[發明專利]硅集成的平面外熱通量熱電發電機

有效

• 申請號: 201580051207.4
• 申請日: 2015-09-18
• 公開（公告）號: CN106716640B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 達尼洛·馬斯科洛;安東涅塔·布歐希奧羅;朱塞佩·拉泰沙;格奧爾格·普克爾;米赫爾·古林揚;西蒙尼·狄·馬爾科
• 申請（專利權）人: 德爾塔蒂研究財團
• 主分類號: H01L27/16
• 分類號: H01L27/16;H01L35/32
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 宋融冰

1.一種平面外熱通量構造的集成熱電發電機，包括：

基板晶片(1)，

沉積在所述基板晶片(1)上形成山丘(3)和谷的單一材料的層，所述山丘和谷均由所述單一材料組成，

完全限定在由所述單一材料組成的所述層的所述山丘(3)的傾斜相對側翼上并在所述傾斜相對側翼上延伸的多晶半導體的交替p-摻雜和n-摻雜的片段(4，5)的薄膜線；

所述材料的熱導率低于所述多晶半導體的熱導率，

沉積在所述多晶半導體片段的所述薄膜線的交替p-摻雜和n-摻雜的片段(4，5)的并置端上并連接所述并置端的山頂接頭金屬觸點(7)和谷底接頭金屬觸點(6)，其特征在于，

所述山丘(3)之間的所有所述谷都是從上方由平面不導電覆蓋物(8)限定的空隙空間(V)，具有限定在所述平面不導電覆蓋物(8)的耦合表面上，與相應的所述山頂接頭金屬觸點(7)鍵合的金屬鍵合焊盤(10)，

其中組成所述層的所有所述山丘(3)和谷的所述單一材料選自由氧化硅、氮化硅、增強的抗熱傳導的沉積氧化物和納米級薄膜硅的超晶格組成的組，

其中所述山頂接頭金屬觸點(7)具有其中兩個臂或翼分別與所述多晶半導體片段的所述薄膜線的p-摻雜和n-摻雜片段(4，5)的并置端部分重疊的橫截面輪廓。

2.如權利要求1所述的熱電發電機，其中所述基板晶片(1)和所述平面不導電覆蓋物(8)之間的側間隙被封閉以永久密封所述空隙空間(V)。

3.如權利要求1或2所述的熱電發電機，其中所述基板晶片(1)和所述平面不導電覆蓋物(8)之間的側間隙被封閉以使所述空隙空間(V)被永久密封在真空下。

4.如權利要求1所述的熱電發電機，其中所述平面不導電覆蓋物(8)是類似于所述基板晶片(1)的晶片，并且具有在所述耦合表面上、使限定在其上的所述金屬鍵合焊盤(10)彼此電絕緣的介電膜(9)。

5.如權利要求4所述的熱電發電機，其中所述基板晶片(1)或所述平面不導電覆蓋物(8)是薄化或超薄硅晶體晶片。

6.如權利要求5所述的熱電發電機，其中所述平面不導電覆蓋物(8)是類似于所述基板晶片(1)的硅晶片。

7.如權利要求5所述的熱電發電機，其中所述基板晶片(1)和所述平面不導電覆蓋物(8)是鍵合在一起的微加工晶片。

8.如權利要求1所述的熱電發電機，其中所述山頂接頭金屬觸點(7)和所述谷底接頭金屬觸點(6)是鋁、銅、銀或其合金。

9.如權利要求1所述的熱電發電機，其中所述山頂接頭金屬觸點(7)與所述多晶半導體薄膜的電接觸經由界面多層發生，所述界面多層包括選自由TiSi₂、WSi₂、MoSi₂、PtSi₂和CoSi₂組成的組的硅化物膜。

10.如權利要求1所述的熱電發電機，其中所述山頂接頭金屬觸點(7)與所述多晶半導體薄膜的電接觸經由界面多層發生，所述界面多層包括選自由W、Ti、Ta組成的組的難熔金屬的中間膜和與所述山頂接頭金屬觸點(7)接觸的氮化鈦膜。

11.如權利要求1所述的熱電發電機，其中所述山丘(3)沿與所述多晶半導體的所述片段(4，5)正交的平行線規則地間隔開，并且具有截頂的四棱錐形狀或沿著一個軸線的梯形橫截面和與其正交的直側面或側翼。