[發明專利]熱電結構體、熱電器件和其制造方法

在審

• 申請號: 201610868492.5
• 申請日: 2016-09-29
• 公開（公告）號: CN107017333A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: 金圣雄;金恩聲;黃在烈;樸晟準;申鉉振
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社;成均館大學校產學協力團
• 主分類號: H01L35/34
• 分類號: H01L35/34;H01L35/16
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 金擬粲

對相關申請的交叉引用

本申請要求2015年10月1日在韓國知識產權局提交的韓國專利申請No.10-2015-0138612的權益，將其公開內容全部引入本文作為參考。

技術領域

本公開內容涉及熱電結構體、熱電器件、和其制造方法。

背景技術

熱電轉換指的是在熱能和電能之間的能量轉換。如果電流流入熱電材料中，則在熱電材料的兩個末端之間出現溫度梯度，并且該效應被稱作珀耳貼效應。珀耳貼效應的逆轉是當在熱電材料的兩個末端之間的溫度差異出現時產生電力，并且該效應被稱作塞貝克效應。

通過利用珀耳貼效應，可實現不需要制冷劑的多種冷卻系統。利用珀耳貼效應的冷卻系統可有用地應用于解決通過使用相關領域中的冷卻系統(被動冷卻系統、制冷劑氣體壓縮系統等)可無法解決的發熱問題。熱電冷卻技術是不采用導致環境問題的制冷劑氣體的環境友好的冷卻技術。如果通過開發高效熱電冷卻材料提升熱電冷卻效率，則熱電冷卻技術可廣泛應用于一般用途冷卻領域例如冰箱、空調(空氣調節器)等。

由計算機、車輛發動機、或者工廠產生的熱可通過利用塞貝克效應轉換成電能。利用塞貝克效應的熱電發電可用作新一代能量來源。近來，隨著對新能量開發、廢棄能量回收、和環境保護的興趣增加，對熱電器件的興趣也增加。

發明內容

一些實例實施方式包括通過經由使用簡單的方法在氧化物基底上形成具有低的熱導率的基于碲的薄膜結構體而制造熱電結構體和熱電器件的方法。

一些實例實施方式包括所述熱電結構體和所述熱電器件。

另外的方面將部分地在隨后的描述中被闡明并且部分地將從所述描述明晰，或者可通過所呈現的實例實施方式的實踐而獲知。

根據一些實例實施方式，制造熱電結構體的方法包括：朝著靶發射激光以從所述靶分離構成所述靶的材料的至少第一和第二部分(至少第一和第二部分的構成所述靶的材料)，所述靶包括碲(Te)；基于在氧化物基底上沉積所述材料的第一部分而形成緩沖層，所述緩沖層包括氧化碲；和基于在所述緩沖層上沉積所述材料的第二部分而形成薄膜結構體，所述薄膜結構體包括Te。

發射激光可包括發射具有范圍約0.5Hz-約4Hz的頻率的脈沖激光。

朝著靶發射激光可包括通過使用氟化氪(KrF)準分子激光器設備朝著靶發射激光。

朝著靶發射激光可包括使用激光向靶施加一定量的能量。能量的量可等于或小于約45mJ。

形成薄膜結構體可包括在一段流逝的時間內形成具有約10nm-約100nm厚度的薄膜結構體，該段流逝的時間等于或小于約2小時。

所述薄膜結構體可在所述薄膜結構體的厚度方向上具有熱導率。所述熱導率可為約0.14W/(m·K)-約0.3W/(m·K)。

所述薄膜結構體可具有等于或小于約0.1度的通過進行歐米伽(ω)掃描獲得的半寬度(FWHM)。

所述靶可進一步包括如下的至少一種：鉍(Bi)、銻(Sb)、和硒(Se)。

所述薄膜結構體可包括多個薄膜層，和所述多個薄膜層可在所述多個薄膜層各自的厚度方向上堆疊。

所述多個薄膜層各自可包括Bi_0.5Sb_1.5Te₃。

所述緩沖層可包括在所述氧化物基底上并且包括氧化碲的第一緩沖層、和在所述第一緩沖層上并且包括Te的第二緩沖層。

所述緩沖層可具有可為約0.2nm-約2nm的厚度。

所述方法可進一步包括將所述薄膜結構體從所述緩沖層分離。

所述方法可進一步包括將分離的薄膜結構體放置于具有與所述氧化物基底不同的材料的單獨的基底上。

根據一些實例實施方式，熱電結構體包括：氧化物基底；在所述氧化物基底上并且包括碲(Te)的薄膜結構體；和在所述氧化物基底和所述薄膜結構體之間的緩沖層，其中所述緩沖層的至少一部分包括氧化碲。

所述薄膜結構體可具有可為約10nm-約100nm的厚度。

所述薄膜結構體可在所述薄膜結構體的厚度方向上具有熱導率。所述熱導率可為約0.14W/(m·K)-約0.3W/(m·K)。

所述薄膜結構體可具有可為約0.1度的通過進行歐米伽(ω)掃描獲得的半寬度(FWHM)。

所述薄膜結構體可進一步包括如下的至少一種：鉍(Bi)、銻(Sb)、和硒(Se)。

所述薄膜結構體可包括多個薄膜層，和所述多個薄膜層可在所述多個薄膜層各自的厚度方向上堆疊。