专利名称：高冷却率应用的热二极管式器件及其制造方法
技术领域：
本发明一般涉及热电器件，且具体地涉及一类具有热二极管式(thermal diodic)特性的热电器件。所述特性是根据所述器件在电的作用下在特定方 向上传热以及在反方向上有效地阻止反向横穿所述器件的自然热扩散的 能力来定义的。特别地，本发明提供了制造的方法以及具有热二极管式 特性的具体的独特的器件。
随着半导体集成电路的速度提高以及晶体管密度的增加，对这些器件 的高效的冷却的需求也增加了。而且，从空间的角度看，在这些器件上具 有直接的使用点(point of use)冷却以将使用这些器件的计算机系统的尺寸 以及费用减到最小是有益的。已在此应用中使用了利用珀耳帖效应(Peltier effect)的热电器件，但这些器件的低冷却效率阻碍了它们被广泛采用。 通过先前已知的热电材料的寄生热传导是导致目前热电器件冷却效 率低的一个原因。如果有一种减少这种寄生热传导的方法，则珀耳帖效应 可实际用于去除高密度的半导体集成电路的热量。本发明提出通过多种新 的"热二极管"的结合使用来降低这种寄生热传导，所述多种新的"热二 极管"可与珀耳帖效应热电器件或另 一类型的热离子发射器件结合使用以 对半导体集成电路提供使用点冷却。间隙材料传热过程的理论处理已经被提出(Hishinuma等人，Appl. Phys. Lett" Vol. 78， No. 17， 23 April 2001),其显示了使用隧穿(tu画ling)
和发射过程穿过真空间隙的器件的潜在优势。按有非常利于现有技术的 值，理论上计算了珀耳帖系数，且在此提出了器件的设计其利用一种具 有真空间隙的结构，以获得珀耳帖优势以及器件的电阻率和器件的热绝缘 的改进。由理论处理证实的一个原因在于，传热珀耳帖系数是施加在器件 上的电场的函数，且实际上在高电场下，当费米能级以下的电子的隧穿过 程在电子流动的方向将热能的净传输从冷却反转为"加热"时，传热珀耳 帖系数将迅速降低，产生正负变化。
附图简述
图1A-Q示出了具有离子导体和溶解的间隙类型的器件两者的结合的 双热离子器件的实施方式的结构，正如根据本发明的一般方法所处理的。
图2A-C示出了具有高传热率能力的示例器件的总体特征。
详细说明 概述
本发明提供了具有热二极管式特性的热电/热离子发射器件，由此提供 了将热能从第一区域传输到第二区域的有效的方法。如在此提到的，热电 器件包括能够响应于DC电压的施加，可控地将热能从器件的一部分传输 到器件的另一部分的任何器件。另外， 一些热电器件包括响应于施加在器 件的不同部分上的温度差别产生电流的能力。热电器件的一些例子包括由 不同材料构成的珀耳帖晶体(Peltier Crystal )。正如在此使用的，热二极管 包括这样一种器件，该器件能够在从其一部分到其另 一部分的方向上可控 地传输热能而在相反的方向上阻止热能传输。
正如在此提到的，将描述本发明的不同的实施方式，接下来是在此提 到的器件的不同组件的一些具体的实施例以及这些不同的组件可怎样结 合的实施例。热能器件及其制造方法
在相关申请中已描述了用于传输热能以及用于提供热二极管的器件，
所述相关申请包括2005年9月12日提交的、名称是"Devices wkh Thermoelectric and ThermoDiodic Characterisitics and Methods for Manufacturing Same，，的60/716,070号美国临时申请；以快递邮件号ED 950463028 US标记的、2005年9月23日提交的、名称是"Thermoelectric Device"的美国临时申请；以快递邮件号EQ 257728953 US标记的、2005 年12月19日4是交的、名称是"Thermoenergy Devices and