TR201700279T1

TR201700279T1 - Entegre, üç-boyutlu hücre konfi̇gürasyonu, entegre soğutma düzeni̇ ve hücre-bazli entegre devre

Info

Publication number: TR201700279T1
Application number: TR2017/00279T
Authority: TR
Inventors: Kiliç Hali̇l
Original assignee: Hat Teknoloji A S
Priority date: 2014-06-02
Filing date: 2014-06-02
Publication date: 2017-10-23
Also published as: WO2015185204A1; CN106471633A; KR20170013331A; SG11201609840XA; JP2017525133A; SG10201810804PA; BR112016028369A2; MX2016015966A; IL249178A0; MA40285A; CN106463606A; CA2949938A1; WO2015185082A1; JP2017525135A; CA2949931A1; AU2015271243A1; EA201650136A1; US20180145241A1; MX365124B; SG11201609841YA

Abstract

Mevcut buluş, entegre üç-boyutlu bir hücre konfigürasyonu ile ilgilidir. Mevcut buluş, ilâve olarak, entegre bir soğutma düzeniyle ve hücre-bazlı bir entegre devre ile ilgilidir. Şekil 1

Description

TEKNIK ALAN Mevcut bulus, entegre `üç-boyutlu bir hücre konfigürasyonu ile ilgilidir. Mevcut bulus, ilave olarak, entegre bir sogutma düzeniyle ve hücre-bazli bir entegre devre ile ilgilidir.

BULUSUN TEKNIK ARKA PLANI Uluslararasi patent basvurusu WO 03/060676 A2”de, bir bilgisayar için sogutma sistemi açiklanmaktadir. Burada açiklanan sogutma sistemi, birbirine komsu olarak düzenlenen ve termal olarak eslesmis olan bir soguk taraf isi aliciyi, bir termoelektrik sogutucuyu (TEC) ve bir sicak taraf isi aliciyi içermektedir.

Ilave olarak, soguk taraftaki isi alici, sogutulacak merkezi bir isleme birimine (CPU) komsu olarak düzenlenmektedir. Burada, CPU, isi kaynagini olusturmaktadir. TEC birimine güç saglandiginda, STEC, Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma etkisini kullanmaktadir.

Böylece, soguk taraftaki isi alicidan CPU biriminde isi alicidan isinin sicak taraftaki isi aliciya tasinmasi ve tahliye edilmesi için bir isi akisi olusturulmaktadir. Burada, sicak taraftaki isi alicida isitilmis havanin uzaga çekilmesi için bir fan saglanmaktadir.

Bir CPU biriminin aktif sogutmasinin saglanmasi için bir termoelektrik birimi kullanan benzer bir sogutma sistemi, uluslararasi patent basvurusu WO 01/90866 A2'de açiklanmaktadir. yönetimi için ince-tabakali termoelektrik cihazlar açiklanmaktadir. Burada açiklanan termoelektrik sogutma yapisi, çipin üst kisminda düzenlenmektedir. Yukarida açiklanan termoelektrik sogutma cihazlarinin tamami, sogutma biriminin, sogutulacak yapinin bir kismi olmayan ayri bir birim olusturmasi bakimindan ortaktir. Bu sogutma yapilarinin temel sorunu, sogutmanin etkililiginin nispeten düsük olmasi çünkü karsilik gelen bir isi kaynagi tarafindan olusturulan isinin, her zaman isi kaynagindan termoelektrik sogutma cihazina tasinmasinin gerekli olmasidir.

Kaydirilmis ve dikilmis termoelektrik sogutmanin alternatif bir uygulamasi, yüksek performans katsayisindan dolayi, Örnegin, buzdolabi, klima ve veya endüstriyel sogutma ve veya isitma sistemidir.

BULUSUN 'OZETI Bu nedenle, halihazirda bir termoelektrik sogutma cihazini içeren genel bir sogutma sistemi gelistirmek zordur.

Mevcut bulusa göre, istem 1tdeki özelliklere sahip bir hücre konfigürasyonu ve/veya istem 31'deki özelliklere sahip bir entegre sogutma düzeni ve/veya Istem 33”teki özelliklere sahip bir hücre-bazli entegre devre saglanmaktadir.

Buna göre, asagidakiler saglanmaktadir: Asagidakileri içeren entegre, `üç-boyutlu hücre konfigürasyonu: bir yariiletken altlik ya da kuvars altlik ya da safir ya da baska herhangi bir dielektrik altlik (10) ve isi harcamasi için kuvars altlik ya da safir ya da baska herhangi bir dielektrik altlik (10) içerisine ve bir kismina monte edilen en az iki termoelektrik sogutma düzeni (120) dizisi. Söz konusu termoelektrik sogutma düzeni (120) asagidakileri içermektedir: - bir birinci iletkenlik tipindeki bir birinci temel bölge (1400); - en az bir ikinci temel bölge (180) ve - birinci temel bölge (1400) ve en az bir ikinci temel bölge (180) arasinda düzenlenen en az bir adet bagimsiz olarak kontrol edilebilen termoelektrik sogutma bölgesi (200), söz konusu en az bir adet termoelektrik sogutma bölgesi (200), sunlari içermektedir: en az bir Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma elemani geçit (470) ile monteli termoelektrik sogutma düzeninin üst seviyesine baglanan en az bir gömülü “Kaydirilmis ve dikilmis Isil-çift elemani” düzeni. Söz konusu termoelektrik sogutma düzeni asagidakileri içermektedir: - bir birinci ya da ikinci iletkenlik tipindeki en az bir birinci temel bölge (044); - bir birinci ya da ikinci iletkenlik tipindeki en az bir ikinci temel bölge (048) ve - birinci temel bölge (044) ve en az bir ikinci temel bölge (048) arasinda düzenlenen en az bir termoelektrik sogutma bölgesi (046). en az bir termoelektrik sogutma bölgesi (050), sunlari içermektedir: en az bir “kaydirilmis ve dikilmis isil-çift elemani”; - sogutma düzenine (220) baglanan en az bir diyot dizisi ve termoelektrik sogutma düzenini tetikleyen en az bir transistör (240) dizisi - bir altlik içerisine gömülen ya da kaydirilmis ve dikilmis termoelektrik sogutma düzeni üzerine monte edilen üst seviyenin üzerinde elektrik üretimi ya da birlikte üretimi için dikilmis termoelektrik sogutma düzeninin Seebeck elemanlarinin en az bir düzeni monteli termoelektrik sogutma düzeninin alt seviyesine geçit-sicakligina duyarli tetiklenmis iletken altlikla (470) baglanan gömülü “Kaydirilmis ve dikilmis isil-çift elemanlarinin” en az bir düzeni. Söz konusu termoelektrik sogutma düzeni asagidakileri içermektedir: - bir birinci iletkenlik tipindeki bir birinci temel bölge (140); - en az bir ikinci temel bölge (180) ve - birinci temel bölge (140) ve en az bir ikinci temel bölge (180) arasinda düzenlenen bagimsiz olarak kontrol edilebilen en az bir termoelektrik sogutma bölgesi (200). Söz konusu en az bir termoelektrik sogutma bölgesi (200), en az bir Kaydirilmis ve dikilmis en az bir termoelektrik sogutma elemanini (500) içermektedir - termoelektrik sogutmanin performans katsayisi, en az 1'dir.

- Sunlari içeren bir entegre sogutma düzeni: bir yariiletken altlik, mevcut bulusa göre olan çok sayidaki hücre konfigürasyonu, hücre konfigürasyonlari, yaygin sekilde kullanilan yariiletken altliktaki bir düzende düzenlenmektedir.

- Sunlari içeren bir hücre-bazli entegre devre: mevcut bulusa göre olan en az bir hücre konfigürasyonu, her bir kapi bölgesinin çalismasini bagimsiz olarak kontrol etmek için her bir kapi bölgesine baglanan bir kontrol cihazi.

Mevcut bulus, ayri sogutma araçlarini kullanan bilinen termoelektrik sogutma cihazlarina göre açiklanan sorunlarin üstesinden gelen üç-boyutlu bir termoelektrik sogutma yapisiyla ilgilidir. Mevcut bulus, bir yariiletken malzemede termoelektrik sogutma yapilarinin basit ve etkin bir sekilde entegre edilmesiyle bilinen tüm yaklasimlarin üstesinden gelmektedir. Bu nedenle, mevcut bulusun temel düsüncesi, termoelektrik sogutma yapilarinin, dogrudan isinin üretildigi yariiletken altlik bölgelerinde ve kisimlarinda konumlanmasidir. Bilinen yaklasimlarda, termoelektrik sogutma yapilari, sogutma yapisini, isi kaynaginin yakininda konumlandirmak için yariiletken altligin dogrudan yakininda düzenlenmektedir. Ancak, mevcut bulusun bulgusu, termoelektrik sogutma yapilarinin, isi kaynagina daha bile yakin olarak düzenlenmesinin hala mümkün olmasidir. Bu nedenle, mevcut bulusun temel fikri, entegre, üç-boyutlu bir hücre konfigürasyonuna atif yapmaktadir. Burada, termoelektrik sogutma düzeni, karsilik gelen isi kaynaklarina yakin olan yariiletken malzemede entegre edilmektedir. Bu gibi bir entegre hücre konfigürasyonunun kullanilmasi, isi üretim alani ve termoelektrik sogutma alani arasindaki mesafeyi azaltmakta ve böylece, tüm sogutma yapisina daha fazla verim saglamaktadir.

Entegre bir devre, en az bir termoelektrik sogutma (TEC) düzenini içermektedir. Burada, söz konusu en az bir termoelektrik sogutma bölgesini tetiklemek için kullanilan anahtarlar, ayrica altlik içerisine entegre edilmektedir. Böylece, 'Önceki teknikteki çözümlerle karsilastirildiginda, daha saglam bir termoelektrik sogutma cihazinin saglanmasi mümkündür. Ilave olarak, entegre devre, STEC bölgesi içerisinden geçen ortalama akimin tercih edilen bir degere ayarlanmasi için belirli bir diziyle tetiklenebilen en az bir STEC düzenini içermektedir. Onceki teknige göre, Kaydirilmis ve dikilmis termoelektrik sogutma elemaninin her iki ucu üzerinde belirli bir güç ya da gerilimin saglanmasiyla bir sicaklik kontrolüne imkân veren termoelektrik sogutma cihazlariyla karsilastirildiginda bu önemli bir avantaidir.

Mevcut bulusun ilave bir avantaji, sadece birkaç mikrometrede, bir yüksek sicaklik farkinin gerçekIestirilebilmesidir.

Ilave olarak, mevcut bulus, en azindan 1 degerinde olan yüksek Performans Katsayisi (COP) özelliginden dolayi, termoelektrik sogutma cihazinin, makinelerde, sogutma sistemlerinde ve donma sistemlerinde kullanilmasini mümkün kilmaktadir. ilâve olarak, (nano) sensörler gibi yariiletken cihazlarin hassasliginin ve dogrulugunun ciddi ölçüde artirilmasi mümkündür. Son olarak, baska bir temel avantaj, daha küçük yariiletken cihazlarin saglanmasi olasiligidir.

Mevcut bulusun il“ave yapilanmalari, çizimlere atfen, il“ave alt-istemlerin ve asagidaki açiklamanin konusudur.

Tercih edilen bir yapilanmada, hücre konfigürasyonu, 'üç-boyutlu kübik, dikdörtgen seklinde, silindirik, eliptik ya da küresel bir sekle sahiptir. Ancak, hücre konfigürasyonunun, kübik sekilden farkli bir sekle, örnegin, silindirik bir sekle, eliptik bir sekle ya da baska herhangi bir oyuk-benzeri sekle sahip olmasi da mümkündür ve tercih edilebilmektedir. Ayrica, bunlarin kombinasyonlari da mümkündür. Il^ave çok tercih edilen bir yapilanmada, hücre konfigürasyonu, küresel ya da küresel-benzeri bir sekle sahiptir. Bu konfigürasyonlar, artik keskin köselere, kaydirilmis ve dikilmis kenarlara sahip olmamaktadir. Bu kaydirilmis ve dikilmis kenarlar ve köseler, yuvarlatilmistir, bu durum, bu konfigürasyonlar arasindaki indirgenmis kapasitelerden dolayi komsu konfigürasyonlar arasindaki tünel olusumunun azalmasi avantajina sahiptir.

Tercih edilen ilâve bir yapilanmada, hücre konfigürasyonu, bir hücre boyutuna sahiptir, burada, hücre konfigürasyonunun bir hücre boyutu, 160 nm ilâ 400 mm, tercihen 200 mm ilâ tercihen 160 nm ila 030 nm arasindadir.

Tercih edilen ilâve bir yapilanmada, hücre konfigürasyonu, 160 nm'den düsük, özellikle 1 nm - 120 nm arasinda ve en çok tercih edilen durumda, 5 nm - 80 nm arasinda ve özellikle en çok tercih edilen durumda, 100 nm - 030 nm arasinda bir hücre boyutuna sahiptir.

Tercih edilen ilâve bir yapilanmada, hücre konfigürasyonu, ilâve olarak, birinci temel bölge (140) ve birinci temel bölgeler (044) arasindaki bir tasiyici akisini kontrol etmek için geçit fonksiyonuna sahip en az bir geçit bölgesini (490) ilâve olarak içermektedir. Burada, her bir geçit bölgesi (490), sicaklik istenen seviyede oldugunda, karsilik gelen bir termoelektrik sogutma bölgesine (200) ve her bir geçit bölgesinin (490) elektriksel olarak baglandigi ikinci temel bölge (180) ve ikinci temel bölgeler (180) arasinda bir tasiyici akisi için geçit fonksiyonuna sahip en az bir geçit bölgesine (490) elektriksel olarak baglanmaktadir.

Tercih edilen ilave bir yapilanmada, hücre konfigürasyonu, ilâve olarak, en az bir geçit bölgesinin (490) dielektrik altlik içerisine gömülü oldugu ve termoelektrik sogutma bölgesi (200) sayisinin geçit bölgesi (490) sayisina karsilik geldigi ve her bir geçit bölgesinin, karsilik gelen bir termoelektrik sogutma bölgesine (200) yönlendirildigi durumu içermektedir.

Tercih edilen ilâve bir yapilanmada, ilave olarak, hücre konfigürasyonu, çok sayidaki termoelektrik sogutma bölgesini (200) içermektedir. Burada, çok sayidaki termoelektrik sogutma bölgelerinin (200) her biri, ayni birinci temel bölgeyi (140) ancak farkli bir geçit bölgesini (490) içermektedir.

Tercih edilen ilave bir yapilanmada, hücre konfigürasyonu, ilave olarak, birinci ve ikinci temel bölgeler arasindaki bir tasiyici akisinin kontrol edilmesi için en az bir kapi bölgesini içermektedir. Her bir kapi bölgesi, karsilik gelen bir termoelektrik sogutma bölgesiyle elektriksel olarak baglanmaktadir.

Tercih edilen ilave bir yapilanmada, hücre konfigürasyonu, yariiletken altlik içerisine gömülen en az bir kapi bölgesini içermektedir. Termoelektrik sogutma bölgelerinin sayisi, kapi bölgelerinin sayisina karsilik gelmekte ve her bir kapi bölgesi, karsilik gelen bir termoelektrik sogutma bölgesine yönlendirilmektedir. Termoelektrik sogutma bölgelerinin her biri için farkli kapi bölgelerinin kullanilmasiyla, karsilik gelen talepler esasinda ya da karsilik gelen uygulama tarafindan belirtildigi gibi, bu termoelektrik sogutma bölgelerinin bagimsiz olarak kontrol edilmesi mümkündür.

Tercih edilen ilave bir yapilanmada, hücre konfigürasyonu, çok sayidaki termoelektrik sogutma bölgesini içermektedir.

Tercihen, çok sayidaki termoelektrik sogutma bölgelerinin her biri, ayni birinci temel bölgeyi ancak farkli bir kapi bölgesini kullanmaktadir. Sadece bir birinci temel bölgenin kullanilmasiyla, tüm hücre konfigürasyonunun optimize planini içeren bir alanin saglanmasi mümkündür.

Tercih edilen bir yapilanmada, hücre konfigürasyonu, çok sayidaki termoelektrik sogutma bölgesini içermektedir. Çok sayidaki termoelektrik sogutma bölgelerinin her biri, ayni birinci temel bölgeyi kullanmaktadir, ancak farkli bir kapi bölgesini içermektedir. Birinci temel bölge, bir kaynak bölgesi ya da bir akaç bölgesi olabilmektedir. Sadece bir birinci temel bölgeye sahip olunmasiyla, birbirinden bagimsiz olarak kontrol edilebilen çesitli anahtarlama elemanlarini içeren hücre konfigürasyonunun bir alan optimize yapisinin saglanmasi mümkün olmaktadir. Bu düzenlemeyle, kapi bölgesinin bagimsiz olarak tetiklenmesiyle ayni hücre konfigürasyonunda bir ya da daha fazla sayidaki termoelektrik sogutma düzeninin ayri olarak seçilmesi mümkün olmaktadir.

