RU2172540C2 - Полупроводниковое изделие - Google Patents
Полупроводниковое изделие Download PDFInfo
- Publication number
- RU2172540C2 RU2172540C2 RU99118380/28A RU99118380A RU2172540C2 RU 2172540 C2 RU2172540 C2 RU 2172540C2 RU 99118380/28 A RU99118380/28 A RU 99118380/28A RU 99118380 A RU99118380 A RU 99118380A RU 2172540 C2 RU2172540 C2 RU 2172540C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- crystalline material
- semiconductor
- product
- item
- reinforcing belt
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims abstract description 22
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 claims abstract description 19
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005336 cracking Methods 0.000 abstract description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 4
- 230000005679 Peltier effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000005678 Seebeck effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 210000003850 cellular structure Anatomy 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 9
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- 229910002909 Bi-Te Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Abstract
Изобретение относится к полупроводниковой технике, более конкретно к полупроводниковым изделиям из кристаллических материалов с определенной структурой, предназначенным для термоэлектрических устройств, основанных на эффектах. Пельтье и Зеебека, - термоэлектрических генераторов, охлаждающих и нагревательных устройств. В полупроводниковом изделии преимущественно для термоэлектрических устройств, выполненном из кристаллического материала типа AVBVI со слоистой структурой и имеющим две по существу параллельные плоскости и по существу перпендикулярную им замкнутую наружную поверхность, несколько слоев указанного кристаллического материала, образующих армирующий пояс, расположены по существу эквидистантно указанной наружной поверхности изделия, которая по меньшей мере частично свободна от разрушающей обработки. Такое выполнение полупроводникового изделия уменьшает возможность растрескивания изделия и тем самым повышает его прочность. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к полупроводниковой технике, более конкретно к полупроводниковым изделиям из кристаллических материалов с определенной структурой, предназначенным для термоэлектрических устройств, основанных на эффектах Пельтье и Зеебека - термоэлектрических генераторов, охлаждающих и нагревательных устройств.
При создании термоэлектрических устройств, основанных на эффектах Пельтье и Зеебека - термоэлектрических генераторов, охлаждающих и нагревательных устройств - существует проблема обеспечения как хороших преобразующих свойств, так и достаточной их механической прочности, долговечности и стойкости к воздействию окружающей среды.
Известно, что используемые в известных термоэлектрических устройствах известные полупроводниковые изделия с проводимостью p - типа и n - типа, изготовленные из кристаллических материалов типа AVBVI со слоистой структурой, имеющих поверхности спайности между слоями, обладают существенной разницей прочностных, электрофизических и теплофизических свойств в разных направлениях относительно поверхностей спайности (A.D.Belava, S.A.Zavakin, V. S.Zemskov "Mechanical properties of Bi-Sb single crystals solid solutions grown by Czochralski method", XIV International Conference on Thermoelectrics Transactions, June 27-30, 1995, St.Petersburg, Russia, p.p. 37-41).
Хорошее сочетание прочностных, электрофизических и теплофизических свойств было достигнуто в известном полупроводниковом изделии, выполненном из кристаллического материала типа AVBVI и имеющем две параллельные плоскости и перпендикулярную им замкнутую наружную поверхность (RU-C1 N 2120684, 1998, кл. МКИ (6) H 01 L 35/00, 35/16, 35/32). Это известное полупроводниковое изделие является наиболее близким к заявляемому.
В этом известном полупроводниковом изделии, выполненном в виде многогранника, у которого замкнутая наружная поверхность, перпендикулярная двум параллельным плоскостям, образована первой парой параллельных граней и второй парой граней, хорошие электрофизические и теплофизические свойства достигнуты благодаря тому, что поверхности спайности между слоями кристаллического материала расположены перпендикулярно указанным двум параллельным плоскостям, которые в термоэлектрическом устройстве соединены с электродами, а удовлетворительные прочностные свойства получены благодаря тому, что указанные поверхности спайности, в частности плоскости спайности, расположены относительно параллельных граней первой пары под углами не более 7o, и в случае растрескивания изделия по поверхностям спайности при эксплуатации термоэлектрического устройства сохраняются его электрофизические и теплофизические свойства. Однако при этом остается возможность растрескивания изделий, особенно вследствие диффузии между слоями кристаллического материала разных веществ из окружающей среды, ослабляющих связь слоев между собой, что может происходить как при производстве термоэлектрического устройства, так и при его эксплуатации.
Задачей настоящего изобретения является создание полупроводниковых изделий, преимущественно для термоэлектрических устройств, обладающих повышенными прочностными свойствами.
Эта задача решена тем, что в полупроводниковом изделии, преимущественно для термоэлектрических устройств, выполненном из кристаллического материала типа AVBVI со слоистой структурой и имеющим две по существу параллельные плоскости и по существу перпендикулярную им замкнутую наружную поверхность, согласно изобретению несколько слоев указанного кристаллического материала, образующие армирующий пояс, расположены по существу эквидистантно указанной наружной поверхности изделия, которая по меньшей мере частично свободна от разрушающей обработки.