Methods for Manufacturing Same，，的美国临时申请；以快递邮件号EQ 257728940 US标 记的、2005年12月19日4是交的、名称是"Thermal Diodic Devices and Methods for Manufacturing Same，，的美国临时申请；以快递邮件号EQ 279718255 US标记的、2006年1月6日提交的、名称是"Combined Thermal Diodic and Thermoenergy Devices and Methods for Manufacturing Same，，的 美国临时申请；在此，所有这些申请被参考并通过引用被并入。
现参考图1,图示出根据本发明的一些器件的结构图以及可用来形成 根据本发明的一些实施方式器件的方法步骤被示出。在1A中，金属层， 例如Ag层102，可施加到衬底(substrate)101上。衬底101可具有区域150, 该区域具有金属的、涂覆有金属的、以及高掺杂的这几种性质中的一种或 更多种。这样的区域可用来控制设置在衬底101上的器件间的电流的流通。 因此一些实施方式可以包括例如具有图案化的Au涂层的平整的石英或具 有图案化的绝缘体薄膜的平坦化的铜衬底。 一些实施方式还可包括，例如 在通常绝缘性的衬底上有传导性区域的设计，这种传导性区域可终止于一 个或更多的有源器件区域的外围的外部区域，并与用于器件的附加控制的 外部控制系统连接。
在一些示例性的实施方式中，局部掺杂的衬底101的厚度可包括大于 或约等于IOO微米的衬底。 一般来说，实施方式可以包括具有满足需要的 电特性、机械特性和热特性的任何衬底。可在掺杂的衬底101上，例如通 过賊射沉积或电镀，沉积Ag层102。在其他实施方式中，Au板(plate) 可取代具有Au涂层的涂覆有金属的衬底。在IB中，Ag层102可反应形成传导性离子层103，例如硫化银(AgS)。 传导性离子层103可例如通过使Ag 102在硫化物诱导环境中发生化学反应 而被形成，例如，将Ag 102在80。C下暴露于H2S。在一些实施方式中， AgS层103的厚度可能由于其产生的环境而自我限制。 一些实施方式可包 括80 Ang到120 Ang的AgS层103。
在1C中，第二金属层104，比如第二 Ag层104可施加到传导性离子 层103比如Ag2S层103的顶部上。第二金属层104可4吏用本领域中任何 已知的方法施加。例如，在一些实施方式中，第二 Ag层104可通过賊射 来沉积或通过蒸後(evaporator plating)来施力口。
一4殳来说，对本领域技术人员来说明显的是，已被描述为Ag、 Ag2S 和Ag的102、 103和104的组合可通过构成中间具有离子导体的层结构的 层的等价组合来形成。所说的中间层103可与Ag2S的情况一样，通过化 学方法形成，或者可以单独地沉积。
在1D中，也可沉积不同于第二金属层104的第三金属层105。在一些 实施方式中，第三金属层105可包括金(Au)。 Au层105可通过任何已知 的方法，例如通过賊射或蒸镀来沉积。
尽管此实施方式将把层105描述为不同于层104的构成， 一般说来， 应该注意到在相似金属层104和105 (如果104和105是相同的金属)之 间的界面层的存在可以为在此发明中描述的器件加工流程提供满足需要 的结构。
现参考图1E，在施加Au层105后，施加层102-105的某些部分可被 选择性地去除。在1E中，在Au层105的顶部可施加作为光刻胶掩才莫106 的光刻胶图案。所述图案可使用本领域中任何已知的方法施加。在一些优 选的实施方式中，图案将包括至少一个分立器件的基底(basis),而在一 些实施方式中，包括多个分立器件的基底。在一些实施方式中，分立器件 可以用与具体应用的物理特征对应的形状来形成。例如， 一些实施方式可 包括具有多种形状的光刻胶图案，每种形状对应于将使用热二极管分立器 件来冷却的计算机芯片的物理尺寸，其他形状可包括圆形或半圓形、八边形、五边形、矩形或任何其他的期望的形状。对本说明书来说，将继续描 述简单的矩形，然而，这并不意味着限制了本发明的范围。