Tercih edilen bir yapilanmada, termoelektrik sogutma düzeni, çok sayidaki parmak-benzeri yapiyi (480) içermektedir. Bu parmak-benzeri yapilar, tercihen, birinci temel bölgeden radyal bir sekilde uzanmaktadir. Tipik olarak, ancak zorunlu olmayarak, her bir parmak-benzeri yapi, tipik olarak birbiriyle sirali olarak düzenlenen bir kapi bölgesini, bir termoelektrik sogutma bölgesini ve bir ikinci temel bölgeyi içermektedir.

Tercih edilen ilâve bir yapilanmada, termoelektrik sogutma düzenindeki parmak-benzeri yapilar, radyal olarak düz bir çizgide, örnegin, dogrusal olarak ya da düz olarak uzanmaktadir. Tüm düzen, bu durumda, termoelektrik sogutma düzeninin yildiz-benzeri bir yapisini olusturmaktadir.

Alternatif bir yapilanmada, parmak benzeri yapilar, bir büklümlü yapiyi, bir spiral yapisini ya da baska herhangi bir yogun paket yapisini olusturan yaklasik olarak yogun bir pakette radyal olarak uzanmaktadir. Burada, parmak benzeri yapilar, kismen düz çizgili ve/veya kavislidir.

Tercih edilen ilave bir yapilanmada, termoelektrik sogutma düzeni, en az dört, tercihen en az alti ve daha çok tercih edilen durumda, en az sekiz adet radyal uzanan parmak-benzeri yapiyi içermektedir.

Tercih edilen ilave bir yapilanmada, birinci temel bölge, dikdörtgen seklinde ve özellikle, dörtgen seklinde bir yüzey alanini içermektedir. Ozellikle, bu konfigürasyonlarda, termoelektrik sogutma düzeni, dört ya da daha fazla parmak benzeri yapiyi içeriyorsa, bu durum uygun ve avantajlidir. Ancak, birinci temel bölgenin, altigen ya da sekizgen sekle sahip olmasi da mümkün olabilmektedir. Bu yapilanmalarda, sekizgen sekilli birinci temel bölge söz konusu oldugunda, sekiz adet parmak benzeri yapi ve birinci temel bölgenin altigen sekilli olmasi durumunda termoelektrik sogutma düzeninin, alti adet parmak benzeri yapi içermesi durumu avantajlidir. Genel olarak, parmak benzeri yapilarin miktarinin, birinci temel bölgenin sinir hatlarinin miktarina ya da kenarlarin miktarina bagli olmasi durumu avantajlidir ancak gerekli degildir. Ancak, birinci temel bölgenin yüzey alaninin, yuvarlak bir sekle, özellikle eliptik, dairesel ya da oval bir sekle sahip olmasi da mümkün olabilmektedir.

Bu yapilanmalar, elektrik alanlari bakimindan birinci temel alanin sinir hatlarinda hiçbir ayrik kenarin olmamasi ve en etkin ve avantajli sekilde tünel olusumunu önleme avantajina sahiptir. Bir birinci tipik yapilanmada, birinci temel bölge, bir kaynak bölgesi olusturacak sekilde tasarlanmakta ve ikinci temel bölgeler, karsilik gelen akaç bölgeleri olusturmak üzere tasarlanmaktadir. Alternatif bir yapilanmada, birinci temel bölge, bir akaç bölgesi olusturacak sekilde tasarlanmaktadir. Daha sonra, ikinci temel bölgeler, karsilik gelen kaynak bölgeleri olusturacak sekilde tasarlanmaktadir. Birinci temel bölge ve ikinci temel bölge, tipik olarak ayni iletkenlik tipindedir ancak ayni iletkenlik tipinde olmayabilmektedir. Ornegin, birinci temel bölge ve ikinci temel bölgeler, p-tipi bir yariiletken malzemedir. Alternatif olarak, birinci temel bölge ve ikinci temel bölgeler, ayrica bir n-tipi yariiletken malzeme olabilmektedir.

Sogutma bölgelerinin yapisina bagli olarak, özellikle, sogutma bölgesi, çift olmayan sayida STEC elemanini içeriyorsa, birinci temel bölge, bir birinci iletkenlik tipindedir, ikinci temel bölge, birinci iletkenlik tipinden farkli bir ikinci iletkenlik tipindedir. Ilave bir tercih edilen yapilanmada, termoelektrik sogutma düzenlerinin Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma elemanlarindan en azindan biri, bir üçüncü iletkenlik tipindeki bir birinci alt bölgeyi ve bir dördüncü iletkenlik tipindeki bir ikinci alt bölgeyi içermektedir. Üçüncü ve dördüncü iletkenlik tipleri, birbirinden farklidir. Ornegin, üçüncü iletkenlik tipi, n-tipi ya da p-tipi bir yariiletken malzemedir ve dördüncü iletkenlik tipi, sirasiyla n-tipi ya da p-tipi bir yariiletken malzemedir. Hem birinci hem de ikinci alt bölgeler, yatay yönde birbirinden araliklidir.

Tercih edilen bir yapilanmada, termoelektrik sogutma bölgelerinden en azindan biri, çok sayidaki Kaydirilmis ve Dikilmis Termoelektrik sogutma elemanini içermektedir. Bu çok sayidaki Kaydirilmis ve Dikilmis Termoelektrik sogutma elemani, sirali bir sekilde düzenlenmekte ve birbirine baglanmaktadir. ilâve olarak, çok sayidaki Kaydirilmis ve Dikilmis Termoelektrik sogutma elemani, karsilikli aralikli bir sekilde düzenlenmekte ve baglanmaktadir, böylece, bir ikinci alt bölgeye komsu bir birinci alt bölge düzenlenmektedir ve bunun tam tersi de geçerlidir. Bu konfigürasyonla, bir ikinci Kaydirilmis ve Dikilmis Termoelektrik sogutma elemanina komsu olarak bir Kaydirilmis ve Dikilmis Termoelektrik sogutma elemani düzenlenmekte ve baglanmaktadir.

Tercih edilen ilâve bir yapilanmada, ilgili karsilikli aralikli birinci ve ikinci alt bölgeler arasinda bir ara bosluk saglanmaktadir. Ara bosluk, tipik olarak, en azindan kismen bir yalitkan malzemeyle doldurulmaktadir. Yalitkan malzeme, silikon dioksit, özellikle, termal olarak büyüyen silikon dioksit (SIOZ), PVD silikon dioksit, Düsük-K, Yüksek-K, silikon nitrür, Hafniyum Oksit ya da mutlaka bir yariiletken esasli malzeme olmasi gerekmeyebilen baska herhangi bir yalitkan malzeme olabilmektedir. Yalitkan malzemenin, A1203 ve/veya AgO ya da AuO ya da CuO olmasi özellikle tercih edilmektedir çünkü bu malzemeler, özellikle TEC'in çalisma sicakliklarinda üstün yalitim oranlarina sahiptir.

Tercih edilen bir yapilanmada, bir STEC-elemaninin ya da komsu STEC-elemanlarinin birinci ve ikinci alt bölgeleri, düsey izdüsümünde ayni mesafeye sahiptir. Bu, düsey yönde, bu birinci ve ikinci alt bölgelerin birbirinden esit aralikli oldugu anlamina gelmektedir. Baska çok tercih edilen bir yapilanmada, bir termoelektrik sogutma bölgesindeki çok sayidaki STEC- elemani, birbirine göre zikzak ya da kademeli bir sekilde düzenlenmekte ve böylece, kaydirilmis ve dikilmis kismin birinci ve/veya ikinci alt bölgeleri düsey yönde düzenlenmektedir. Bu, sirasiyla birinci ve ikinci alt bölgeler arasindaki düsey yönde bir mesafenin arttigi ya da azaldigi anlamina gelmektedir. Tercih edilen ilâve bir yapilanmada, yatay düzleme atfen birinci ve/veya ikinci alt bölgelerin bir kaydirilmis ve dikilmis bir kismi, 5° ilâ 85° arasindadir. Ozellikle, kaydirilmis ve dikilmis kisim, 45° ilâ 60° arasinda, tercihen 30° ilâ 40° arasinda ve en çok tercih edilen durumda, 10° ilâ 20° arasindadir. Mevcut bulusa göre, bu kaydirilmis ve dikilmis kisma bagli olarak, termoelektrik sogutma düzeninin sicak tarafi ve soguk tarafi arasindaki bir yüksek sicaklik gradyaninin ve böylece daha iyi sogutmanin elde edilmesi mümkündür. Ilave olarak ya da alternatif olarak, daha yüksek bir kaydirilmis ve dikilmis kisim saglanmasiyla daha düsük tetikleme enerjisinin elde edilmesi mümkündür.

Tercih edilen ilâve bir yapilanmada, Kaydirilmis ve dikilmis bir Termoelektrik sogutma elemani ya da bir termoelektrik sogutma bölgesinin birinci ve/veya ikinci alt bölgeleri, çok- parçali bir yapiya, özellikle iki-parçali bir yapiya sahiptir. Bu çok-parçali yapi, ilâve bir yapilanmaya göre, bir birinci kaydirilmis ve dikilmis kisma sahip bir birinci kisma ve bir ikinci kaydirilmis ve dikilmis kisma sahip bir ikinci kisma sahiptir. Birinci kisim, tipik olarak köprü temas elemaniyla dogrudan temas halindedir. Ikinci kisim, birinci kisimla temas halindedir ve bir komsu kaydirilmis ve dikilmis termoelektrik sogutma elemaninin bir köprü kontak elemaniyla temas halinde olabilmektedir. Tercihen, ancak mutlaka mecburi olmayarak, birinci kaydirilmis ve dikilmis kisim, ikinci kaydirilmis ve dikilmis kisimdan daha düsüktür. Ozellikle, birinci kaydirilmis ve dikilmis kisim, 15° ile 45° ve özellikle, 25° ila 35° arasindadir. Ikinci kaydirilmis ve dikilmis kisim, 45° ilâ 85° arasinda ve özellikle, 60° ilâ 70° arasindadir.

Tercihen birinci ve ikinci alt bölgelerden her biri, iki sinir ara yüzünü içermektedir. Komsu ve karsilikli aralikli birinci ve ikinci alt bölgelerin sinir ara yüzleri, köprü kontak elemanlari vasitasiyla baglanmaktadir. Karsilikli aralikli birinci ve ikinci alt bölgelerin bu köprü kontak elemanlari, tercihen kademeli bir sekilde düzenlenmektedir. Tercih edilen bir yapilanmada, karsilikli konumlanan birinci ve ikinci alt bölgelerin birbirine elektriksel olarak irtibatlanmasi için, bir birinci köprü kontak elemani, birinci alt bölgenin bir birinci sinir ara yüzünden ikinci alt bölgenin bir ikinci sinir ara yüzüne uzanmaktadir. Çok tercih edilen bir yapilanmada, örnegin, yüksek katkili poIi-silikon, metal ya da elektriksel olarak yüksek iletkenlikte alasim gibi köprü kontak elemanlari, elektriksel olarak çok yüksek iletkenlikte bir malzemeyi içermektedir. Bu nedenle, köprü kontak elemanlari için tipik malzemeler, alüminyum, altin, gümüs, volfram, titanyum ya da alasimlaridir. Daha çok tercih edilen bir yapilanmada, en az bir elektriksel siper katmani saglanmaktadir. Bu elektriksel siper katmani, termoelektrik sogutma bölgesinin bir sicak tarafina komsu olarak düzenlenmektedir. Siper katmani, yariiletken altliktan termoelektrik sogutma bölgesinin sicak tarafina yüksek bir termal iletkenlik saglayacak sekilde adapte edilmektedir. Bu siper katmani, ilâve olarak, yariiletken altlik ve termoelektrik sogutma bölgesinin sicak tarafi arasinda bir elektriksel baglanti olmasini önleyecek sekilde adapte edilmektedir. Sonuç olarak, bu siper katmani, termoelektrik sogutma bölgesini kapsamakta ve karsilik gelen köprü kontak elemanlarinin üstünde ya da altinda düzenlenmektedir. Bu nedenle, bu siper katmanlari, Kaydirilmis ve dikilmis sogutma elemanlarini elektriksel olarak koruyacak sekilde ve termoelektrik sogutma bölgesinin sicak tarafindan optimum isi iletimi saglamak için termal bir yüksek iletkenlik saglayacak sekilde tasarlanmaktadir.

Tipik olarak, ancak zorunlu olmayan bir sekilde, ayni termoelektrik sogutma bölgelerinin iki adet Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma elemani, birbirine komsu olarak konumlanmakta ve bir ikinci köprü kontak elemani vasitasiyla baglanmaktadir. Bu ikinci köprü yapisi, tipik olarak, bir birinci Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma elemaninin ikinci alt bölgesinin bir üçüncü sinir ara yüzünden bir ikinci Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma elemaninin bir dördüncü ara yüzüne uzanmaktadir. Komsu Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma elemanlarinin köprü kontak elemanlari köprü kurma alt bölgelerinin bu düzeni sayesinde, bir termoelektrik sogutma bölgesinin kademeli bir sekilde saglanmasi mümkün olmaktadir.

Tercih edilen bir yapilanmada, dielektrik altlik üzerinde bölgelerin ve kisimlarin adezyonu, termal iletkenlik özelliklerine sahip bir altlik katmani olarak kullanilabilen bir yapisma katmaniyla (410) gömülmektedir.

Tercih edilen bir yapilanmada, bölgelerde, köprünün ince tabakali altliginin en az bir katmani, nitrojenle bir metalin alasimini içermektedir. Burada, nitrojenin araligi, örnegin, TIN; TiN0,5; A1N; AlNO, I ve veya yüksek-k ya da düsük-k özelligine sahip bir alasimla ince tabakali altligin çoklu katmanlarinin bir kombinasyonu gibi alasimin % 0,01 ilâ % 50'si arasindadir.

Tercih edilen ilâve bir yapilanmada, entegre sogutma düzeni, asagidakileri içermektedir: istem 1 ila 36 arasindaki istemlerden herhangi birine göre çok sayidaki hücre konfigürasyonu, Selenyum ve/veya Bor ve/veya Nitrojenle katkilanan en az bir ince tabakali yariiletken altlik katmani. Burada, hücre konfigürasyonlari, yaygin olarak kullanilan yariiletken altlikta bir dizide düzenlenmektedir.

Tercih edilen ilave bir yapilanmada, entegre sogutma düzeni, asagidakileri içermektedir: çok sayidaki hücre konfigürasyonu, Selenyum ve/veya Bor ve/veya Nitrojenle katkilanan en az bir ince tabakali yariiletken altlik katmani. Burada, hücre konfigürasyonlari, yaygin olarak kullanilan yariiletken altlikta bir dizide düzenlenmektedir.

Tercih edilen ilâve bir yapilanmada, entegre sogutma düzeni, asagidakileri içermektedir: bölgenin (030) uzunlugunda, özellikle, birinci kismin 1/4 ila 1/3 arasinda birinci alt bölgenin uzunlugundadir ve/veya ikinci kaydirilmis ve dikilmis kisim (710), ikinci kismin 1/99 ila arasinda birinci alt bölgenin (030) uzunlugunda ya da özellikle ikinci kismin 1/5 ila 114 arasinda birinci alt bölgenin (030) uzunlugunda ve/veya üçüncü kaydirilmis ve dikilmis kisim özellikle, üçüncü kismin 1/4 ilâ 1/3 arasinda birinci alt bölgenin (030) uzunlugunda ya da özellikle, üçüncü kismin 1/5 ilâ 114 arasinda birinci alt bölgenin (030) uzunlugunda ve/veya birinci alt bölgenin (030b) uzunlugunda, özellikle, dördüncü kismin 1/4 il^a 1/3 arasinda birinci alt bölgenin (030b) uzunlugunda ya da özellikle, dördüncü kismin 1/5 ila 1/4 arasinda birinci alt bölgenin (032b) uzunlugundadir.

Tercih edilen ilave bir yapilanmada, entegre sogutma düzeni, asagidakileri içermektedir: Burada, komsu ve karsilikli konumlanan birinci ve ikinci alt bölgelerinin (030, 032) sinir ara Çok tercih edilen bir yapilanmada, siper katmanlari, termal olarak yüksek iletkenlikte ve elektriksel olarak yalitkan bir malzemeyi içermektedir. Bu gibi yüksek iletkenlikteki yalitkan malzeme, avantajli bir sekilde yaklasik olarak sentetik elmas olabilmektedir. Çok tercih edilen bir yapilanmada, sentetik elmaslar, aItIik içerisinde termal olarak büyümekte ve gömülmektedir. Bu, bir metalden olusan karsilik gelen bir alt bölge ile karsilastirildiginda, akimin yönüne dik olan birinci ve ikinci alt bölgelerin çaplarinda bir azalmaya imk^an vermektedir. En azindan iyi yalitim saglayan diger malzemeler, silikon oksit, düsük-K, yüksek-K vb.dir. Bu malzemelerin uygun sekilde katkilanmasiyla, ayrica iyi bir termal iletkenligin saglanmasi da mümkündür.

