用于納米結構陣列的電極結構及其方法

用于納米結構陣列的電極結構及其方法
【專利摘要】一種熱電裝置及其方法。熱電裝置包括納米線、接觸層、以及分流器。每個納米線包括第一端和第二端。接觸層經由每個納米線的至少第一端電聯接納米線。分流器電聯接到接觸層。所有納米線基本上平行于彼此。第一端和接觸層之間的第一接觸電阻率范圍從10-13Ω-m2到10-7Ω-m2。第一端和接觸層之間的第一功函數小于0.8電子伏特。接觸層與第一熱阻相關，該第一熱阻范圍從10-2K/W到1010K/W。
【專利說明】用于納米結構陣列的電極結構及其方法
【技術領域】
[0001]本申請要求2011年2月2日提交的共同轉讓的美國臨時申請N0.61/438,709的 優先權，為了所有目的，將其通過引用結合到本文中。本申請還是提交于2011年12月20 日的美國專利申請N0.13/331,768的部分繼續申請，該申請要求2010年12月21日提交的 共同轉讓的美國臨時申請N0.61/425，362的優先權，為了所有目的，將其通過引用結合到 本文中。
[0002]另外，本申請涉及美國專利申請N0.12/299，179以及N0.13/308，945，通過引用將 其結合到本文中用于所有目的。
[0003]本文所述的工作部分由美國空軍SBIR合同號W911QY10-C-0063以及 W11QY-11-C-0027支持。因此，美國政府對本發明享有某些權利。
[0004]本發明針對納米結構。更具體地，本發明提供用于納米結構陣列的電極結構及其 方法。僅僅以示例的方式，本發明應用到嵌入在一個或多個填充材料中的、帶電極結構的、 用在熱電裝置中的納米結構陣列。然而，需要認識到，本發明具有更廣范圍的應用性，包括 但不限于用于太陽能電力、電池電極和/或能量儲存、催化和/或發光二極管中。
【背景技術】
[0005]熱電材料是在固體狀態并且沒有移動部分的情況下例如能夠在所施加溫度梯度 (例如塞貝克效應)下將可觀的熱能量轉換為電力或者在所施加電場(例如珀爾帖效應) 下抽吸熱量的材料。固態熱力發動機的應用是大量的，包括從無論是一次還是廢熱源的各 種熱源來發電，以及冷卻諸如微芯片和傳感器之類的空間或物體。部分由于具有增強熱電 性能(例如效率、功率密度或熱電優值摂ZT，其中ZT等于S2 O /k并且S是塞貝克系數，O 是電導率，以及k是熱電材料的熱導率)的納米結構材料的進步，并且還由于對于將廢熱作 為電力回收以改進能量效率或者冷卻集成電路以改進其性能的系統的增加需要，對使用包 括熱電材料的熱電裝置的關注近年來已經增長。
[0006]至今，熱電學因這些裝置與實現能量生成或冷藏的相似手段的其它技術相比的較 差成本性能而具有有限商業適用性。在其它技術通常不像熱電學同樣適合在輕便和低占用 面積應用中使用的情況下，熱電學然而常常受到其高昂成本限制。在商業應用中實現熱電 學的有用性方面重要的是包括高性能熱電材料的裝置(例如模塊)的可制造性。這些模塊 優選地按照使得以最小成本確保例如最大性能的方式來產生。
[0007]當前可用的商業熱電模塊中的熱電材料一般由均是有毒、難以制造并且獲取和處 理成本高的碲化鉍或碲化鉛來組成。隨著對備選能量產生和微型級冷卻能力的當前強烈需 要，高度可制造、低成本、高性能熱電學的推動力正在增長。
[0008]熱電裝置常常分為由諸如Bi2TejP PbTe之類的常規熱電材料所構成的、電接觸的 和在冷藏(例如珀爾帖)或能量轉換(例如塞貝克)裝置中組裝的熱電分支。這常常涉及 將熱電分支接合到允許串聯配置的電連接的配置中的金屬觸點，同時提供熱并聯配置，以 使得同時建立跨所有分支的溫度梯度。但是，許多缺點存在于常規熱電裝置的產生中。例如，與處理和組裝外部構成的熱電分支關聯的成本常常較高。常規處理或組裝方法通常使 得難以制造許多熱電應用所需的小型熱電裝置。常規熱電材料通常是有毒且昂貴的。
[0009]納米結構常常指的是具有在納米級(例如在0.1nm與IOOOnm之間)所測量的至 少一個結構尺寸。例如，納米線表征為具有一種截面面積，其具有在納米級所測量的對邊距 離，即使納米線的長度可能相當長。在另一個示例中，納米管或者空心納米線的特征在于具 有一種壁厚度和總截面面積，其具有在納米級所測量的對邊距離，即使納米管的長度可能 相當長。在又一個示例中，納米孔表征為具有一種截面面積的空隙，其中具有在納米級所測 量的對邊距離，即使納米孔的長度可能相當長。在又一個示例中，納米網是一種有時相互鏈 接的陣列，包括諸如納米線、納米管和/或納米孔之類的多個其它納米結構。
[0010]納米結構已經表明對于改進熱電性能是有希望的。從熱電材料來創建0D、1D或2D 納米結構在一些情況下可改進那種材料的熱電發電或冷卻效率，并且在其它情況下有時非 常顯著(100或以上的因子)。但是，在包括許多納米結構的實際宏觀熱電裝置中所需的納 米結構的對齊、標度和機械強度方面存在許多限制。使用與硅的處理相似的方法來處理這 類納米結構會具有巨大成本益處。例如，創建具有平坦表面的納米結構陣列支持例如金屬 化等的平坦半導體過程。
[0011]因此，極大地期望從具有有利的電、熱和機械性質的材料來形成這些納米結構陣 列來用在熱電裝置中。

【發明內容】

[0012]本發明針對納米結構。更具體地，本發明提供用于納米結構陣列的電極結構及其 方法。僅僅以示例的方式，本發明應用到嵌入在一個或多個填充材料中的、帶電極結構的、 用在熱電裝置中的納米結構陣列。然而，需要認識到，本發明具有更廣范圍的適用性，包括 但不限于用于太陽能電力、電池電極和/或能量儲存、催化和/或發光二極管中。
[0013]根據一個實施例，熱電裝置包括納米線、接觸層、以及分流器。每個納米線包括 第一端和第二端。接觸層經由每個納米線的至少第一端電聯接納米線。分流器電聯接到 接觸層。所有納米線基本上平行于彼此。第一端和接觸層之間的第一接觸電阻率范圍從 10_13Q-m2到10_7Q-m2。第一端和接觸層之間的第一功函數小于0.8電子伏特。接觸層與 第一熱阻相關，該第一熱阻范圍從10_2K/W到101(IK/W。
[0014]根據另一個實施例，熱電裝置包括納米線、第一電極結構以及第二電極結構。每個 納米線包括第一端和與第一端相對的第二端。第一電極結構包括第一接觸層和第一分流 器，第一接觸層經由每個納米線的至少第一端電聯接納米線，第一分流器電聯接到第一接 觸層。第二電極結構包括第二接觸層和第二分流器，第二接觸層經由每個納米線的至少第 二端電聯接納米線，第二分流器電聯接到第二接觸層。所有納米線基本上平行于彼此。第 一端和第一接觸層之間的第一接觸電阻率范圍從10_13Q-m2到10_7Q-m2。第一端和第一 接觸層之間的第一功函數小于0.8電子伏特。第一接觸層與第一熱阻相關，該第一熱阻范 圍從10_2K/W到101(IK/W。第二端和第二接觸層之間的第二接觸電阻率范圍從10_13Q-m2到 10_7Q-m2。第二端和第二接觸層之間的第二功函數小于0.8電子伏特。第二接觸層與第二 熱阻有關，該第二熱阻范圍從10_2K/W到101(IK/W。
[0015]根據又一個實施例，熱電裝置包括第一納米線，第一電極結構，與第一納米線不同的第二納米線、以及第二電極結構。每一個第一納米線包括第一端和與第一端相對的第二 端。第一電極結構包括第一接觸層和第一分流器，第一接觸層經由每一個第一納米線的至 少第一端電聯接第一納米線，第一分流器電聯接到第一接觸層。每一個第二納米線包括第 三端和與第三端相對的第四端。第二電極結構包括第二接觸層和第二分流器，第二接觸層 經由每一個第二納米線的至少第三端電聯接第二納米線，第二分流器電聯接到第二接觸 層。所有第一納米線基本上平行于彼此。所有第二納米線基本上平行于彼此。第一端和第 一接觸層之間的第一接觸電阻率范圍從IO-13Q-Hi2到10_7 Q-m2。第一端和第一接觸層之間 的第一功函數小于0.8電子伏特。第一接觸層與第一熱阻相關，該第一熱阻范圍從10_2K/W 到101(IK/W。第三端和第二接觸層之間的第二接觸電阻率范圍從10_13Q-m2到10_7Q-m2。第 三端和第二接觸層之間的第二功函數小于0.8電子伏特。第二接觸層與第二熱阻有關，該 第二熱阻范圍從10_2K/W到101(IK/W。第二端電聯接到第四端。
[0016]根據又一個實施例，熱電裝置包括與基底的第一側相關的第一納米線，第一電極 結構，與基底的第二側相關的第二納米線、以及第二電極結構。每一個第一納米線包括第一 端和與第一端相對的第二端。第一電極結構包括第一接觸層和第一分流器，第一接觸層經 由每一個第一納米線的至少第一端電聯接第一納米線，第一分流器電聯接到第一接觸層。 第二納米線不同于第一納米線。第二側與第一側相對。每一個第二納米線包括第三端和與 第三端相對的第四端。第二電極結構包括第二接觸層和第二分流器，第二接觸層經由每一 個第二納米線的至少第三端電聯接第二納米線，第二分流器電聯接到第二接觸層。所有第 一納米線基本上平行于彼此。所有第二納米線基本上平行于彼此。第一端和第一接觸層之 間的第一接觸電阻率范圍從10_13Q-m2到10_7Q-m2。第一端和第一接觸層之間的第一功函 數小于0.8電子伏特。第一接觸層與第一熱阻相關，該第一熱阻范圍從10_2K/W到101(IK/W。 第三端和第二接觸層之間的第二接觸電阻率范圍從10_13Q-m2到10_7Q-m2。第三端和第二 接觸層之間的第二功函數小于0.8電子伏特。第二接觸層與第二熱阻有關，該第二熱阻范 圍從 1(T2K/W 到 1010K/W。
[0017]根據又一個實施例，一種用于制造熱電裝置的方法包括形成納米線、沉積接觸層、 以及形成分流器。每個納米線包括第一端和第二端。接觸層經由每個納米線的至少第一端 電聯接納米線。分流器電聯接到接觸層。所有納米線基本上平行于彼此。第一端和接觸層 之間的第一接觸電阻率范圍從10_13Q-m2到10_7Q-m2。第一端和接觸層之間的第一功函數 小于0.8電子伏特。接觸層與第一熱阻相關，該第一熱阻范圍從10_2K/W到101(IK/W。
[0018]根據又一個實施例，一種用于制造熱電裝置的方法包括形成納米線，形成第一電 極結構，以及形成第二電極結構。每個納米線包括第一端和與第一端相對的第二端。形成 第一電極結構包括沉積第一接觸層以及形成第一分流器，第一接觸層經由每個納米線的至 少第一端電聯接納米線，第一分流器電聯接到第一接觸層。形成第二電極結構包括沉積第 二接觸層以及形成第二分流器，第二接觸層經由每個納米線的至少第二端電聯接納米線， 第二分流器電聯接到第二接觸層。所有納米線基本上平行于彼此。第一端和第一接觸層之 間的第一接觸電阻率范圍從10_13Q-m2到10_7Q-m2。第一端和第一接觸層之間的第一功函 數小于0.8電子伏特。第一接觸層與第一熱阻相關，該第一熱阻范圍從10_2K/W到101(IK/W。 第二端和第二接觸層之間的第二接觸電阻率范圍從10_13Q-m2到10_7Q-m2。第二端和第二 接觸層之間的第二功函數小于0.8電子伏特。第二接觸層與第二熱阻有關，該第二熱阻范圍從 1(T2K/W 到 1010K/Wo
[0019]在又一個實施例中，一種用于制造熱電裝置的方法包括形成第一納米線，形成第 一電極結構，形成與第一納米線不同的第二納米線，形成第二電極結構，并且電聯接第二端 到第四端。每一個第一納米線包括第一端和與第一端相對的第二端。形成第一電極結構包 括沉積第一接觸層以及形成第一分流器，第一接觸層經由每一個第一納米線的至少第一端 電聯接第一納米線，第一分流器電聯接到第一接觸層。每一個第二納米線包括第三端和與 第三端相對的第四端。形成第二電極結構包括沉積第二接觸層以及形成第二分流器，第二 接觸層經由每一個第二納米線的至少第三端電聯接第二納米線，第二分流器電聯接到第二 接觸層。所有第一納米線基本上平行于彼此。所有第二納米線基本上平行于彼此。第一端和 第一接觸層之間的第一接觸電阻率范圍從10_13Q-m2到10_7Q-m2。第一端和第一接觸層之 間的第一功函數小于0.8電子伏特。第一接觸層與第一熱阻相關，該第一熱阻范圍從IO-2K/ W到101(IK/W。第三端和第二接觸層之間的第二接觸電阻率范圍從10_13Q-m2到10_7Q-m2。 第三端和第二接觸層之間的第二功函數小于0.8電子伏特。第二接觸層與第二熱阻有關， 該第二熱阻范圍從10_2K/W到101CIK/W。
[0020]根據又一個實施例，一種用于制造熱電裝置的方法包括形成與基底的第一側相關 的第一納米線，形成第一電極結構，形成與基底的第二側相關的第二金屬線，以及形成第二 電極結構。每一個第一納米線包括第一端和與第一端相對的第二端。形成第一電極結構包 括沉積第一接觸層以及形成第一分流器，第一接觸層經由每一個第一納米線的至少第一端 電聯接第一納米線，第一分流器電聯接到第一接觸層。第二納米線不同于第一納米線。第 二側與第一側相對。每一個第二納米線包括第三端和與第三端相對的第四端。形成第二電 極結構包括沉積第二接觸層以及形成第二分流器，第二接觸層經由每一個第二納米線的至 少第三端電聯接第二納米線，第二分流器電聯接到第二接觸層。所有第一納米線基本上平 行于彼此。所有第二納米線基本上平行于彼此。第一端和第一接觸層之間的第一接觸電阻 率范圍從10 13 Q-m2到107Q_m2。第一端和第一接觸層之間的第一功函數小于0.8電子伏 特。第一接觸層與第一熱阻相關，該第一熱阻范圍從10_2K/W到101(IK/W。第三端和第二接 觸層之間的第二接觸電阻率范圍從10_13Q-m2到10_7Q-m2。第三端和第二接觸層之間的第 二功函數小于0.8電子伏特。第二接觸層與第二熱阻有關，該第二熱阻范圍從10_2K/W到 101(IK/W。例如，本方法根據至少圖19實現。
