用于热电模块的半导体元件及其制造方法

文档序号:7025911
专利名称:用于热电模块的半导体元件及其制造方法
技术领域
本发明涉及半导体元件及其制造方法,并涉及具有这种类型的半导体元件或由这种方法制造的半导体元件的热电模块。
背景技术
来自机动车内燃机的废气包含热能,其可被热电发电机转换为电能,以便例如给电池或一些其他能量存储装置充电并/或将要求的能量直接馈送到电负载。这样,可用改善的能量效率操作机动车,并能获得更多的能量来操作机动车。这种类型的热电发电机具有至少一个热电模块。热电模块包括例如至少两个半导体器件(P掺杂和η掺杂),被提供在该模块的上侧和下侧(面向热侧或冷侧),具有交替导电桥,且其形成最小的热电单元或热电元件。热电材料是这样的类型,其可以有效的方式(塞贝克效应)将热能换换为电能或反过来(珀耳帖效应)。如果在半导体元件的两侧上都提供温度梯度,则在半导体元件的端部间形成电压电势。较热侧上的电荷载流子被较高温度激发到导带至增加的程度。由于在导带中的该过程期间产生的浓度差异,电荷载流子扩散到半导体元件的较冷侧,导致电势差的增加。在热电模块中,优选地大量的半导体元件串联电连接。为了保证在串联半导体元件中产生的电势差不会彼此抵消,总是将交替半导体元件引入为与不同的多数电荷载流子(η掺杂和P掺杂)直接电接触。通过连接的负载电阻器,可闭合电路,由此提取电力。为了保证半导体元件适于持续操作,通常在导电桥和热电材料之间布置扩散阻挡层,阻止包含在电桥中的材料扩散到热电材料中,由此阻止半导体材料和热电元件的效率损失或功能故障。热电模块和半导体元件的构造通常是通过组装单个组件完成的,也就是热电材料、扩散阻挡层、导电桥、绝缘,以及合适的话,额外的外壳元件,以形成其中流过热或冷介质的热电模块。这种许多单个部件的组件也要求单个部件容差的精确匹配,并允许从热侧到冷侧的热传输,以及导电桥的充分接触以使得电流流过将被制造的热电材料。将这个作为起点,本发明的目标是至少部分解决参考现有技术而解释的问题。特别地,本发明指定一种半导体元件,其适用于许多和各种用途并以尽可能简单和经济的方式来构造热电模块。而且,本发明指定一种制造这种类型的半导体元件的简单方法。

发明内容
这些目标是由根据权利要求1的特征的半导体元件和根据权利要求9的特征的制造这种半导体元件的方法而完成的。在所附权利要求书中指出根据本发明的半导体元件的有益实施例和所述半导体元件到更高层的子组件的集成及其制造方法。在权利要求书中单独列出的特征可以以任何技术上有意义的方式被结合并产生本发明的额外实施例。特别是结合附图的描述进一步解释了本发明并展示了本发明的进一步实施例。根据本发明的半导体元件至少具有热电材料和第一框部分,其中所述部件彼此非真正(non-positively)连接,且第一框部分形成用于半导体元件的扩散阻挡层和电导体。因此,在此半导体元件展示了最小的构造单元,且非真正地并以被捕获的(captive)方式连接到第一框部分。为了实现这一点,选择第一框部分的材料,以便确保扩散阻挡层,由此热电材料未被通过扩散而穿过的元素污染,且从将热能转换为电能的角度来说其效率未受损。同时,第一框部分提供了电导体,由此使得半导体元件的第一框部分直接连接到邻近的半导体元件或到其第一框部分,由此保证热电模块产生的电流流动,特别是专门流过框部分和热电模块的半导体元件。特别地,半导体元件和第一框部分至少部分地以真正方式或甚至实质地彼此连接。以下材料被特别用作热电材料:η 型:Bi2Te3; PbTe; Ba0 3Co3.95Ni0.05Sb12; Bay (Co, Ni) 4Sb12; CoSb3; Ba8Ga16Ge30; La2Te3; SiGe ;Mg2 (Si, Sn);p 型:(Bi, Sb) 2TE3; Zn4Sb3; TAGS; PbTe; SnTe; CeFe4Sb12; Yb14MnSb11; SiGe ;Mg2 (Si, S
b).