Tercih edilen ilave bir yapilanmada, en az bir sogutma katmani saglanmaktadir. Bu sogutma katmani, termoelektrik sogutma bölgesinin bir soguk tarafinda köprü temas elemaniyla temas etmektedir.

Tercihen, bu sogutma katmani, termoelektrik sogutma bölgesinden isinin yayilmasi için yüksek bir termal iletkenlik içermektedir. Bu sogutma katmanlari için tercih edilebilen Sogutma düzeninin tercih edilen ilave bir yapilanmasinda, hücre konfigürasyonlari, birbirine seri baglantida elektriksel olarak baglanmaktadir. Alternatif olarak, hücre konfigürasyonlarinin, birbirine göre paralel bir baglantida düzenlenmesi de mümkün olabilmektedir. Ornegin, kismen seri ve kismen paralel baglantilar gibi bu elektriksel baglanti tiplerinin kombinasyonlari da mümkün olabilmektedir.

Tercih edilen ilâve bir yapilanmada, kontrol cihazi, bir frekans saat üretecine sahip programla kontrol edilebilir bir cihazi ve saat üreteci tarafindan tetiklenen bir sayiciyi içermektedir. Her bir hücre konfigürasyonunun kapi bölgeleri, sayici okuma degerlerine göre sayici tarafindan tetiklenmektedir. Tercih edilen ilâve bir yapilanmada, hücre konfigürasyonlarinin her birinin kapi bölgeleri, seri olarak ya da dizi olarak tetiklenmektedir.

Tercih edilen ilâve bir yapilanmada, entegre devre cihaz bölgeleri, ayni hücre konfigürasyonunun ya da komsu hücre konfigürasyonlarinin komsu sogutma düzenleri arasinda tanimlanmaktadir. Ilave ya da alternatif bir yapilanmada, cihaz bölgeleri, termoelektrik sogutma düzenlerinin bir soguk tarafinda ya da bir sicak tarafinda düzenlenmektedir. Entegre devre, ilâve olarak, komsu termoelektrik sogutma düzenleri arasinda entegre devrenin cihaz bölgelerinden birinde düzenlenen en az bir yariiletken cihazi içermektedir. Bu, bir taraftan hücre konfigürasyonunun ve diger taraftan yariiletken cihazlarin çok kompakt ve alan bakimindan optimize edilen bir düzenine imkan vermektedir. Bu nedenle, termoelektrik sogutma için kullanilmayan hücre konfigürasyonlarindaki alanlar, tercihen baska yariiletken cihazlar için, örnegin, yüksek bir isi yayimi sergileyen yariiletken cihazlar için kullanilabilmektedir. Bu yariiletken cihazlar tarafindan olusturulan isi, daha sonra, hücre konfigürasyonu tarafindan ve özellikle, hücre konfigürasyonlarindaki termoelektrik sogutma düzenleriyle tasinabilmektedir.

Tercih edilen bazi yapilanmalarda, yariiletken cihaz, asagidakilerden en az biri olabilmektedir: Bir sensör, özellikle, bir isi sensörü, bir optik sensör, bir termal sensör ya da benzeri. Bir dogrultucu eleman, örnegin, diyot, bir Wheatstone köprüsü ya da baska herhangi bir köprü yapisi. Bir anahtarlama elemani, özellikle, bir transistör. Transistör bir MOSFET, örnegin, NMOS, PMOS, VMOS, bir güç-MOSFET, bir JFET, bir çift-kutuplu transistör, IGFET, Bir programlanabilir cihaz, özellikle bir mikroislemci, bir mikro-kontrolör, bir programlanabilir lojik cihazi, örnegin, FPGA ya da PLD, bir bellek cihazi, örnegin, DRAM, SRAM, ROM, PROM ya da benzeri olabilmektedir. Bir günes hücresi, bir lazer diyotu, bir LED, bir mikro serit ya da benzeri olabilmektedir. Ancak, bu yariiletken cihazlar, yaklasik örneklerdir ve mevcut bulus, bu yapilanmalarla sinirli olmamalidir.

Tercih edilen ilave bir yapilanmada, yariiletken cihaz, birinci temel bölgelerden ve termoelektrik sogutma düzenlerinden araliklidir. Ilave olarak, yariiletken cihaz, termoelektrik sogutma düzenlerinden en az ikisi arasinda düzenlenebilmektedir.

Tercih edilen ilâve bir yapilanmada, birinci temel bölgeye atfen, yariiletken cihaz, birinci temel bölgenin bir merkezinden 1 nm - 100 uin arasinda bir yariçapta, tercihen, 500 nm - 1 uiri arasinda bir yariçaptadir.

Entegre devre cihazinin tercih edilen bir yapilanmasinda, birinci temel bölge, en az iki adet radyal uzanan bölge tarafindan sarilmaktadir, her bir bölge, bir kapi bölgesini, bir ikinci temel bölgeyi ve bir termoelektrik sogutma bölgesini içermektedir.

Bu nedenle, çesitli kapi bölgelerinin ve termoelektrik sogutma bölgelerinin bir enerji kaynagina baglanmasi için bir tekli birinci temel bölgenin kullanilmasi mümkündür. Bu yapilanmada birinci temel bölgenin artan kullanilabilirligi sayesinde, STEC bölgesinin boyutu ve/veya hacmi azaltilmaksizin tetiklenebilir bir STEC bölgesi gerçeklestirmek için gerekli hacmin azaltilmasi mümkün olmaktadir.

Tercih edilen baska bir yapilanmada, entegre devre, bir güç kaynagina baglanan bir saat sinyali yaraticisina sahip bir sayiciyi içermektedir. En az bir kapi bölgesi, en az bir iletken eleman vasitasiyla sayiciya baglanmaktadir. Bu nedenle, en az bir STEC bölgesinin tetiklenmesi kolayca gerçeklestirilebilmektedir.

Tercih edilen baska bir yapilanmada, entegre devre, 0,5 pA ve 500 mA arasinda, özellikle 1 mA ve 200 mA arasinda, tercihen 1 pA ve 100 uA arasinda ve en çok tercih edilen durumda, 100 pA ve 1 uA arasinda bir akimla çalistirilabilecek sekilde tasarlanmaktadir.

Hücre konfigürasyonunun tercih edilen baska bir yapilanmasinda, çok sayidaki kontrol edilebilen termoelektrik sogutma bölgesi saglanmaktadir. Kontrol edilebilir termoelektrik sogutma bölgesinin en azindan ikisi ve özellikle, çok sayidaki kontrol edilebilir termoelektrik sogutma bölgesi, farkli kaydirma ve dikislere sahiptir.

Tercih edilen baska bir yapilanmada, çok sayida termoelektrik sogutma bölgesi saglanmaktadir, burada, çok sayidaki termoelektrik sogutma bölgesi, birinci temel bölgeden disari dogru yildiz-benzeri sekilde uzanmaktadir. Ozellikle tercih edilen yildiz-benzeri uzanan termoelektrik sogutma bölgelerinin her biri, bagimsiz olarak tetiklenebilmektedir.

Tercih edilen baska bir yapilanmada, termoelektrik sogutma düzeni, farkli kaydirmalara ve dikislere sahip termoelektrik sogutma bölgelerinin bagimsiz olarak tetiklenmesiyle dijital verileri kodlayacak sekilde çalisabilmektedir.

Tercih edilen baska bir yapilanmada, termoelektrik sogutma düzeni, farkli STEC'e sahip termoelektrik sogutma bölgelerinin bagimsiz olarak tetiklenmesiyle bir sicaklik sensörü olarak çalisabilmektedir.

Tercih edilen bir yapilanmada, en az iki termoelektrik sogutma düzeni, yariiletken altlik içerisinde birbirinin üstünde yigilabilmektedir.

Tercih edilen bir yapilanmada, komsu olarak düzenlenen termoelektrik sogutma düzenleri arasinda bir ara katman saglanmaktadir ve burada, iki komsu termoelektrik sogutma düzeni arasinda ara katman, bir mesafe tanimlamaktadir.

Tercih edilen bir yapilanmada, mesafe, en az 5 nm ve tercihen, 5 nm ilâ 120 nm arasindadir.

Tercih edilen bir yapilanmada, ara katman, en azindan kismen ve tercihen tamamen bir izole edici malzemeyi içermektedir. Tercih edilen bir yapilanmada, en az bir baglanti cihazi saglanmaktadir. Baglanti cihazi, en az iki termoelektrik sogutma düzeni arasinda ve tercihen, iki yigitlanmis ve/veya komsu olarak düzenlenen termoelektrik sogutma düzeni arasinda yer almaktadir. Baglanti cihazi, termal olarak çok iletken ve elektriksel olarak yalitkan bir malzemeyi içermekte ve böylece, iki termoelektrik sogutma düzeni arasinda bir termal baglanti saglanmakta ve ilâve olarak, iki termoelektrik sogutma düzeni arasinda elektriksel yalitim garanti edilmektedir. ÇIZIMLERIN KISA AÇIKLAMASI Mevcut bulusun ve avantajlarinin daha tam bir sekilde anlasilmasi için, ekteki çizimlerle birlikte alinan asagidaki açiklamaya simdi atif yapilmaktadir. Mevcut bulus, çizimlerdeki sematik sekillerde tanimlanan örnek niteligindeki yapilanmalarin kullanilmasiyla asagida daha detayli bir sekilde açiklanmaktadir, burada: Sekil 1'de, mevcut bulusa göre bir hücre konfigürasyonunun birinci, temel yapilanmasinin bir kesit görünümü verilmektedir. Sekil 2'de, Sekil 1'de gösterildigi gibi, entegre bir devre cihazi için bir termoelektrik sogutma bölgesinin bir kismi kesit olarak gösterilmektedir.

Sekil 2A-ZD'de, mevcut bulusa göre, bir STEC bölgesinin farkli Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma elemanlarinin kesitleri gösterilmektedir.

Sekil 3'te, mevcut bulusa göre bir hücre konfigürasyonunun bir ikinci yapilanmasinin bir plan görünümü verilmektedir.

Teknikte uzman kimseler, sekillerdeki elemanlarin basit ve açik bir görünüm saglayacak sekilde oldugunu ve ölçege uygun olmayabilecegini takdir edecektir. Ornegin, seçilen elemanlar, mevcut bulusun çesitli yapilanmalarinda, sadece bu elemanlarin islevselliginin ve düzenlemelerinin anlasilmasini iyilestirmeye yardimci olmak için kullanilmaktadir. Ayrica, ticari olarak uygun bir yapilanmada faydali ya da gerekli olan yaygin ancak kolayca anlasilan elemanlar, çogunlukla gösterilmemekte ve böylece, mevcut bulusun bu çesitli yapilanmalarinin daha az özetlenmis bir görünümü saglanmaktadir. Ilave olarak takdir edilecegi gibi, açiklanan yöntemlerdeki belirli islemler ve/veya adimlar, olaylarin belirli bir meydana gelis sirasinda tanimlanabilmekte ya da gösterilebilmekteyken, teknikte uzman kimseler, bu gibi bir siralama özelliginin, gerçekte gerekli olmadigini anlayacaktir. Teknikte uzman kimse, mevcut bulusun yapilanmasinin, basit ve açik olmasindan dolayi buradaki açiklamada verilmeyecegini takdir edecektir. Mevcut tarifnamede kullanilan ifadelerin ve terimlerin, genel bir anlama sahip oldugu anlasilacaktir, çünkü spesifik anlamlarin aksi takdirde burada açiklanmasi durumu hariç olmak üzere, bu genel anlam, arastirma ve çalismanin karsilik gelen ilgili alanlarina göre bu gibi ifadelere ve terimlere uyum saglamaktadir.

MEVCUT BULUSUN YAPILANMALARININ DETAYLI AÇIKLAMASI Bundan sonra, mevcut bulusu açiklamadan önce, mevcut bulusun bazi genel hususlarini kisaca açiklamak isteriz. Mevcut bulus, genel olarak, termoelektrik sogutma ile ilgilidir.

Yaklasik olarak 1960 yilina kadar ticari termoelektrik sogutma modüllerinin temin edilebilir olmamasina ragmen, modern termoelektrik sogutucularin esas alindigi temel fiziksel ilkeler, gerçekte 1800'Iü yillara kadar geriyi esas almaktadir. 1800ilü yillarin baslarinda, Thomas Seebeck, metallerin birlesme noktasinin iki farkli sicaklikta tutulmasi sartiyla, benzer olmayan iki metalden yapilan kapali bir devrede sürekli olarak elektrik akiminin akacagini kesfetmistir. Bu, ayrica Seebeck etkisi olarak da bilinmektedir.

Termoelektrik etki, sicaklik farklarinin elektriksel gerilime ve elektriksel gerilimin sicaklik farklarina dogrudan dönüsümüdür. Bir termoelektrik cihaz, her bir tarafta farkli bir sicaklik oldugunda bir gerilim olusturmaktadir. Bunun tersi olarak, bir gerilim uygulandiginda, bir sicaklik farki olusmakta ve bu, ayrica Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma etkisi olarak bilinmektedir. Atomik ölçekte, uygulanmis sicaklik gradyani, elektron ya da elektron deligi olup olmamasindan bagimsiz olarak malzemede, yüklenmis tasiyicilarin sicak taraftan soguk tarafa dagilmasina neden olmaktadir. Bu, termal akim olusumuna neden olmaktadir.

Bu etki, avantajli bir sekilde, elektrik üretmek, sicakligi ölçmek, nesneleri sogutmak ya da isitmak, vb. için kullanilabilmektedir. Isitma ve sogutmanin yönü, uygulanan gerilimin isareti tarafindan belirlendigi için, termoelektrik cihazlar, çok elverisli sicaklik kontrolörleri olusturmaktadir.

Geleneksel olarak, “termoelektrik etki” ya da “termo-elektrik", ayri olarak tanimlanmis üç etkiyi kapsamaktadir, bunlar, Seebeck etkisi, Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma etkisi ve Thomson etkisidir. Birçok ders kitabinda ve önceki teknik belgesinde, termoelektrik etki, ayrica STEC-Seebeck etkisi olarak da adlandirilabilmektedir. Seebeck etkisi, sicaklik farklarinin dogrudan elektrige dönüstürülmesidir. Ancak, Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma etkisi, Seebeck etkisinin tersidir. Iki farkli metal devresinden bir akim geçirildiginde, isi, üst birlesme noktasinda olusmakta ve alt birlesme noktasinda emilmekte ve bu da, sicak taraftan soguk tarafa isi aktarimina neden olmaktadir. Mevcut bulusta, Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma etkisi için ve böylece, bir isi gradyanindan dolayi, elektrik üretmek amaciyla Seebeck etkisi için ve isi aktarimi için kullanilabilen Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma elemani adreslenmektedir. Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma etkisinin kullanilmasi durumunda, bundan sonra, Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma, ayrica “Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma” ya da kisaca “STEC” olarak da adlandirilmaktadir.

Böylece, Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma elemani, Seebeck etkisinin sadece bir karsit olgusudur. Burada, termal enerji, farkli bir metal birlesme noktasinda emilebilmekte ve kapali devrede elektrik akimi akarken, diger birlesme noktasinda tahliye edilebilmektedir.

Seebeck etkisinin ve Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma etkisinin temelleri iyi bilindigi için, bu fiziksel etkiler, daha detayli olarak açiklanmamaktadir. Termoelektrik sogutmanin ilkelerine göre, MPE6350 belgesinde, Cairo Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, özellikle Bölüm 17 burada referans olarak tamamiyla dahil edilmektedir.

Bundan sonra, mevcut bulus, çizimlerdeki yapilanmalara göre daha detayli olarak açiklanmaktadir.

Sekil 1”de, mevcut bulusa göre bir hücre konfigürasyonunun bir birinci temel yapilanmasinin bölgesel görünümü verilmektedir. Hücre konfigürasyonu, 100 referans numarasiyla gösterilmektedir. Hücre konfigürasyonu (100), bir birinci üst yüzeye (110a) ve bir ikinci alt yüzeye (110b) sahip bir altligi (110) içermektedir. Altlik (110), Örnegin, katkili bir silikon altlik gibi bir katkili yariiletken altlik olabilmektedir. Ancak, mevcut bulus, silikondan olusan bir altlikla (110) sinirli degildir, ayrica GaAs, SiC gibi baska herhangi bir yariiletken malzeme ya da kuvars, safir gibi baska herhangi bir dielektrik altlik olabilmektedir.