在一些优选的实施方式中，光刻胶掩模将限定多个分立器件。在图1F
中显示出形成的初始阶段的间隙107，其可分离各器件。这样图案化的间 隙可包括例如在截面中没有示出的区域，在所述截面内，图1F的金膜中 显示为分立的区域是电连续的。例如，间隙107可以在1,000 Ang到10,000 Ang之间，但一般来说，间隙只受使用的材料的物理尺寸例如金属衬底101 的物理尺寸、图案的设计以及限定的器件的数量的限制。
在1F中，可使用蚀刻去除留下的为光刻胶掩模106所暴露的第三金 属层105的部分。在示出的实施例中，第三金属层105包括Au。蚀刻可4吏 用本领域中任何已知的方法，例如反应离子蚀刻或溅射/物理轰击蚀刻来实 现。在一些实施方式中，可使用各向异性蚀刻来以被光刻胶掩模106限定 的图案精密地限定的图案蚀刻一层或更多层102-105。在其他的更优选的 实施方式中，可使用各向同性化学蚀刻技术进行蚀刻。
在1G中， 一些实施方式可包括各向同性蚀刻，所述各向同性蚀刻可 基于光掩模或得到的金(Gold)结构的图案，附加地用于去除层104、 103 和102的部分。在显示的优选的实施方式中，如在图1G中可见的，通过 使用各向同性化学蚀刻方法，可形成通过层104的蚀刻形成的区域的形状 的凹进部分(recess)。这样的处理会在层104的余留的区域的所有边缘处， 产生间隙107的轮廓的凹进部分。
在一些优选的实施方式中，可使用各向同性蚀刻去除一个或更多下列 项中的部分第二金属层104、传导性离子层103以及第一金属层102; 由此限定在第三金属层105下方的根切(undercut)区域108。因此，根据 上面的实施例， 一些实施方式可包括使用比如选择性湿法化学蚀刻的蚀刻 技术，以在金层105下方去除第二银层104、硫化银层103以及第一银层 102的部分，由此在金105下产生可选择的根切区域108。
另外，应该理解，实施方式可包括根切区域108或不包括根切区域108。再次参考图1,在1H中，在蚀刻步骤后去除光刻胶图案106。在一些
一般称为灰分仪(asher)的化学等离子体蚀刻工具，进行这样的去除。附 加的处理，例如附加的湿法净化处理，可引起主要包括层101-105的材料 的洁净结构的产生。
在1J中，绝缘体109可施加到蚀刻出的区域107。在蚀刻在金105下 产生才艮切108的一些实施方式中，绝缘体层109可施加到蚀刻出的区域
107, 而在根切的区域中留有空隙。其他的实施方式可包括填充根切区域 108的绝缘体109。还是在其他的实施方式中，不通过蚀刻形成根切区域
108, 绝缘层109只填充蚀刻出的区域107。
在一些其他的实施方式中，根切区域108被抽空，并且用沉积的绝缘 体层密封。用于绝缘体的通常的沉积工艺PECVD,因其本身是基于真空 的工艺，所以可进行此种操作。因此，在密封的空隙区域中的环境反映了 沉积过程中的压力以及存在于该沉积环境中的任何气体物质。例如，在一 些实施方式中，根切区域108可填充氮气并用绝缘层109比如二氧化硅密 封。在其他一些实施方式中，根切区域108可包含其他的气体。在优选的 实施方式中，根切区域108的环境的性质可能不如那些根切区域108沿着 所有的层102-104发生的其他的实施方式重要。