半导体元件的一个特别有益的实施例提供了用于半导体元件的第二框部分,该第二框部分被布置在热电材料的与其上布置了第一框部分的兀件表面相对的兀件表面上。在这种情况下,实施热电材料,特别是以圆柱体、立方体、条状和/或圆形环段的形式,其中第一框部分和第二框部分被布置在热电材料的彼此相对的兀件表面上。关于第一框部分的所有陈述也适用于第二框部分而无限制,反之亦然。根据半导体元件的另一个有益实施例,热电材料、第一框部分和第二框部分是环状的,第一框部分被布置在热电材料的内周表面上而第二框部分被布置在热电材料的外周表面上。特别地,利用这样的实施例,可以制造管状的热电模块,其中半导体元件被串联布置且通过第一框部分和第二框部分彼此交替地电连接。进一步提出至少第一框部分具有两个彼此相对的间隔表面,其中一个表面是面对热电材料的附着表面,且表面间的间距限定了第一框部分的厚度,且所述厚度是0.1mm到Imm (毫米),优选地是0.2到0.5_。特别地,被热电材料分开的第一框部分和第二框部分大约相距I到5mm (毫米),即,热电材料的材料厚度是I到5mm。如合适,可用同样的方式实施第二框部分。这样的实施例更优选,其中第二框部分由比制成第一框部分的材料具有更高强度的材料制成的。根据半导体元件的另一个有益实施例,至少第一框部分具有两个彼此相对的接触表面,其间的间隔限定了第一宽度。在这种情况下,第一宽度至少部分大于热电材料的第二宽度,结果是第一框部分在热电材料的至少一侧上伸出。使用在此描述接触表面,特别经由其框部分在彼此邻近布置的半导体元件之间形成接触。查看具有第一宽度的第一框部分和具有第二宽度的热电材料的范围,特别是沿相对彼此的平行方向,因此第一宽度至少部分大于第二宽度的限定使得很明显第一框部分在热电材料的至少一侧上超过热电材料而伸出。在这种情况下,第一框部分被优选地布置为与热电材料在至少一侧上齐平。作为特别优选的选项,仅在第一框部分的范围的小部分上提供该(单个)重叠,特别是仅在所述范围的30%或甚至20% (在周向方向)。如合适,可用同样的方式实施第二框部分。也可提供至少第一框部分,额外地相对于热电材料在至少又一侧上伸出。当第一框部分通过接触表面被连接时,这样的实施例特别有利,由此保证在邻近布置的半导体元件的接触表面的焊接、钎焊或粘合接合的情况下,不会对热电材料造成损毁或污染,而这些会损害将热能转换为电能的效率。如合适,可用同样的方式实施第二框部分。还可以通过第一框部分相对于热电材料的限定重叠来影响热电材料的填充度。这里,填充度确定在其中布置了热电材料的热电模块的热侧和冷侧间的间隔或体积中的热电材料的比例。在此优选地如果至少第一宽度是第二宽度的至少130%,由此导致在两个邻近布置的热电材料之间的到该方向上的热电材料的材料厚度的至少30%的空隙。这也可用第二框部分(一起)实现。根据半导体元件的另一个有益实施例,至少第一框部分具有涂层,其被至少布置在面向热电材料的附着表面上。如合适,也可以同样的方式实施第二框部分。该涂层包括,特别地,焊料和/或用于放大热电材料和第一/第二框部分的接合表面的材料。这里,对于焊料特别有必要额外地具有扩散阻挡层的特性,因为其被布置在热电材料和第一 /第二框部分之间。该涂层使得可以接合第一 /第二框部分和热电材料,并使得接合尽可能牢固。以这种方式也有可能改善或保证第一/第二框部分和热电材料间的导热接触,由此保证半导体元件或包括多个半导体元件的热电模块的效率。用于该目的的涂层特别包括焊料。焊料,特别是含铅焊料,优选地根据重量有90%或更多的铅含量。又提出至少在面向热电材料的附着表面上,至少第一框部分至少部分具有表面结构,其包括以下元件中的至少一种:-槽,-错移(offset),-凸起部分,-至少12μ m的粗糙度Rz。