Sekil 1'de, hücre konfigürasyonu (100), yariiletken altlikta (110) düzenlenen bir termoelektrik sogutma düzenini (120) içermektedir. Bu termoelektrik sogutma düzeni (120), isi harcamasi için kullanilmaktadir, örnegin, ayni yariiletken altlik içerisinde herhangi bir entegre devrenin isi harcamasi için kullanilmaktadir. Bu nedenle, bu termoelektrik sogutma düzeni (120), mevcut bulusun bir temel fikrine göre, yariiletken altligin (110) entegre bir kismidir.

Termoelektrik sogutma düzeni (120), bir birinci temel bölgeyi (140), iki adet ikinci temel bölgeyi ( içermektedir. Birinci temel bölge (140), termoelektrik sogutma düzeni (120) içerisinde merkezi olarak düzenlenmektedir ve bir birinci iletkenlik tipindedir, örnegin, n-tipi ya da p-tipidir.

Termoelektrik sogutma bölgelerinin (200) yapisina bagli olarak, iki adet ikinci temel bölge (180), bir birinci iletkenlik tipinde ya da birinci iletkenlik tipinden farkli bir ikinci iletkenlik tipinde olabilmektedir. Iki adet ikinci temel bölge (180), birinci merkezi olarak düzenlenmis temel bölge (140) ve iki adet ikinci marjinal olarak düzenlenmis temel bölge (180) arasinda düzenlenen karsilik gelen termoelektrik sogutma bölgeleri (200) içerisinden birinci temel bölgeye (140) elektriksel olarak baglanmaktadir.

Mevcut durumda, birinci temel bölge (140), bir kaynak ya da bir akac bölgesi olabilmektedir.

Burada, ikinci temel bölge (180), daha sonra, sirasiyla akaç ya da kaynak bölgesini olusturmaktadir. Bu nedenle, termoelektrik sogutma düzeni (120), iki adet kontrol edilebilir anahtari, özellikle transistörleri olusturmaktadir, burada, kontrol terminalleri, karsilik gelen kapi kisimlari (160) tarafindan olusturulmaktadir. Bu kapi bölgeleri (160), termoelektrik sogutma bölgeleri (200) icerisinde düzenlenmekte ve tercihen, birinci temel bölgeye (140) dogrudan komsu olarak düzenlenmektedir. Termoelektrik sogutma düzeninin (120) bu yapisi sayesinde, hem transistörler hem de her iki termoelektrik sogutma bölgesinin (200) islevleri bagimsiz olarak kontrol edilebilmektedir.

Buradaki esas özellik, termoelektrik sogutma bölgelerinin (200) her birinin, en az bir Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma elemani içermesidir. Termoelektrik sogutma düzeninin (120) detayli yapisi ve islevselligi ve içerisindeki Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma elemanlari, Sekil 2A-2D'de gösterilen çesitli yapilanmalara atfen daha detayli olarak bundan sonra açiklanmaktadir. Birinci temel bölge (140), ikinci temel bölgeler (180), kapi bölgesi (160) ve yari elektrik sogutma bölgeleri (200), mevcut yapilanmada, L altliginin içine gömülüdür. Ancak, bu bölgeler, altligin (110) üst ve alt yüzeylerine (110a, 110b) komsu olarak da düzenlenebilmektedir.

Avantajli bir yapilanmada, entegre devre cihazi, en az bir birinci STEC düzenini (120) ve bir ikinci STEC düzenini ( radyal uzanan bölgeleri, mesafelidir ve üst üste örtüsmemektedir. Birinci STEC düzeni (120), ikinci STEC düzeninden (120) daha farkli sekilde olusturulabilmektedir. Ornegin, birinci STEC düzeni (120), bir kapi oksidin kalinligina, bir kanal bölgesinin uzunluguna, bir iç kaydirilmis ve dikilmis unsura, belirli sayida radyal uzanan bölgeye, en az bir ikinci temel bölgenin ( karsilik gelen parametrelerinden farkli olan bir katkili tipe sahip olabilmektedir.

Alternatif olarak, entegre devre cihazi (100), özdes parametrelere sahip en az iki STEC düzenini (120) içerebilmektedir.

Entegre devre cihazinin ( içermesi durumunda, kontrol edilebilir üç boyutlu bir STEC cihazi insa etmek için, bu STEC düzenlerinin (120) çogu, birbirine baglanabilmektedir. Ornegin, en az iki STEC düzeni (120), birbirine seri olarak elektriksel olarak baglanabilmekte ve tetiklenebilmektedir. Ancak, entegre devre cihazi (120), farkli STEC düzenleri (12) arasinda bu gibi bir elektriksel baglantisiyla sinirlanmamaktadir.

En az iki STEC düzeni (120), birbirine paralel biçimde elektriksel olarak baglanabilmekte ve tetiklenebilmektedir. Ilave olarak, en az iki STEC düzeni (120), ayni zamanda seri ya da paralel olarak tetiklenebilmekte ve böylece, ikinci katman malzemesi tarafindan kaplanan birinci katman malzemesinde dil seklinde bir sogutma alani olusmaktadir. Elektrik akimi buna göre ayarlanirken, dil sekli artirilabilmektedir, Böylece, ikinci katman malzemesi, bir isi gradyaninin iyilestirilmesi için kullanilabilmekte ya da birinci katman malzemesinin bölgesi, bir isi alici olabilmektedir.

STEC bölgelerinin ( etrafi sogutulmaktadir. Bu nedenle, altlik (100) içerisine gömülü bir isi kaynagi, bulus konusu yöntemin kullanilmasiyla telafi edilebilmektedir. Söz konusu en az bir isi kaynagi, bir harici ya da dahili isi kaynagi olabilmektedir. Ornegin, söz konusu en az bir isi kaynagi, altlik (100) içerisine de gömülebilmektedir. Ilave olarak, söz konusu en az bir isi kaynagi, en az bir STEC düzeninin (12) etrafinda düzenlenebilmektedir. Tercihen, söz konusu en az bir isi kaynagi, birinci temel bölgenin (140) bir orta noktasinin etrafindaki bir mesafede düzenlenebilmektedir. Böylece, STEC düzenlerinin (120) sogutma fonksiyonu, isi kaynagi tarafindan üretilen isidan dolayi hiçbir hasarin meydana gelmemesini saglamaktadir.

Söz konusu en az bir isi kaynagi, bir sensör, bir diyot ya da baska herhangi bir isi üreten cihaz olabilmektedir. Böylece, bulus konusu yöntem, bir STEC düzeninin (120) etrafinda düzenlenen çesitli sensörlerin tespit kapasitesini artirmak için kullanilabilmektedir. Böylece, lokalize sinyaller, dogru bir sekilde tespit edilebilmektedir. Ilave olarak, sensör ve / veya diyot, cihaza bir giris ya da çikis olarak baglanabilmektedir. Diyot, bir kizilötesi foto-diyot, bir X-isini foto-diyot ve/veya bir lazer diyotu olabilmektedir. Ozellikle, foto-diyot, bir dalga seklinde sogutulabilmekte ve söz konusu dalga sekli, ikinci temel bölgenin (18) kenarina dogru yayilmaktadir. Böylece, bulus konusu yöntem, ayrica enerji geri kazanimi için de kullanilabilmektedir. Sekil 2”de, STEC bölgesinin alaninda Sekil 17deki entegre devre cihazinin bir detayinin kesiti gösterilmektedir. Kesit, boylamasina eksene paralel olarak bir STEC bölgesinden (200) geçmektedir.

Sekil 27de gösterilen STEC bölgesi (200), çesitli Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma elemanlarini (500) içermektedir. Her bir Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma elemani (500), bir üçüncü iletkenlik tipindeki bir birinci alt bölgeyi (030) ve üçüncü iletkenlik tipinden farkli olan bir dördüncü iletkenlik tipindeki bir ikinci alt bölgeyi (032) içermektedir. Ornegin, birinci alt bölge (030), p-tipi olabilmekte ve ikinci alt bölge (032), n-tipi olabilmektedir. Ancak, STEC düzeni (120), bu gibi bir Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma elemaniyla (50) sinirli degildir. Birinci alt bölgenin (030) n-tipi olmasi durumunda, ikinci alt bölge (032) p-tipidir.

Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma elemani (500), ayrica birinci alt bölge (030) ve ikinci alt bölge (032) arasindaki ara boslugu (340) en azindan kismen dolduran bir birinci yalitkan malzemeyi içermektedir. Tercihen, birinci yalitkan malzeme, birinci alt bölge (030) ve ikinci alt bölge (032) arasindaki ara boslugu tamamen doldurmaktadir. Ilave olarak, Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma elemani (500), ayrica bir birinci köprü kontak elemanini (036) içermektedir. Birinci kontak elemani (036), birinci alt bölgenin (030) bir birinci ara yüzünden (380), ikinci alt bölgenin (032) bir ikinci ara yüzüne (400) uzanmaktadir. Birinci alt bölgenin (030) birinci ara yüzünün (380) ve ikinci alt bölgenin (032) ikinci ara yüzünün birinci ara yüz ( boylamasina eksenine yüzlerin (380, 400) ve/veya birinci köprü kontak elemaninin (036) bu gibi bir tasarimiyla sinirli degildir.

Tercih edilen bir yapilanmada, STEC bölgesi (200), en az iki Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma elemanini ve tercihen, her biri, alt bölgelere (030, 032) ve ara bosluga (340) sahip çok sayidaki Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma elemanini içermektedir. STEC bölgesi (200), bu gibi belirli sayidaki Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma elemaniyla (500) sinirli degildir. Tercihen, ayni STEC bölgesinin gösterildigi gibi, bir ikinci köprü kontak elemani (420) vasitasiyla baglanmaktadir. STEC bölgesi (200), en azindan kismen ve özellikle tamamen, komsu Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma elemanlarinin (500') alt bölgesi (030, 032) arasindaki ara boslugu (340) dolduran bir yalitkan malzemeyi de (480) içerebilmektedir.

Ikinci kontak alt bölgesi (420), birinci Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma elemaninin (500) ikinci alt bölgesinin (032) bir üçüncü ara yüzünden (440), ikinci Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma elemaninin (500') birinci alt bölgesinin (030) bir dördüncü ara yüzüne (460) genisleyebilmektedir. Birinci Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma elemani (500), birinci temel bölgeye (140), ikinci Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma elemanindan (500,) daha yakindir. Ikinci alt bölgenin (032) üçüncü ara yüzü (440) boylamasina eksenine (2008) paralel olarak uzanabilmektedir. Ilave olarak, üçüncü ara yüz (440) ve dördüncü ara yüz (460), birinci ara yüze (380) ve ikinci ara yüze (400) paralel uzanabilmektedir.

Birinci köprü kontak (036) elemani ve/veya ikinci köprü kontak elemani (420), alüminyum, altin, gümüs, vb. gibi elektriksel olarak iletken bir malzemeyi içerebilmektedir. Böylece, ayni STEC bölgesinin (200) Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma elemanlarinin (500, 500') farkli alt bölgeleri (030, 032) arasinda iyi bir elektriksel iletkenlik saglanmaktadir. Alt 440, 460), Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma etkisi için uygundur.

STEC bölgesi (200), en az bir köprü kontak elemani (036, 420) vasitasiyla birinci temel bölgeye (140), kapi bölgesine (160) ve/veya ikinci temel bölgeye (180) baglanabilmektedir.

Böylece, STEC bölgesi (200) ve komsu birinci temel bölge (140), kapi bölgesi (160) ve/veya ikinci temel bölge (180) arasinda iyi elektriksel temas saglanmaktadir.

Tercih edilen bir hücre konfigürasyon yapilanmasinda, birinci kaydirilmis ve dikilmis kisim birinci kismin 1/4 ilâ 113 arasinda birinci alt bölgenin (030) uzunlugunda ya da özellikle birinci kismin 1/5 ila 1/4 arasinda birinci alt bölgenin (030) uzunlugundadir ve/veya ikinci kaydirilmis uzunlugunda, özellikle, ikinci kismin 1/4 ilâ 1/3 arasinda birinci alt bölgenin (030) uzunlugunda ya da özellikle ikinci kismin 1/5 ilâ 1/4 arasinda birinci alt bölgenin (030) uzunlugunda ve/veya üçüncü kaydirilmis ve dikilmis kisim (080), üçüncü kismin 11% ila arasinda birinci alt bölgenin (030) uzunlugunda ve/veya dördüncü kaydirilmis ve dikilmis özellikle, dördüncü kismin 1/4 ila 113 arasinda birinci alt bölgenin (030) uzunlugunda ya da özellikle, dördüncü kismin 1/5 ila 1/4 arasinda birinci alt bölgenin (030) uzunlugundadir.

Tercih edilen bir hücre konfigürasyon yapilanmasinda, alt bölgelerin (030) ve/veya (032) ince tabakasinin (750) yüksekligi, birinci kaydirilmis ve dikilmis kismin ya da ikinci kaydirilmis ve dikilmis kismin ya da üçüncü kaydirilmis ve dikilmis kismin ve dördüncü kaydirilmis ve dikilmis kismin uzunlugunun 1/19 ilâ 4/5 arasindaki yükseklik araligindadir. dikilmis termoelektrik sogutma elemanlarindan bir akim geçerken, Sekil 2ide gösterilen STEC bölgesi (200), boylamasina eksene (200a) dik bir yönde bir termal aki saglamaktadir.

Böylece, çok yüksek bir termoelektrik sogutma kapasitesini mümkün kilan bir termoelektrik Sekil 2ide gösterilen STEC bölgesi (200), standart yariiletken teknoloji yöntemleriyle yöntemin açiklamasi burada verilmemektedir.

Sekil 2A-2E'de, bir STEC bölgesinde kaydirilmis ve dikilmis termoelektrik sogutma elemaninin farkli yapilanmalarinin kesitleri gösterilmektedir. Farkli yapilanmalarin kesitlerinde, farkli kaydirilmis ve dikilmis termoelektrik sogutma elemanlarinin yapisini gösteren bir termoelektrik sogutma bölgesinin kesiti gösterilmektedir.

Sekil 2A'da, kaydirilmis ve dikilmis termoelektrik sogutma elemani (500), bir köprü kontak elemani (036) vasitasiyla birbirine baglanan bir birinci ve bir ikinci alt bölgeyi (030, 032) içermektedir. Sekil 2A*daki yapilanmada, birinci ve ikinci alt bölgeler (030, 032), köprü kontak elemanina (036) yaklasik olarak dikey ve yatay olarak düzenlenmektedir.

Ancak, birinci alt bölgelerin (030, 032) açili olmasi ve böylece, yatay bir yöne sahip olmasi daha avantajlidir. Bu, Sekil ZB'de bir termoelektrik sogutma bölgesinin (200) ikinci yapilanmasina atfen gösterilmektedir. Burada, alt bölgeler ve yatay düzlem arasinda bir kaydirilmis ve dikilmis kisim bulunmaktadir. Tercihen, kaydirilmis ve dikilmis kisim, 5° ilâ 75°, tercihen, 15° ilâ 25° arasinda ve daha çok tercihen 25° ilâ 35° arasindadir.

Sekil 2Ctde, bir termoelektrik sogutma bölgesinin (200) bir kaydirilmis ve dikilmis termoelektrik sogutma elemaninin (500) baska bir yapilanmasi gösterilmektedir. Sekil 2C*ye göre, birinci alt bölge (030), bir birinci kismi ve ikinci kismi içermektedir ve ikinci alt bölge ayrica birbirine baglanan bir birinci kismi (30a) ve bir ikinci kismi (30b) içermektedir. Karsilik gelen bir alt bölgenin (030) bu her iki kismi, yatay yöne (x ve 2) göre açilidir. Ancak, yatay yönle iliskili olarak birinci alt kismin (O30a) bir kaydirilmis ve dikilmis [3 degeri, x yatay yönüne göre ikinci üst kisminin (030b) bir kaydirilmis ve dikilmis D degerinden daha yüksektir.

Termoelektrik sogutma bölgesinin (200) elektrik ve termal özellikleri için farkli kaydirilmis ve bölgelerin (030, 032) bu sekilde ayrilmasi çok avantajlidir. Ozellikle, tüm termoelektrik sogutma bölgesinin (200), bu düzen sayesinde daha yüksek verime sahip oldugu gösterilmistir. Tercihen birinci kaydirilmis ve dikilmis (ß), 30° araligindadir ve ikinci kaydirilmis ve dikilmis D degeri, 30° ilâ 60° araligindadir.