Такое выполнение полупроводникового изделия уменьшает возможность растрескивания изделия и тем самым повышает его прочность.
Полупроводниковое изделие дополнительно может быть снабжено по меньшей мере одним сквозным каналом, поверхность которого по существу перпендикулярна указанным параллельным плоскостям изделия, при этом несколько слоев указанного кристаллического материала расположены по существу эквидистантно указанной поверхности сквозного канала, которая по меньшей мере частично свободна от разрушающей обработки.
Такое выполнение изделия целесообразно для его использования в ряде случаев.
Далее приведено подробное описание изобретения с ссылками на приложенные чертежи, позволяющее понять его особенности и преимущества.
На фиг 1 показано полупроводниковое изделие - общий вид, первый вариант; на фиг. 2 - вид по стрелке A на фиг. 1; на фиг. 3 - полупроводниковое изделие - общий вид, второй вариант; на фиг. 4 - вид по стрелке В на фиг. 3.
Варианты осуществления изобретения.
Как показано на фиг. 1 и 2, полупроводниковое изделие 1 с проводимостью p-типа или n-типа, выполненное из кристаллического материала типа AVBVI, например из твердого раствора Bi-Te с легирующими примесями или без них, имеет форму бруска с двумя противолежащими параллельными плоскостями 2, 3 и перпендикулярной им замкнутой наружной поверхностью 4, образованной первой парой противолежащих боковых параллельных граней 5, 6, и второй парой противолежащих торцевых параллельных граней 7, 8. Соотношение L/W между длиной L полупроводникового изделия 1 и его шириной W (фиг. 2) может быть от 1 : 1 до 100 : 1. Ребра 9 - 12 между гранями 5 - 8 скруглены (фиг. 2). Кристаллический материал, из которого изготовлено полупроводниковое изделие 1, имеет слоистую структуру с плоскостями спайности 13, 14 между слоями (не обозначены). Полупроводниковое изделие 1 имеет охватывающий его армирующий пояс 15, внешняя поверхность которого является указанной наружной поверхностью 4 изделия 1.
Армирующий пояс 15 образован несколькими слоями 16, эквидистантными наружной поверхности 4 на всем ее протяжении. На своих частях, расположенных в зоне ребер 9 - 12, слои 16 армирующего пояса 15 изогнуты в соответствии со скруглением ребер. Армирующий пояс 15 выполнен из такого же кристаллического материала со слоистой структурой, что и остальная часть изделия 1. Внешняя поверхность 4 армирующего пояса 15 получена в результате кристаллизации материала, из которого выполнен армирующий пояс 15, и полностью или частично свободна от разрушающей обработки.
Показанное на фиг. 3 и 4 полупроводниковое изделие 1', выполненное из такого же материала, что и полупроводниковое изделие 1, показанное на фиг. 1 и 2, имеет форму диска с двумя противолежащими параллельными плоскостями 2', 3' и перпендикулярной им изогнутой замкнутой наружной поверхностью 4'. Кристаллический материал, из которого изготовлено полупроводниковое изделие 1' (фиг. 4), имеет слоистую структуру с поверхностями спайности 13', 14' между слоями (не обозначены). Поверхности спайности 13', 14' перпендикулярны противолежащим параллельным плоскостям 2', 3' и могут быть расположены концентрично (не показано на фиг. 4). Полупроводниковое изделие 1' имеет охватывающий его армирующий пояс 15', внешняя поверхность которого является указанной наружной поверхностью 4' изделия 1'. Армирующий пояс 15' образован несколькими слоями 16', эквидистантными наружной поверхности 4' на всем ее протяжении. Слои 16' армирующего пояса 15' изогнуты в соответствии с изгибом наружной поверхности 4'. Армирующий пояс 15' выполнен из такого же кристаллического материала со слоистой структурой, что и остальная часть изделия 1'. Внешняя поверхность 4' армирующего пояса 15' получена в результате кристаллизации материала, из которого выполнен армирующий пояс 15', и полностью или частично свободна от разрушающей обработки.
Полупроводниковое изделие 1' выполнено со сквозным каналом 17, криволинейная поверхность 18 которого перпендикулярна противолежащим параллельным плоскостям 2', 3'. Сквозной канал 17 имеет армирующий пояс 19 с поверхностью, образующей указанную поверхность 18 сквозного канала.
Армирующий пояс 19 образован несколькими слоями 20, эквидистантными поверхности 18 на всем ее протяжении. Слои 20 армирующего пояса 19 изогнуты в соответствии с изгибом поверхности 18. Армирующий пояс 19 выполнен из такого же кристаллического материала, что и остальная часть полупроводникового изделия 1'. Поверхность 18 армирующего пояса 19 получена в результате кристаллизации материала, из которого выполнен армирующий пояс, и полностью или частично свободна от разрушающей обработки.