[0021]根據實施例，可實現這些有益效果的一個或多個。參照以下詳細描述和附圖，能夠 全面理解本發明的這些有益效果以及各種附加目的、特征和優點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是顯示了根據本發明的一個實施例的帶電極結構的納米線陣列的簡化視圖。
[0023]圖2是顯示了根據本發明另一個實施例的帶電極結構的納米線陣列的簡化視圖。
[0024]圖3是顯示了根據本發明另一個實施例的帶電極結構的納米線陣列的簡化視圖。
[0025]圖4是顯示了根據本發明另一個實施例的帶電極結構的納米線陣列的簡化視圖。
[0026]圖5是顯示了根據本發明另一個實施例的帶電極結構的納米線陣列的簡化視圖。
[0027]圖6是顯示了根據本發明另一個實施例的帶電極結構的納米線陣列的簡化視圖。
[0028]圖7A是顯示了根據本發明的一個實施例的熱電裝置支柱的簡化視圖。[0029]圖7B是顯示了根據本發明的一個實施例的熱電裝置的一部分的簡化視圖。
[0030]圖8A是顯示了根據本發明另一個實施例的熱電裝置支柱的簡化視圖。
[0031]圖SB是顯示了根據本發明另一個實施例的熱電裝置的一部分的簡化視圖。
[0032]圖9A是顯示了根據本發明另一個實施例的熱電裝置支柱的簡化視圖。
[0033]圖9B是顯示了根據本發明另一個實施例的熱電裝置的一部分的簡化視圖。
[0034]圖10是顯示了根據本發明的一個實施例的用于形成納米結構陣列上的電極結構 的方法的簡化視圖。
[0035]圖11是顯示了根據本發明的一個實施例的、作為用于形成納米結構陣列上的電 極結構的方法的一部分的、用于形成一個或多個基底中的納米結構陣列的過程的簡化視 圖。
[0036]圖12A是顯示了用于根據本發明的一個實施例的、作為用于形成納米結構陣列上 的電極結構的方法的一部分的、用于提供基底的過程的基底的簡化視圖。
[0037]圖12B是顯示了根據本發明的一個實施例的、由作為用于形成納米結構陣列上的 電極結構的方法的一部分的、如圖11所示的過程、在基底中形成納米結構陣列的簡化視 圖。
[0038]圖13是顯示了根據本發明的一個實施例的、作為用于形成納米結構陣列上的電 極結構的方法的一部分的、用于在基底中填充納米結構陣列的過程的簡化視圖。
[0039]圖14是根據本發明的一個實施例的、由作為用于形成納米結構陣列上的電極結 構的方法的一部分的、圖13中的過程形成的已填充在基底中的納米結構陣列的簡化視圖。
[0040]圖15是顯示了根據本發明的一個實施例的、作為用于形成納米結構陣列上的電 極結構的方法的一部分的、用于在納米結構陣列上形成一個或多個接觸層的過程的簡化視 圖。
[0041]圖16A是根據本發明的一個實施例的、由作為用于形成納米結構陣列上的電極結 構的方法的一部分的、平面化過程形成的在基底中已填充且平面化的納米結構陣列的簡化 視圖。
[0042]圖16B是根據本發明的一個實施例的、由作為用于形成納米結構陣列上的電極結 構的方法的一部分的、用于暴露納米結構段的過程形成的、已填充且平面化的、帶暴露段的 納米結構陣列的簡化視圖。
[0043]圖17A是顯示了根據本發明的一個實施例的、作為用于形成納米結構陣列上的電 極結構的方法的一部分的、在暴露納米結構陣列的暴露段之前的納米結構陣列表面的掃描 電子顯微圖像。
[0044]圖17B是顯示了根據本發明的一個實施例的、作為用于形成納米結構陣列上的電 極結構的方法的一部分的、在暴露納米結構陣列的暴露段之后的、納米結構陣列表面的掃 描電子顯微圖像。
[0045]圖18是顯示了根據本發明另一個實施例的、用于形成納米結構陣列上的電極結 構的方法的簡化視圖。
[0046]圖19是顯示了根據本發明另一個實施例的、用于形成納米結構陣列上的電極結 構的方法的簡化視圖。
[0047]圖20是根據本發明的一個實施例的、由作為用于形成納米結構陣列上的電極結構的方法的一部分的、用于在基底的相對兩側中形成納米結構陣列的過程形成的、帶有在 基底的相對兩側上的納米線陣列的基底的簡化視圖。
[0048]圖2IA和2IB是顯示了對于固定的熱電橫截面積、對于不同電極結構厚度、TEG功 率相對于裝置尺寸的曲線的簡化視圖。
[0049]圖22A和22B是顯示了在固定的橫截面積、對于不同電極結構厚度、TEG功率相對 于裝置尺寸的曲線的簡化視圖。
【具體實施方式】
[0050]本發明針對納米結構。更具體地，本發明提供用于納米結構陣列的電極結構及其 方法。僅僅以示例的方式，本發明應用到嵌入在一個或多個填充材料中的、帶電極結構的、 用在熱電裝置中的納米結構陣列。然而，需要認識到，本發明具有更廣范圍的適用性，包括 但不限于用于太陽能電力、電池電極和/或能量儲存、催化和/或發光二極管中。
[0051]一般來說，熱電材料的有用性取決于材料的物理幾何結構。例如，在熱電裝置的 熱和冷側提供的熱電材料的表面面積越大，則熱電材料通過功率密度的增加來支持熱量和 /或能量傳遞的能力越大。在另一個示例中，熱電材料的熱側與冷側之間的適當最小距離 (即，熱電納米結構的長度)幫助更好地支持跨熱電裝置的較高熱梯度。這又可增加通過增 加功率密度來支持熱量和/或能量傳遞的能力。
[0052]一種類型的熱電納米結構是具有適當熱電性質的納米線陣列。納米線能夠具有有 利熱電性質，但是至今，常規納米線和納米線陣列在其技術適用性方面因陣列的較小尺寸 和所制作納米線的短長度而一直受到限制。具有熱電適用性的另一種類型的納米結構是納 米孔或納米網。納米孔或納米網陣列也因其中能夠創建或合成這些納米結構的小體積而具 有有限適用性。例如，長度短于100 的常規納米結構在發電和/或熱抽取方面具有有限 適用性，以及長度短于IOym的常規納米結構因為使用可用熱交換技術跨這些短長度來保 持或建立溫度梯度的能力被極大地減小，而適用性更小。此外，在另一個示例中，小于4、6、 8和12英寸的晶圓尺寸的陣列在商業上受到限制。
[0053]使用諸如硅之類的半導體材料所形成的超長納米結構的大陣列的開發在形成熱 電裝置中能夠是有用的。例如，具有低導熱率并且在半導體基底的預定區域中形成的硅納 米結構能夠用于形成用于制作單晶圓熱電裝置的多個熱電元件。在另一個示例中，在半導 體基底的預定區域中形成的硅納米線能夠用作組裝熱電裝置中的n型或p型分支或者兩者。
[0054]但是，在形成和利用納米結構陣列中常常存在許多困難。例如，納米結構常常是脆 的，并且能夠易于彎曲或斷裂。在另一個示例中，納米結構不能直接施加到高溫表面。在又 一個示例中，納米結構不能暴露于惡劣環境。在又一個示例中，納米結構需要支承材料以形 成熱電應用所需的可靠平坦金屬觸點。因此，納米結構陣列會獲益于嵌入適當基體中。
[0055]更具體地，根據某些實施例，納米結構需要滿足復雜性和潛在競爭需求的電極結 構。例如，電極結構本身應當具有與納米結構的低接觸電阻。在另一個示例中，電極結構在 納米結構邊界處應當具有低的功函數。在又一個示例中，電極結構在熱電裝置的同一個支 柱內、納米結構的端部之間應當提供好的導電率。在又一個示例中，電極結構在熱電裝置的 不同支柱間應當提供互連(其具有低阻值)。在又一個示例中，電極結構應當具有高導熱率和/或應當具有低熱阻。在又一個示例中，電極結構應當經受熱電裝置可能暴露的高溫。 不幸地，很難找到用在熱電裝置中的帶理想物理和化學屬性的單一材料，因為所需的溫度 范圍、幾何形狀、尺寸以及電的和熱的屬性的組合。因此，根據一些實施例，帶多個協同材料 的電極結構對實現所需而目標是有用的。
[0056]根據某些實施例，如果多個材料用于電極結構，會帶來更多的物理、電、化學方面 的考量因素。例如，在多個材料之間、在(一個或多個)交界點處要有好的連結和/或粘結。 在另一個示例中，在多個材料之間要有低的熱膨脹不匹配。在又一個示例中，在多個材料之 間要有有限的材料間擴散。因此，根據一些實施例，小心形成的電極結構對納米結構陣列是 有益的。
[0057]圖1是顯示了根據本發明的一個實施例的帶電極結構的納米線陣列的簡化視圖。 該示意圖僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的范圍。本領域普通技術人員會認識 到各種變型、替換和修改。在圖1中，納米線陣列110形成在半導體材料塊中(例如，半導 體基底)。在一個示例中，半導體基底是整個晶元。在另一個示例中，半導體基底是4英寸 晶元。在又一個示例中，半導體基底是面板，其大于4英寸晶元。在另一個示例中，半導體 基底是6英寸晶元。在另一個示例中，半導體基底是8英寸晶元。在另一個示例中，半導體 基底是12英寸晶元。在又一個示例中，半導體基底是面板，其大于12英寸晶元。在又一個 示例中，半導體基底是非晶元的形狀。在又一個示例中，半導體基底是單結晶。在又一個示 例中，半導體基底是多結晶。在又一個示例中，半導體基底包括硅。
[0058]在一些實施例中，半導體基底經過功能化。例如，半導體基底經過摻雜以形成n型 半導體。在另一個示例中，半導體基底經過摻雜以形成P型半導體。在又一個示例中，半導 體基底使用III族和/或V族元素來摻雜。在又一個示例中，半導體基底經過功能化，以便 控制半導體基底的電和/或熱性質。在又一個示例中，半導體基底包括摻雜有硼的硅。在 又一個示例中，半導體基底經過摻雜，以便將半導體基底的電阻率調整到大約0.00001 Q-m 與3000Q-m之間。在又一個示例中，半導體基底經過功能化，以便為納米結構陣列110提 供0.1瓦每米每開氏度與500瓦每米每開氏度之間的導熱率。
[0059]在其它實施例中，納米結構陣列110在半導體基底中形成。例如，納米結構陣列 110在基本上全部半導體基底中形成。在另一個示例中，納米結構陣列110包括多個納米結 構120。在又一個示例中，多個納米結構120的每個具有端部130。在又一個示例中，多個納 米結構120的端部130共同形成陣列面積。在又一個示例中，陣列面積為0.0lmmX0.01mm。 在又一個不例中，陣列面積為0.1mmX0.1_。在又一個不例中，陣列面積的直徑為450_。 在又一個示例中，多個納米結構120的端部130的每個與多個納米結構120的每個的相對 端140之間的距離為至少200 u m。在又一個示例中，多個納米結構120的端部130的每個 與多個納米結構120的每個的相對端140之間的距離為至少300 u m。在又一個示例中，多 個納米結構120的端部130的每個與多個納米結構120的每個的相對端140之間的距離為 至少400 iim。在又一個示例中，多個納米結構120的端部130的每個與多個納米結構120 的每個的相對端140之間的距離為至少500 u m。在又一個示例中，多個納米結構120的端 部130的每個與多個納米結構120的每個的相對端140之間的距離為至少525 iim。
[0060]在又一個示例中，多個納米線120的所有納米線基本上平行于彼此。在又一個示 例中，多個納米線120在半導體基底基本上垂直地形成。在又一個示例中，多個納米線120基本上垂直于陣列面積來定向。在又一個示例中，多個納米線120的每一個具有粗糙表面。 在又一個示例中，多個納米線120的每一個包括包括具有大長度截面面積比的基本上均勻截面面積。在又一個示例中，橫截面積多個納米線120的每一個的截面面積基本上是圓形。 在又一個示例中，多個納米線120的每一個的橫截面積在對邊Inm到250nm之間。
[0061]在另一些實施例中，多個納米線120在它們之間具有相應的間距150。例如每一個相應的間距150在對邊25nm到IOOOnm之間。在另一個示例中，相應的間距150基本上填充有一個或多個填充材料160。在又一個示例中，一個或多個填充材料160形成基體。在又一個示例中，基體是多孔的。在又一個示例中，一個或多個填充材料160具有低的導熱率。 在又一個示例中，導熱率在0.0001W/(m ?!()和50W/(m*K)之間。在又一個示例中，導熱率小于IW/(m *K)。在又一個示例中，一個或多個填充材料160提供附加的機械穩定性給多個納米線120。在又一個示例中，一個或多個填充材料160能夠在裝置工作的延長周期中承受溫度超過350°C。在又一個示例中，一個或多個填充材料160能夠在裝置工作的延長周期中承受溫度超過550°C。在又一個示例中，一個或多個填充材料160能夠在裝置工作的延長周期中承受溫度超過650°C。在又一個示例中，一個或多個填充材料160能夠承受溫度超過750°C。在又一個示例中，一個或多個填充材料160能夠承受溫度超過800°C。在又一個示例中，一個或多個填充材料160具有低的線性熱膨脹系數。在又一個示例中，線性熱膨脹系數在0.01 ii m/m ? K和30 ii m/m ? K之間。在又一個示例中，一個或多個填充材料160能夠被平面化。在又一個示例中，一個或多個填充材料160能夠拋光。在又一個示例中，一個或多個填充材料160提供支撐基部用于讓其它材料放在上面。在又一個示例中，一個或多個填充材料160是傳導性的。在又一個示例中，一個或多個填充材料160支持與多個納米線120的優良電接觸的形成。在又一個示例中，一個或多個填充材料160支持與多個納米線120的優良熱接觸的形成。