Sekil 2D'de, termoelektrik sogutma bölgesinin bir dördüncü, çok tercih edilen bir yapilanmasi gösterilmektedir. Sekil 2C'deki yapilanmanin tersi olarak, termoelektrik sogutma bölgesinin birinci ve ikinci kaydirilmis ve dikilmis degerinin, birinci ve ikinci alt bölgeler (030, 032) için özdes olmasi durumunda, bu kaydirilmis ve dikilmis degerler, simdi farklidir. Birinci alt bölge (030) için, birinci kismin (030) birinci kaydirilmis ve dikilmis (DI) ve ikinci kismin (030b) bir ikinci kaydirilmis ve dikilmis (DI) degeri, tipik olarak ikinci alt bölgenin (0320) birinci ve ikinci kisminin (032a, 032b) ilgili kaydirilmis ve dikilmis (D2) degerinden farklidir. Ornegin, birinci alt bölgenin (030) bir ikinci kismin (030b) kaydirilmis ve dikilmis degeri, 47°)dir ve ikinci alt bölgenin (032) ilgili bir ikinci kisminin (32b) kaydirilmis ve dikilmis (D2) degeri, 42°'dir.

Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma elemanlarinin (500) kaydirilmis ve dikilmis kisimli birinci ve ikinci alt bölgelerinin (030, 032) saglanmasinin temel avantaji, aslinda, komsu Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma yapilarinin, her zaman sinir ara yüzlerinde minimum mesafeye sahip olmasi ve birinci ve komsu ikinci alt bölgeler (030, 32) arasinda hiçbir sinir ara yüzünün var olmadigi bir maksimum mesafeye sahip olmasidir.

Elektriksel baglanti bakimindan, bu çok etkilidir. Bir kaydirilmis ve dikilmis termoelektrik sogutma elemaninin (500) köprü kontak elemanlari (036), alüminyum, volfram, tungsten ya da bu malzemelerin bir alasimi gibi elektriksel olarak yüksek iletken malzemeyi içermektedir.

Köprü kontak elemanlari (036) ve yariiletken altlik (110) arasinda, tipik olarak, bir kaplama ya da siper katmani saglanmaktadir. Tercihen, kaplama ya da siper katmani, sadece kaydirilmis ve dikilmis termoelektrik sogutma elemaninin (500) sicak tarafinda ya da termoelektrik sogutma bölgelerinde gereklidir. Ancak, termoelektrik sogutma bölgesinin soguk tarafinda bu gibi kaplama katmanlarinin saglanmasi da mümkün olabilmektedir çünkü tüm termoelektrik sogutma düzeni (120), soguk tarafin sicak tarafi olusturdugu ve sicak tarafin soguk tarafi olusturdugu her iki yönde de kullanilabilmektedir. Kaplama katmani, yariiletken altligin sicak tarafindan kaplama katmani içerisinden termoelektrik sogutma bölgesine yüksek etkililikte isi aktarimi saglamak için termal olarak oldukça iletken olan herhangi bir malzemeyi içerebilmektedir. Kaplama katmani için bu gibi bir malzeme, sentetik elmas olabilmektedir.

Mevcut bulus, bu gibi kaydirilmis ve dikilmis belirli sayidaki termoelektrik sogutma elemaniyla (500) sinirli degildir. Sekil 2E'de, çok sayidaki kaydirilmis ve dikilmis termoelektrik sogutma elemanini ( bir kesiti gösterilmektedir. Her bir kaydirilmis ve dikilmis termoelektrik sogutma elemani (500), bir birinci ve Ikinci bölgeyi (030, 032) ve Tercihen, ayni STEC bölgesinin (200) iki komsu kaydirilmis ve dikilmis termoelektrik sogutma elemanlari (500, 500'), bu, Sekil 3A'da gösterildigi gibi, bir ikinci köprü kontak elemani (, en azindan kismen ve özellikle tamamen komsu kaydirilmis ve dikilmis termoelektrik sogutma elemanlarinin (500') birinci ve ikinci bölgeleri (030, 032) arasindaki ara boslugu (340) dolduran bir yalitkan malzemeyi (480) içermektedir.

Ikinci temas bölgesi (420), kaydirilmis ve dikilmis termoelektrik sogutma elemaninin (500) ikinci bölgesinin (032) bir üçüncü ara yüzünden (440), ikinci kaydirilmis ve dikilmis termoelektrik sogutma elemaninin (500,) birinci bölgesinin (030) bir dördüncü ara yüzüne (460) uzanabilmektedir. Birinci kaydirilmis ve dikilmis termoelektrik sogutma elemani (500), ikinci kaydirilmis ve dikilmis termoelektrik sogutma elemanina (500,) göre birinci temel bölgeye (140) daha yakindir. Ikinci bölgenin (032) üçüncü ara yüzü (440) ve birinci bölgenin yönlendirilebilmekte ve/veya STEC bölgesinin (200) boylamasina eksenine (200a) paralel olarak uzanabilmektedir. Ilave olarak, üçüncü ara yüz (440) ve dördüncü ara yüz (460), birinci ara yüze (380) ve ikinci ara yüze (400) paralel uzanabilmektedir.

Birinci köprü kontak (036) elemani ve/veya ikinci köprü temas elemani (420), alüminyum, altin, gümüs, vb. ya da bu malzemelerden en azindan birini içeren bir alasim gibi elektriksel olarak iletken bir malzemeyi içermektedir. Böylece, ayni STEC bölgesinin (200) kaydirilmis arasinda iyi bir elektriksel iletkenlik ve ayrica oldukça iyi bir termal iletkenlik saglanmaktadir. 440, 460), kaydirilmis ve dikilmis termoelektrik sogutma etkisi için uygundur. bölgeye (140), kapi bölgesine (160) ve/veya ikinci temel bölgeye (180) baglanabilmektedir.

Böylece, STEC bölgesi (200) ve komsu birinci temel bölge (140), kapi bölgesi (160) ve/veya ikinci temel bölge (180) arasinda iyi bir elektriksel temas saglanmaktadir.

Köprü kontak elemanlari (036) ve yariiletken altlik (110) arasinda, tipik olarak, bir kaplama ya da siper katmani (sekilde gösterilmedi) saglanmaktadir. Tercihen, sadece kaplama ya da siper katmani, kaydirilmis ve dikilmis termoelektrik sogutma elemaninin (500) sicak tarafi üzerinde ya da termoelektrik sogutma bölgeleri üzerinde kaplama ya da siper katmani gereklidir. Ancak, termoelektrik sogutma bölgesinin soguk tarafinda bu gibi kaplama katmanlarinin saglanmasi da mümkün olabilmektedir çünkü tüm termoelektrik sogutma düzeni (100), her iki yönde de kullanilabilmektedir, soguk taraf, sicak tarafi olusturmakta ve sicak taraf soguk tarafi olusturmaktadir. Kaplama katmani, kaplama katmani üzerinden yariiletken altligin sicak tarafindan termoelektrik sogutma bölgesine çok etkin isi aktarimi saglamak için, termal olarak çok iletken olan herhangi bir malzemeyi içerebilmektedir.

Kaplama katmani için bu gibi bir malzeme, sentetik elmas olabilmektedir.

Sekil 3, 3A'da gösterilen STEC bölgesi (200), standart yariiletken teknoloji yöntemleriyle yöntemlerin hiçbir detayli açiklamasi burada verilmemektedir.

Ancak, kaydirilmis ve dikilmis termoelektrik sogutma elemani, kaydirilmis ve dikilmis kisimsa, karsilik gelen birinci ve ikinci temel bölgelerin ve ayrica, birinci ve ikinci bölgelerin (030, 032) ve köprü kontak elemanlarinin katman olarak olusturulmasi avantajlidir. Her bir katman, bu farkli bölgeler için düzgün kenarlar saglamak amaciyla, mümkün oldugunca ince olmalidir.

Entegre devre cihazin bir yapilanmasinin plan görünümü verilmektedir. Entegre devre cihazi, sematik olarak, bir altligi (110) ve altlik içerisine gömülü olan bir termoelektrik sogutma (STEC) düzenini (120) sematik olarak içermektedir. Altlik (110), bir yariiletken altlik olabilmektedir. Ornegin, altlik (100), silikonu içerebilmektedir. Ancak, entegre devre cihazi, silikondan olusan bir altlikla (100) sinirlanmamaktadir.

Sadece tek bir STEC düzeniyle (, altlik (100) içerisine gömülebilmektedir. Bulus konusu yöntem, ayni altlik (100) içerisinde yüksek yogunluklu STEC düzenleri (120) saglamaya özellikle uygundur.

Entegre devre cihazinin STEC düzeni (120), en azindan kismen bir yalitkan malzeme tarafindan kapatilabilmektedir. Ayrica, en az iki farkli malzeme katmanini içeren altligin (100) en az bir kismi içerisine en az bir STEC düzeni (120) gömülebilmektedir. Örnegin, bir birinci katman malzemesi, bir ikinci katman malzemesi tarafindan kaplanabilmektedir. Ikinci katman malzemesi, bir yalitim malzemesi olabilmektedir.

STEC düzeni (120), çesitli kapi bölgeleri (160) ve bir birinci iletkenlik tipinin bir birinci temel bölgesini (, birinci temel bölgeye (140) elektriksel olarak baglanmaktadir. Ornegin, en az bir kapi bölgesi (160), birinci temel bölgenin (140) bir ara yüzüyle dogrudan temas edebilmektedir. Ancak, entegre devre cihazi, STEC düzeninin (120) bu gibi bir yapilanmasiyla sinirli olmamaktadir. Kapi bölgeleri (160), en az bir iletken kanal (sekillerde gösterilmedi) vasitasiyla birinci temel bölgeye (140) elektriksel olarak da baglanabilmektedir. En az bir kapi bölgesi (160), karsilik gelen bir tetikleme sinyali tarafindan tetiklenebilen bir yariiletken malzemeyi içermektedir. Böylece, en az bir kapi bölgesi (160), ayrica bir STEC kapisi olarak da adlandirilabilmektedir.

STEC düzeni (120), ayrica birinci iletkenlik tipinden farkli olan bir ikinci iletkenlik tipinin çesitli ikinci temel bölgelerini (180) içermektedir. Birinci temel bölgenin (140) n-tipi olmasi durumunda, ikinci temel bölge (180), p-tipindedir.

Buna karsilik olarak, p-tipinin bir birinci temel bölgesine sahip bir STEC düzeni (120), n-tipi en az bir ikinci temel bölgeyi (180) içermektedir. Birinci temel bölge (140), en azindan bir ikinci temel bölgeden (180) ve/veya en az bir kapi bölgesinden (160) daha yüksek bir elektriksel akim kapasitesine sahip olabilmektedir.

Birinci ve ikinci temel bölge ( kaynak/akaç bölgeleri olarak tasarlanmaktadir. Böylece, birinci temel bölge (140) vasitasiyla ve en az bir ikinci temel bölge (180) vasitasiyla bir gerilimin uygulanmasi mümkündür. Bu nedenle, kaynaklakaç bölgeleri olarak tasarlanan temel bölgelere (140, 180) sahip ve akim akisinin kontrol edilmesi için en az bir kapi bölgesine (160) sahip en az bir transistör olarak STEC düzeninin (120) tanimlanmasi mümkündür. Birinci temel bölgenin (140) (tercihen p-tipinde) bir kaynak bölgesi olarak tasarlanmasi durumunda, ikinci temel bölge (180) (tercihen n- tipinde), bir akaç bölgesi olarak tasarlanmaktadir. Bununla iliskili olarak, bir akaç bölgesi olarak tasarlanan bir birinci temel bölgeye (140) (tercihen n-tipinde) sahip bir STEC düzeni (120), bir kaynak bölgesi olarak tasarlanan bir ikinci temel bölgeyi (180) (tercihen p-tipinde) içermektedir.

STEC düzeninin (12) en azindan bir ikinci temel bölgesi (180) ve birinci temel bölgesi (140) arasinda en az bir termoelektrik sogutma (TEC) bölgesi (200) düzenlenmektedir. STEC bölgesi (200), en az bir Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma bölgesini (50) içermektedir. STEC bölgesi (200), ayrica komsu kapi bölgesiyle de (160) elektriksel temas halindedir.

Böylece, her bir STEC bölgesinden (200) geçen akim, karsilik gelen bir kapi bölgesi (160) tarafindan kontrol edilmektedir. Bu gibi bir akim, en az bir kapi bölgesi (160) üzerinden ve en az bir komsu STEC bölgesi (200) üzerinden, birinci temel bölgeden (140) örnegin, en az bir ikinci temel bölgeye (, Sekil 3'te gösterildigi gibi, komsu kapi bölgesini (160) ikinci temel bölgeye (180) baglayabilmektedir.

Ancak, STEC düzeni ( bu gibi bir düzeniyle sinirli degildir. Söz konusu en az bir STEC bölgesi (200), ayrica komsu kapi bölgesini (160) birinci temel bölgeye (140) baglayabilmektedir. Burada, söz konusu en az bir ikinci temel bölge (180), kapi bölgesine (160) dogrudan temas etmektedir.

Mevcut bulusun tercih edilen bir yapilanmasinda, birinci temel bölge (140), çesitli radyal uzanan bölgeler tarafindan sarilmaktadir. Burada, her bir bölge, bir kapi bölgesini (160), bir ikinci temel bölgesini ( içermektedir. Ornegin, plan görünümde, STEC düzeni (120), yildiz-benzeri bir yapiyi andirabilmektedir (Sekil 3'e bakiniz).

STEC düzeni (120), yaklasik olarak bir oval ya da yuvarlak tasarima sahip olabilmektedir.

STEC düzeninin (120) bu gibi bir yapilanmasi, zamanda, mekanda ve sicaklikta bir ayrima neden olmaktadir ve bu nedenle, hassas bir sogutma sistemi için faydalidir. Her bir radyal olarak uzanan bölgeden geçen akim, kapi bölgesi (160) tarafindan kontrol edildigi için, bu gibi bir STEC düzeninin ( geçen bir birinci termal akinin olusturulmasi mümkündür. Ayni zamanda, ayni STEC düzeninin (120) bir ikinci STEC bölgesinden bir ikinci termal akinin olusmasi durumu meydana gelmemektedir. Böylece, ikinci STEC bölgesiyle (200) temas eden soguk taraftaki isi alicinin bir ikinci tarafinin sicakligi azaltilmaksizin (ciddi ölçüde) birinci STEC bölgesinin (200) yanindaki bir soguk taraftaki isi alicinin bir birinci tarafindaki sicakligin azaltilmasi mümkündür.

STEC düzeninin ( en az iki adet radyal olarak uzanan bölgeyi içermesi durumunda, bu STEC bölgesinin (200) boylamasina eksenleri, STEC düzeninin (120) etrafini, bu alt kisimlarin merkezlerinde esit bir kaydirilmis ve dikilmis kisimla en az iki alt kisma bölebilmektedir. Ilave olarak, ayni STEC düzeninin (120) tüm alt kisimlari, ayni iki boyutlu sekillere sahip olabilmektedir. Ancak, boylamasina eksenler, STEC düzeninin (120) etrafini, farkli iki boyutsal sekle sahip olan en az iki alt kisma da bölebilmektedir. Ilave olarak, ayni STEC düzeninin (120) alt kisimlari, merkezlerinde farkli iç kaydirilmis ve dikilmis kisma sahip olabilmektedir.

Altligin ( boyutu, 1 nm ilâ 100 uiri arasinda olabilmektedir. Tercihen, temel yüzeye paralel STEC düzeninin (120) boyutu, 200 nm ila 160 nm arasindadir. Böylece, birçok farkli yariiletken cihazda Sekil Site gösterilen STEC düzeninin (, örnegin, çok büyük bir IC biriminde, bir mikroislemci biriminde, (üç boyutlu) çok özlü bir mikroislemcide, bir sinir agi mikroislemcisinde, bir mikro-kontrolörde, en az bir çipe sahip bir sistemde, bir sensör cihazinda uygulanabilmektedir. Ancak, bulus konusu yöntemin performansi, yukarida listelenen örneklerle sinirli degildir.

Birinci temel bölge (140), çesitli kapi bölgelerinin (160) dogrudan temas etmesini saglayan bir biçime sahip olabilmektedir. Ornegin, birinci temel bölge; bir kare, dikdörtgen, besgen, altigen, sekizgen, silindirik ya da eliptik biçime sahip olabilmektedir. Söz konusu en az bir kapi bölgesi (160) için, basit bir kare ya da dikdörtgen sekil seçilebilmektedir. Böylece, birinci temel bölge (140) ve en az bir kapi bölgesi (160) arasinda iyi bir elektriksel temasin saglanmasi mümkündür. Söz konusu en az bir ikinci temel bölge (180) ve söz konusu en az bir STEC bölgesi (200), ayrica bir kare ya da dikdörtgen sekle sahip olabilmektedir. Böylece, komsu kapi bölgesi (160) uygun sekilde tahrik edildiginde, bir termal aki olusturmak için, en az bir STEC bölgesinden (200) bir akimin geçmesi saglanmaktadir.