绝缘层109的层厚可制造得足够厚以完全填充间隙107。然而，在可 选择的实施方式中，绝缘层109的厚度可小于完全填充间隙107的厚度。 这样的方案可允许用与绝缘体109的材料相比具有较低传热能力的材料混 合物填满间隙，因为这种传热是这样形成的器件的寄生形态(aspect)。然而， 在蚀刻出的区域107中形成的层可以以这种方式形成，从而保证形成的层 结构的机械刚度。也可提供层结构对于环境的有效密封能力。
在1J中，用来形成层109的PECVD工艺将引起沿着间隙107的侧面 以及间隙107的底部的沉积填充。另外，如所示出的，顶部金属结构105 也将涂覆有沉积的绝缘体109。在一些实施方式中，此涂层109可使用蚀 刻步骤去除，所述蚀刻步骤将蚀刻绝缘体109-110的平坦的表面，以及在一些实施方式中，还蚀刻金属结构105的顶部以及间隙107的底部，沿着 间隙107的侧壁留下垂直的结构。
在1K中，器件可具有电连续性且可以由施加在器件上的电场处理。 可进行这样的处理，从而以这种方式激活离子导体区域，形成间隙。可选 择地，这样的处理可在所有器件处理进行后进行。
进一步继续1K中的处理，以使沉积的氧化层109的某些区域暴露的 方式来施加并图案化光刻胶。在图1L中，蚀刻工艺通过一些方法进一步 继续。优选的方法可以是各向异性反应离子蚀刻，但可使用包括湿法化学 的其他方法。通过蚀刻掉沉积的氧化物的选择的部分，可获得正被形成的 器件中供化学处理的区域。另外，可以为被氧化物密封的器件以及新暴露 的器件保持由氧化物膜10提供的支持形态。
接下来在1M中，离子导体膜被去除。在各种实施方式中可构想许多 湿法化学工艺，然而优选的实施方式可使用电化学溶液去除硫化银。与1K 中的描绘的成像对比，这样区别处理的结果是器件现由不同的两部分组 成。即可通过离子导体区域形成的间隙区域以及已经被溶解的间隙。这种 器件可对于施加的电压具有不同的热性质。
在1N中，处理继续，进行第二绝缘体层111的沉积。该膜仍然可由 各种材料以各种方式形成。如所示出的，再次描述了 PECVD沉积的氧化 物填充了为进入而制造的间隙。在1P中，处理继续，从金区域105的表 面去除氧化物。包括诸如反应离子蚀刻的各种蚀刻工艺可进行这样的去 除。
现参考图2，在器件结构200已这样形成后，可通过在从金105到衬 底101的层上以各种方法施加电流来进一步处理结构200。离子导体层在 优选的实施方式中作为层103显示，在内含离子导体层的类型的器件中， 电流可流过离子导体层103以产生两种形式的电的运动。电子可从器件的 一侧流向另一侧，作为参考，我们考虑电子从金105流向衬底101的情况。 在这样的实施方式中，还将存在对电流的贡献，所述贡献源于在与电子的 流动相反的方向上，离子导体103内的带正电的银离子的运动。这样的流 动将导致银原子在层103与层102的界面耗尽。如所提到的，图2A中的器件在相同的整体结构中具有两种不同的器 件类型。此外，如所描述的，单独的器件以这样的方式连接以使得允许单
独的元件以串联连接或串并联连接组合的方式连接。在图2A中，本发明 的一部分以截面方式显示，其中金层105显示为连4妻202。此连4妄可以是 例如图1E中所指的步骤成像限定的结果。
在衬底中限定的连接提供器件间的进一步的电连接。本发明的这样形 成的实施方式能够使电流在可选择的不同的方向上流过器件。例如，电流 可以乂人衬底101起，向上通过类型202的间隙器件流向衬底150。接着电 流可经过金层流向类型201的器件。自此电流将向下通过类型201的间隙 器件流向衬底101。在这样的构造中，衬底101可被认为是冷却装置的"冷" 侧面板。热量将经过间隙器件202传输到板150。因为器件201相比器件 202具有较小的间隙尺寸，所以在器件201中，可使器件201两端的电场 明显较高。如前面所提到的，在较高的电场下，隧穿/发射间隙中的热流可 以很小或者甚至在诺丁汉加热(Nottingham heating)发生时反向。这样的 取向可允许从器件的热侧面流回到器件的冷侧面的电流正确地在从板101 到150的方向上传输热量。这将是具有不同间隙性质的器件的这种新颖组 合的结果。