[0062]在另一個實施例中，一種或多種填充材料各自包括從由光致抗蝕劑、旋涂 (spin-on)玻璃、旋涂摻雜劑、氣凝膠、干凝膠和氧化物等所組成的組中選取的至少一種。例如，一種或多種光致抗蝕劑包括長UV波長G線光致抗蝕劑。例如，光致抗蝕劑包括長UV波長G線(例如大約436nm)光致抗蝕劑。在另一個示例中，光致抗蝕劑具有負光致抗蝕劑特性。在又一個示例中，光致抗蝕劑呈現對包括S1、GaAs、InP和玻璃的各種襯底材料的良好粘附力。在又一個示例中，光致抗蝕劑對包括Au、Cu和Al的各種金屬具有良好粘附力。在又一個示例中，旋涂玻璃具有高介電常數。在又一個示例中，旋涂摻雜劑包括n型和/或P 型摻雜劑。在又一個示例中，旋涂摻雜劑區域性地施加，其中納米結構陣列的不同面積中具有不同摻雜劑。在又一個示例中，旋涂摻雜劑包括硼和/或磷等。在又一個示例中，旋涂玻璃包括一種或多種旋涂摻雜劑。在又一個示例中，氣凝膠由特征在于大約0.1ff/(m-K)及更低的極低導熱率的硅膠得出。在又一個示例中，一種或多種填充材料包括一個或多個氧化物的長鏈。在又一個示例中，氧化物包括 A1203、FeO、FeO2、Fe2O3、TiO、Ti02、Zr02、ZnO、HfO2、 CrO, Ta2O5' SiN、TiN、BN、Si02、AIN、CN 等。
[0063]根據一些實施例，一個或多個填充材料160并不完全填充多個納米線120之間的相應間距150。在一個示例中，端部130延伸超過一個或多個填充材料160以形成突出段 135。在又一個示例中，端部130，相對端部140，和一個或多個填充材料160限定沿多個納米線120的每一個的長度的多個區域。在又一個示例中，從端部130延伸到一個或多個填充材料160最接近端部130的表面的區域對應于突出段135。
[0064]根據一些實施例，納米線陣列110嵌入在一個或多個填充材料160中具有有利特性。例如嵌入的納米線陣列Iio很好地對齊。在另一個示例中，嵌入的納米線陣列110經受高溫度梯度而不壞。在又一個示例中，嵌入的納米線陣列110經受高溫度梯度而不彎曲或損壞多個納米線120。在又一個示例中，嵌入的納米線陣列110的增強機械強度允許在嵌入的納米線陣列110的一個或多個表面上執行一個或多個表面拋光和/或平面化過程。 在又一個示例中，嵌入的納米線陣列110的增強機械強度提供支持用于在嵌入的納米線陣列110上執行處理、機加工、和/或制造過程。在又一個示例中，突出段135支持與納米線陣列110的一個或多個電的和/或一個或多個熱的接觸的形成。
[0065]根據一些實施例，電極結構195形成在納米線陣列110上。例如每一個突出段135 部分地或完全地以相應的半導體接觸材料170覆蓋。在又一個示例中，半導體接觸材料170 形成相應的突出段135上的保形覆層。在又一個示例中，半導體接觸材料170形成層。在一些實施例中，半導體接觸材料170各自包括一個或多個傳導材料。例如，一個或多個傳導材料包括選自包含半導體、半金屬、金屬等等的組中的至少一個。在另一個示例中，半導體各自選自包含S1、Ge、C、B、P、N、Ga、As、In等等的組。在又一個示例中，半導體是摻雜的。 在又一個不例中，半金屬選自包含B、Ge、S1、Sn等等的組。在又一個不例中，金屬選自包含 T1、Al、Cu、Au、Ag、Pt、N1、P、B、Cr、L1、W、Mg、Tiff, TiN1、TiN、Mo、TiS1、MoS1、WSi 等等的組。
[0066]在又一個示例中，半導體接觸材料170形成與多個納米線120的端部130的一個或多個電接觸。在又一個示例中，半導體接觸材料170形成與多個納米線120的端部130的一個或多個歐姆接觸。在又一個示例中，半導體接觸材料170構造成以形成與一個或多個表面的一個或多個良好熱接觸用于建立經由一組或多組多個納米線120的一個或多個熱路徑，而限制一個或多個填充材料160中的熱泄露。在又一個示例中，半導體接觸材料170 具有與突出段135的低的接觸電阻率。在又一個示例中，接觸電阻率小于10_7Q-m2。在又一個示例中,接觸電阻率在10_13 Q -m2和10_7 Q -m2之間。在又一個示例中，半導體接觸材料 170具有在半導體接觸材料170和突出段135之間的低的功函數。在又一個示例中，功函數小于0.8電子伏特。在又一個示例中，半導體接觸材料170具有幾乎與多個納米線120 — 樣的熱膨脹。在又一個示例中半導體接觸材料170具有在0.4iim/(m*K)和25iim/(m*K) 之間的熱膨脹。
[0067]根據一些實施例，接觸層174形成以提供納米線陣列110中的在每一個突出段135 之間的電連接。例如，納米線陣列形成熱電裝置的支柱的一部分。在另一個示例中，接觸層 174具有在106S/m和 108S/m之間的導電率。在又一個示例中，接觸層174具有高導熱率。 在又一個不例中，導熱率大于IW/(m ? K)。在又一個不例中，接觸層具有低熱阻。在又一個示例中，熱阻在之間10_2K/W和101(IK/W。在又一個示例中，接觸層174包括一個或多個傳導材料。例如，一個或多個傳導材料包括選自包含半導體、半金屬、金屬等等的組中的至少一個。在另一個示例中，半導體各自選自包含31、66、(:、8、？、隊6&38、111等等的組。在又一個示例中，半導體是摻雜的。在又一個示例中，半金屬選自包含B、Ge、S1、Sn等等的組。在又一個示例中，金屬選自包含 T1、Al、Cu、Au、Ag、Pt、N1、P、B、Cr、L1、W、Mg、TiW、TiN1、TiN、 Mo、TiS1、MoS1、WSi等等的組。在又一個示例中，接觸層174接近50nm的厚度。在又一個示例中，接觸層174具有在Inm和100，OOOnm之間的厚度。
[0068]根據一些實施例，接觸層174利用一個或多個連結材料172附接到半導體接觸材料170上。在一個示例中，連結材料172形成層。在另一個示例中，連結材料172包括錫焊焊料。在又一個示例中，錫焊焊料包括來自包含Ag、Cu、Sn、Pb、Au、In、Cd、Zn、Bi等等的組的至少一個材料。在又一個示例中，連結材料172包括銅焊材料包括來自包含Ga、Ge、Ag、 Au、Pt等等的組的至少一個材料。在又一個示例中，連結材料172包括銀基金屬粘合劑。在又一個示例中，連結材料172具有IOOnm或較少的厚度。在又一個示例中，連結材料172具有IOOOnm或較少的厚度。在又一個示例中連結材料172具有在0.4iim/(m*K)和25 y m/ (m*K)之間的熱膨脹。在又一個示例中，連結材料172具有低熱阻。在又一個示例中，熱阻在10_2K/W和101CIK/W之間。在又一個示例中，連結材料172具有低的薄層電阻。在又一個示例中，薄層電阻在10_1(IQ/ □和IOQ / 口(歐姆每平方)之間。
[0069]根據一些實施例，分流器180形成以提供在接觸層174和熱電裝置中的其他裝置之間的電連接。例如，其他裝置包括熱電裝置的其他支柱的一個或多個接觸層。在另一個示例中，分流器180形成層。在又一個示例中，分流器180具有低的薄層電阻。在又一個示例中，薄層電阻在10, Q / □和10 Q / □之間。在又一個示例中，分流器180包括一個或多個傳導材料。在又一個示例中，一個或多個傳導材料包括至少一個選自包含T1、Al、Cu、Au、 Ag、Pt、N1、P、B、Cr、L1、W、Mg、TiW、TiN1、TiN、Mo、TiS1、MoS1、NiS1、WS1、石墨、鋼、鎳鐵合金、鈷鉻鎳鐵鑰猛的合金等等的組。在又一個示例中，鎳鐵合金是合金42,其包括大約42% 鎳，大約57%鐵,和痕量的碳、猛、磷、硫、娃、鉻、招和/或鈷(在重量上)。在又一個示例中， 鈷鉻鎳鐵鑰錳的合金是Egiloy，其包括大約39-41%鈷，大約19-21%鉻，大約14-16%鎳， 大約11.3-20.5%鐵，大約6-8%鑰，和/或大約1.5-2.5%錳(在重量上)。在又一個示例中，分流器180具有厚度在Inm和100，OOOnm之間的。
[0070]根據一些實施例，分流器180附接到利用一個或多個連結材料185接觸層170。在一個示例中，連結材料185形成層。在另一個示例中，連結材料185包括錫焊焊料。在又一個示例中，錫焊焊料包括來自包含Ag、Cu、Sn、Pb、Au、In、Cd、Zn、Bi等等的組的至少一個材料。在又一個示例中，連結材料185包括銅焊材料，其包括來自包含Ga、Ge、S1、Ag、Au、Pt等等的組的至少一個材料。在又一個示例中，連結材料185包括銀基金屬粘合劑。在又一個示例中，連結材料185具有IOOnm或較少的厚度。在又一個示例中，連結材料185具有IOOOnm 或較少的厚度。在又一個示例中連結材料185具有在0.4iim/(m*K)和2511111/(111*1()之間的熱膨脹。在又一個示例中，連結材料185具有低熱阻。在又一個示例中，熱阻在10_2K/ W和101CIK/W之間。在又一個示例中，連結材料185具有低的薄層電阻。在又一個示例中， 薄層電阻在1O-10Ω/ □和1OΩ/ □之間。
[0071]根據一些實施例，絕緣層190保護分流器180。例如，絕緣層190提供電絕緣給分流器180。在另一個示例中，絕緣層190降低分流器180會在其他傳導表面上短路的可能性。在又一個示例中，絕緣層190具有至少IMQ的高電阻。在又一個示例中，絕緣層190 具有至少2W/(m*K)的導熱率(即，瓦特每米每開氏度)。在又一個示例中，絕緣層190具有IOOnm或較少的厚度。在又一個示例中，絕緣層190包括選自包含SiO2, Si3N4, SiN，Al2O3 等等的組的一個或多個材料。在又一個示例中，絕緣層190附接到分流器180。在又一個示例中，絕緣層190是熱交換器的一部分，熱電裝置使用在該熱交換器中。[0072]根據一些實施例，選自包含半導體接觸材料170、連結材料172、接觸層172、連結材料185、分流器180和絕緣層190的組的每一個層具有用在熱電裝置中的合適材料屬性。 例如，這些層共同地形成適合熱電裝置中支柱的端部的電極結構195。在另一個示例中，電極結構195具有范圍從幾十微米到超過IOcm的總體厚度。在又一個示例中，電極結構195 基于所需熱交換器條件，目標表面溫度，和/或納米線屬性而優化。在又一個示例中，電極結構195優化以用于最大熱電發生器(TEG)功率。
[0073]在又一個示例中，每一個層具有電極結構195的相鄰層中的材料的良好粘結。在又一個示例中，存在在相鄰層之間的線性熱膨脹系數的低的變化。在又一個示例中，每一個層具有在0.0lum/(m-K)和30 U m/ (m ? K)之間的線性熱膨脹系數。
[0074]在又一個示例中，電極結構的導熱率在IW/(m ? K)和1000W/(m ? K之間。在又一個示例中，電極結構195能夠在裝置工作的延長周期中承受溫度超過350°C。在又一個示例中，電極結構195能夠在裝置工作的延長周期中承受溫度超過550°C。在又一個示例中，電極結構195能夠在裝置工作的延長周期中承受溫度超過650°C。在又一個示例中，電極結構 195能夠承受溫度超過750°C。在又一個示例中，電極結構195能夠承受溫度超過800°C。
[0075]在又一個示例中，擴散屏障層形成在任何其他兩層之間。在又一個示例中，選自包含半導體接觸材料170，連結材料172，接觸層172，連結材料185，分流器180的組的任一層是擴散屏障層。
[0076]根據其他實施例，選自包含半導體接觸材料170、連結材料172、接觸層172、連結材料185、分流器180和絕緣層190的列表電極結構195中的一個或多個層是可選的。
[0077]圖2是顯示了根據本發明另一個實施例的帶電極結構的納米線陣列的簡化視圖。 該示意圖僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的范圍。本領域普通技術人員會認識到各種變型、替換和修改。在圖2中，連結材料185從電極結構295中省略掉。例如，電極結構295包括半導體接觸材料170、連結材料172、接觸層174、分流器180和絕緣層190。在另一個示例中，絕緣層190被省略掉。
[0078]圖3是顯示了根據本發明另一個實施例的帶電極結構的納米線陣列的簡化視圖。 該示意圖僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的范圍。本領域普通技術人員會認識到各種變型、替換和修改。在圖3中，連結材料172從電極結構395中省略掉。例如，電極結構295包括半導體接觸材料170、接觸層174、連結材料185、分流器180和絕緣層190。在另一個示例中，絕緣層190被省略掉。