Altligin (110) yüzeyine paralel bir birinci temel bölgenin (140) boyutlari, söz konusu en az bir kapi bölgesinin (160) karsilik gelen boyutlarindan daha büyük olabilmektedir. Ayrica, yüzeye olan en az bir STEC bölgesinin (200) genisliginden daha büyük olabilmektedir. Tercihen, komsu STEC bölgesinin (200) boylamasina eksenine (200a) paralel olan kapi bölgesinin (160) uzunlugu ve/veya ikinci temel bölgenin (180) uzunlugu, birinci temel bölgenin (140) karsilik gelen boyutundan daha küçüktür. Ornegin, komsu STEC bölgesinin (200) boylamasina eksenine (200a) paralel olan kapi bölgesinin (160) uzunlugu ve/veya ikinci temel bölgenin (180) uzunlugu, komsu birinci temel bölgenin (140) karsilik gelen Benzer sekilde, boylamasina eksene (200a) dik olan kapi bölgesinin (160) genisligi, STEC bölgesinin (200) genisligi ve/veya ikinci temel bölgenin (180) genisligi, komsu birinci temel arasinda olabilmektedir.

Ikinci temel bölgeler (180), komsu STEC bölgesinin genisligine ve temas eden kapi bölgesinin ( boylamasina eksenine (, bu gibi bir yapilanmayla sinirli degildir. Örnegin, en az bir ikinci temel bölgenin (180) genisligi, komsu STEC bölgesinin genisliginin velveya temas eden kapi bölgesinin (160) genisliginin en az iki kati olabilmektedir. Tercih edilen bir yapilanmada, entegre devre cihazi ayrica bir güç kaynagina (26) baglanan bir saat sinyali yaraticiyi (24) içeren bir sayiciyi (22) da içermektedir. En az bir kapi bölgesi (160), en az bir kontak elemani (280) vasitasiyla, örnegin, bir kontrol sinyal hatti vasitasiyla sayiciya V ilâ 1 V arasinda olan bir DC kontrol sinyali saglayabilmektedir.

Ancak, entegre devre cihazi, kontrol sinyalinin belirli degerleriyle sinirli degildir. Saat sinyali üreteci (24), tetikleyebilmektedir. Bununla birlikte, entegre devre cihazi, saat sinyali üretecinin (24) özel bir saat frekansiyla sinirli degildir.

Sayici (220) tarafindan tahrik edilen söz konusu en az bir kapi bölgesi (160), STEC düzeninin (120) etrafinin termoelektrik sogutmasinin zaman, konum ve sicaklik olarak kontrol edilmesi için bir faal/faal olmayan hale getirme anahtarinin bir kontrol terminali olarak çalismaktadir. Baska bir deyisle, söz konusu en az bir kapi bölgesi (160), sayicinin (220) kontrol sinyalleri tarafindan, alan etkili kontrol edilebilir kapilar vasitasiyla STEC düzeninin (120) etrafi zaman, konum ve sicaklik bakimindan farkli olacak sekilde tetiklenmektedir.

Ancak, kontrol mekanizmasi, ayrica bir iki-kutuplu anahtar da olabilmektedir.

STEC düzeni (120), ayrica birinci temel bölge (140) ve söz konusu en az bir kapi bölgesi (160) arasinda düzenlenebilen, söz konusu en az bir kapi bölgesi (160) ve komsu STEC bölgesi ( arasinda düzenlenebilen bir ilâve bölgeyi de içerebilmektedir. Ilave bölge, örnegin, bir temiz bölge olabilmektedir.

Ikinci yapilanmada, birinci temel bölge, sekizgen sekle sahiptir ve böylece, yildiz-benzeri sekizgen sekilli birinci temel bölgenin bir tarafindan dogrudan disari uzanan sekiz adet termoelektrik sogutma düzenine sahiptir.

Kaydirilmis ve dikilmis bir termoelektrik sogutma elemaninin yapisinin iki ilâve yapilanmasi verilmektedir.

Sekil 2Aidaki yapilanmada, Kaydirilmis ve dikilmis bir termoelektrik sogutma elemani, farkli iletkenlik tiplerindeki birbirinden aralikli bir birinci alt bölgeyi (030) ve bir ikinci alt bölgeyi birbirine baglanmaktadir.

Sekil 2A'daki yapilanmada, birinci ve ikinci alt bölgeler, kübik, örnegin, dikdörtgen seklinde ya da silindir seklindedir (sekillerde gösterilmedi). Bu, birinci ve ikinci alt bölgelere (030, 032) iliskin yaygin ve avantajli bir yapidir.

Kaydirilmis ve dikilmis bir termoelektrik sogutma elemaninin çok tercih edilen bir yapilanmasi gösterilmektedir. Burada, birinci ve ikinci alt bölgeler, yuvarlak, oval ya da oval-benzeri bir sekle sahiptir. Birinci ve ikinci bölgeler (030, 032), 3 boyutlu bir elips sekline sahiptir. Bu uygulanan yariiletken teknolojisine bagli olarak, bir uzatilmis ya da düzlesmis yuvarlak sekle sahip olabilmektedir. Elips, temel ekseni etrafinda döndürülürse, sonuç, bir rugby topu ya da Amerikan futbolu topu gibi bir uzatilmis küre biçiminde olabilmektedir. Elips, küçük ekseni etrafinda döndürülürse, sonuç, mercimek gibi düzlesmis bir küre seklidir. Uretilen elips bir daire ise, sonuç, bir küredir. Birinci ve ikinci bölgeler (030, 032), ayrica bir silindir sekline de sahip olabilmektedir. Bu biçim, silindirin her iki tarafinda düzlemlere baglanan iki yari-küreyi içermektedir. Silindir ayrica, bir eliptik silindir, parabolik silindir ya da hiperbolik silindir olabilmektedir.

Sekil 2E'de gösterilen bu sekillerin avantaji, birinci ve ikinci bölgelerin (030, 032), seklin uzatilmis ya da düzlesmis olup olmamasina bagli olarak - karsilik gelen köprü kontak elemanlarina (36) çok ya da az bir küçük temas alani saglamasidir.

Termal ve elektriksel olarak, bu çok avantajlidir. dikilmis Termoelektrik sogutma elemanlarindan (500) bir akim geçerken, Sekil 2, 2A'da gösterilen STEC bölgesi (200), temel olarak boylamasina eksene (200a) (baska bir deyisle, yüzeylerin yönüne (110a, 110b)) dik bir yönde termal bir aki saglamaktadir. Böylece, çok yüksek bir termoelektrik sogutma kapasitesine sahip bir termoelektrik sogutma yapisi saglanmaktadir.

Sekil 28, 2C, 2D, 2E'de gösterilen yapilanmalarda, Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik olup, böylece, düsey ya da yatay bir yöne sahip olmaktadir. Burada, birinci ve ikinci bölgelerin (030, 032) bir yönü ve yatay düzlem arasinda bir Kaydirilmis ve dikilmis kisim mevcuttur.

Yatay düzlem, birinci ve ikinci yüzeyler (110a, 110b) tarafindan ve ayrica köprü kontak elemaninin (036, 42) yönü tarafindan tanimlanmaktadir. Tercihen, Kaydirilmis ve dikilmis kisim, 30 ilâ 75 arasindadir. Ancak, mevcut bulusun baska bir bulgusu, en iyi termal iletkenlik özelliklerinin, Kaydirilmis ve dikilmis kisim, 30 ila 40 arasinda oldugunda ve özellikle, Kaydirilmis ve dikilmis kisim tam olarak 35 oldugunda elde edilmesidir.

Bundan sonra, Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma elemaninin (500) ilâve yapilanmalari, Sekil 2C ve 2D'ye atfen açiklanmaktadir.

Sekil 28, 2C, 2D, 2E`de gösterilen yapilanmalarda, Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma elemanlari, yaklasik olarak yatay yönde hizalanmaktadir, baska bir deyisle, Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma elemanlari (500), birinci ve ikinci yüzeye (110a, 110b) paralel olarak düzenlenmektedir. Ancak, bu, bir zorunluluk degildir.

Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma elemaninin (500) yönü, köprü kontak elemanlarinin yönü tarafindan tanimlanmaktadir.

Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma elemaninin (500) bir yapilanmasi gösterilmektedir. Burada, Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma elemaninin (500) yönü, birinci ve ikinci yüzeylerin (110a, 110b) yönünden farklidir. Baska bir deyisle, Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma elemani, kaydirilmis ve dikilmis bir kisim seklinde yariiletken aItIik içerisinde düzenlenmektedir. Sonuç olarak, Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma elemaninin (500) yönü ve birinci ve ikinci yüzeyler (110a, 110b) tarafindan tanimlanan yatay yön arasinda bir Kaydirilmis ve dikilmis kisim mevcuttur.

Bu tip Kaydirilmis ve dikilmis entegreli Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma elemanlarinin (500) saglanmasiyla, sadece bir yatay yönde artik hizalanmayan ancak ayrica bir düsey yönde en azindan kismen hizalanan yariiletken altlik içerisinde STEC bölgelerinin (200) saglanmasi mümkündür. Bu, Sekil 2D`deki yapilanmada gösterilmektedir. Burada, çok sayidaki Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma elemani (500) seri baglantida düzenlenmektedir (Sekil 2C'dekine benzer). Burada, Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma elemanlarinin (500) seri baglantisi, Kaydirilmis ve dikilmis bir kisim tanimlayacak sekilde Kaydirilmis ve dikilmis kisimda düzenlenmektedir.

Sekil 2E'de, Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma elemaninin çok tercih edilen bir yapilanmasi gösterilmektedir. Burada, birinci ve ikinci bölgeler (030, 032), Kaydirilmis ve dikilmis benzeri bir kesite sahip ve böylece bir es kenar dörtgen olusturan birbirine baglantili kübik biçimler tarafindan olusturulmaktadir. Bir taban Kaydirilmis ve dikilmis kisim, köprü elemaninin (036) karsit tarafinda saglanmaktadir.

Bir Kaydirilmis ve dikilmis Termoelektrik sogutma elemaninin ilave bir yapilanmasi gösterilmektedir. Burada, birinci ve ikinci bölgeler (30, 32), çok-parçali bir yapiya sahiptir.

Birinci ve ikinci bölgelerin her biri, çok sayidaki kismi içermektedir - mevcut durumda, dört kismi içermektedir. Karsilik gelen bir bölgenin farkli kisimlarinin her biri, birbirine göre kaymis bir sekilde düzenlenmekte ve böylece, karsilik gelen bir birinci ve ikinci bölgenin (030, 032) her bir kismi, merdiven-benzeri bir yapinin bir basamagini olusturmaktadir. Birbirinden aralikli olan farkli kisimlar, bu merdiven-benzeri yapinin egimi tarafindan bir kaydirilmis ve dikilmis kisim (2) tanimlanacak sekilde düzenlenmektedir. Burada, çok-parçali yapi, bir birinci kaydirilmis ve dikilmis kisma sahip bir birinci kismi ve bir ikinci kaydirilmis ve dikilmis kisma sahip birinci kisma baglanan bir ikinci kismi içermektedir. Burada, birinci kisim, köprü kontak elemaniyla dogrudan temas halindedir ve birinci kaydirilmis ve dikilmis bölge, ikinci kaydirilmis ve dikilmis kisimdan daha düsüktür, esittir ya da daha büyüktür. Burada çok- parçali yapi, bir üçüncü kaydirilmis ve dikilmis kisma sahip bir üçüncü kismi ve bir üçüncü kaydirilmis ve dikilmis kisma sahip ikinci kisma baglanan bir dördüncü kismi içermektedir. Üçüncü kisim, köprü kontak elemaniyla dogrudan temas halindedir ve üçüncü kaydirilmis ve dikilmis bölge, dördüncü kaydirilmis ve dikilmis kisimdan daha düsüktür, esittir ya da daha arasindaki birinci alt bölgenin (030) uzunlugunda, özellikle, birinci kismin 1/4'ü ve 1/3'ü arasindaki birinci alt bölgenin (030) uzunlugunda ya da özellikle, birinci kismin 1/57i ve 1/4'ü arasinda birinci alt bölgenin (030) uzunlugundadir velveya burada, ikinci kaydirilmis ve uzunlugunda, özellikle, ikinci kismin 1/4'ü ve 1/3'ü arasindaki birinci alt bölgenin (030) uzunlugunda ya da özellikle, ikinci kismin 1/5'i ve 1/4'ü arasinda birinci alt bölgenin (030) uzunlugundadir ve/veya üçüncü kaydirilmis ve dikilmis kisim (080), üçüncü kismin 1/99'i ve 1/3'ü arasindaki birinci alt bölgenin (030) uzunlugunda ya da özellikle, üçüncü kismin 161 ve 1/4'ü arasinda birinci alt bölgenin (030) uzunlugundadir ve/veya dördüncü kaydirilmis ve uzunlugunda, özellikle, dördüncü kismin 1/4'ü ve 1/31ü arasindaki birinci alt bölgenin (030) uzunlugunda ya da özellikle, dördüncü kismin 1/5'i ve 1/4'ü arasinda birinci alt bölgenin (030) uzunlugundadir.

Mevcut bulusa göre olan hücre konfigürasyonunun bir üçüncü yapilanmasini gösteren bir üstten görünüm ya da plan görünüm verilmektedir. STEC düzeninin parmak-benzeri yapilari arasindaki, termoelektrik sogutma bölgelerini (200) içeren bölgelerde (520), örnegin, sensör (540), bir dogrultucu eleman, bir anahtarlama elemani (56), bir kontrol elemani, bir programlanabilir cihaz (580), bir bellek cihazi, bir lazer diyotu (600) gibi ya da benzeri gibi baska yariiletken cihazlar düzenlenebilmektedir. Bu kisimlarda bu cihazlarin sadece bir kisminin düzenlenmesi de mümkündür.

Hücre-bazli entegre devrenin bir yapilanmasi gösterilmektedir. Bu hücre-bazli entegre devre, 100 referans rakamiyla gösterilmektedir. Hücre-bazli entegre devre, dizi-benzeri sekilde mevcut bulusa göre bir hücre konfigürasyonunu, baska bir deyisle, bir termoelektrik sogutma düzenini içeren bir hücre konfigürasyonunu (100) içermektedir. Entegre devrenin (100) diger hücreleri (112), örnegin, bellek, kontrol cihazi, örnegin, bir mikroislemci ve benzeri gibi baska cihazlari içerebilmektedir. Ilave olarak, en az bir kontrol cihazi (120) saglanmaktadir. Bu kontrol cihazi (100), karsilik gelen tetikleme kontrol sinyallerini bagimsiz olarak kullanan ilgili hücre konfigürasyonunda (1100) her bir cihazin çalismasini kontrol etmek için, hücre konfigürasyonunun (1100) (Sekil 2”de gösterilmemektedir) her bir kapi bölgesine baglanmaktadir.

Bundan sonra, mevcut bulusa göre olan bir hücre konfigürasyonunun çesitli baska yapilanmalari, kisaca açiklanmaktadir: Yapilanmada, birinci temel bölge (160), dairesel bir sekle sahiptir ve termoelektrik sogutma bölge (200) düzeni, yildiz-benzeri bir sekilde disari dogru uzanmaktadir. Ayrica, birinci temel bölgenin, oval ya da eliptik bir sekle sahip olmasi da mümkün olabilmektedir. Bu düzen, termoelektrik sogutma bölgesi (200) ve birinci temel bölge (140) arasindaki elektriksel baglanti bakimindan avantajlidir.

Yapilanmada, birinci temel bölge, dörtgen benzeri bir sekle sahiptir. Bu durumda, tüm dört termoelektrik sogutma düzeninin saglanmasi mümkün olabilmektedir.

Ancak, yapilanmada, birinci temel bölgenin (140) her bir tarafinda, her ikisi de, yildiz-benzeri bir sekilde uzanmaktadir.

Onceki tüm yapilanmalarda, termoelektrik sogutma düzenleri, dogru-seklinde ve lineer bir sekilde gerçeklestirilmektedir. Bu, bazi yapilanmalarda avantajlidir. Ancak, zorunlu degildir.

Yapilanmada, termoelektrik sogutma bölgesi, spiral-benzeri bir sekle sahiptir. Burada, termoelektrik sogutma bölgeleri, yaklasik olarak dogrusal biçimde disari dogru uzanmakta ve daha sonra, yariiletkenin saglanan alanini kullanmak için spiral bir biçim sergilemektedir.

STEC bölgesinin (200) spiral biçimi, içeri dogru yönlendirilen bir spiral ya da disari dogru yönlendirilen bir spiral olabilmektedir.

Ancak, bu sekilde, termoelektrik sogutma bölgesi, ayrica büklümlü bir yapiya da sahip olabilmektedir.

Sekil 2G'de, termoelektrik sogutma bölgesi, spiral benzeri bir sekli içermektedir, bu spiralin genel sekli dikdörtgen ya da dörtgen benzeri olabilmektedir.