В термоэлектрическом устройстве, в котором использовано описанное полупроводниковое изделие, плоскости 2, 3 (2', 3') полупроводникового изделия 1 (1') закрыты электродами и, тем самым, защищены от воздействия окружающей среды. Армирующий пояс 15 (15') повышает прочность полупроводникового изделия 1 (1') и также защищает его от воздействия окружающей среды, в результате чего повышена прочность и долговечность устройств, в которых использованы такие полупроводниковые изделия.
Изобретение может быть применено в термоэлектрических генераторах, охлаждающих и нагревательных устройствах, а также в измерительных и иных устройствах.
Claims (2)
1. Полупроводниковое изделие преимущественно для термоэлектрических устройств, выполненное из кристаллического материала типа AVBVI со слоистой структурой и имеющее две по существу параллельные плоскости и по существу перпендикулярную им замкнутую наружную поверхность, отличающееся тем, что несколько слоев указанного кристаллического материала, образующих армирующий пояс, расположены по существу эквидистантно указанной наружной поверхности изделия, которая по меньшей мере, частично свободна от разрушающей обработки.
2. Полупроводниковое изделие по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено по меньшей мере одним сквозным каналом, поверхность которого по существу перпендикулярна указанным параллельным плоскостям изделия, при этом несколько слоев указанного кристаллического материала расположены по существу эквидистантно указанной поверхности сквозного канала, которая по меньшей мере частично свободна от разрушающей обработки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99118380/28A RU2172540C2 (ru) | 1999-08-30 | 1999-08-30 | Полупроводниковое изделие |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99118380/28A RU2172540C2 (ru) | 1999-08-30 | 1999-08-30 | Полупроводниковое изделие |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU99118380A RU99118380A (ru) | 2001-07-10 |
RU2172540C2 true RU2172540C2 (ru) | 2001-08-20 |
Family
ID=35873554
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99118380/28A RU2172540C2 (ru) | 1999-08-30 | 1999-08-30 | Полупроводниковое изделие |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2172540C2 (ru) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MD323Z (ru) * | 2009-12-29 | 2011-08-31 | Институт Электронной Инженерии И Промышленных Технологий Академии Наук Молдовы | Термоэлектрический микропровод в стеклянной изоляции |
-
1999
- 1999-08-30 RU RU99118380/28A patent/RU2172540C2/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Mingo | Thermoelectric figure of merit and maximum power factor in III–V semiconductor nanowires | |
Zeier et al. | Thinking like a chemist: intuition in thermoelectric materials | |
Lee et al. | Electronic structure and thermoelectric properties of Sb-based semiconducting half-Heusler compounds | |
Dutta et al. | Intrinsically ultralow thermal conductive inorganic solids for high thermoelectric performance | |
JP7352884B2 (ja) | 赤外線センサ及びフォノニック結晶体 | |
Wang et al. | Enhanced thermoelectric performance of PbTe within the orthorhombic P nma phase | |
Nika et al. | Reduction of lattice thermal conductivity in one-dimensional quantum-dot superlattices due to phonon filtering | |
EP2423990B1 (en) | Epitaxial thermoelectric films having reduced crack and/or surface defect densities and related devices | |
US20140146480A1 (en) | Devices for cooling and power | |
US7179986B2 (en) | Self-assembled quantum dot superlattice thermoelectric materials and devices | |
JP2005506693A (ja) | フォノンブロッキング電子伝達低次元構造 | |
Heremans et al. | Tetradymites: Bi2Te3-related materials | |
RU2172540C2 (ru) | Полупроводниковое изделие | |
O'Dwyer et al. | Scientific and technical challenges in thermal transport and thermoelectric materials and devices | |
JPH08125237A (ja) | 熱電素子 | |
Shafique et al. | Multivalley band structure and phonon-glass behavior of TlAgTe | |
RU2120684C1 (ru) | Полупроводниковое изделие и термоэлектрическое устройство | |
Deng et al. | The mechanism of deformation and failure of In4Se3 based thermoelectric materials | |
JPS63138789A (ja) | 熱電材料の製造方法 | |
RU97100200A (ru) | Полупроводниковое изделие и термоэлектрическое устройство | |
Venkatasubramanian et al. | Experimental evidence of high power factors and low thermal conductivity in Bi 2 Te 3/Sb 2 Te 3 superlattice thin-films | |
Aksamija et al. | Thermal conductivity in si/ge and si/sige superlattices | |
Takasu et al. | Raman scattering of type-I clathrate compounds: A8Ga16Ge30 (A= Eu, Sr, Ba) and Sr8Ga16Si30-xGex | |
US10243127B2 (en) | Systems and methods of fabrication and use of NbFeSb P-type half-heusler thermoelectric materials | |
Amuzu et al. | Relative changes in the Fermi surfaces of the noble metals due to uniaxial tension |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040831 |