[0079]圖4是顯示了根據本發明另一個實施例的帶電極結構的納米線陣列的簡化視圖。 該示意圖僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的范圍。本領域普通技術人員會認識到各種變型、替換和修改。在圖4中，連結材料172和連結材料185從電極結構495省略掉。 例如，電極結構295包括半導體接觸材料170、接觸層174、分流器180和絕緣層190。在另一個示例中，絕緣層190被省略掉。
[0080]根據另一些實施例，半導體接觸材料170和接觸層174可選地結合。[0081]圖5是顯示了根據本發明另一個實施例的帶電極結構的納米線陣列的簡化視圖。 該示意圖僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的范圍。本領域普通技術人員會認識到各種變型、替換和修改。在圖5中，半導體接觸材料和接觸層結合以形成結合的接觸層 570作為電極結構595的一部分。例如，電極結構595包括結合的接觸層570、連結材料185、分流器180、和絕緣層190。在另一個示例中，每一個突出段135由結合的接觸層570覆蓋。 在一些實施例中，結合的接觸層570包括一個或多個傳導材料。例如，一個或多個傳導材料 包括選自包含半導體、半金屬、金屬等等的組中的至少一個。在另一個示例中，半導體各自 選自包含31、66、(:、8、？、隊6&38、111等等的組。在又一個示例中，半導體是摻雜的。在又 一個示例中，半金屬選自包含B、Ge、S1、Sn等等的組。在又一個示例中，金屬選自包含T1、 Al、Cu、Au、Ag、Pt、N1、P、B、Cr、L1、W、Mg、TiW、TiN1、TiN、Mo、TiS1、MoS1、WSi 等等的組。
[0082]在又一個示例中，結合的接觸層570形成與多個納米線120的端部130的一個或 多個電接觸。在又一個示例中，結合的接觸層570形成與多個納米線120的端部130的一 個或多個歐姆接觸。在又一個示例中，結合的接觸層570構造成形成與一個或多個表面的 一個或多個良好熱接觸用于建立經由一組或多組多個納米線120的一個或多個熱路徑，而 限制一個或多個填充材料160中的熱泄露。在又一個示例中，接觸電阻率在結合的接觸層 570和突出段之間的低于KT8Q -m2。在又一個示例中，結合的接觸層570具有在結合的接觸 層570和突出段135之間的低的功函數。在又一個示例中，功函數小于0.8電子伏特。在 又一個示例中，結合的接觸層570具有幾乎與多個納米線120 —樣的熱膨脹。在又一個示 例中結合的接觸層570具有在0.411111/(111*1()和2511111/(111*1()之間的熱膨脹。在又一個 示例中，結合的接觸層570接近50nm的厚度。在又一個示例中，結合的接觸層570具有在 Inm和100，OOOnm之間的厚度。在另一個示例中，絕緣層190被省略掉。
[0083]圖6是顯示了根據本發明另一個實施例的帶電極結構的納米線陣列的簡化視圖。 該示意圖僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的范圍。本領域普通技術人員會認識 到各種變型、替換和修改。在圖6中，半導體接觸材料和接觸層結合以形成結合的接觸層 570，而連結材料185作為電極結構695的一部分省略掉。例如，電極結構695包括結合的 接觸層570、分流器180、和絕緣層190。在另一個示例中，絕緣層190被省略掉。
[0084]如上所述以及此處所強調的，圖1-6僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求 的范圍。本領域普通技術人員會認識到各種變型、替換和修改。在一些實施例中，形成納米 結構而不是納米線。在某些實施例中，納米結構完全地嵌入在一個或多個填充材料160中。 例如，相應的間距150完全地填充有一個或多個填充材料160。在另一個示例中，端部130 多個納米線基本上對齊一個或多個填充材料的表面。在又一個示例中，突出段135基本上 省略掉，而半導體接觸材料172和/或結合的接觸層570與端部130接觸。在某些實施例 中，一個或多個填充材料160被省略掉。
[0085]圖7A是顯示了根據本發明的一個實施例的熱電裝置支柱的簡化視圖。該示意圖 僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的范圍。本領域普通技術人員會認識到各種變 型、替換和修改。在圖7A中，熱電裝置支柱700包括納米線陣列710。例如納米線陣列710 中的每個納米線包括突出段720和突出段725。在另一個示例中，突出段720對應于圖1_6 的突出段135。在又一個示例中，突出段725對應于圖1-6的突出段135。在又一個示例中， 電極結構730形成在突出段720上。在又一個示例中，電極結構730是如圖1所示的電極 結構195，并且包括半導體接觸材料、連結材料、接觸層、連結材料、分流器和絕緣層。在又一 個示例中，電極結構735形成在突出段730上。在又一個示例中，電極結構735是如圖1所 示的電極結構195，并且包括半導體接觸材料、連結材料、接觸層、連結材料、分流器和絕緣 層。[0086]圖7B是顯示了根據本發明的一個實施例的熱電裝置的一部分的簡化視圖。該示意圖僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的范圍。本領域普通技術人員會認識到各種變型、替換和修改。在圖7B中，熱電裝置790包括多個熱電裝置支柱700A，700B,和700C。 例如每一個熱電裝置支柱700A，700B,和700C是熱電裝置支柱700。在另一個示例中，熱電裝置支柱700包括電極結構730。在又一個示例中，熱電裝置支柱700包括電極結構735。 在又一個示例中，熱電裝置支柱700B包括電極結構730B。在又一個示例中，熱電裝置支柱 700B包括電極結構735B。在又一個示例中，熱電裝置支柱700C包括電極結構730C。在又一個示例中，熱電裝置支柱700C包括電極結構735C。
[0087]在又一個示例中，電極結構730A和電極結構730B共享分流器740AB。在又一個示例中，電極結構730A和電極結構730B共享絕緣層750AB。在又一個示例中，電極結構735B 和電極結構735C共享分流器745BC。在又一個示例中，電極結構735B和電極結構735C共享絕緣層755BC。
[0088]在又一個示例中，每一個熱電裝置支柱700A，700B,和700C形成于同一個半導體基底。在又一個示例中，每一個熱電裝置支柱700A，700B,和700C形成于兩個或更多個半導體基底。在又一個示例中，每一個熱電裝置支柱700A，700B,和700C具有不同的電屬性。 在又一個示例中，每一個熱電裝置支柱700A，700B,和700C具有不同的熱屬性。[0089]如上所述以及此處強調的，圖7A和7B僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的范圍。本領域普通技術人員會認識到各種變型、替換和修改。在一些實施例中，使用納米結構而不是納米線。在其他實施例中，不同的電極結構用于電極結構730和/或電極結構 735。例如，如圖2所示的電極結構295，如圖3所示的電極結構395，如圖4所示的電極結構495，如圖5所示的電極結構595，和/或如圖6所示電極結構695的代替電極結構730、 730A、730B、730C、735、735A、735B、和/或735C的一個或多個。在另一個示例中，不同的電極結構的任意結合用于電極結構730，730A, 730B, 730C, 735，735A，735B,和/或735C的每一個。在一些實施例中，一個或多個基底用于各種熱電裝置支柱。例如每一個熱電裝置支柱 700A，700B,和700C形成在同一個基底中。在另一個示例中，熱電裝置支柱700A，700B,和/ 或700C的一個或多個形成在不同的基底中。在一些實施例中，絕緣層750AB和/或絕緣層 755BC被省略掉。
[0090]圖8A是顯示了根據本發明另一個實施例的熱電裝置支柱的簡化視圖。該示意圖僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的范圍。本領域普通技術人員會認識到各種變型、替換和修改。在圖8A中，熱電裝置支柱800包括納米線810的段和納米線815的段。 例如，納米線810的段利用段連結材料880聯結到納米線815的段。在另一個示例中，段連結材料880包括錫焊焊料。在又一個示例中，錫焊焊料包括至少一個材料來自包含Ag、Cu、 Sn、Pb、Au、In、Cd、Zn、Bi等等的組。在又一個示例中，段連結材料880包括銅焊材料包括來自包含Ga、Ge、S1、Ag、Au、Pt等等的組的至少一個材料。在又一個示例中，段連結材料880 包括銀基金屬粘合劑。在又一個示例中，段連結材料880具有IOOnm或較少的厚度。在又一個示例中，段連結材料880具有IOOOnm或較少的厚度。在又一個示例中段連結材料880 具有在0.4 ii m/(m ? K)和2511111/(111*1()之間的熱膨脹。在又一個示例中，段連結材料880 具有低熱阻。在又一個示例中，熱阻在10_2K/W和101(IK/W之間。在又一個示例中，段連結材料880具有低的薄層電阻。在又一個示例中，薄層電阻在10_1(IQ/ □和IOQ/ □之間。[0091]在又一個示例中，納米線810中每個納米線的段包括突出段820。在又一個示例 中，突出段820對應于圖1-6的突出段135。在又一個示例中，納米線815的段中的每個納 米線包括突出段825。在又一個示例中，突出段825對應于圖1-6的突出段135。
[0092]在又一個示例中，電極結構830形成在突出段820上。在又一個示例中，電極結構 830是電極結構195，并且包括如圖1所示的半導體接觸材料，連結材料，接觸層，連結材料， 分流器，和絕緣層。在又一個示例中，電極結構835形成在突出段830上。在又一個示例中， 電極結構835是如圖1所示的電極結構195，并且包括半導體接觸材料、連結材料、接觸層、 連結材料、分流器和絕緣層。
[0093]圖SB是顯示了根據本發明另一個實施例的熱電裝置的一部分的簡化視圖。該示 意圖僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的范圍。本領域普通技術人員會認識到各 種變型、替換和修改。在圖8B中，熱電裝置890包括多個熱電裝置支柱800A，800B,和800C。 例如每一個熱電裝置支柱800A，800B,和800C是熱電裝置支柱800。在另一個示例中，熱電 裝置支柱800包括電極結構830。在又一個示例中，熱電裝置支柱800包括電極結構835。 在又一個示例中，熱電裝置支柱800B包括電極結構830B。在又一個示例中，熱電裝置支柱 800B包括電極結構835B。在又一個示例中，熱電裝置支柱800C包括電極結構830C。在又 一個示例中，熱電裝置支柱800C包括電極結構835C。
[0094]在又一個示例中，電極結構830A和電極結構830B共享分流器840AB。在又一個示 例中，電極結構830A和電極結構830B共享絕緣層850AB。在又一個示例中，電極結構835B 和電極結構835C共享分流器845BC。在又一個示例中，電極結構835B和電極結構835C共 享絕緣層855BC。
[0095]在又一個示例中，每一個熱電裝置支柱800A，800B,和800C具有不同的電屬性。在 又一個示例中，每一個熱電裝置支柱800A，800B，和800C具有不同的熱屬性。
[0096]如上所述以及此處強調的，圖8A和SB僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求 的范圍。本領域普通技術人員會認識到各種變型、替換和修改。在一些實施例中，使用納米 結構而不是納米線。在其他實施例中，不同的電極結構用于電極結構830和/或電極結構 835。例如如圖2所示的電極結構295，如圖3所示的電極結構395，如圖4所示的電極結 構495，如圖5所示的電極結構595，和/或如圖6所示電極結構695的代替電極結構830， 830A，830B, 830C, 835，835A，835B,和/或835C的。在另一個示例中，不同的電極結構的任 意結合用于每一個電極結構830，830A，830B, 830C, 835，835A，835B,和/或835C。在一些實 施例中，納米線陣列的多于兩個段用在熱電裝置支柱中。例如，納米線的附加段聯結在納米 線810的段和納米線815的段之間。在一些實施例中，一個或多個基底用于各種熱電裝置 支柱。例如，納米線810的段和納米線815的段形成在同一個基底中。在另一個示例中，納 米線810的段和納米線815的段形成在兩個不同的基底中。在又一個示例中，每一個熱電 裝置支柱800A，800B,和800C形成在同一個基底中。在另一個示例中，一個或多個熱電裝 置支柱800A，800B,和/或800C形成在不同的基底中。在一些實施例中，絕緣層850AB和/ 或絕緣層855BC被省略掉。
