[發明專利]量子阱超晶格厚膜熱電材料及其生產方法

在審

• 申請號: 201611237259.3
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN106876571A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 張洪國;馬軍濤;張凱;張坤
• 申請（專利權）人: 滁州瑪特智能新材料科技有限公司
• 主分類號: H01L35/34
• 分類號: H01L35/34;H01L35/14
• 代理公司: 南京申云知識產權代理事務所(普通合伙)32274
• 代理人: 洪洋

1.量子阱厚膜超晶格熱電材料的生產方法，其特征在于包括以下步驟：

通過原子層沉積的方法，在納米孔模板的納米孔內生長熱電材料，所述熱電材料從納米孔的內壁開始生長，然后沿納米孔徑向方向逐層生長，直到納米孔長滿為止，形成具有量子阱超晶格結構的厚膜熱電材料。

2.根據權利要求1所述的量子阱厚膜超晶格熱電材料的生產方法，其特征在于：所述納米孔模板可以為Al2O3、TiO2或者SiO2。

3.根據權利要求2所述的量子阱厚膜超晶格熱電材料的生產方法，其特征在于：納米孔模板為納米孔孔徑不超過200納米。

4.根據權利要求3所述的量子阱厚膜超晶格熱電材料的生產方法，其特征在于：所述納米孔模板的納米孔為兩側開口并且連通的雙通孔或者僅一側開口的單通孔或者為所述通孔和單通孔的組合。

5.根據權利要求4所述的量子阱厚膜超晶格熱電材料的生產方法，其特征在于：所述納米孔的孔壁厚度為5-50nm。

6.根據權利要求1或2或3或4或5所述的量子阱厚膜超晶格熱電材料的生產方法，其特征在于：所述熱電材料為Bi2Te3或者Sb2Te3，或者Bi2Te3/Sb2Te3復合熱電材料。

7.根據權利要求6所述的量子阱厚膜超晶格熱電材料的生產方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）脈沖Te氣相前驅體：

向反應腔室中連續引入Te氣相前驅體，所述Te氣相前驅體為碲有機前驅體碲源材料；所述反應腔室內的襯底基板溫度為100 oC -200 oC；所述襯底為氧化鋁納米孔模板；

（2）清洗Te氣相前驅體：

當氧化鋁納米孔模板表面達到化學吸附的飽和狀態時，停止引入所述Te氣相前驅體； 同時引入惰性氣體，以將反應腔室中殘余的Te氣相前驅體清洗干凈；

（3）脈沖Bi和/或Sb氣相前驅體：

向反應腔室中連續引入Bi和/或Sb氣相前驅體；所述Bi和/或Sb氣相前驅體為鉍有機氣相前驅體源材料和/或銻有機氣相前驅體源材料；所述反應腔室內的基板襯底溫度為100 oC -200oC；所述襯底為氧化鋁納米孔模板；

（4）清洗Bi和/或Sb氣相前驅體：

當氧化鋁納米孔模板表面達到化學吸附的飽和狀態時，停止引入所述Bi和/或Sb氣相前驅體；同時引入惰性氣體，以將反應腔室中殘余的Bi和/或Sb氣相前驅體清洗干凈；

（5）反應循環：

步驟（1）-（4）循環進行，直至氧化鋁納米孔模板的納米孔長滿為止。

8.根據權利要求6所述的量子阱厚膜超晶格熱電材料的生產方法，其特征在于：通過控制反應循環數控制超晶格熱電材料薄膜的徑向生長，最終形成縱向厚膜超晶格熱電材料。

9.根據權利要求6所述的量子阱厚膜超晶格熱電材料的生產方法，其特征在于：清洗殘余的Bi和Te前驅體時，使用的清洗氣體是高純氮氣或氬氣。

10.根據權利要求6所述的量子阱厚膜超晶格熱電材料的生產方法，其特征在于：通過調整氧化鋁納米孔模板在氣相前驅體中的暴露時間，確保在高深寬比結構的氧化鋁納米孔模板內壁上共形覆膜生長Bi2Te3， Sb2Te3或 Bi2Te3/ Sb2Te3系列量子阱超晶格熱電材料。

11.據權利要求6所述的量子阱厚膜超晶格熱電材料的生產方法，其特征在于：所述碲有機前驅體碲源材料為二叔丁基碲。

12.據權利要求6所述的量子阱厚膜超晶格熱電材料的生產方法，其特征在于：所述鉍有機氣相前驅體源材料為三鉍（2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮）。

13.據權利要求6所述的量子阱厚膜超晶格熱電材料的生產方法，其特征在于：所述銻有機前驅體碲源材料為二叔丁基碲或者三乙基銻。

14.一種采用權利要求1-14中任一項所述的量子阱厚膜超晶格熱電材料的生產方法所生產出來的量子阱厚膜超晶格熱電材料。