[發(fā)明專利]熱電裝置及其形成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010144277.3
• 申請日: 2010-04-02
• 公開（公告）號: CN102214784A
• 公開（公告）日: 2011-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 三重野文健;郭景宗
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號: H01L35/32
• 分類號: H01L35/32;H01L35/10;H01L35/34
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 李麗

1.一種熱電裝置，其特征在于，包括：

半導(dǎo)體襯底；

貫穿半導(dǎo)體襯底的多個隔離結(jié)構(gòu)、以及分別位于隔離結(jié)構(gòu)兩側(cè)的n型熱電結(jié)構(gòu)、p型熱電結(jié)構(gòu)，且所述p型熱電結(jié)構(gòu)與n型熱電間隔排列；

位于半導(dǎo)體襯底上表面的多個第一導(dǎo)電電極，位于半導(dǎo)體襯底下表面的多個第二導(dǎo)電電極；其中第一導(dǎo)電電極電連接相鄰的n型熱電結(jié)構(gòu)與p型熱電結(jié)構(gòu)，第二導(dǎo)電電極電連接相鄰的n型熱電結(jié)構(gòu)與p型熱電結(jié)構(gòu)，且第一導(dǎo)電電極和第二導(dǎo)電電極將所有的n型熱電結(jié)構(gòu)，p型熱電結(jié)構(gòu)串聯(lián)。

2.如權(quán)利要求1所述的熱電裝置，其特征在于，所述n型熱電結(jié)構(gòu)的材料為n型SiGe，所述p型熱電結(jié)構(gòu)的材料為p型SiGe。

3.如權(quán)利要求1所述的熱電裝置，其特征在于，所述n型熱電結(jié)構(gòu)的材料包括兩種n型熱電材料的超晶格，所述p型熱電結(jié)構(gòu)的材料包括兩種p型熱電材料的超晶格。

4.如權(quán)利要求3所述的熱電裝置，其特征在于，所述兩種n型熱電結(jié)構(gòu)的材料包括n型Si和n型SiGe。

5.如權(quán)利要求3所述的熱電裝置，其特征在于，所述兩種p型熱電結(jié)構(gòu)的材料包括p型Si和p型SiGe。

6.如權(quán)利要求3所述的熱電裝置，其特征在于，所述兩種P型熱電材料包括B₄C和B₉C。

7.如權(quán)利要求1所述的熱電裝置，其特征在于，所述隔離結(jié)構(gòu)材料為Al₂O₃、SiO₂、Si₃N₄中的任意一種。

8.如權(quán)利要求1所述的熱電裝置，其特征在于，所述熱電裝置還包括覆蓋所述第一導(dǎo)電電極或第二導(dǎo)電電極的隔離層。

9.如權(quán)利要求1所述的熱電裝置，其特征在于，所述隔離層表面外延有形成待冷卻芯片的半導(dǎo)體基底或者所述隔離層表面外延有半導(dǎo)體基底。

10.如權(quán)利要求1所述的熱電裝置，其特征在于，所述半導(dǎo)體基底為硅襯底、SOI襯底、氮化鎵襯底或者砷化鎵襯底。

11.一種如權(quán)利要求1所述的熱電裝置的形成方法，其特征在于，包括：

提供半導(dǎo)體襯底；

形成貫穿所述半導(dǎo)體襯底的多個隔離結(jié)構(gòu)；

在隔離結(jié)構(gòu)兩側(cè)形成貫穿半導(dǎo)體襯底n型熱電結(jié)構(gòu)，p型熱電結(jié)構(gòu)，且所述p型熱電結(jié)構(gòu)與n型熱電間隔排列；

在半導(dǎo)體襯底上表面形成多個第一導(dǎo)電電極，第一導(dǎo)電電極電連接相鄰的n型熱電結(jié)構(gòu)與p型熱電結(jié)構(gòu)；在半導(dǎo)體襯底下表面形成多個第二導(dǎo)電電極，第二導(dǎo)電電極電連接相鄰的n型熱電結(jié)構(gòu)與p型熱電結(jié)構(gòu)，且第一導(dǎo)電電極和第二導(dǎo)電電極將所有的n型熱電結(jié)構(gòu)，p型熱電結(jié)構(gòu)串聯(lián)。

12.如權(quán)利要求11所述的熱電裝置的形成方法，其特征在于，隔離結(jié)構(gòu)的形成步驟包括：形成貫穿所述半導(dǎo)體襯底的溝槽陣列，采用隔離介質(zhì)填平溝槽陣列的溝槽。

13.如權(quán)利要求12所述的熱電裝置的形成方法，其特征在于，所述隔離介質(zhì)材料為Al₂O₃、SiO₂、Si₃N₄中的任意一種。

14.如權(quán)利要求11所述的熱電裝置的形成方法，其特征在于，所述n型熱電結(jié)構(gòu)的形成步驟包括：形成貫穿所述半導(dǎo)體襯底的溝槽陣列，采用n型熱電材料填平溝槽陣列的溝槽。

15.如權(quán)利要求14所述的熱電裝置的形成方法，其特征在于，所述n型熱電材料為n型SiGe或者n型Si。

16.如權(quán)利要求14所述的熱電裝置的形成方法，其特征在于，所述n型熱電材料包括兩種n型熱電材料的超晶格。

17.如權(quán)利要求16所述的熱電裝置的形成方法，其特征在于，當(dāng)n型熱電材料包括兩種n型熱電材料的超晶格時，兩種n型熱電材料的超晶格膜層平行于溝槽側(cè)壁。

18.如權(quán)利要求11所述的熱電裝置的形成方法，其特征在于，所述p型熱電結(jié)構(gòu)的形成步驟包括：形成貫穿所述半導(dǎo)體襯底的溝槽陣列，采用p型熱電材料填平溝槽陣列的溝槽。