[0097]圖9A是顯示了根據本發明另一個實施例的熱電裝置支柱的簡化視圖。該示意圖 僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的范圍。本領域普通技術人員會認識到各種變 型、替換和修改。在圖9A中，熱電裝置支柱900包括納米線陣列910和形成在半導體基底980的相對側上的納米線陣列915。例如納米線陣列910中的每個納米線包括突出段920。 在另一個示例中，納米線陣列910中的每個納米線包括突出段925。在另一個示例中，突出 段920對應于圖1-6的突出段135。在又一個示例中，突出段925對應于圖1_6的突出段 135。在又一個示例中，電極結構930形成在突出段920上。在又一個示例中，電極結構930 是如圖1所示的電極結構195，并且包括半導體接觸材料、連結材料、接觸層、連結材料、分 流器和絕緣層。在又一個示例中，電極結構935形成在突出段930上。在又一個示例中，電 極結構935是如圖1所示的電極結構195，并且包括半導體接觸材料、連結材料、接觸層、連 結材料、分流器和絕緣層。
[0098]圖9B是顯示了根據本發明另一個實施例的熱電裝置的一部分的簡化視圖。該示 意圖僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的范圍。本領域普通技術人員會認識到各 種變型、替換和修改。在圖9B中，熱電裝置990包括多個熱電裝置支柱900A，900B,和900C。 例如每一個熱電裝置支柱900A，900B,和900C是熱電裝置支柱900。在另一個示例中，熱電 裝置支柱900包括電極結構930。在又一個示例中，熱電裝置支柱900包括電極結構935。 在又一個示例中，熱電裝置支柱900B包括電極結構930B。在又一個示例中，熱電裝置支柱 900B包括電極結構935B。在又一個示例中，熱電裝置支柱900C包括電極結構930C。在又 一個示例中，熱電裝置支柱900C包括電極結構935C。
[0099]在又一個示例中，電極結構930A和電極結構930B共享分流器940AB。在又一個示 例中，電極結構930A和電極結構930B共享絕緣層950AB。在又一個示例中，電極結構935B 和電極結構935C共享分流器945BC。在又一個示例中，電極結構935B和電極結構935C共 享絕緣層955BC。
[0100]在又一個不例中，每一個熱電裝置支柱900A, 900B,和900C形成于同一個半導體 基底。在又一個示例中，每一個熱電裝置支柱900A，900B,和900C形成于兩個或更多個半 導體基底。在又一個示例中，每一個熱電裝置支柱900A，900B,和900C具有不同的電屬性。 在又一個示例中，每一個熱電裝置支柱900A，900B,和900C具有不同的熱屬性。
[0101]如上所述以及此處強調的，圖9A和9B僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要 求的范圍。本領域普通技術人員會認識到各種變型、替換和修改。在一些實施例中，使用 納米結構而不是納米線。在其他實施例中，不同的電極結構用于電極結構930和/或電極 結構935。例如如圖2所示的電極結構295，如圖3所示的電極結構395，如圖4所示的電 極結構495，如圖5所示的電極結構595，和/或如圖6所示電極結構695的代替電極結構 930，930A，930B, 930C, 935，935A，935B,和/或935C的一個或多個。在另一個示例中，不同 電極結構的任意結合用于每一個電極結構930，930A，930B, 930C, 935，935A，935B,和/或 935C。在一些實施例中，一個或多個基底用于各種熱電裝置支柱。例如每一個熱電裝置支 柱900A，900B，和900C形成在同一個基底中。在另一個示例中，一個或多個熱電裝置支柱 900A，900B,和/或900C形成在不同的基底中。在一些實施例中，絕緣層950AB和/或絕緣 層955BC被省略掉。
[0102]如上所述以及此處強調的，圖7A、7B、8A、8B、9A和9B僅僅是示例，其不應當不當地 限制權利要求的范圍。本領域普通技術人員會認識到各種變型、替換和修改。在一些實施 例中，不同的類型的熱電支柱用在同一個熱電裝置中。例如，熱電裝置包括熱電裝置支柱 700A，熱電裝置支柱800B，和熱電裝置支柱900C。在另一個示例中，任意結合熱電裝置支柱700,800和/或900包括在同一個熱電裝置中。
[0103]圖10是顯示了根據本發明的一個實施例的用于形成納米結構陣列上的電極結構的方法的簡化視圖。該示意圖僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的范圍。本領域普通技術人員會認識到各種變型、替換和修改。方法1000包括過程1005用于形成一個或多個基底中的納米結構陣列，過程1010用于填充納米結構陣列，過程1015用于在納米結構陣列上形成一個或多個接觸層，過程1020用于形成在納米結構陣列之間的一個或多個分流器，過程1025用于形成絕緣層，過程1030用于從一個或多個基底移除材料，過程1035用于在納米結構陣列上形成一個或多個接觸層，過程1040用于形成在納米結構陣列之間的一個或多個分流器、以及過程1045用于形成絕緣層。例如，方法1000用來形成熱電裝置支柱700 (如圖7A所示)和熱電裝置790 (如圖7B所示)。在另一個示例中，過程1025和/ 或1045的一個或多個被跳過。在又一個示例中，過程1010被跳過。
[0104]圖11是顯示了根據本發明的一個實施例的、作為用于在納米結構陣列上形成電極結構的方法1000的一部分的、用于形成一個或多個基底中的納米結構陣列過程1005的簡化視圖。該示意圖僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的范圍。本領域普通技術人員會認識到各種變型、替換和修改。過程1005包括過程1110用于提供半導體基底，過程 1120用于功能化半導體基底，過程1130用于洗滌半導體基底，過程1140用于掩膜半導體基底的部分，過程1150用于施加金屬化膜到半導體基底，過程1160用于蝕刻半導體基底，過程1170用于清潔已蝕刻的半導體基底、以及過程1180用于干燥已蝕刻的半導體基底。
[0105]圖12是顯示了根據本發明的一個實施例、用于作為用于在納米結構陣列上形成電極結構的方法1000的一部分的、用來提供基底過程1110中的基底的簡化視圖。該示意圖僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的范圍。本領域普通技術人員會認識到各種變型、替換和修改。例如，基底1210是半導體材料塊(例如，半導體基底)。在另一個示例中，半導體基底1210是整個晶兀。在又一個不例中，半導體基底1210是4英寸晶兀。在又一個示例中，半導體基底是大于4英寸晶元的面板。在另一個示例中，半導體基底1210是 6英寸晶元。在另一個示例中，半導體基底1210是8英寸晶元。在另一個示例中，半導體基底1210是12英寸晶兀。在又一個不例中，半導體基底1210是大于12英寸晶兀的面板。 在又一個示例中，半導體基底1210的形狀不是晶元。在又一個示例中，半導體基底1210是單結晶。在又一個示例中，半導體基底1210是多結晶。在又一個示例中，半導體基底1210 包括娃。[0106]在一些實施例中，半導體基底1210是功能化的。例如，半導體基底1210摻雜以形成n型半導體。在另一個示例中，半導體基底1210摻雜以形成p型半導體。在又一個示例中，半導體基底1210利用III族和/或V族元素摻雜。在又一個示例中，半導體基底1210 是功能化的以控制電和/或熱屬性半導體基底1210。在又一個示例中，半導體基底1210包括摻雜有硼的硅。在又一個示例中，半導體基底1210摻雜以調整半導體基底1210的電阻率到大約0.00001 Q-m和10 Q-m之間。在又一個示例中，半導體基底1210是功能化的以調整導熱率在0.1ff/(m ? K)(即，瓦特每米每開氏度)和500ff/(m ? K)之間的。
[0107]圖12B是顯示了根據本發明的一個實施例作為用于在納米結構陣列上形成電極結構的方法1000的一部分的、由如圖11所示的過程1005形成在基底中納米結構陣列的簡化視圖。該示意圖僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的范圍。本領域普通技術人員會認識到各種變型、替換和修改。例如，納米結構陣列1220利用過程1005形成。在另一個示例中，納米結構陣列1220是納米線陣列110 (如圖1-6所示)和/或納米線陣列710 (如圖7A所示)。在又一個示例中，納米結構陣列1220是納米孔的陣列。在又一個示例中，納米結構陣列1220是納米管的陣列。在又一個示例中，納米結構陣列1220是納米網。
[0108]圖13是顯示了根據本發明的一個實施例作為用于在納米結構陣列上形成電極結構的方法1000的一部分的、用于在基底中填充納米結構陣列的過程1010的簡化視圖。該示意圖僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的范圍。本領域普通技術人員會認識到各種變型、替換和修改。可選的過程1010包括過程1320用于預熱納米結構陣列，過程1330 用于制備一個或多個填充材料，過程1340用于填充納米結構陣列、以及過程1350用于固化一個或多個填充材料。例如，過程1010用來至少部分地填充納米線陣列110 (如圖1-6所示)和/或納米線陣列710(如圖7A所示)。在又一個示例中，過程1010形成一個或多個填充材料160(如圖1-6所示)。在又一個示例中，過程1010用來填充納米孔的陣列、納米管的陣列、和/或納米網。在又一個示例中，過程1320和/或1350被跳過。
[0109]圖14是根據本發明的一個實施例作為用于在納米結構陣列上形成電極結構的方法1000的一部分的、由圖13的過程1010形成的已填充在基底中的納米結構陣列的簡化視圖。該示意圖僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的范圍。本領域普通技術人員會認識到各種變型、替換和修改。例如，形成在基底1410中的納米結構陣列1420填充有一個或多個填充材料1430。在另一個示例中，一個或多個填充材料1430是一個或多個填充材料160。在又一個示例中，納米結構陣列1420是納米結構陣列110和/或納米結構陣列 710。在又一個示例中，一個或多個填充材料1430各自包括選自包含光阻材料，旋涂玻璃， 旋涂摻雜劑，氣凝膠，干凝膠，和氧化物等等的組中的至少一個。例如，光阻材料包括長UV 波長度G線(例如，大約436nm)光阻材料。在另一個示例中，光阻材料具有消極的光阻材料特性。在又一個示例中，光阻材料展示到各種基底材料的良好粘合，包括Si，GaAs, InP, 和玻璃。在又一個示例中，光阻材料展示到各種金屬的良好粘合，包括Au，Cu、以及Al。在又一個示例中，旋涂玻璃具有高介電常數。在又一個示例中，旋涂摻雜劑包括n型和/或p 型摻雜劑。在又一個示例中，旋涂摻雜劑在納米線陣列1420的不同區域按區域施加由不同的摻雜劑。在又一個示例中，旋涂摻雜劑包括硼和/或磷等等。在又一個示例中，旋涂玻璃包括一個或多個旋涂摻雜劑。在又一個示例中，氣凝膠源自具有極低的約0.1ff/(m ? K)和更低的導熱率的硅膠。在又一個示例中，一個或多個填充材料包括一個或多個氧化物的長鏈。在又一個示例中，一個或多個填充材料包括選自包含Al2O3, FeO, FeO2, Fe2O3, TiO, TiO2, ZrO2, ZnO, HfO2, CrO, Ta2O5, SiN, TiN, BN, SiO2, AIN, CN，等等的組的至少一個。[0110]圖15是顯示了根據本發明的一個實施例作為用于在納米結構陣列上形成電極結構的方法1000的一部分的、用于在納米結構陣列上形成一個或多個接觸層過程1015和/ 或過程1035的簡化視圖。該示意圖僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的范圍。本領域普通技術人員會認識到各種變型、替換和修改。過程1015和/或過程1035包括過程 1510用于平面化納米結構的表面，過程1520用于暴露納米結構的段，過程1530用于在納米結構的暴露段上形成半導體接觸層，用于施加連結材料的過程1540、以及過程1550用于形成接觸層。例如，過程1015和/或過程1035用來以形成半導體接觸材料160，連結材料 162，和/或接觸層164(如圖1-6所示)。在另一個示例中，過程1510，1520，和/或1540的一個或多個被跳過。在又一個示例中，過程1530和1550結合成單個過程。