通过该表面结构,经由具有该至少一个元件,特别存在热电材料与第一框部分的真正啮合。通过该元件,考虑到接合强度,材料和第一框部分间的接合被改善。如合适,可以同样的方式实施第二框部分。这里,槽包括第一框部分中的凹陷,该凹陷在这样的范围内与错位区分,在(环绕)错移的情况下,凹陷延伸到接触表面,且因此第一框部分可被推到热电材料上。与槽和错移相反,在此指示的凸起部分是框部分的继续,其延伸到热电材料中且由此允许热电材料和第一框部分间的真正哨合。在此限定的粗糙度Rz通常是根据DIN4768限定的,在该情况下该值至少是12 μ m(微米),特别是至少是20 μ m,由此保证用于接合热电材料和第一框部分的大表面。根据半导体元件的另一个有益实施例,至少第一框部分按照重量由至少95%的镍或钥组成。另一方面,这些材料确保第一框部分针对热电材料形成可靠的扩散阻挡层,而且其适于实施电导体。特别地,在此提供按照重量至少由99%的镍或钥组成的第一框部分。如合适,可以相同的方式实施第二框部分。根据本发明的另一方面,提出了一种用于制造半导体元件的方法,具有至少以下步骤:a)提供至少一个第一框部分,b)将热电材料布置在第一框部分的附着表面上,c)至少压缩第一框部分和热电材料,结果是两个部件变为非真正接合(non-positive joint)。该方法特别适于制造根据本发明的在此描述的半导体元件。各个步骤通常以在此给出的顺序执行,当合适时,有可能共同制造多个半导体元件。关于该方法,应注意当合适时,也有可能在步骤a)提供第二框部分,在这种情况下在步骤b)中热电材料随后被布置在两个框部分的附着表面之间,且随后与其一起被压缩。根据该方法的一个特别有益的实施例,在步骤b)热电材料是粉末状的或已被预压缩。该方法的一个实施例是优选的,其中预压毛坯(slug)具有20%或更少的孔隙度,优选地是10%或更少的孔隙度,且特别优选地是5%或更少的孔隙度。通过至少压缩第一框部分(如合适,第二框部分)和热电材料,至少产生非真正接合。特别地,额外的元件,诸如第一 /第二框部分的槽、错移、凸起部分和/或增加的粗糙度,也可被用来实现真正接合。同样地,实质接合(material joint)也是可能的,特别是作为额外方式,且通过第一 /第二框部分和热电材料之间的涂层而实现,特别是使用焊接材料。通过压缩,热电材料特别地被进一步压缩且在第一框部分的方向上流动,结果是提供的元件可被完全填充,以增加至少第一框部分和热电材料之间的接合强度。特别优选的是这样的处理,其中在压缩后,压缩的元件,即特别地第一框部分和热电材料,具有10%或更少,特别是5%或更少,且更优选地是3%或更少的孔隙度。压缩优选地由压缩压力、压缩时间和/或压缩温度这些处理参数控制。作为优选的选项,压缩的方法步骤可被分为多个子操作。根据另一个有益实施例,步骤c)在至少20°C的温度下执行。至少150°C的温度,特别优选地是大于250°C,但特别地温度不应超过800°C或可选地400°C。特别是对于材料PbTE和BiTe,至少150°C且不超过400°C的温度被证明是特别有益的。优选这样的处理,其中温度被维持在热电材料的最大热稳定性的30%到80%的范围内。最大的热稳定性被看做是热电材料可被加热、同时保留材料的热电特性的温度。步骤c)的加热优选地是感应实现的,处理以这样的方式被控制,S卩,电流大约在热电材料和第一和/或第二框部分之间的边界层的深度耦合,特别是通过激励频率的合适选择,这样在合适的深度发生能量耦合。作为一个优选选项,边界层和/或不完全的实质接合导致的任何转移电阻可被降低和/或框部分和热电材料间的粘合可通过加热热电材料和框部分之间的边界层而改善,特别是使用该区域中的涂层,例如焊料涂层。