有通過絕緣體被組織成行和列的導體或半導體材料的平行納米線的塞貝克/珀耳帖熱電轉換單元和制作過程。一種可堆疊單元（A1、A2）或更一般地適合被模塊式聯結到其他類似單元的新穎和有效結構，用于形成塞貝克/珀耳帖熱電轉換裝置的相對地大尺寸的隔膜，可以用普通的平面處理技術制造。該結構基本上由第一介電材料（2）和第二介電材料（3）的交替層的疊層（A1、A2）組成，該第一介電材料（2）適合被淀積成厚度小于或等于約50μm的膜，有低的熱導率，并且用具體化合物的溶液可蝕刻，該第二介電材料（3）有低的熱導率，但不被該溶液蝕刻。對于全部寬度，該疊層被平行溝槽（T1、T2、T3）斷續隔開，平行溝槽的寬度（w）可以對應于光刻處理分辨率允許的定義的最小線寬，該光刻處理被用于定義該平行溝槽，但該寬度可以最終受其他參數限制，首先是該疊層的高度（h），為了形成該平行溝槽，該疊層高度（h）遭到切割該疊層的豎直蝕刻。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】有通過絕緣體被組織成行和列的導體或半導體材料的平行納米線的塞貝克/珀耳帖熱電轉換單元和制作過程
本公開一般涉及塞貝克/珀耳帖熱電轉換裝置，尤其涉及利用跨越絕緣隔膜延伸的導體或半導體材料的平行納米線的裝置。
技術介紹
塞貝克(Seebeck)效應是熱電現象，根據該現象，在細長的導體或半導體中，其各部分之間的溫度差產生電。該效應由物理學家Thomson J. Seebeck于1821年發現，宣稱這種效應本身為遭受溫度梯度VT的金屬棒兩端之間的電勢差。在包含溫度T1和T2上兩種材料A和B之間的兩個結點的電路中，產生的電壓由下式給出 權利要求1.一種可用平面處理技術制作的元件(Al、A2)，被模塊式聯結到其他類似元件以便構成塞貝克/珀耳帖熱電轉換裝置的隔板，該元件包括寬度(W)對應于隔板厚度而長度(L)對應于隔板表面面積的維度或維度的分數的疊層，該元件有高塞貝克系數的導體或半導體材料的納米線(4)的布居，彼此平行和被絕緣跨越疊層的寬度延伸，被組織成行和列，所述疊層包括a)交替的第一介電材料(2)和第二介電材料(3)層,該第一介電材料層可淀積成厚度小于或等于50nm的連續膜，可被具體化合物的溶液蝕刻，該第二介電材料有低熱導率，不可被所述溶液蝕刻；b)平行溝槽(Tl、T2、T3、…、Ti…)，這些溝槽的寬度(w)的下限對應于光刻術定義的最小線寬，間隔開至少Iym;c)平行腔(4c)，沿每一溝槽的相對表面、利用所述蝕刻溶液再處理所述第一介電材料(2)層的蝕刻前緣；d)所述平行納米腔(4c)的導體或半導體填充材料的線狀納米尺寸殘留物，構成被組織成行和列的所述平行間隔開的納米線(4 )。2.權利要求I的元件，其中所述高塞貝克系數的導體或半導體材料，屬于由本征或摻雜半導體、金屬、金屬合金、半金屬合金、金屬和半金屬之間的合金及其混合物組成的組。3.權利要求2的元件，其中所述高塞貝克系數的導體或半導體材料，屬于由下列組成的組有天然同位素存在或本征的或摻雜以施主和/或受主原子的29Si的增強存在的單晶和多晶硅、有天然同位素存在或本征的或摻雜以施主和/或受主原子的29Si的增強存在的娃鍺合金、鶴、鈦及其合金。4.權利要求I的元件，其中所述第一介電材料(2)是SiO2，而所述第二介電材料(3)是 Si3N4。5.權利要求I的元件，其中所述第一介電材料(2)是Si3N4，而所述第二介電材料(3)是 Si02。6.權利要求I的兀件，包括低熱導率介電材料的襯底(I)，該介電材料耐所述第一介電材料(2)的蝕刻溶液。7.權利要求I的元件，其中所述納米線(4)有沿它們的縱向擴展的不均勻橫截面，以及形態學上粗糙的外表面。8.權利要求I的元件，特征在于該疊層有約40nmX20nm平均橫截面的納米線(4)密度，在該疊層的熱輸入/輸出的側表面的每單位面積上高達5X IOki納米線/cm2。9.權利要求I的元件，其中該疊層的高度(h)與所述平行溝槽的重復的周期或間距，有相同的數量級。10.