[0111]圖16是根據本發明的一個實施例作為用于在納米結構陣列上形成電極結構的方 法1000的一部分的、由平面化過程1510在基底中形成已填充且平面化的納米結構陣列的 簡化視圖。該示意圖僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的范圍。本領域普通技術 人員會認識到各種變型、替換和修改。例如在可選的過程1510處，已填充的納米結構陣列 1420被扁平化。在另一個示例中，已填充的納米結構陣列1420的至少一個表面1640做成 基本上平的。在又一個示例中，平面化過程1510暴露納米結構陣列1420的端部。在又一 個示例中，平面化過程1510包括至少一個過程選自包含的組等離子蝕刻，濕法化學蝕刻， 搭疊(lapping)，機械拋光，化學機械拋光，自發干法蝕刻等等。在又一個示例中，搭疊過程 包括使用帶銅基板的6 鉆石漿。在又一個示例中，等離子蝕刻在真空腔中使用SF6。在 又一個示例中，自發干法蝕刻使用XeF2，平面化過程1510包括等離子蝕刻。在又一個示例 中，平面化過程1510制備已填充的納米結構陣列1420用于進一步的處理、加工，和/或制 造過程。
[0112]圖16B是根據本發明的一個實施例作為用于在納米結構陣列上形成電極結構的 方法1000的一部分的、由用于暴露納米結構段的過程1520形成的、已填充且平面化的、帶 暴露段的納米結構陣列的簡化視圖。該示意圖僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求 的范圍。本領域普通技術人員會認識到各種變型、替換和修改。例如在可選的過程1520處， 形成用于納米結構陣列1420中的每一個納米結構的暴露段1650。在另一個示例中，暴露段 1650是突出段135 (如圖1-6所示的)、突出段720 (如圖7A所示)、和/或突出段725 (如 圖7A所示)。在又一個示例中，用于暴露納米結構的段的過程1520包括移除一個或多個填 充材料1430的一部分。在又一個示例中，用于暴露納米結構的段的過程1520包括利用HF 溶液蝕刻。在又一個示例中，HF溶液包括選自包含緩沖劑、表面活性劑、和其他添加物的組 的至少一個。在又一個示例中，用于暴露納米結構的段的過程1520包括在反應例子蝕刻器 中蝕刻。
[0113]圖17A是顯示了根據本發明的一個實施例作為用于在納米結構陣列上形成電極 結構的方法1000的一部分的、在暴露納米結構陣列的暴露段之前的納米結構陣列表面的 掃描電子顯微圖像。該圖像僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的范圍。本領域普 通技術人員會認識到各種變型、替換和修改。如圖1所示的7納米結構陣列的暴露段沒有 很好地暴露。例如，在圖17A中多個較暗區域代表納米結構。在另一個示例中，多個較亮區 域在圖17A中代表一個或多個填充材料。在又一個示例中，一個或多個填充材料的存在使 形成高質量的電和/或熱接觸變難。在又一個示例中，圖17A描述了用于暴露納米結構的 段的過程1520之前的納米結構陣列1420。
[0114]圖17B是顯示了根據本發明的一個實施例作為用于在納米結構陣列上形成電極 結構的方法1000的一部分的、在暴露納米結構陣列的暴露段之后的納米結構陣列表面的 掃描電子顯微圖像。該圖像僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的范圍。本領域普 通技術人員會認識到各種變型、替換和修改。如圖1所示的7B納米結構陣列的暴露段很好 地暴露。例如納米結構陣列的暴露段有效地突出。在另一個示例中，圖17B描述了用于暴 露納米結構的段的過程1520之后的納米結構陣列1420。
[0115]回到圖15，根據一些實施例，在過程1530半導體接觸層形成。例如在過程1530，納米結構的暴露段1650具有形成于其上的半導體接觸材料。在另一個示例中，半導體接觸 材料是半導體接觸材料170(如圖1-4所示)。在又一個示例中，用于形成半導體接觸層的 過程1530包括選自包含電解電鍍、無電解電鍍(electroless plating)、蒸發、飛派、分子 束外延、化學蒸汽沉積、原子層沉積、浸潰、選擇性覆層等等的組的至少一個過程。
[0116]根據某些實施例，半導體接觸材料包括一個或多個傳導材料。例如，一個或多個傳 導材料包括選自包含半導體、半金屬、金屬等等的組中的至少一個。在另一個示例中，半導 體各自選自包含31、66、(:、8、？、隊6&、48、111等等的組。在又一個示例中，半導體是摻雜的。 在又一個示例中，半金屬選自包含Be、Ge、S1、Sn等等的組。在又一個示例中，金屬選自包 含 T1、Al、Cu、Au、Ag、Pt、N1、P、B、Cr、L1、W、Mg、TiW、TiN1、TiN、Mo、TiS1、MoS1、WSi 等等 的組。在又一個示例中，半導體接觸材料包括10到90比率的TiW。在又一個示例中，半導 體接觸材料包括10到90比率的TiWJP Ni。
[0117]在又一個示例中，半導體接觸材料形成與段1650的一個或多個電接觸。在又一個 示例中，半導體接觸材料形成與段1650的一個或多個歐姆接觸。在又一個示例中，半導體 接觸材料構造成以形成與一個或多個表面的一個或多個良好熱接觸，該表面用于建立經由 納米結構陣列1420的一個或多個熱路徑，而限制一個或多個填充材料1430中的熱泄露。
[0118]根據一些實施例，在可選的過程1540，連結材料施加到半導體接觸材料。在一個示 例中，連結材料形成在半導體接觸材料和接觸層之間的層。在另一個示例中，連結材料是連 結材料172(如圖1和2所示)。在又一個示例中，連結材料包括錫焊焊料。在又一個示例 中，錫焊焊料包括來自包含Ag、Cu、Sn、Pb、Au、In、Cd、Zn、Bi等等的組的至少一個材料。在 又一個示例中，連結材料包括銅焊材料，其包括來自包含Ga、Ge、S1、Ag、Au、Pt等等的組的 至少一個材料。在又一個不例中，連結材料包括銀基金屬粘合劑。在又一個不例中，連結材 料具有IOOnm或較少的厚度。在又一個示例中，連結材料利用選自包含絲網印刷，飛濺，蒸 發，醬分配(paste dispensing),箔(foils)等等的組的一個或多個過程形成。
[0119]根據一些實施例，在過程1550，接觸層形成。例如，納米線陣列形成熱電裝置的支 柱的一部分。例如接觸層是接觸層174(如圖1-4所示)。在另一個示例中，用于形成接觸 層的過程1550包括選自包含電解電鍍，無電解電鍍，蒸發，飛濺，分子束外延，化學蒸汽沉 積，原子層沉積，浸潰，選擇性覆層等等的組的至少一個過程。
[0120]根據某些實施例，接觸層包括一個或多個傳導材料。例如，一個或多個傳導材料包 括選自包含半導體、半金屬、金屬等等的組中的至少一個。在另一個示例中，半導體各自選 自包含S1、Ge、C、B、P、N、Ga、As、In等等的組。在又一個示例中，半導體是摻雜的。在又一 個示例中，半金屬選自包含Be、Ge、S1、Sn等等的組。在又一個示例中，金屬選自包含T1、 Al、Cu、Au、Ag、Pt、N1、P、B、Cr、L1、W、Mg、TiW、TiN1、TiN、Mo、TiS1、MoS1、WSi 等等的組。
[0121]如上所述以及此處強調的，圖15僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的范 圍。本領域普通技術人員會認識到各種變型、替換和修改。在一些實施例中，用于形成一個 或多個擴散壁壘層的一個或多個過程也被實施。例如，擴散屏障層形成在納米結構的突出 段和半導體接觸層之間。在另一個示例中，擴散屏障層形成在半導體接觸層和連結材料之 間。在又一個示例中，擴散屏障層形成在連結材料和接觸層之間。在一些實施例中，用于施 加連結材料的過程1540被省略掉，而用于形成半導體接觸層的過程1530和用于形成接觸 層的過程1550結合。例如，該結合的過程形成結合的接觸層570 (如圖5和6)。[0122]回到圖10，根據一些實施例，在過程1020，一個或多個分流器形成在納米結構陣列之間。例如一個或多個分流器的每一個是分流器180 (如圖1-6所示)、分流器740AB (如圖7B所示)、和/或分流器745BC (如圖7B所示)。在另一個示例中，一個或多個分流器的每一個提供在一個或多個接觸層和熱電裝置中的其他裝置之間的電連接。在又一個示例中，其他裝置包括熱電裝置的其他支柱的一個或多個接觸層的一個或多個。在又一個示例中，一個或多個分流器的每一個具有低的薄層電阻。在又一個示例中，薄層電阻在ΙΟ,Ω/ 口和10Ω/ □之間。在又一個示例中，過程1020包括選自包含電解電鍍，無電解電鍍，蒸發，飛濺，分子束外延，化學蒸汽沉積，原子層沉積等等的組的至少一個過程。在又一個示例中，化學蒸汽沉積發生在低壓。在又一個示例中，化學蒸汽沉積是等離子加強的。在又一個示例中，一個或多個分流器的每一個包括一個或多個傳導材料。在又一個示例中，一個或多個傳導材料包括選自包含 T1、Al、Cu、Au、Ag、Pt、N1、P、B、Cr、L1、W、Mg、Tiff, TiN1、TiN、Mo、TiS1、MoS1、NiS1、WS1、石墨、鋼、鎳鐵合金、鈷鉻鎳鐵鑰錳的合金等等的組的至少一個。在又一個示例中，鎳鐵合金是合金42,其包括大約42%鎳,大約57%鐵,和痕量的碳、猛、磷、硫、娃、鉻、招和/或鈷(在重量上)。在又一個示例中，鈷鉻鎳鐵鑰猛的合金是Egiloy,其包括大約39-41%鈷，大約19-21%鉻，大約14-16%鎳，大約11.3-20.5%鐵，大約6-8%鑰，和/或大約1.5-2.5%猛(在重量上)。在又一個不例中，一個或多個分流器的每一個具有在Inm和100，OOOnm之間的厚度。
[0123]根據一些實施例，用于在納米結構陣列之間形成一個或多個分流器的過程1020包括可選的子過程用于施加一個或多個連結材料。在一個示例中，連結材料形成在一個或多個接觸層和一個或多個分流器之間的層。在另一個示例中，連結材料是如圖13，和5所示的連結材料185，。在又一個示例中，連結材料包括錫焊焊料。在又一個示例中，錫焊焊料包括至少一個材料來自包含Ag、Cu、Sn、Pb、Au、In、Cd、Zn、Bi等等的組。在又一個示例中，連結材料包括銅焊材料，其包括來自包含Ga、Ge、S1、Ag、Au、Pt等等的組的至少一個材料。在又一個示例中，連結材料包括銀基金屬粘合劑。在又一個示例中，連結材料具有IOOnm或較少的厚度。在又一個示例中，連結材料利用選自包含絲網印刷，飛濺，蒸發，醬分配，箔等等的組的一個或多個過程形成。在又一個示例中，一個或多個分流器提供第二基底以在更多的處理步驟中支持熱電裝置支柱。
[0124]根據一些實施例，在可選的過程1025，絕緣層形成在一個或多個分流器的每一個上。例如，絕緣層包括選自包含化學蒸汽沉積，低壓化學蒸汽沉積，等離子加強化學蒸汽沉積，陽極化等等的組的一個或多個過程。例如，絕緣層保護分流器的至少一個。例如，絕緣層是絕緣層750AB和/或絕緣層755BC。在另一個示例中，絕緣層提供電絕緣給分流器的至少一個。在另一個示例中，絕緣層降低分流器的至少一個在其他傳導表面上短路的可能性。在又一個示例中，絕緣層具有至少1ΜΩ的高電阻。在又一個示例中，絕緣層具有至少2ff/(m*K)的導熱率(即，瓦特每米每開氏度)。在又一個示例中，絕緣層具有IOOnm或較少的厚度。在又一個示例中，絕緣層包括選自包含Si02、Si3N4, SiN, Al2O3等等的列表的一個或多個材料。
[0125]根據一些實施例，在過程1030，材料從基底一個或多個中移除。例如材料從其中形成一個或多個納米結構陣列的一個或多個基底移除。在另一個示例中，一個或多個基底基本上移除。在又一個不例中，一個或多個基底的任一個是基底1410(如圖14和16所不)。[0126]在另一個示例中，用于移除材料的過程1530包括粗打薄(course thining)。在又一個示例中，粗打薄包括選自包含搭疊，碾磨(grinding),砂紙打磨,濕法化學蝕刻,等離子蝕刻，和自發干法蝕刻等等的組的一個或多個過程。在又一個示例中，自發干法蝕刻包括在壓控腔中施加XeF2氣體。在又一個示例中，粗打薄移除一個或多個基底等等大多數。在又一個示例中，粗打薄移除基本上所有一個或多個基底。在又一個示例中，粗打薄留下一個或多個基底的小于150 μ m。
[0127]在一些實施例中，過程1530用于移除材料包括精打薄(fine thinning)。例如精打薄包括選自包含等離子蝕刻，濕法化學蝕刻，搭疊，機械拋光，化學機械拋光，和自發干法蝕刻等等的組的一個或多個過程。在另一個示例中，自發干法蝕刻包括施加XeF2氣體在壓控腔中。在又一個示例中，等離子蝕刻包括施加SF6在真空腔中。在又一個示例中，等離子蝕刻包括施加SF6在反應例子蝕刻器中。在又一個示例中，等離子蝕刻應用于預定的時間段。在又一個示例中，精打薄過程移除基本上一個或多個基底的所有剩余部分。在又一個示例中，精打薄過程移除高至150 μ m的一個或多個基底。在又一個示例中，精打薄過程暴露下層的一個或多個納米結構陣列至少一些部分。在又一個示例中，精打薄過程移除下層的一個或多個納米結構陣列的一部分。