Termoelektrik sogutma bölgesinin yaklasik olarak zikzak benzeri bir yapisi vardir.

Sekil 2A-2H'daki yukarida bahsedilen yapilanmalarin tamaminda, termoelektrik sogutma bölgesinin (200), birinci temel bölge (140) ile dogrudan birlestigi bir birinci kisma sahip olmasi yaygin biçimde avantajlidir. Burada bu termoelektrik sogutma bölgesi, birinci temel bölgeye göre bir mesafe saglamak için, yaklasik olarak lineer bir biçimde uzanmaktadir.

Termoelektrik sogutma bölgesinin (200) bu birinci kismindan sonra, yukarida açiklandigi gibi, büklüml'ü sekilde, spiral benzeri, zikzak benzeri ya da herhangi bir baska düzenli ya da düzenli olmayan sekilde olabilmektedir.

Ayni termoelektrik sogutma bölgesinde komsu Kaydirilmis ve dikilmis termoelektrik sogutma elemanlari arasindaki mesafe aynidir. Yapilanmalarda, ayni termoelektrik sogutma bölgesindeki Kaydirilmis ve dikilmis termoelektrik sogutma elemanlarinin çogu, ayni mesafeye sahiptir. Ancak, bazi komsu olarak düzenlenen Kaydirilmis ve dikilmis termoelektrik sogutma elemanlari, yogun paket ve zikzak benzeri biçimi, büklümlü benzeri sekli ya da spiral benzeri sekli saglamak için, daha büyük bir mesafeye sahiptir.

Bazi yapilanmalarda, ayni termoelektrik sogutma bölgesindeki (200) komsu Kaydirilmis ve dikilmis termoelektrik sogutma elemanlari (500), Sekil 2Eideki yapilanmada gösterildigi gibi, birbirine göre ayni mesafeye sahiptir. Örnegin, bu termoelektrik sogutma bölgesinin (200) büklümlü benzeri, spiral benzeri ya da baska herhangi bir yogun paket düzenine sahip olmasi durumunda, termoelektrik sogutma bölgesinin yogun bir paketinin saglanmasi özellikle uygundur.

Sekil 2C ilâ Sekil 2D arasindaki sekillerde, termoelektrik sogutma bölgesinin (200) baska yapilanmalari gösterilmektedir. Burada, önceki yapilanmalardan farkli olarak, ayni termoelektrik sogutma bölgesindeki (200) komsu Kaydirilmis ve dikilmis termoelektrik sogutma elemanlari (500) arasindaki mesafe, ayni degildir. Bu, özellikle, büklümlü benzeri, spiral benzeri gibi ya da termoelektrik sogutma bölgesinin baska herhangi bir yogun paketi gibi hücre konfigürasyonunda, yogun bir termoelektrik sogutma bölgesi paketinin saglanmasi durumunda avantajlidir.

Entegre sogutma düzeninin bir ikinci yapilanmasi gösterilmektedir. Bu entegre sogutma düzeni, mevcut bulusa göre, toplamda yedi adet entegre hücre konfigürasyonunu (100) içermektedir. Burada, entegre hücre konfigürasyonu, Sekil 2Dideki yapilanmaya karsilik gelmektedir.

Bir STEC düzeninin ilâve bir yapilanmasinin bir kesiti gösterilmektedir. Burada, termoelektrik sogutma düzeni, her biri, çok sayidaki Kaydirilmis ve dikilmis termoelektrik sogutma elemanina (500) sahip çok sayidaki termoelektrik sogutma bölgesini (200) içermektedir.

Termoelektrik sogutma bölgelerinin (200) her biri, karsilik gelen kapi bölgeleri vasitasiyla bir birinci temel bölgeye baglanmaktadir. Bu ilâve yapilanmanin temel ilkesi, farkli termoelektrik sogutma bölgelerinin (200) her birinin, yariiletken altligin (100) yönüne göre farkli bir kaydirilmis ve dikilmis bir kisma sahip olmasidir. Bu, termoelektrik sogutma bölgelerinin (200) yildiz-seklinde bir konfigürasyona ve yapiya sahip olmasini saglamaktadir.

Termoelektrik sogutma bölgeleri (200), birinci temel bölgeden disari dogru uzanan yildiz benzeri bir yapidadir.

Sekil 2'de, iki boyutlu bir izdüsümünde termoelektrik sogutma düzeninin sadece bir kesiti gösterilirken, çok sayidaki STEC bölgesinin (200) ayrica üç-boyutlu izdüsümünde uzanabilmesi de mümkündür.

Bu yapilanma, termoelektrik sogutma düzeninin çok akilli bir uygulamasini saglamaktadir çünkü bu düzenleme, bir isi kaynagindan bir isi aliciya isi harcanmasini saglamakla kalmamakta ayrica baska uygulamalara da imkân vermektedir.

Bir birinci uygulamada, bu termoelektrik sogutma düzeni tipinin bir isi sensörü olarak da kullanilmasi mümkündür. Bu durum mümkündür çünkü farkli kaydirilmis ve dikilmis termoelektrik sogutma bölgelerinin (ya da içlerindeki kaydirilmis ve dikilmis termoelektrik sogutma elemanlarinin) her biri, belirli bir sicaklik uygulanirken, farkli reaksiyon vermektedir.

Bu, farkli termoelektrik sogutma bölgelerinin karsilik gelen kapi bölgelerinin tetiklenmesiyle termoelektrik sogutma düzeni tarafindan algilanabilmektedir. Olçülen akim, bu durumda, sicakligin ve karsilik gelen termoelektrik sogutma bölgesinin (200) kaydirilmis ve dikilmis kisminin bir fonksiyonudur. Böylece, çok akilli bir sicaklik sensörü saglanmaktadir.

Benzer sekilde, dijital verilerin kodlanmasi için termoelektrik sogutma düzeninin bu tipinin kullanilmasi da mümkündür. Bu uygulamaya göre, farkli kaydirilmis ve dikilmis termoelektrik sogutma bölgelerinin (200) uygun sekilde tetiklenmesiyle, örnegin, sicakligin, tetikleme akiminin, kaydirilmis ve dikilmis kisimlar vb. ile verilerin kodlanmasi mümkün olabilmektedir.

Sonuç olarak, veriler, sicakligin, kaydirilmis ve dikilmis kisimlarin ve tetikleme akiminin degistirilmesiyle kodlanabilmektedir. Sekil 3”te, mevcut bulusa göre bir termoelektrik sogutma düzeninin çalismasini gösteren bir sicaklik-zaman-diyagrami gösterilmektedir. Kaydirilmis ve dikilmis sogutma elemanlarini (kesikli çizgi) kullanan bilinen termoelektrik sogutma düzenlerine göre, sicaklik, ilk olarak, bilinen termoelektrik sogutma düzeniyle elde edilebilen en düsük sicakligi olusturan bir açisal noktaya (A) sogutulmaktadir. Bu açisal noktadan sonra, sicaklik, hafifçe bir ara-orta açisal noktaya (B) yükseltilmektedir.

Daha sonra, T sicakligi, yine hafifçe azalmaktadir.

Mevcut bulusa göre olan bir termoelektrik sogutma düzeniyle, egri (koyu hatli), açisal bir noktaya sahip olunmaksizin kararli bir sekilde azalmakta ve bir alt esik degerine (C) yaklasmaktadir. Bu esik degeri (C), bahsedilen açisal noktanin (A) çok altindadir.

Termoelektrik bir sogutma bölgesinin iki kisminin bir kesiti gösterilmektedir. Burada, iki termoelektrik sogutma düzeni (120, 120,), düsey yönde birbirinin üstünde yariiletken altlik (110) içerisinde yigilmaktadir.

Bu yigilmis ve komsu olarak düzenlenmis termoelektrik sogutma düzenleri arasinda, bir ara katman (130) saglanmaktadir. Ara katman, komsu olarak düzenlenen iki termoelektrik sogutma düzeni (120, 120') arasinda bir D mesafesi tanimlamaktadir. Tercih edilen yapilanmada, D mesafesi, en az 5 nm degerindedir ve daha çok tercih edilen durumda, 5 nm ilâ 120 nm arasindadir. Tipik olarak, ancak zorunlu olmayan sekilde, D mesafesi, yariiletken altlik (110) içerisinde belirli sayida yigilmis termoelektrik sogutma düzeni (120, 120“) katmaniyla artirilmaktadir.

Ara katman (130), komsu bir sekilde düzenlenen termoelektrik sogutma düzenlerini (120, 120') elektriksel olarak ayirmak için ve yogun bir yigilmis termoelektrik sogutma düzeni (120, 120') paketi saglamak için, bir izolasyon malzemesini en azindan kismen ve tercihen tamamen içermektedir. Bu sayede, tüm düzenin çok yüksek ve oldukça verimli bir sekilde sogutulmasi garanti edilmektedir.

Tercih edilen bir yapilanmada, en az bir baglanti cihazi (140) saglanmaktadir. Baglanti cihazi (140), en az iki termoelektrik sogutma düzeni (120) arasinda ve tercihen, iki adet yigilmis ve/veya komsu olarak düzenlenmis termoelektrik sogutma düzeni (120, 120,) arasinda düzenlenmektedir. Baglanti cihazi (140), iki termoelektrik sogutma düzeni (120) arasinda bir termal baglanti saglamak ve ilâve olarak, iki termoelektrik sogutma düzeni (120) arasinda bir elektriksel izolasyonu garanti etmek için, termal olarak yüksek iletkenlikte ve elektriksel olarak izolasyon saglayan bir malzemeyi içermektedir.

Bundan sonra, mevcut bulusa göre, termoelektrik sogutma düzeninin (120) bazi tipik ancak zorunlu olmayan `Özelliklerini açiklamak isteriz: - Termal iletkenlik: yüksek olmalidir; - Elektriksel iletkenlik: yüksek olmalidir; - Elektriksel direnç: düsük olmalidir; - Kristal yogunlugu: kristaldeki ses hizini artirmak için ve böylece, termal iletkenligi artirmak için düsük olmalidir; - Seebeck katsayisi: hem elektron hem de delik tasimasindan dolayi karisik iletimi `önlemek ya da azaltmak için yüksek olmalidir; - Termal iletkenlik katsayisi: ara yüz etkilerini ve ilave sorunlari azaltmak için mümkün oldugunca düsük olmalidir. Mevcut bulusun yapilanmalari ve uygulamalari yukarida gösterilir ve açiklanirken, mevcut bulusun kapsamindan ayrilmaksizin daha birçok modifikasyonun (yukarida anlatilanlara ilâve olarak) mümkün oldugu, teknikte uzman kimse için asikar olacaktir. Bu nedenle, mevcut bulus, ekteki istemlerin özündekiler hariç olmak üzere sinirli degildir.

Böylece, yukaridaki detayli açiklamanin sinirlayici olarak degil gösterim niteliginde olarak görülmesi ve asagidaki istemlerin, meVCUt bulusun kapsamini ve özünü tanimlamasi amaçlanan bu istemlerde açiklanan tüm es degerleri içermesi amaçlanmaktadir. Onceki açiklamada açiklanan herhangi bir unsurun, iddia edildigi gibi ya da herhangi bir es degeriyle mevcut bulusun kapsamini reddetmesi amaçlanmamaktadir.

Bu belgede, birinci ve ikinci, üst ve alt vb. gibi iliskili ifadeler, bu gibi unsurlar ya da islemler arasinda herhangi bir gerçek iliski ya da sirayi gerektirmeyebilmeksizin ya da vurgulayabilmeksizin, sadece bir unsuru ya da islemi, baska bir unsur ya da islemden ayirt etmek Için kullanilabilmektedir. Ilave olarak, “içerir/içermektedir”, “sahip/sahiptir" gibi ifadeler ya da bunlarin herhangi bir varyasyonunun, özel-olmayan bir dâhil etmeyi kapsamasi amaçlanmaktadir, baska bir deyisle, islem, yöntem, unsur ya da aparat, sadece bu elemanlari/adimlari içermemekte ayrica söz konusu islem, yöntem, unsur ya da aparat, aksi açikça belirtilmedikçe, bir ya da daha fazla olarak tanimlanmaktadir.

Claims

ISTEMLER

1. Asagidakileri içeren entegre, üç boyutlu hücre konfigürasyonu: bir dielektrik altlik (10) ve üst kisim üzerinde ya da alt kisim üzerinde ve/veya içerisine monte edilen en az bir termoelektrik sogutma düzeni (012) dizisi ve isi harcamasi için dielektrik altligin (010) kismi, termoelektrik sogutma düzeni (012), asagidakileri içermektedir: - bagimsiz olarak kontrol edilebilen bir birinci iletkenlik tipinin en az bir birinci temel bölge (014); - bir birinci iletkenlik tipindeki en az bir ikinci temel bölge (018) ve - birinci temel bölge (014) ve en az bir ikinci temel bölge (018) arasinda düzenlenen en az bir termoelektrik sogutma bölgesi (020) ve en az bir Kaydirilmis ve dikilmis termoelektrik sogutma bölgesi (020), en az bir “Kaydirilmis ve dikilmis Isil-çift elemanini” içermektedir; monteli termoelektrik sogutma düzeninin üst seviyesine geçit (060) vasitasiyla gömülü Kaydirilmis ve dikilmis Isil-çift elemanlarin en az bir düzeni; söz konusu monteli termoelektrik sogutma düzeni asagidakileri içermektedir: - bir birinci ya da ikinci iletkenlik tipinde en az bir birinci temel bölge (044); - bir birinci ya da ikinci iletkenlik tipinde en az bir ikinci temel bölge (048); - birinci temel bölge (044) ve en az bir ikinci temel bölge (048) arasinda düzenlenen en az bir termoelektrik sogutma bölgesi (046); en az bir termoelektrik sogutma bölgesinin (050), en az bir “kaydirilmis ve dikilmis isil-çift elemanini" içermesi ve/veya - termoelektrik sogutma düzenini tetikleyen en az bir transistör (24) dizisi bir altlik içerisine gömülü olan ya da üzeri monte edilen kaydirilmis ve dikilmis termoelektrik sogutma düzeninin elektrik üretimi ya da birlikte üretimi için dikilmis termoelektrik sogutma düzenin Seebeck elemanlarinin en az bir düzeni.

2. Istem 1'e göre bir hücre konfigürasyonu olup özelligi, hücre konfigürasyonunun, üç boyutlu kübik, dikdörtgen seklinde, silindirik, eliptik ya da küresel bir sekle sahip olmasidir.

3. Onceki istemlerden herhangi birine göre bir hücre konfigürasyonu olup özelligi, hücre nm ilâ 300 nm arasinda olmasidir.

4. Istem 1 ya da 2'ye göre bir hücre konfigürasyonu olup Özelligi, hücre konfigürasyonunun bir hücre boyutunun, 160 nm degerinin altinda ve tercihen, 1 nm - 120 nm arasinda ve daha çok tercih edilen durumda, 5 nm - 80 nm arasinda ve özellikle, en çok tercih edilen durumda,

5. Onceki istemlerden herhangi birine göre bir hücre konfigürasyonu olup özelligi, ilave olarak birinci temel bölge (014) ve birinci temel bölgeler (044) arasinda bir tasiyici akisinin kontrol edilmesi için geçit fonksiyonuna sahip en az bir geçit bölgesini (060) içermesi ve her bir geçit bölgesinin (060), sicaklik istenen seviyede oldugunda, karsilik gelen bir termoelektrik sogutma bölgesine (20) elektriksel olarak baglanmis olmasidir.

6. Istem 5'e göre bir hücre konfigürasyonu olup özelligi, en az bir geçit bölgesinin (060), dielektrik altliginda gömülü olmasi ve termoelektrik sogutma bölgelerinin (20) sayisinin, geçit bölgelerinin (060) sayisina karsilik gelmesi ve her bir geçit bölgesinin, karsilik gelen bir termoelektrik sogutma bölgesine (20) yönlendirilmis olmasidir.

7. Onceki istemlerden herhangi birine göre bir hücre konfigürasyonu olup özelligi, hücre konfigürasyonunun, çok sayidaki termoelektrik sogutma bölgesini (20) içermesi ve çok sayidaki termoelektrik sogutma bölgesinden (20) her birinin, ayni birinci bölgeyi (14) ancak farkli bir geçit bölgesini (060) kullanmasidir.

8. Onceki istemlerden herhangi birine göre bir hücre konfigürasyonu olup özelligi, termoelektrik sogutma düzeninin (12), birinci temel bölgeden radyal olarak uzanan çok sayidaki parmak benzeri yapiyi içermesi ve her bir parmak benzeri yapinin, birbiriyle sirali olarak düzenlenen bir geçit bölgesi (16), bir termoelektrik sogutma bölgesi (20) ve bir ikinci temel bölgeyi (18) içermesidir.

