[发明专利]半导体异质结构热电器件

说明书

发明背景

本发明的实施例大体涉及热电器件领域。

背景技术

随着集成电路密度日益增大，当代的微电子技术面临众多严峻的挑战。在这些挑战之中，去除复杂性日益增大的微处理器中所生成的热是最关键的。

类似地，对于科研和技术团体而言，替代能源是颇具挑战性的问题的来源。半导体在这些替代能源的开发中扮演重要的角色。特别地，诸如太阳能电池之类的光伏器件为产生新的能源提供了非常大的希望。从事微电子器件的超大规模集成开发以及从事替代能源开发的科学家们，敏锐地关注到了作为解决这些关键问题的替代手段的热电器件。热电器件，作为热电冷却器，处在微电子技术的前沿，并且作为热电发生器，处在替代能量研究的前沿。因此，从事研究的科学家们正在积极地寻找针对热电器件的新技术，来为科学研究提供成果丰富的竞技场，并且为这些问题的解决提供更大的希望。

附图说明

结合在本说明书中并形成本说明书的一部分的附图，图示了本发明的实施例，并且与文字说明一起，用于解释本发明的实施例：

图1是在本发明的实施例中半导体异质结构热电器件(semiconductor heterostructure thermoelectric device, SHTED)的截面正视图和示意图，其图示了被配置为热电发生器的器件的第一部分、第二部分以及在第一部分和第二部分之间形成的异质结的功能布置。

图2A是本发明的实施例中的以部分制造好的状态的SHTED的俯视图，其图示了设置在衬底（例如第一部分）上的在牺牲氧化物中的多个亚微米通路（via-way）的功能布置，所述多个亚微米通路用来定义可以在SHTED的第一部分和第二部分之间形成异质结的第二部分的多个亚微米小片（patch）。

图2B是在本发明的实施例中在图2A的部分制造好的SHTED的制造初始阶段，沿着勾画切割面2B-2B的线的截面正视图，其图示了设置在衬底上的在牺牲氧化物中的多个亚微米通路的功能布置，其详细描绘了牺牲氧化物中用于将相邻的小片与彼此隔离的栅栏的位置。

图2C是在本发明的实施例中在部分制造好的SHTED的制造的第二阶段，在勾画切割面2B-2B的线的位置处的截面正视图，其图示了设置在衬底上以及在牺牲氧化物中的栅栏之间的第二部分的多个亚微米小片的功能布置，其详细描绘了SHTED的第一部分和第二部分之间的异质结的形成。

图2D是在本发明的实施例中在部分制造好的SHTED的制造的第三阶段，勾画切割面2B-2B的线的位置处的截面正视图，其图示了在第二部分的多个亚微米小片上的顶部电极层的功能布置。

图2E是在本发明的实施例中在SHTED的制造的第四和最后阶段，勾画切割面2B-2B的线的位置处的截面正视图，其图示了被配置为热电发生器的SHTED上的吸收层的功能布置。

图3是在本发明的实施例中SHTED的透视图，其图示了器件在至少一个纳米线中的的第一部分、第二部分以及在第一部分和第二部分之间形成的异质结的功能布置。

图4是在本发明的实施例中SHTED的透视图，其图示了器件在至少一个纳米线中的的第一部分、第二部分、第三部分、在第一部分和第二部分之间形成的第一异质结以及在第二部分和第三部分之间形成的第二异质结的功能布置。

图5是在本发明的实施例中SHTED的截面正视图，其图示了多个n层的多层结构中的一个n层的热电异质结构单元的各部分和异质结的功能布置。

图6是在本发明的实施例中SHTED的截面正视图和示意图，其图示了被配置为热电冷却器的器件的第一部分、第二部分以及在第一部分和第二部分之间形成的异质结的功能布置。

除非具体注明，否则在本说明书中所参考的附图不应当被理解为是按照比例绘制的。

具体实施方式

现在，将对本发明的可选实施例进行详细参考。虽然将结合可选实施例描述本发明，但是应当理解，它们不意图将本发明限制于这些实施例。相反，本发明意图覆盖可以包含在如所附权利要求所限定的本发明的精神和范围内的替代物、变形例和等同物。

此外，在对本发明的实施例的下列描述中，阐述了众多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。然而，应当注意，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明的实施例。在其它实例中，未详细描述公知的方法、过程和部件，以便不使本发明的实施例不必要地混淆。