[0128]根據一些實施例，在過程1035，一個或多個接觸層形成在納米結構陣列上。例如，過程1035基本上相似于過程1015(如圖15所示)。在另一個示例中，形成在過程1035的一個或多個接觸層使用與形成在過程1015的一個或多個接觸層同樣的材料。在又一個示例中，形成在過程1035的一個或多個接觸層使用與形成在過程1015的一個或多個接觸層不同的材料。在又一個示例中，形成在過程1035的一個或多個接觸層具有與一個或多個接觸層形成在過程1015同樣的結構。在又一個示例中，形成在過程1035的一個或多個接觸層具有與一個或多個接觸層形成在過程1015不同的結構。在又一個示例中，形成在過程1035的一個或多個接觸層包括半導體接觸材料，連結材料、以及接觸層，而形成在過程1015 —個或多個接觸層僅包括結合的接觸層。
[0129]根據一些實施例，在過程1040，一個或多個分流器形成在納米結構陣列之間。例如，過程1040基本上相似于過程1020。在另一個示例中，過程1040形成分流器745BC和/或分流器740AB(如圖7B所示)。在又一個示例中，在過程1040形成的一個或多個分流器使用與在過程1020形成的一個或多個分流器同樣的材料。在又一個示例中，在過程1040形成的一個或多個分流器使用與在過程1020形成的一個或多個分流器不同的材料。在又一個示例中，在過程1040形成的一個或多個分流器與形成在過程1020的一個或多個分流器具有同樣的結構。在又一個示例中，在過程1040形成的一個或多個分流器具有與形成在過程1020的一個或多個分流器不同的結構。在又一個示例中，在過程1040形成的一個或多個分流器包括連結材料和一個或多個分流器，而形成在過程1020的一個或多個分流器包括僅一個或多個分流器。
[0130]根據一些實施例，在可選的過程1045絕緣層形成在一個或多個分流器上。例如，過程1045基本上相似于過程1025。在另一個示例中，過程1045形成絕緣層755BC和/或絕緣層750AB(如圖7B所示)。在又一個示例中，形成在過程1045的絕緣層使用與形成在過程1025的絕緣層同樣的材料。在又一個示例中，形成在過程1045的絕緣層使用與形成在過程1025的絕緣層不同的材料。[0131]如上所述以及此處強調的，圖10僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的范圍。本領域普通技術人員會認識到各種變型、替換和修改。在一些實施例中，用于形成一個或多個擴散壁壘層的一個或多個過程也被實施。例如一個或多個擴散壁壘層形成在一個或多個接觸層和/或一個或多個分流器之間的。
[0132]圖18是顯示了根據本發明另一個實施例的、用于形成納米結構陣列上的電極結構的方法的簡化視圖。該示意圖僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的范圍。本領域普通技術人員會認識到各種變型、替換和修改。方法1800包括過程1805用于形成一個或多個基底中的納米結構陣列，過程1810用于填充納米結構陣列，過程1815用于在納米結構陣列上形成一個或多個接觸層，過程1820用于形成一個或多個分流器在納米結構陣列之間，過程1825用于形成絕緣層，過程1830用于從一個或多個基底移除材料，過程1835用于連結納米結構陣列到一起，過程1840用于在納米結構陣列上形成一個或多個接觸層，過程1845用于形成一個或多個分流器在納米結構陣列之間、以及過程1850用于形成絕緣層。例如，方法1800用來形成熱電裝置支柱800 (如圖8A所示)和熱電裝置890 (如圖8B所示)。在另一個示例中，過程1810，1825和/或1850的一個或多個被跳過。
[0133]在一些實施例中，在過程1805，納米結構陣列形成在一個或多個基底中。例如，過程1805基本上相似于如圖11所示的過程1005。在另一個示例中，在過程1805中，過程1005用于分開地形成每一個納米結構陣列。在又一個示例中，在過程1805中，過程1005用來同時形成所有納米結構陣列。在又一個示例中，納米結構陣列是納米線陣列(例如，熱電段)810和納米線陣列815 (如圖8A所示)。
[0134]在一些實施例中，在可選的過程1810，納米結構陣列是已填充的。例如，過程1810基本上相似于過程1010(如圖13所示)。在另一個示例中，在過程1810中，過程1010用來以同樣的一個或多個填充材料填充納米結構陣列。在又一個示例中，在過程1810中，過程1010用來以不同的一個或多個填充材料填充納米結構陣列。
[0135]在某些實施例中，在過程1815，一個或多個接觸層形成在納米結構陣列上。例如，過程1815是過程1015(如圖15所示)。在另一個示例中，過程1815形成一個或多個接觸層在突出段820和/或突出段825上(如圖8A所示)。
[0136]根據一些實施例，在過程1820，一個或多個分流器形成在納米結構陣列之間。例如，過程1820是過程1020。在另一個示例中，過程1820形成分流器840AB和/或分流器845BC(如圖8B所示)。
[0137]根據某些實施例，在可選的過程1825，形成一個或多個絕緣層。例如，過程1825是過程1025。在另一個示例中，過程1825形成絕緣層850AB和/或絕緣層855BC(如圖8B所示)O
[0138]在一些實施例中，在過程1830，材料從一個或多個基底移除。例如，過程1830基本上相似于過程1030。在另一個示例中，在過程1830中，過程1030用來暴露納米線810的已填充的段(其與突出段820相對)中的多個納米線的端部(如圖8A所示)。在又一個示例中，在過程1830中，過程1030用來暴露納米線815的已填充的段(其與突出段825相對)中的多個納米線的端部(如圖8A所示)。
[0139]在某些實施例中，在過程1840，兩個或更多納米結構陣列聯結在一起。例如，兩個或更多納米結構陣列聯結在一起利用選自包含的組的一個或多個過程絲網印刷、飛濺、蒸發、醬分配、箔等等。在另一個示例中，兩個或更多納米結構陣列利用段連結材料聯結在一起。在又一個示例中，段連結材料包括錫焊焊料。在又一個示例中，錫焊焊料包括至少一個材料來自包含Ag、Cu、Sn、Pb、Au、In、Cd、Zn、Bi等等的組。在又一個示例中，段連結材料包括銅焊材料包括來自包含Ga、Ge、S1、Ag、Au、Pt等等的組的至少一個材料。在又一個示例中，段連結材料包括銀基金屬粘合劑。
[0140]在某些實施例中，在過程1840，一個或多個接觸層形成在納米結構陣列上。例如，過程1840是過程1035(如圖15所示)。在另一個示例中，過程1840形成一個或多個接觸層在突出段825和/或突出段820上(如圖8A所示)。
[0141]根據一些實施例，在過程1845，一個或多個分流器形成在納米結構陣列之間。例如，過程1845是過程1040。在另一個示例中，過程1845形成分流器845BC和/或分流器840AB(如圖8B所示)。
[0142]根據某些實施例，在可選的過程1850，形成一個或多個絕緣層。例如，過程1850是過程1045。在另一個示例中，過程1850形成絕緣層855BC和/或絕緣層850AB (如圖8B所示)O
[0143]如上所述以及此處強調的，圖18僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的范圍。本領域普通技術人員會認識到各種變型、替換和修改。在一些實施例中，用于形成一個或多個擴散壁壘層的一個或多個過程也被實施。例如一個或多個擴散壁壘層形成在一個或多個接觸層和/或一個或多個分流器之間。在一些實施例中，一個或多個接觸層的不同的變型從形成在過程1040的一個或多個接觸層形成在過程1815中。在一些實施例中，一個或多個分流器的不同變型從形成在過程1845的一個或多個分流器形成在過程1820中。在某些實施例中，多于兩個段的納米線陣列用在熱電裝置支柱中。例如，納米線的附加段聯結在納米線810的段和納米線815的段之間(如圖8A所示)。
[0144]圖19是顯示了根據本發明另一個實施例的、用于形成納米結構陣列上的電極結構的方法的簡化視圖。該示意圖僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的范圍。本領域普通技術人員會認識到各種變型、替換和修改。方法1900包括過程1905用于形成納米結構陣列在一個或多個基底的相對側中，過程1910用于填充納米結構陣列，過程1915用于在納米結構陣列上形成一個或多個接觸層，過程1920用于形成一個或多個分流器在納米結構陣列之間，過程1925用于形成絕緣層，過程1930用于在納米結構陣列上形成一個或多個接觸層，過程1935用于形成一個或多個分流器在納米結構陣列之間、以及過程1940用于形成絕緣層。例如，方法1900用來形成熱電裝置支柱900 (如圖9A所示)和熱電裝置990 (如圖9B所示)。在另一個示例中，過程1910，1925和/或1940的一個或多個被跳過。
[0145]在一些實施例中，在過程1905，納米結構陣列形成在一個或多個基底的相對側中。例如，過程1905基本上相似于如圖11所示的過程1005。圖20是根據本發明的一個實施例、由作為用于形成納米結構陣列上的電極結構的方法1900的一部分的過程1905形成的、帶有在基底的相對兩側上的納米線陣列的基底的簡化視圖。該示意圖僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的范圍。本領域普通技術人員會認識到各種變型、替換和修改。例如，納米結構陣列2020形成在基底2010的一側上，而另一個納米結構陣列2030形成在基底2010的相對側上。在另一個示例中，基底2010是基底980(如圖9A所示)。在又一個示例中，納米結構陣列2020是納米線陣列910和/或納米線陣列915 (如圖9A所示)。在又一個示例中，納米結構陣列2030是納米線陣列915和/或納米線陣列910 (如圖9A所示)。
[0146]在一些實施例中，在可選的過程1910，納米結構陣列是已填充的。例如，過程1910基本上相似于過程1010 (如圖13所示)。在另一個示例中，在過程1910期間，過程1010用來以同樣的一個或多個填充材料填充納米結構陣列。在又一個示例中，在過程1910期間，過程1010用來以不同的一個或多個填充材料填充納米結構陣列。
[0147]在某些實施例中，在過程1915，一個或多個接觸層形成在納米結構陣列上。例如，過程1915是過程1015(如圖15所示)。在另一個示例中，過程1915形成一個或多個接觸層在突出段920和/或突出段925上(如圖9A所示)。
[0148]根據一些實施例，在過程1920，一個或多個分流器形成在納米結構陣列之間。例如，過程1920是過程1020。在另一個示例中，過程1920形成分流器940AB和/或分流器945BC(如圖9B所示)。
[0149]根據某些實施例，在可選的過程1925，一個或多個絕緣層形成。例如，過程1925是過程1025。在另一個示例中，過程1925形成絕緣層950AB和/或絕緣層955BC(如圖9B所示)O
[0150]在某些實施例中，在過程1930，一個或多個接觸層形成在納米結構陣列上。例如，過程1930是過程1035(如圖15所示)。在另一個示例中，過程1930形成一個或多個接觸層在突出段925和/或突出段920上(如圖9A所示)。
[0151]根據一些實施例，在過程1935，一個或多個分流器形成在納米結構陣列之間。例如，過程1935基本上相似于過程1040。在另一個示例中，過程1935形成分流器945BC和/或分流器940AB (如圖9B所示)。
[0152]根據某些實施例，在可選的過程1940，一個或多個絕緣層形成。例如，過程1940是過程1045。在另一個示例中，過程1940形成絕緣層955BC和/或絕緣層950AB (如圖9B所示)O
[0153]如上所述以及此處強調的，圖19僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的范圍。本領域普通技術人員會認識到各種變型、替換和修改。在一些實施例中，用于形成一個或多個擴散壁壘層的一個或多個過程也被實施。例如一個或多個擴散壁壘層形成在一個或多個接觸層和/或一個或多個分流器之間。在一些實施例中，一個或多個接觸層的不同的變型從形成在過程1930中的一個或多個接觸層形成在過程1915中。在一些實施例中，一個或多個分流器的不同變型從形成在過程1935的一個或多個分流器形成在過程1920中。
[0154]根據某些實施例，基于納米線的熱電裝置設置有功能化的納米線陣列，其夾在安排成用于產生優化熱電發生器(TEG)功率的一對電極結構之間。作為示例，裝置模塊建造成具有夾在兩個電極結構之間的納米線陣列。在另一個示例中，讓一個電極結構在高入口溫度處與廢氣熱交換器(EHX)熱接觸(例如，目標熱源的溫度，在例如300°C )，而另一個電極結構在低的入口溫度與制冷劑熱交換器(CHX)接觸(例如，水制冷劑，在約溫度下)。在又一個示例中，夾在兩個電極結構之間的冗余納米線陣列附接到EHX的相對側，在鏡像對稱位置。在又一個示例中，裝置具有長度Lx平行于流體流(制冷劑的，其在EHX的逆流)和寬度LyS直于流體流。在又一個示例中，Lx和Ly的積給出裝置的尺寸Axy。在又一個示例中，陣列和冗余陣列中的納米線陣列假定具有約200 μ m的線長和范圍從100到0.0lmm2的有效橫截面積。在又一個示例中，用于陣列和冗余陣列兩者的電極結構具有范圍從I微米到1000微米的厚度和2xl(T90hmcm2的接觸電阻率。在又一個示例中，電極結構包括Tungsten,而相關的電和熱屬性都施加。在又一個示例中，EHX和CHX都可以設計成帶有某些標準特征，包括間隔放置的基板鍍有多個散熱鰭。在又一個示例中，EHX入口溫度是300或600C。在又一個示例中，陣列和冗余陣列具有導熱率為90W/(m.K)。