根据本发明，也可形成包括与两个不同尺寸的间隙相联系的不同子单 元的组合器件。可通过掩蔽在形成这样的器件的初期步骤中用来形成可溶 的间隙层的步骤来形成这样的间隙差别。在无掩蔽区域中的间隙材料可以 接着用化学方法去除，引起初始的低逸出功(low work flmction)表面产生， 间隙最初在所述的低逸出功表面上形成。可在去除掩蔽层后，可重复相同 的间隙材料沉积步骤，这样得到两个不同的区域，区域中间隙的尺寸相差 一倍。
对于本领域技术人员来说，两个不同的沉积步骤的此种组合也可形成 比例不同的间隙应该是明显的。如与涉及图2A的讨论一样，在图2B中示 出的实施方式也可使电流在不同的方向上流过器件。通过使电流从热侧面 氺反通过具有4交窄间隙的器件流向冷侧面纟反，再一次地，与前面一样地，该 较窄间隙上的电场可设置为超过处于诺丁汉加热状态中所要求的电场。在图2C中示出了从所形成的间隙上的电场的角度得到两种不同器件 的可选方法。这里4吏用了相同的间隙尺寸，然而改变了不同区域的物理尺 寸。可以预料到，通过迫使电流通过一连串串联连接的器件，较小的器件 将在其本身上建立较高的电势场。再一次地，通过将电流配置为在具有足 够处于诺丁汉加热状态的场的小器件中，从热侧面流向冷侧面，以及在较 大的器件中，从冷侧面流向热侧面，可使得器件在整个器件上传热的同时 4吏电流连续地流动。
在设计以有效串联的方式形成间隙器件时，应认识到，启动该器件的 过程可能要求特定的技术。在"关闭"状态下，该器件由电绝缘的器件组 成。当在器件上施加了电势时，只有电流的流动才会在一整串器件上产生 电势梯度。因此，在初始启动时，第一个器件在其上将会有整个电场。可 以构想，该器件的启动步骤可施加受控的以及时控的电势斜坡，以使得电
流以相对均匀的方式出现。在一些实施方式中，AC高频脉动电压可施加 在整个器件上，以帮助电荷均匀地运动从而在单独的器件以及一连串器件 上建立期望的场梯度。
结论
已描述了本发明的许多实施方式。然而，应该理解，可做出各种更改 而不偏离本发明的主旨和范围。例如，可使用各种方法或装置来实现在此 描述的工艺步骤，或根据上面提供的以及在权利要求中进一步描述的发明 的概念来制造器件。另外，也可包括各种外壳和包装，以便根据具体的应 用使热电或热二极管式器件更好地适用。相应地，其他的实施方式在下面 的权利要求的范围内。
权利要求
1. 一种具有第一表面和第二表面的器件，所述器件在所述第一表面和所述第二表面之间具有热二极管式特性，且所述器件进一步包括衬底，其具有金属表面；第一金属层，其包括与所述衬底的所述金属表面不同的金属，所述第一金属层与所述衬底的所述金属表面电接触；传导性离子层，其与所述第一金属层电接触；第二金属层，其具有所述传导性离子层；以及第三金属层，所述第三金属层与所述第二金属层电接触。
2. —种具有第一表面和第二表面的器件，所述器件在所述第一表面 和所述第二表面之间具有热二极管式特性，且所述器件进一步包括衬底，其具有金属表面；第一金属层，其包括与所述衬底的所述金属表面不同的金属，所述第 一金属层与所述衬底的所述金属表面电接触；传导性离子层，其与所述第一金属层电接触；以及第二金属层，所述第二金属层通过使所述第二金属层与所述传导性离 子层热绝缘的间隙与所述传导性离子层分离。
3. 如权利要求2所述的器件，其中所述间隙包括足以在所述第二金 属层和所述传导性离子层之间提供热绝缘的低压环境。
4. 如权利要求2所述的器件，其中DC电流可施加到所述第一表面和 所述第二表面上，以通过所述器件传输热能。
5. 如权利要求2所述的器件，其中温度差别可施加到所述第一表面 和所述第二表面上以使电压产生。