在这样的温度,还可以通过塑流将预压缩的热电材料接合到至少第一框部分。因此,有可能以特别有益的方式来实施烧结处理,其仅通过非真正连接允许热电材料和第一框部分之间的高接合强度。特别地,热电材料和第一框部分之间的这种接合是无缝隙的,保证了热传输和电流传输不受损失。因此在此对热电模块提出又一个提议,该模块具有至少两个根据本发明或根据本发明的方法制造的半导体元件。在这种情况中,在热电模块中,半导体元件以这样的方式被布置为彼此邻近,即,邻近的半导体元件的框部分接触并在该接触位置处彼此实质(materially)连接。特别地,这些接触位置在每种情况下以这样的方式被实施,以便导电或电绝缘,由此给出各半导体元件的合适的电互连。
当然,对于两个实施例的半导体元件来说也可以合适的方式被合并到一个热电模块。类似地,有可能使用第一框部分和/或第二框部分制造接触。通过提供这种类型的半导体元件,其可通过框部分直接连接,以大大简化之前用于热电模块的复杂且高成本的生产过程。特别地,通过在第一框部分和第二框部分之间的布置,非常敏感的热电材料被保护不受外部影响,且可被相应地处理。在这种情况下,邻近半导体元件的框部分以这样的方式彼此连接,即,可产生电流穿过邻近布置的半导体元件的流动。特别地,实施的配置是这样的,η-掺杂和P掺杂的半导体元件被交替串联排列,其元件表面被分别分配到彼此交替地电连接的热侧和冷侧,。根据热电模块的另一个有益实施例,邻近半导体元件的框部分在每种情况下在接触表面处接触且在该接触位置彼此实质连接。特别地,这种实施例用来实施邻近布置的元件间的对接(butt)接合,使得其可被焊接、焊料焊接或以特别简单的方式彼此粘合接合。作为可选项或附加地,邻近半导体元件的框部分在每种情况下在接触表面处接触,且在该接触位置彼此弹性连接,特别是通过合适的硫化作用和/或胶化作用(rubberization)。在邻近布置的半导体元件之间实质接合可优选地通过焊接,特别是通过激光焊接而形成。进一步提议热电模块上的至少第一框部分形成补偿元件,结果是彼此邻近布置的半导体元件可相对彼此在至少一个平面中移动。这种补偿元件可以弹性结构的形式被提供,例如其至少通过第一框部分形成。邻近半导体元件间的框部分的实质接合由此形成补偿元件,其补偿例如相对于冷侧的热侧的轴向长度的增加,和/或在周向方向和/或在径向半导体元件相对于彼此的位移。当然,第二框部分可以同样的方式被实施。根据热电模块的又一个有益发展,至少第一框部分以导热方式直接连接到热介质,或至少第二框部分以导热方式仅经由电绝缘连接到冷介质。在这种情况下,特别是内燃机的废气,其被认为是流过热电模块的热介质。特别地,面向废气的热电模块的表面至少由多个第一框部分形成。第一框部分以导电方式彼此实质连接。但是,半导体元件还可以实施为彼此交替地电绝缘,结果是电流经由η掺杂和P掺杂的半导体元件交替地从热侧流到冷侧。这里,第一框部分呈现关于热电材料的扩散阻挡层的功能。而且,第一框部分产生沿着热电模块的电流路径,同时形成热电模块的外表面,其旨在允许从热介质到半导体元件的损失尽可能少的热传输。由于至少第一框部分由此在热侧上形成热电模块的外壳,在此有可能相对于废气用导电的第一框部分的电绝缘来分配。外壳的其余结构、电绝缘、导电电流路径、扩散阻挡层和热电材料由此被大大简化。特别地,邻近设置的半导体元件可在其互相面对的接触表面上具有电绝缘元件,所述绝缘元件使得热电模块被密封而免受废气,且另一方面,第一框部分彼此电绝缘。以相应的方式,对第二框部分也存在提议,其特别地针对冷介质定界热电模块。在这种情况下,冷介质特别地是液体。电绝缘可同时允许良好的热传导,由此保证热电模块针对废气中包含的热能转换为电能的效率不被限制。例如可提供膜作为电绝缘,施加所述膜到热电模块的对应表面是一件简单的事。作为替代或附加,热收缩套管(heat-shrinkablesleeve),特别是面向冷介质的第二框部分的一侧上的套管,可被用作电绝缘。电绝缘可施加到外部和/或内部的框部分上,特别是在外部上,优选地是框部分的形成热电模块的外表面的那些区域。