一種制作過程，用于可模塊式聯結到其他元件的元件(Al、A2)，以便構成用于塞貝克/珀耳帖熱電轉換裝置的隔板，該制作過程包括步驟a)在低熱導率介電材料的平的襯底(I)上，淀積第一介電材料(2)和第二介電材料(3) 之一或另一種的第一層，該第一介電材料(2)可淀積成厚度小于或等于50nm的連續膜，可被具體化合物的溶液蝕刻，該第二介電材料(3)有低熱導率，不可被所述溶液蝕刻，該低熱導率介電材料耐所述溶液；b)在所述兩種不同介電材料之一的所述第一層之上，淀積一層該另一種介電材料并重復步驟a)和b)許多次，足以使交替的步驟a)的層與步驟b)的層的疊層，達到需要的高度；c)在疊層之上，形成或應用定義平行蝕刻開口的掩模，該蝕刻開口的寬度(W)的最小極限對應于所用光刻術定義的最小線寬，該蝕刻開口被間隔開至少I μ m，延伸至疊層的整個寬度(W)；d)通過所述掩模開口以等離子或反應等離子蝕刻或濺射該多層疊層，形成平行溝槽 (T1、T2、T3、…、Ti…)，直到深入到所述襯底(I)表面為止；e)用所述溶液蝕刻所述第一介電材料(2)層的蝕刻表面，直到使它們退回所述第二介電材料(3)的相鄰層之間，平均距離為20nm，在每一溝槽(Tl、T2、T3、…、Ti···)的相對蝕刻表面上形成平行腔(4c)為止；f)最終從疊層的表面移除所述掩模的殘留物，化學氣相淀積高本征塞貝克系數的導體或半導體材料，填充所述平行腔(4c)，直到在開縫的疊層的水平和豎直平行表面之上生長無間斷點的保形層(4m)為止；g)在疊層的表面上形成或應用新的所述掩模；h)通過所述掩模開口以等離子或反應等離子蝕刻或濺射所述保形地淀積的層(4m)的導體或半導體材料，直到從所述水平和豎直平面表面完全移除它為止，在所述平行腔(4c) 內留下所述導體或半導體材料的納米線狀殘留物(4)。11.權利要求10的過程，其中所述高本征塞貝克系數的導體或半導體材料，屬于由下列組成的組本征或摻雜半導體、金屬、金屬合金、半金屬元素之間的合金、金屬和半金屬元素之間的合金及其混合物。12.權利要求11的過程，其中所述高本征塞貝克系數的導體或半導體材料，屬于由下列組成的組有天然同位素存在或本征的或摻雜以施主和/或受主原子的29Si的增強存在的單晶或多晶硅、半導體、有天然同位素存在或本征的或摻雜以施主和/或受主原子的29Si 的增強存在的硅鍺合金、鎢、鈦及其合金。13.權利要求10的過程，其中所述第一介電材料(2)是SiO2，所述第二介電材料(3)是 Si3N4,以及所述蝕刻溶液是氫氟酸的水溶液。14.以及權利要求10的過程，其中所述第一介電材料(2)是Si3N4，所述第二介電材料(3)是SiO2,以及所述蝕刻溶液是磷酸的水溶液或熔化物。15.一種用于塞貝克/珀耳帖熱電轉換裝置的隔膜，由任何數量的可聯結單元(Al、 A2、…)組成，每一個單元包括寬度(W)對應于隔膜厚度而長度(L)對應于隔膜表面面積的尺寸或尺寸的分數的疊層，每個單元有高本征塞貝克系數的導體或半導體材料的納米線(4)的布居，彼此平行和被絕緣地跨越疊層的寬度延伸，被組織成行和列，所述每個單元的疊層包括a)第一介電材料(2)和第二介電材料(3)的交替層,該第一介電材料(2)可淀積成厚度小于或等于50nm的連續膜，可被具體化合物的溶液蝕刻，該第二介電材料(3)有低熱導率，不可被所述溶液蝕刻；b)平行溝槽(Tl、T2、T3、…、Ti…)，這些溝槽的寬度(w)下限對應于光刻術定義的最小線寬，被間隔開至少Iym;c)平行腔(4c)，沿每一溝槽的相對表面、處用所述蝕刻溶液再處理所述第一介電材料(2)層的蝕刻前緣；d)所述平行納米腔(4c)的導體或半導體填充材料的線狀納米尺寸殘留物，構成被組織成行和列的所述平行間隔開的納米線(4)；e)在隔膜的熱輸入/輸出的側表面上的金屬化(5)，以適合分組電并聯所述平行納米線⑷；f)平行納米線(4)的所述組的電串聯的裝置(6)，串連到隔膜的納米線(4)的整個串并聯網絡的兩個端子。16.權利要求15的隔膜，其中所述高塞貝克系數的導體或半導體材料，屬于由本征或摻雜半導體、金屬、金屬合金、半金屬的合金、金屬和半金屬之間的合金及其混合物組成的組。17.權利要求15的隔膜，本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：D·納都西，G·塞洛弗里尼，
申請(專利權)人：德爾塔蒂研究財團，
類型：
國別省市：
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