6. 如权利要求1所述的器件，其中所述第一金属层和所述第二金 属层包括银，所述传导性离子层包括硫化银；以及所述第三金属层包括金。
7. 如权利要求2所述的器件，其中所述第一金属层包括银，所述 传导性离子层包括硫化银；以及所述第二金属层包括金。
8. 如权利要求1所述的器件，其中所述传导性离子层包括第一表面 和第二表面，所述第一表面与所述第一金属层电接触且热接触，其中所述 第二表面包括原子级织构区域。
9. 如权利要求1所述的器件，其中所述传导性离子层包括第一表面 和第二表面，所述第一表面与所述第一金属层电接触且热接触，所述第二 表面与所述第二金属层电接触且热接触，且所述第 一表面与所述第二表面 中的每一个表面都包括原子级平滑的区域。
10. 如权利要求l所述的器件，其中所述第一金属层和所述第二金属 层包括银；所述传导性离子层包括硫化银以及所述第三金属层主要包括 金，而所述器件另外包括在所述金和金属衬底表面之间的至少一个居间的 间隙层。
11. 如权利要求IO所述的器件，其另外包括与所述第一表面电接触的 一根或更多引线以及与所述第二表面电接触的一根或更多引线，用于在所 述器件上施加电流。
12. 如权利要求IO所述的器件，其另外包括一层旋涂式玻璃。
13. —种具有第一表面和第二表面的器件，所述器件在所述第一表面 和所述第二表面之间具有热二极管式特性，且所述器件进一步包括衬底，其具有金属表面；第 一低逸出功金属层，其包括与所述衬底的所述金属表面不同的金 属，所述第一低逸出功金属层与所述衬底的所述金属表面电接触；牺牲层，其由选4奪性地可蚀刻的材料构成，所述牺牲层与所述第一低 逸出功金属层物理接触；第二低逸出功金属层，所述第二低逸出功金属层与低逸出功的金属的 第二层接触；以及第三金属层，其与所述第二低逸出功金属层接触。
14. 如权利要求13所述的器件，其另外包括通过第二低逸出功金属 形成的接触通路。
15. 如权利要求14所述的器件，其中由选择性地可蚀刻的材料构成的所述牺牲层被间隙替换，所述间隙使所述第一低逸出功层与所述第二低 逸出功层热绝缘。
16. 如权利要求15所述的器件，其中所述接触通路是密封的。
17. —种具有第一表面和第二表面的传热器件，其中所述第一表面包 括多个区域，并且直流电压的施加可被用来单独地使热能从所述第一表面 的特定区域传输到所述第二表面。
18. 如权利要求17所述的传热器件，其中包括所述第一表面的所述 多个区域的至少 一个区域与在邻近制品上的区域对应，并且所述直流电压 可被施加到所述多个区域的所述至少一个区域，以从所述邻近制品上的所 述区域将热能传输出去。
19. 如权利要求18所述的传热器件，其中温度阈值已为所述邻近制 品上的所述区域指定，且所述直流电压基于所述邻近制品上的所述区域的 相对于所述温度阈值的温度而被施加。
20. 如权利要求18所述的传热器件，其中所述传热器件和所述邻近 制品包括复合式分立器件。
21. —种具有第一表面和第二表面的器件，所述器件在所述第一表面 和所述第二表面之间具有热二极管式特性，且所述器件进一步包括衬底，其具有金属表面； .第一金属层，其包括原子级织构金属，所述第一金属层与所述衬底的 所述金属表面物理接触；传导性离子层，所述传导性离子层通过使所述第一金属层与所述传导 性离子层热绝缘的间隙与所述第 一金属层分离；以及第二金属层，所述第二金属层与所述传导性离子层物理接触。
22. 如权利要求21所述的器件，其中所述织构金属包括通过由电流引起的通过离子导体的离子迁移而产生的尖状物。
23. 如权利要求21所述的器件，其进一步通过接触通路被蚀刻处理。
24. 如权利要求21所述的器件，其另外包括密封剂，所述密封剂在 足够缺乏分子的真空状态密封所述间隙，以减少所述第二金属层和所述传 导性离子层之间的热寄生。