在热电模块的这种实施例中,第一和/或第二框部分,特别地每个被实施为具有补偿元件,同时形成放大的热传输表面。这些放大的热传输表面特别是用彼此通过接触表面连接的框部分实现的,至少部分地突出到废气流并突出到冷介质。结果,另一方面,在废气和冷介质中产生瑞流(turbulence),导致改善的热传输,且同时实现了废气或冷介质的良好混合,保证了热电模块处的温度水平尽可能地一致。在此提出的半导体元件和热电模块特别适于热电发电机,其被用在机动车上并打算将来自内燃机的废气的热能转换为电能。


以下将参考附图详细解释本发明和技术上下文。应当注意附图示出了本发明的特别优选的实施例,但本发明不限于此。在示意性附图中:图1示出了一种半导体元件;图2示出了第一框部分;图3示出了第二框部分;图4示出了一种热电模块;图5示出了半导体元件的第一布置;图6示出了半导体元件的第二布置;图7示出了用于制造半导体元件的方法步骤a);图8示出了用于制造半导体元件的步骤b),以及图9示出了用于制造半导体元件的步骤C)。
具体实施例方式图1示出了一种环型半导体元件1,具有热电材料2和第一框部分3,其被布置在热电材料2的内周表面5上。第二框部分4被布置在热电材料2的外周表面6上。即使术语“第一框部分”在此指内部框部分而术语“第二框部分”在此指外部框部分,这样的指定对于本发明的各种其他实施例不是强制的。外周表面6是热电材料2的兀件表面29,其与热电材料2的连接到第一框部分3的兀件表面29相对。第一框部分3具有两个相对表面7,其中附着表面9在与热电材料2相对的表面7上形成。第一框部分3的厚度8在相对表面7之间形成。第二框部分4具有两个彼此相对的接触表面10,其间第二框部分4的第一宽度11延伸。在对应的平行方向中,热电材料2具有第二宽度12,其在该情况下小于第一宽度11。第一框部分13因此在中央线26的方向超过在热电材料2的侧13上的热电材料而伸出。第一框部分3也在中央线26的方向沿相反方向超过热电材料2而关于第二框部分4形成对应的重叠。图2示出了具有两个相对表面7的环型第一框部分3,其中这里的外表面7形成附着表面9以用于将第一框部分3附着到热电材料。为了增加第一框部分3和热电材料2的接合强度,提供涂层14,所述涂层被施加到附着表面9。图3示出了具有相对表面7的第二框部分4,其中这里的环型第二框部分4的内周表面具有附着表面9,用于将第二框部分4附着到热电材料。在这里被实施为槽的元件16,被示出为图3的上部分中的附着表面9上的表面结构15。至少在中央线的方向,热电材料延伸到所述槽,保证其被固定在环型第二框部分4内。在该情况下,热电材料可在第二框部分4中的槽的两侧上沿中央线28的方向延伸。在图3的下半部,可由元件16形成表面结构15,其在该情况下被示出为错移(offset),该错移使得热电材料至少在中央线26的一个方向上被固定。热电材料被布置在环型附着表面9和横向接触表面10之间。图4示出了具有多个半导体元件I的热电模块17。这些半导体元件I被布置为环型地围绕内管20且在外周表面6被外管21围绕。内管20形成管道21,通过该管道热介质22沿着中央线26流动。冷介质23外管19的外周表面上流过热电模块17。