[發(fā)明專利]實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀熱電模塊用半導(dǎo)體元件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210024945.1
• 申請(qǐng)日: 2022-01-11
• 公開（公告）號(hào): CN114068795B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章賢駿;宣兆康;方涌;章佩娟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州安譽(yù)科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L35/22
• 分類號(hào): H01L35/22;H01L35/34;B01L7/00;C12M1/00;G01N21/64
• 代理公司: 北京國(guó)翰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11696
• 代理人: 李宇翔

本發(fā)明公開了一種實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀熱電模塊用半導(dǎo)體元件；半導(dǎo)體元件，其包括陶瓷基片與涂覆在陶瓷基片的納米顆粒膜組成；其制備方法包括：將錫鹽溶于無水乙醇中，回流，然后添加鍶鹽、金屬M(fèi)鹽，繼續(xù)回流，陳化，得到溶膠；采用浸漬?提拉工藝，將陶瓷基片浸漬在溶膠中，提拉，制得納米顆粒膜；將銀漿稀釋，并涂覆在納米顆粒膜兩端進(jìn)行熱處理，在銀電極兩端焊接引線制得半導(dǎo)體元件。上述納米顆粒膜由(Sn_1?a?bSr_2aM_b)O₂制備得到；其中，0.1≤a＜0.3，0.2≤b＜0.5；金屬M(fèi)為Ti、Zr、Hf中的一種；該半導(dǎo)體元件具有較高功率因子、塞貝克系數(shù)、抗彎強(qiáng)度以及較低摩擦系數(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀熱電模塊用半導(dǎo)體元件。

背景技術(shù)

實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀中包含許多熱電模塊，而熱電模塊包括例如至少兩個(gè)半導(dǎo)體器件（p摻雜和n摻雜），被提供在該模塊的上側(cè)和下側(cè)（面向熱側(cè)或冷側(cè)），具有交替導(dǎo)電橋，且其形成最小的熱電單元或熱電元件。熱電材料是這樣的類型，其可以有效的方式（塞貝克效應(yīng)）將熱能換換為電能或反過來（珀耳帖效應(yīng)）。如果在半導(dǎo)體元件的兩側(cè)上都提供溫度梯度，則在半導(dǎo)體元件的端部間形成電壓電勢(shì)。較熱側(cè)上的電荷載流子被較高溫度激發(fā)到導(dǎo)帶至增加的程度。由于在導(dǎo)帶中的該過程期間產(chǎn)生的濃度差異，電荷載流子擴(kuò)散到半導(dǎo)體元件的較冷側(cè)，導(dǎo)致電勢(shì)差的增加。

近年來熱電能源轉(zhuǎn)換材料的研究倍受關(guān)注。熱電材料是一種實(shí)現(xiàn)電能和熱能直接相互轉(zhuǎn)換的半導(dǎo)體功能材料。熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)作為一種新型的清潔能源技術(shù)可以極大地解決人類面臨的環(huán)境污染問題，尤其將其應(yīng)用于余熱廢熱的利用以及太陽光熱復(fù)合發(fā)電，對(duì)于提高能源的利用率，建設(shè)節(jié)約型社會(huì)意義重大。由熱電材料制作的溫差發(fā)電和固態(tài)制冷器件具有無污染、無噪聲、易于維護(hù)、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，有著廣泛的應(yīng)用前景。開發(fā)和研究新型的半導(dǎo)體熱電功能材料是目前熱電材料研究的一個(gè)重要方向。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種具有較高功率因子、塞貝克系數(shù)，即具有優(yōu)良熱電性能的半導(dǎo)體元件，同時(shí)具有優(yōu)良的機(jī)械性能，即具有較高的抗彎強(qiáng)度以及較低摩擦系數(shù)的半導(dǎo)體元件，在實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀熱電模塊具有廣泛的應(yīng)用。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采取的技術(shù)方案為：

一種半導(dǎo)體元件，其包括陶瓷基片與涂覆在陶瓷基片的納米顆粒膜；

上述納米顆粒膜由(Sn_1-a-bSr_2aM_b)O₂制備得到；其中，

0.1≤a＜0.3，0.2≤b＜0.5；

金屬M(fèi)為Ti、Zr、Hf中的一種。

本發(fā)明采用金屬Sr、金屬Ti、Zr、Hf其中的一種對(duì)氧化錫進(jìn)行摻雜，使金屬Sr、金屬Ti、Zr、Hf取代金屬Sn中的一部分，將其制得溶膠，然后涂覆在陶瓷基片材料表面以形成納米顆粒薄膜，進(jìn)而制得半導(dǎo)體元件，則該半導(dǎo)體元件具有優(yōu)良的熱電性能，即具有較高的功率因子與塞貝克系數(shù)，同時(shí)具有較高的抗彎強(qiáng)度；原因可能是金屬Sr、金屬Ti、Zr、Hf其中的一種對(duì)金屬Sn中摻雜，其可能取代了金屬的晶格部分，使內(nèi)部結(jié)構(gòu)排列發(fā)生變化，以改變金屬Sn的晶格結(jié)構(gòu)，進(jìn)而改善了氧化錫的物理化學(xué)性能，將其涂覆在陶瓷基片表面并制得半導(dǎo)體元件，進(jìn)而改善了半導(dǎo)體元件物理化學(xué)性能，使半導(dǎo)體元件具有較高的功率因子與塞貝克系數(shù)，即具有優(yōu)良的熱電性能，能夠較好的實(shí)現(xiàn)熱電轉(zhuǎn)換，同時(shí)該半導(dǎo)體元件具有優(yōu)良的機(jī)械性能，即具有較高的抗彎強(qiáng)度；其在實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀熱電模塊具有廣泛的應(yīng)用。

優(yōu)選地，陶瓷基片為α-氧化鋁、α-氮化硅或β-氮化硅中的一種。

優(yōu)選地，半導(dǎo)體元件的功率因子高于0.63μw/(m·K²)。