25. —种具有第一表面和第二表面的器件，所述器件在所述第一表面 和所述第二表面之间具有热二极管式特性，且所述器件进一步包括两个或更多的堆叠的部分，其中每部分具有热二极管式特性，且每部 分进一步包括衬底，其具有金属表面；第一金属层，其包括原子级织构金属，所述第一金属层与所述衬底的 所述金属表面物理接触；传导性离子层，所述传导性离子层通过使所述第一金属层与所述传导 性离子层热绝缘的间隙与所述第 一金属层分离；以及第二金属层，所述第二金属层与所述传导性离子层物理接触。
26. 如权利要求25所述的器件，其中电流可在所述衬底和任何相应 部分的所述第二金属层之间被施加，以引起热能在所述衬底与第二金属表 面间的传输。
27. —种形成在第一表面和第二表面之间具有热二极管式特性的器件 的方法，所述方法包括衬底，其具有金属表面；施加第一金属层为与衬底的金属表面电接触且热接触，所述第一金属 层包括与所述衬底的所述金属表面不同的金属；施加传导性离子层为与所述第 一金属层电接触；施加第二金属层为与所述传导性离子层电接触；施加第三金属层为与所述第二金属层电接触，由此所述第三金属层包括与所述第二金属层不同的金属；去除所述第一金属层和所述第二金属层中的一层的部分，以在离子传 导性层和所述部分被去除的金属层之间形成间隙。
28. 如权利要求27所述的方法，其中去除所述第一金属层和所述第 二金属层的至少一层的部分的所述步骤包括在所述衬底和所述第三金属 层之间施力。电流。
29. 如权利要求27所述的方法，其中去除所述第一金属层和所述第 二金属层的至少一层的部分的所述步骤包括蚀刻所去除的层的所述部分。
30. 如权利要求29所述的方法，其另外包括下列步骤通过所述第三金属层、所述第二金属层以及离子导体层中的一层或更 多层蚀刻通^各；以及选"l奪性地蚀刻所述第 一金属层和所述第二金属层中的一层。
31. 如权利要求30所述的方法，其另外包括下列步骤通过除所述衬底外的所有所述层蚀刻一个或更多的通道；以及施加第一绝缘体材料层到所述一个或更多的通道中，其中所述绝缘体 密封所述层并对一层或更多的所述层提供物理支持。
32. 如权利要求31所述的方法，其另外包括下列步骤 蚀刻所述第一绝缘体层；以及施加包括与所述第 一绝缘体材料层不同的材料的第二绝缘体材料层。
33. 如权利要求32所述的方法，其中所述第一金属层和所述第二 金属层包括银，所述传导性离子层包括硫化银；以及所述第三金属层包括 金。
34. 如权利要求32所述的方法，其中所述第一金属层包括银，所 述传导性离子层包括硫化银；以及所述第二金属层包括金。
35. 如权利要求32所述的方法，其中所述传导性离子层包括第一表 面和第二表面，所述第一表面与所述第一金属层电接触且热接触，其中所述第二表面包括原子级织构区域。
36. 如权利要求32所述的方法，其中所述传导性离子层包括与所述 第二金属层电接触且热接触的第一表面和对所述间隙暴露的第二表面，且 其中所述第一表面和所述第二表面的每一个表面都包括原子级平滑的区 域。
37. 如权利要求32所述的方法，其中第一绝缘体材料和第二绝缘体 材料中的 一种或更多种材料包括旋涂式玻璃。
38. 如权利要求37所述的方法，其另外包括下述步骤在所述第一 表面和所述第二表面上施加温度差别以使电压产生。
全文摘要
传热器件及其制造方法。热二极管包括一种器件，所述器件能够可控地在从器件的一部分到器件的另一部分的方向上传输热能，而在相反的方向上阻止热能的传输。金属层例如银施加到衬底上。所述衬底具有金属的、涂覆有金属的或高掺杂的区域。所述区域控制设置在衬底上的器件间的电流的流通。
文档编号H01L23/34GK101421842SQ200780010777
公开日2009年4月29日 申请日期2007年1月31日 优先权日2006年1月31日
发明者劳埃德·杨, 劳埃德·莱特, 弗雷德里克·A·弗里奇 申请人:固态冷却公司