿 및 P형 반도체 펠릿의 제조방법에 관한 것으로써,
    (a) 필요한 두께의 N형 및 P형 반도체 웨이퍼를 제조하는 단계;
    (b) 상기 제조된 N형 및 P형 반도체 웨이퍼를 베드(Bed)에 안착하는 단계;
    (c) 상기 베드에 안착된 상기 반도체 웨이퍼를 절단도구를 이용하여 일정 간격으로 가로방향으로 1차 절단하는 단계; 및,
    (d) 상기 (c) 단계 후 절단도구를 이용하여 일정 간격으로 세로방향으로 2차 절단하여 N형 및 P형 반도체 펠릿을 성형하는 단계를 포함하되, 상기 반도체 웨이퍼의 높이(두께)방향으로 일정 경사각을 주어 절단함으로써, 상기 N형 및 P형 반도체 펠릿은 일단에서 타단으로 갈수록 면적이 커지는 이등변 사다리꼴 형상의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 열전소자의 N형 및 P형 반도체 펠릿의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 (d) 단계에서 상기 절단도구를 이용하여 세로방향으로 2차 절단 시, 상기 절단도구를 (+) 일정 경사각과 (-) 일정 경사각으로 번갈아 기울어진 상태로 반도체 웨이처의 두께 방향으로 절단하는 것을 특징으로 하는 열전소자의 N형 및 P형 반도체 펠릿의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 (d) 단계에서 상기 절단도구를 이용하여 세로방향으로 2차 절단 시, 상기 절단도구는 반도체 웨이퍼의 두께 방향으로 수직으로 절단하되, 반도체 웨이퍼가 안착된 상기 베드를 베드의 중심 기준으로 (+) 일정 경사각과 (-) 일정 경사각으로 번갈아가면서 틸팅(tilting)시키면서 절단하는 것을 특징으로 하는 열전소자의 N형 및 P형 반도체 펠릿의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 N형 및 P형 반도체 펠릿의 일단면과 타단면의 면적은 1:1.25 내지 1:2.0의 비율 범위인 것을 특징으로 하는 열전소자의 N형 및 P형 반도체 펠릿의 제조 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조된 N형 및 P형 반도체 펠릿 및 이를 포함하는 열전소자.
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