9. istem 8'e göre bir hücre konfigürasyonu olup özelligi, parmak benzeri yapilarin, termoelektrik sogutma düzeninin (12) yildiz benzeri yapisini olusturan radyal olarak düz-hatli bir sekilde uzanmasidir.

10. istem 8 ya da 9'a göre bir hücre konfigürasyonu olup özelligi, parmak benzeri yapilarin, termoelektrik sogutma düzeninin (12) spiral benzeri yapisi gibi bir yogun paketi olusturarak en azindan kismen kavisli bir sekilde radyal olarak uzanmasidir.

11. Onceki istemlerden herhangi birine göre bir hücre konfigürasyonu olup özelligi, termoelektrik sogutma düzeninin (12), en az dört ve özellikle, en az alti ya da sekiz adet radyal olarak uzanan parmak yapisini içermesidir.

12. Onceki istemlerden herhangi birine göre bir hücre konfigürasyonu olup özelligi, birinci temel bölgenin (14), bir altigen sekle, bir sekizgen sekle ya da dikdörtgen sekle, özellikle dörtgen sekle sahip bir yüzey alani içermesidir.

13. Istem 1 ila 11 arasindaki istemlerden herhangi birine göre bir hücre konfigürasyonu olup özelligi, birinci temel bölgenin (14), bir yuvarlak sekle, özellikle bir dairesel eliptik ya da oval sekle sahip bir yüzey alani içermesidir.

14. Onceki istemlerden herhangi birine göre bir hücre konfigürasyonu olup özelligi, birinci temel bölgenin (14), bir kaynak bölgesi ya da bir akaç bölgesi olusturacak sekilde tasarlanmasi ve bu durumda, ikinci temel bölgelerin (18), sirasiyla karsilik gelen akaç bölgeleri ve kaynak bölgeleri olusturacak sekilde tasarlanmis olmasidir.

15. Onceki istemlerden herhangi birine göre bir hücre konfigürasyonu olup özelligi, isil-çift elemanlardan en azindan birinin, bir üçüncü iletkenlik tipindeki bir birinci alt bölgeyi (30) ve üçüncü iletkenlik tipinden farkli olan bir dördüncü iletkenlik tipindeki bir ikinci alt bölgeyi (32) içermesi ve birinci ve ikinci alt bölgelerin (30, 32), birbirinden aralikli ve birbirine göre kaydirilmis ve dikilmis olmasidir.

16. Onceki istemlerden herhangi birine göre bir hücre konfigürasyonu olup özelligi, en az bir termoelektrik sogutma bölgesinin (20), birbirine baglanan ve ardisik olarak düzenlenen çok sayidaki isil-çift elemanini içermesidir.

17. Istem 16”ya göre bir hücre konfigürasyonu olup özelligi, karsilikli olarak yer alan birinci ve ikinci alt bölgelerin (30, 32) arasinda bir ara boslugun saglanmasi ve ara boslugun, bir yalitkan malzeme (34) ile en azindan kismen doldurulmus olmasidir.

18. Istem 16 ya da 17'ye göre bir hücre konfigürasyonu olup özelligi, birinci ve ikinci alt- bölgelerin (30, 32) arasindaki mesafenin, düsey yönde esit aralikli olmasidir.

19. Istem 16 ila 18 arasindaki istemlerden herhangi birine göre bir hücre konfigürasyonu olup özelligi, komsu birinci ve ikinci alt bölgeler (30, 32) arasindaki mesafenin, birinci ve/veya ikinci alt bölgeler (30, 32) düzenlenecek biçimde zikzak seklinde düzenlenmis olmasidir.

20. Istem 19°a göre bir hücre konfigürasyonu olup Özelligi, yatay düzleme atfen birinci ve/veya ikinci alt bölgelerin (30, 32) bir kaydirilmis ve dikilmis sanal açinin, 5° ila 85° arasinda ve özellikle 45° il^a 60° arasinda, tercihen 30° il“a 40° arasinda ve en çok tercih edilen durumda, 10° ilâ 20° arasinda olmasidir.

21. Istem 19 ya da 20'ye göre bir hücre konfigürasyonu olup özelligi, bir Kaydirilmis ve dikilmis isil-çift elemaninin birinci ve/veya ikinci alt bölgelerinin (30, 32), çok-parçali bir yapiya, özellikle iki-parçali bir yapiya sahip olmasidir.

22. Istem 21'e göre bir hücre konfigürasyonu olup özelligi, çok-parçali yapinin, bir birinci Kaydirilmis ve Dikilmis Sanal Açiya sahip bir birinci kismi ve bir ikinci Kaydirilmis ve Dikilmis Sanal Açiya sahip bir ikinci kismi içermesi ve birinci kismin, köprü kontak elemaniyla dogrudan temas halinde olmasi ve birinci Kaydirilmis ve Dikilmis Sanal Açinin, ikinci Kaydirilmis ve Dikilmis Sanal Açiya esit ya da daha yüksek olmasi ve/veya birinci Kaydirilmis ve Dikilmis Sanal Açinin, ikinci Kaydirilmis ve Dikilmis Sanal Açiya esit ya da daha düsük olmasidir.

23. Istem 22'ye göre bir hücre konfigürasyonu olup özelligi, birinci Kaydirilmis ve Dikilmis Sanal Açinin, 5° ilâ 45° arasinda, özellikle 25° ila 35° arasinda olmasi ve/veya ikinci Kaydirilmis ve Dikilmis Sanal Açinin, 45° ilâ 85° arasinda, özellikle 60° ilâ 70° arasinda olmasidir.

24. Önceki istemlerden herhangi birine göre bir hücre konfigürasyonu olup özelligi, birinci ve ikinci alt bölgelerden (30, 32) her birinin, iki sinir ara yüzü (38, 40) içermesi ve komsu ve karsilikli olarak konumlanan birinci ve ikinci alt bölgelerin (30, 32) sinir ara yüzlerinin (38, 40), köprü kontak elemanlari (36, 42) vasitasiyla baglanmasidir.

25. Istem 24'e göre bir hücre konfigürasyonu olup özelligi, karsilikli konumlanan birinci ve ikinci alt bölgeleri (30, 32) elektriksel olarak irtibatlandirmak için, bir birinci köprü kontak elemaninin (36), birinci alt bölgenin (30) bir birinci sinir ara yüzünden (38) ikinci alt bölgenin (32) bir ikinci sinir ara yüzüne (40) uzanmasidir.

26. Istem 24 ya da 25,e göre bir hücre konfigürasyonu olup özelligi, köprü kontak elemanlarinin (36, 42), yüksek katkili çoklu-silikon, metal ya da alasim içermesidir.

27. Onceki istemlerden herhangi birine göre bir hücre konfigürasyonu olup özelligi, ayni termoelektrik sogutma bölgesinin en az iki isil-çift elemaninin, birbirine komsu olarak düzenlenmesi ve bir ikinci köprü yapisi (42) vasitasiyla baglanmasidir.

28. Onceki istemlerden herhangi birine göre bir hücre konfigürasyonu olup özelligi, bir termoelektrik sogutma bölgesinin bir sicak tarafina komsu olarak düzenlenen en az bir elektriksel siper katmaninin saglanmasi ve dielektrik altliktan termoelektrik sogutma bölgesinin sicak tarafina yüksek termal iletkenlik saglamak için ve ilâve olarak, söz konusu siper katmaninin; dielektrik altlik ve termoelektrik sogutma bölgesinin sicak tarafi arasinda bir elektrik baglantisinin olmasini önlemek için adapte edilmis olmasidir.

29. Istem 28'e göre bir hücre konfigürasyonu olup özelligi, siper katmaninin, silikon oksit, düsük-K ve/veya yüksek-K, AgO, TIOZ, Al203 gibi bir elektrik yalitim malzemesini içermesidir.

30. Onceki istemlerden herhangi birine göre bir hücre konfigürasyonu olup özelligi, termoelektrik sogutma bölgesinin bir soguk tarafinda köprü kontak elemaniyla temas eden ve isiyi harcamak için bir yüksek termal iletkenligi içeren en az bir sogutma katmaninin saglanmasidir.

31. Bir dielektrik altlik ve istem 1 ilâ 30 arasindaki istemlerden herhangi birine göre çok sayidaki hücre konfigürasyonunu içeren bir entegre sogutma düzeni olup özelligi, hücre konfigürasyonlarinin, yaygin bir sekilde kullanilan dielektrik altliktaki bir dizide düzenlenmis olmasidir.

32. Istem 31ie göre bir sogutma düzeni olup özelligi, hücre konfigürasyonlarinin, birbirine seri ve/veya paralel biçimde elektriksel olarak baglanmasidir.

33. istem 1 ila 30 arasindaki istemlerden herhangi birine göre en az bir hücre konfigürasyonu ve her bir geçit bölgesinin çalismasinin kontrol edilmesi için her bir geçit bölgesine baglanan bir kontrol cihazi içeren hücre-bazli bir entegre devre.

34. Istem 33'e göre bir entegre devre olup özelligi, kontrol cihazinin, bir yüksek frekansli saat üretecine (24) ve saat üreteci (24) tarafindan tetiklenen bir sayiciya (22) sahip programla kontrol edilebilir bir cihazi içermesi ve her bir hücre konfigürasyonunun geçit bölgelerinin, sayici okuma degerlerine bagli olarak sayici (22) tarafindan tetiklenmesidir.

35. Istem 33 ya da 34ie göre bir entegre devre olup özelligi, hücre konfigürasyonlarinin her birinin geçit bölgelerinin, seri ya da paralel olarak tetiklenmesidir.

36. Istem 33 ilâ 35 arasindaki istemlerden herhangi birine göre bir entegre devre olup özelligi, ayni ya da farkli hücre konfigürasyonunun komsu termoelektrik sogutma düzenleri arasinda ve/veya termoelektrik sogutma düzenlerinin bir soguk ya da bir sicak tarafinda düzenlenen cihaz bölgelerinin tanimlanmis olmasi ve ilâve olarak, cihaz bölgelerinden birinde düzenlenen en az bir dielektrik cihazi içermesidir.

37. Istem 36tya göre bir entegre devre olup özelligi, dielektrik cihazin, asagidakilerden en azindan biri olmasidir: - bir sensör, özellikle bir isi sensörü ya da bir optik sensör, - dogrultucu eleman, özellikle bir diyet, - bir anahtarlama elemani, özellikle bir transistör, tercihen, bir MOSFET, örnegin, bir IGFET, NMOS, PMOS, VMOS, - bir kontrol elemani, - bir programlanabilir cihazi, özellikle, bir mikroislemci, bir mikro-kontrolör ve/veya bir programlanabilir lojik cihazi, örnegin, bir FPGA ya da PLD, - bir bellek cihazi, örnegin, DRAM, ROM, SRAM, - bir günes hücresi, - bir lazer diyotu, - bir LED. - bir mikro serit.

38. Istem 35 ya da 37'ye göre bir entegre devre olup özelligi, dielektrik cihazin, birinci temel bölgelerden ve termoelektrik sogutma düzenlerinden aralikli olmasi ve/veya termoelektrik sogutma düzenleri arasinda en azindan kismen düzenlenmesidir.

39. Istem 35 ya da 38 arasindaki istemlerden herhangi birine göre bir entegre devre olup birinci alt bölgenin (030) uzunlugunda, özellikle, birinci kismin 1/4 ilâ 1/3 arasinda birinci alt bölgenin (030) uzunlugunda ya da özellikle birinci kismin 1/5 ilâ 1/4 arasinda birinci alt bölgenin (030) uzunlugunda olmasi ve/veya ikinci kaydirilmis ve dikilmis kismin (710), ikinci 1/4 ilâ 1/3 arasinda birinci alt bölgenin (030) uzunlugunda ya da özellikle ikinci kismin 1/5 ilâ 1/4 arasinda birinci alt bölgenin (030) uzunlugunda ve/veya üçüncü kaydirilmis ve dikilmis özellikle, üçüncü kismin 1/4 ila 113 arasinda birinci alt bölgenin (030) uzunlugunda ya da özellikle, üçüncü kismin 1/5 ila 1/4 arasinda birinci alt bölgenin (030) uzunlugunda ve/veya birinci alt bölgenin (030) uzunlugunda, özellikle, dördüncü kismin 1/4 ilâ 113 arasinda birinci alt bölgenin (030) uzunlugunda ya da özellikle, dördüncü kismin 1/5 ilâ 1/4 arasinda birinci alt bölgenin (030) uzunlugunda olmasidir. Tercih edilen ilâve bir yapilanmada, entegre sogutma düzeni, asagidakileri içermektedir: köprü kontak elemanlari (036, 420) vasitasiyla baglanmaktadir.

40. Istem 35 ya da 39 arasindaki istemlerden herhangi birine göre bir entegre devre olup özelligi, birinci temel bölgenin, en az iki adet radyal uzanan bölge tarafindan sarilmis olmasi ve her bir bölgenin, bir geçit bölgesi, bir ikinci temel bölge ve bir termoelektrik sogutma bölgesi içermesidir.

41. Istem 35 ya da 40 arasindaki istemlerden herhangi birine göre bir entegre devre olup özelligi, entegre devrenin, bir güç kaynagina baglanan bir saat sinyali üretecini içeren bir sayici içermesi ve en az bir geçit bölgesinin, en az bir iletim elemani vasitasiyla sayiciya baglanmasidir.

42. Istem 35 ya da 41 arasindaki istemlerden herhangi birine göre bir entegre devre olup 120 uA arasinda ve en çok tercih edilen durumda,10 pA ila 1 uA arasinda bir akimla çalismak üzere tasarlanmis olmasidir.

43. Istem 1 ilâ 30 arasindaki istemlerden herhangi birine göre bir hücre konfigürasyonu olup özelligi, çok sayidaki kontrol edilebilir termoelektrik sogutma bölgesinin (20) saglanmis olmasi ve kontrol edilebilir termoelektrik sogutma bölgesinin (20) en azindan iki tanesinin ve özellikle, çok sayidaki kontrol edilebilir termoelektrik sogutma bölgesinin (20), farkli Kaydirma ve Dikme açilarina sahip olmasidir.

44. Istem 1 ila 30 arasindaki istemlerden herhangi birine göre ya da Istem 43'e göre bir düzen olup özelligi, çok sayidaki termoelektrik sogutma bölgesinin, birinci temel bölgeden disari dogru yildiz benzeri bir sekilde uzanmasidir.

45. Istem 44'e göre bir düzen olup özelligi, yildiz benzeri sekilde uzanan termoelektrik sogutma bölgelerinin her birinin, bagimsiz olarak tetiklenebilir olmasidir.

46. istem 1 ila 30 ya da istem 43 ila 45 arasindaki istemlerden herhangi birine göre bir düzen olup özelligi, farkli Kaydirma ve Dikme Sanal Açi konumlarina sahip çok sayidaki termoelektrik sogutma bölgesinin bagimsiz olarak tetiklenmesiyle, termoelektrik sogutma düzeninin, dijital verileri kodlayacak sekilde çalisabilir olmasidir.

47. istem 1 ila 30 ya da Istem 43 ilâ 46 arasindaki istemlerden herhangi birine göre bir düzen olup özelligi, farkli Kaydirma ve Dikme Sanal Açi konumlarina sahip çok sayidaki termoelektrik sogutma bölgesinin bagimsiz olarak tetiklenmesiyle, termoelektrik sogutma düzeninin (12), bir sicaklik sensörü olarak çalisabilir olmasidir.

48. Istem 1 ila 30 ya da Istem 43 ila 47 arasindaki istemlerden herhangi birine göre bir düzen olup özelligi, en az iki termoelektrik sogutma düzeninin (12), dielektrik altlik içerisinde birbirinin üstüne yigilmis olmasidir.

49. Istem 1 ila 30 ya da Istem 43 ilâ 48 arasindaki istemlerden herhangi birine göre bir düzen olup özelligi, iki komsu termoelektrik sogutma düzeni (12) arasindaki bir mesafeyi tanimlayan komsu olarak düzenlenen termoelektrik sogutma düzenleri (12) arasinda bir ara katmanin saglanmis olmasidir.

50. istem 49'a göre bir düzen olup özelligi, mesafenin en az 5 nm olmasi ve tercihen 5 nm ilêi 12 nm arasinda olmasidir.

51. Istem 49 ya da 50'ye göre bir düzen olup özelligi, ara katmanin, en azindan kismen ve tercihen tamamen bir izolasyon malzemesi içermesidir.

52. istem 1 ilâ 30 ya da istem 43 ilâ 51 arasindaki istemlerden herhangi birine göre bir düzen olup özelligi, en az iki termoelektrik sogutma düzeni (12) arasinda en az bir baglanti cihazinin saglanmasi ve baglanti cihazinin, termal olarak çok iletken ve elektriksel olarak yalitkan bir malzeme içermesidir.