由此在外管19和内管20之间形成温度势,使得通过在冷侧30和热侧31彼此交替电连接的半导体兀件I,热电模块17可以生成由于热电效应的电流。第二框部分4和第一框部分3以导电方式在接触表面10处彼此连接。图5是给出热电模块17的半导体元件I的第一布置。在该情况下用对应于图1的方式被构造的半导体元件I在接触表面10处通过第一框部分3和第二框部分4彼此交替地实质连接,由此形成各个接触位置18。以对应的方式,电绝缘28在每个邻近的第一框部分3和每个邻近的第二框部分4之间交替提供,由此产生通过热电模块17的对应的电流路径。图6示出了半导体元件I到热电模块17的第二布置。这里,η掺杂和ρ掺杂的热电材料2经由接触表面10通过第一框部分3和第二框部分4以导电方式彼此电连接或在接触表面10处彼此绝缘。触摸接触表面10由此形成各个接触位置18。这里,冷介质23直接在由第二框部分4形成的热电模块17的外表面上流过热电模块17。第二框部分4被设计为围绕环型延伸且沿径向向外伸出,且交替以导电或电绝缘方式在接触表面10处彼此连接,并由此形成完整的外管19。通过第一框部分3以对应的方式在热电模块17的内部形成内管20,且内管20携有热介质22的流。由于热介质22通常是废气,其有可能针对热侧31上的废气用第一框部分3的电绝缘来分配。当使用导电冷介质23时,在冷侧30上要求电绝缘28,其被施加到第二框部分4的外侧。该绝缘可被设计为例如热收缩套管。向外和向内突出的框部分3、4形成补偿元件27,允许热电模块17在中央线26的方向的热膨胀。同时,半导体元件I相对于彼此在径向32的位移也是可能的。图7示出了用于制造半导体元件的方法步骤a),其中提供了第一框部分3。图8示出了用于制造半导体元件的方法步骤b),其中热电材料2被布置在第一框部分3的附着表9上。为了该目的,第一框部分3和热电材料2被布置在模24中。图9示出了用于制造半导体元件I的步骤C),其中布置在模24中的热电材料2用锤25压紧,锤25可在中央线26的方向上移动且通过施加的压力至少非真正连接到第一框部分3。在该处理期间,热可额外地被引入到压缩处理,结果是甚至已被预压缩的热电材料2开始塑性地流动,且通过附着表面9至少非真正连接到第一框部分3。热电材料12和第一框部分3的压缩使得这些部件间的无间隙连接成为可能,以给出半导体元件I。通过在此展示的本发明,针对现有技术在此描述的问题已被至少部分地解决。特别地,已指定适于许多和各种用途的半导体元件,其使得热电模块以尽可能简单和经济的方式被构造。而且,已指定了用于生成这种类型的半导体元件的简单方法。参考标号列表I 半导体元件
2热电材料3第一框部分4第二框部分5内周表面6外周表面7表面8厚度9附着表面10接触表面11第一宽度12第二宽度13侦U14涂层15表面结构16元件 17热电模块18接触位置19外管20内管21管道22热介质23冷介质24模25锤26中央线27补偿元件28电绝缘29元件表面30冷侧31热侧32径向
权利要求
1.一种半导体元件(1),至少具有彼此非真正连接的热电材料(2)和第一框部分(3),其中所述第一框部分(3)形成用于所述热电材料(2)的扩散阻挡层和电导体。
2.根据权利要求1所述的半导体元件(1),具有第二框部分(4),所述第二框部分(4)被布置在所述热电材料(2)的与其上布置了所述第一框部分(3)的元件表面(29)相对的元件表面(29)上。
3.根据权利要求2所述的半导体元件(1),其中所述热电材料(2)、所述第一框部分(3)和所述第二框部分(4)是环状的,以及所述第一框部分(3)被布置在所述热电材料(2)的内周表面(5 )上且所述第二框部分(4)被布置在所述热电材料(2 )的外周表面(6 )上。
4.根据前述任一项权利要求所述的半导体器件(1),其中至少所述第一框部分(3)具有两个彼此相对的间隔表面(7),其中所述表面(7)中的一个是面向所述热电材料(2)的附着表面(9),其中所述表面(7)之间的间距限定所述第一框部分(3)的厚度(8),其中所述厚度(8)是 0.1mm 到 1mm。
5.根据前述任一项权利要求所述的半导体元件(1),其中至少所述第一框部分(3)具有两个彼此相对的间隔接触表面(10),所述接触表面(10)之间的间距限定了第一宽度(11),其中所述第一宽度(11)至少部分地大于所述热电材料(2)的第二宽度(12),结果是所述第一框部分(3 )在所述热电材料(2 )的至少一侧(13 )上伸出。
6.根据前述任一项权利要求所述的半导体元件(1),其中至少所述第一框部分(3)具有被至少布置在面向所述热电材料(2)的所述附着表面(9)上的涂层(14)。
7.根据权利要求6所述的半导体元件(1),其中所述涂层(14)包括焊料。
8.根据前述任一项权利要求所述的半导体元件(1),其中至少在面向所述热电材料(2)的所述附着表面(9)上,至少所述第一框部分(3)至少部分地具有表面结构(15),所述表面结构(15 )包括以下元件(16 )中的至少一个: -槽, -错移, -凸起部分, -至少12 μ m的粗糙度(Rz)。
9.根据前述任一项权利要求所述的半导体元件(1),其中至少所述第一框部分(3)按重量由至少95%的镍或钥组成。
10.一种制造半导体元件(I)的方法,具有至少以下步骤: a)提供至少一个第一框部分(3), b )将热电材料(2 )布置在所述第一框部分(3 )的附着表面(9 )上, c)至少压缩所述第一框部分(3)和所述热电材料(2),结果是两个部件变为非真正接八口 ο
11.根据前述任一项权利要求所述的方法,其中所述热电材料(2)在步骤b)中是粉末状或被预压缩。
12.根据前述任一项权利要求所述的方法,其中步骤c)在至少20°C的温度下执行。
13.一种热电模块(17),至少具有两个根据权利要求1到8中的一个所述的或由根据权利要求9到11中的一个所述的方法制造的半导体元件(1),其中所述半导体元件(I)被布置为彼此邻近,以便邻近的热电元件(I)的框部分接触且在该接触位置(18)处彼此实质连接。
14.根据权利要求13所述的热电模块(17),其中邻近的半导体元件(I)的框部分在每种情况下在接触表面(10)处接触且在该接触位置(18)处彼此实质连接。
15.根据权利要求13或14中的一个所述的热电模块(17),其中至少第一框部分(3)形成补偿元件(27),结果是被布置为彼此邻近的半导体元件(I)能在至少一个平面中相对彼此移动。
16.根据权利要求13到15中任一个所述的热电模块(17),其中至少所述第一框部分(3)以导热方式直接连接到热介质(22),或至少所述第二框部分(4)以导热方式仅经由电绝缘(28)连接到冷介质 (23)。
全文摘要
半导体元件(1)至少包括彼此非真正连接的热电材料(2)和第一框部分(3),框部分(3)形成用于热电材料(2)的扩散阻挡层和电导体。本发明还涉及一种制造本发明的半导体元件(1)的方法以及包括本发明的至少两个半导体元件(1)的热电模块(17)。
文档编号H01L35/08GK103180984SQ201180050450
公开日2013年6月26日 申请日期2011年8月22日 优先权日2010年8月23日
发明者R·布吕科 申请人:排放技术有限公司
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