[0155]根據某些實施例，陣列和冗余陣列裝置參數可以鑒于所生成的TEG功率值評估和優化。例如電極結構材料選擇可以通過直接比較用于不同的材料的TEG功率容易地確定。在另一個示例中，已經發現Tungsten是比鎳鐵合金(例如,合金42)更好的選擇。在又一個示例中，電極結構優化厚度也可以確定。
[0156]圖21A和21B是顯不了對于固定的熱電橫截面積、對于不同電極結構厚度、TEG功率相對于裝置尺寸的曲線的簡化視圖。這些視圖僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的范圍。本領域普通技術人員會認識到各種變型、替換和修改。例如，納米線陣列厚度(例如，線長)設為200μπι和廢氣入口溫度設為600C°。在另一個示例中，帶有電極結構厚度約500 μ m的情況下，裝置產生的TEG功率對某些裝置尺寸Axy產生峰值。
[0157]圖22A和22B是顯示了在固定的橫截面積、對于不同電極結構厚度、TEG功率相對于裝置尺寸的曲線的簡化視圖。這些視圖僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的范圍。本領域普通技術人員會認識到各種變型、替換和修改。例如在額定條件下，較長的納米線陣列厚度會導致較高的TEG功率。在另一個示例中，廢氣入口溫度也在影響TEG功率生成方面扮演重要角色。在又一個示例中，TEG功率可以在廢氣入口溫度為600C。時比廢氣入口溫度在300C°時顯著較高，即使納米線陣列厚度具有在前種情況下200μπι的較小高度，而在后者情況下具有450 μ m的較大高度。在又一個示例中，納米線陣列厚度是450 μ m而廢氣入口溫度是300C°。
[0158]根據一個實施例，熱電裝置包括納米線、接觸層、以及分流器。每個納米線包括第一端和第二端。接觸層經由每個納米線的至少第一端電聯接納米線。分流器電聯接到接觸層。所有納米線基本上平行于彼此。第一端和接觸層之間的第一接觸電阻率范圍從10_13Ω-πι2到10_7Ω-πι2。第一端和接觸層之間的第一功函數小于0.8電子伏特。接觸層與第一熱阻相關，該第一熱阻范圍從10_2K/W到101(IK/W。例如，裝置根據至少圖1、2、3、4、5、和/或6實現。
[0159]在另一個示例中，裝置還包括位于納米線之間的一個或多個填充材料，而納米線通過一個或多個填充材料相對彼此固定位置。在又一個示例中，每個納米線還包括與第一端有關的第一段和與第二端有關的第二段，第二段基本上被一個或多個填充材料包圍，第一段從一個或多個填充材料突出，而接觸層經由每個納米線的至少第一段電聯接納米線。在又一個示例中，一個或多個填充材料各自包括選自包含光阻材料、旋涂玻璃、旋涂摻雜齊U、氣凝膠、干凝膠、氮化物、和氧化物的組的至少一個材料。在又一個示例中，一個或多個填充材料的每一個與小于50瓦特每米每開氏度的導熱率有關。在又一個示例中，第一端和第二端之間的距離是至少300 μ m。在又一個示例中，距離是至少525 μ m。在又一個示例中，納米線對應一區域，該區域在尺寸上小于0.0lmm20在又一個示例中，納米線對應一區域,該區域在尺寸上至少100mm2。在又一個示例中，裝置與至少升華溫度和融化溫度有關，升華溫度和融化溫度高于350°C。在又一個示例中，融化溫度和升華溫度高于800°C。
[0160]在又一個示例中，接觸層包括選自包含半導體，半金屬、以及金屬的組的至少一個或多個材料。在又一個示例中，半導體包括選自包含S1、Ge、C、B、P、N、Ga、As、和In的組的至少一個。在又一個示例中，半金屬包括選自包含B、Ge、S1、和Sn的組的至少一個。在又一個示例中，金屬包括選自包含 T1、Al、Cu、Au、Ag、Pt、N1、P、B、Cr、L1、W、Mg、TiW、TiN1、TiN、Mo、TiS1、MoSi JPWSi的組的至少一個。在又一個示例中，接觸層與范圍從Inm到100，OOOnm的厚度有關。在又一個示例中，分流器包括選自包含Ti，Al，Cu，Au，Ag，Pt，Ni，P，B，Cr，Li，W, Mg，Tiff, TiNi，TiN, Mo, TiSi，MoSi，NiSi，WSi，石墨，鋼，鎳鐵合金、以及η鈷鉻鎳鐵鑰錳的合金的組的至少一個或多個材料。在又一個示例中，分流器與范圍從Inm到100，OOOnm的厚度有關。
[0161]在又一個示例中，裝置還包括連結層聯接接觸層和分流器，而連結層與范圍從IO-10 Ω每平方和10 Ω每平方的薄層電阻和范圍從10_2K/W到101(IK/W的熱阻有關。在又一個示例中，連結層包括選自包含錫焊，銅焊材料，和銀基金屬粘合劑的組的一個或多個連結材料。在又一個示例中，裝置還包括形成在分流器上的絕緣層。在又一個示例中，絕緣層包括選自包含SiO2, Si3N4, SiN、以及I2O3的組的一個或多個材料。在又一個示例中，分流器設置成電聯接納米線到一個或多個裝置。
[0162]在又一個示例中，接觸層包括一個或多個第一接觸材料聯接到每個納米線的至少第一端，而一個或多個第二接觸材料經由至少一個或多個第一接觸材料電聯接每個納米線。在第一端和一個或多個第一接觸材料之間的第二接觸電阻率范圍從10-13Ω-πι2到10_7Ω-πι2。在第一端和一個或多個第一接觸材料之間的第二功函數小于0.8電子伏特。一個或多個第一接觸材料與范圍從10_2K/W到101(IK/W的第二熱阻相關。一個或多個第二接觸材料與范圍從10_2K/W到101(IK/W的第三熱阻相關。在又一個示例中，裝置還包括連結層聯接一個或多個第一接觸材料到一個或多個第二接觸材料，和連結層與范圍從10, Ω每平方和10 Ω每平方的薄層電阻和范圍從10_2K/W到101(IK/W的熱阻有關。
[0163]在又一個示例中，連結層包括選自包含錫焊，銅焊材料，和銀基金屬粘合劑的組的一個或多個連結材料。在又一個示例中，第一接觸電阻率和第二接觸電阻率是相同的。在又一個示例中，第一功函數和第二功函數是相同的。在又一個示例中，一個或多個第一接觸材料和一個或多個第二接觸材料是相同的。在又一個示例中，一個或多個第一接觸材料和一個或多個第二接觸材料是不同的。
[0164]根據另一個實施例，熱電裝置包括納米線、第一電極結構以及第二電極結構。每個納米線包括第一端和與第一端相對的第二端。第一電極結構包括第一接觸層和第一分流器，第一接觸層經由每個納米線的至少第一端電聯接納米線，第一分流器電聯接到第一接觸層。第二電極結構包括第二接觸層和第二分流器，第二接觸層經由每個納米線的至少第二端電聯接納米線，第二分流器電聯接到第二接觸層。所有納米線基本上平行于彼此。第一端和第一接觸層之間的第一接觸電阻率范圍從10_13Ωι2到10_7Ωι2。第一端和第一接觸層之間的第一功函數小于0.8電子伏特。第一接觸層與第一熱阻相關，該第一熱阻范圍從10_2K/W到101(IK/W。第二端和第二接觸層之間的第二接觸電阻率范圍從10_13Ω-πι2到10_7Ω-πι2。第二端和第二接觸層之間的第二功函數小于0.8電子伏特。第二接觸層與第二熱阻有關，該第二熱阻范圍從10_2K/W到101(IK/W。例如，裝置根據至少圖7A和/或7B執行。[0165]在另一個示例中，裝置還包括聯接第一分流器到第一接觸的一個或多個第一連結材料和聯接第二分流器到第二接觸的一個或多個第二連結材料。一個或多個第一連結材料與范圍從KTki Ω每平方到10 Ω每平方的第一薄層電阻和范圍從10_2K/W到101(IK/W的第三熱阻相關。一個或多個第二連結材料與范圍從10, Ω每平方到10 Ω每平方的第二薄層電阻和范圍從10_2K/W到101(IK/W的第四熱阻相關。在又一個示例中，第一接觸層包括一個或多個第一接觸材料，其電聯接到每個納米線的至少第一端，和一個或多個第二接觸材料，經由至少一個或多個第一接觸材料電聯接每個納米線。在第一端和一個或多個第一接觸材料之間的第三接觸電阻率范圍從10_13Ω-m2到10_7Ωπ-m2。在第一端和一個或多個第一接觸材料之間的第三功函數小于0.8電子伏特。一個或多個第一接觸材料與第三熱阻相關，其范圍從10_2K/W到101(IK/W。一個或多個第二接觸材料與第四熱阻相關，其范圍從10_2K/W到1010K/W。
[0166]在又一個示例中，第一分流器設置成電聯接每個納米線的第一端到一個或多個裝置。在又一個示例中，第二分流器設置成電聯接每個納米線的第二端到一個或多個裝置。
[0167]根據又一個實施例，熱電裝置包括第一納米線，第一電極結構，與第一納米線不同的第二納米線、以及第二電極結構。每一個第一納米線包括第一端和與第一端相對的第二端。第一電極結構包括第一接觸層和第一分流器，第一接觸層經由每一個第一納米線的至少第一端電聯接第一納米線，第一分流器電聯接到第一接觸層。每一個第二納米線包括第三端和與第三端相對的第四端。第二電極結構包括第二接觸層和第二分流器，第二接觸層經由每一個第二納米線的至少第三端電聯接第二納米線，第二分流器電聯接到第二接觸層。所有第一納米線基本上平行于彼此。所有第二納米線基本上平行于彼此。第一端和第一接觸層之間的第一接觸電阻率范圍從10-13Ω-πι2到10_7 Ω-m2。第一端和第一接觸層之間的第一功函數小于0.8電子伏特。第一接觸層與第一熱阻相關，該第一熱阻范圍從10_2K/W到101(IK/W。第三端和第二接觸層之間的第二接觸電阻率范圍從10_13Ω-πι2到10_7Ω-πι2。第三端和第二接觸層之間的第二功函數小于0.8電子伏特。第二接觸層與第二熱阻有關，該第二熱阻范圍從10_2K/W到101(IK/W。第二端電聯接到第四端。例如，裝置根據至少圖8A和/或8B實現。
[0168]在另一個示例中，裝置還包括一個或多個連結材料，其包括第一側和與第一側相對的第二側。第一側電聯接到第二端而第二側電聯接到第四端。一個或多個連結材料與范圍從ΙΟ,Ω每平方到10Ω每平方的薄層電阻和范圍從10_2K/W到101(IK/W的第三熱阻相關。在又一個示例中，一個或多個連結材料選自包含錫焊，銅焊材料，和銀基金屬粘合劑的組。在又一個示例中，裝置還包括聯接第一分流器到第一接觸的一個或多個第一連結材料和聯接第二分流器到第二接觸的一個或多個第二連結材料。一個或多個第一連結材料與范圍從ΙΟ,Ω每平方到10 Ω每平方的第一薄層電阻和范圍從10_2K/W到101(IK/W的第三熱阻相關。一個或多個第二連結材料與范圍從10, Ω每平方到10Ω每平方的第二薄層電阻和范圍從10_2K/W到101QK/W的第四熱阻相關。
[0169]根據又一個實施例，熱電裝置包括與基底的第一側相關的第一納米線，第一電極結構，與基底的第二側相關的第二納米線、以及第二電極結構。每一個第一納米線包括第一端和與第一端相對的第二端。第一電極結構包括第一接觸層和第一分流器，第一接觸層經由每一個第一納米線的至少第一端電聯接第一納米線，第一分流器電聯接到第一接觸層。第二納米線不同于第一納米線。第二側與第一側相對。每一個第二納米線包括第三端和與第三端相對的第四端。第二電極結構包括第二接觸層和第二分流器，第二接觸層經由每一個第二納米線的至少第三端電聯接第二納米線，第二分流器電聯接到第二接觸層。所有第一納米線基本上平行于彼此。所有第二納米線基本上平行于彼此。第一端和第一接觸層之間的第一接觸電阻率范圍從10_13Ω-πι2到10_7Ω-πι2。第一端和第一接觸層之間的第一功函數小于0.8電子伏特。第一接觸層與第一熱阻相關，該第一熱阻范圍從10_2K/W到101(IK/W。第三端和第二接觸層之間的第二接觸電阻率范圍從10_13Ω-πι2到10_7Ω-πι2。第三端和第二接觸層之間的第二功函數小于0.8電子伏特。第二接觸層與第二熱阻有關，該第二熱阻范圍從10_2K/W到IO1VW0例如，裝置根據至少圖9A和/或9B實現。
[0170]在另一個示例中，裝置還包括聯接第一分流器到第一接觸的一個或多個第一連結材料和聯接第二分流器到第二接觸的一個或多個第二連結材料。一個或多個第一連結材料與范圍從ΙΟ,Ω每平方到10 Ω每平方的第一薄層電阻和范圍從10_2K/W到101(IK/W的第三熱阻相關。一個或多個第二連結材料與范圍從10, Ω每平方到10Ω每平方的第二薄層電阻和范圍從10_2K/W到101(IK/W的第四熱阻相關。
[0171]根據又一個實施例，一種用于制造熱電裝置的方法包括形成納米線、沉積接觸層、以及形成分流器。每個納米線包括第一端和第二端。接觸層經由每個納米線的至少第一端電聯接納米線。分流器電聯接到接觸層。所有納米線基本上平行于彼此。第一端和接觸層之間的第一接觸電阻率范圍從10_13Ω-πι2到10_7Ω-πι2。第一端和接觸層之間的第一功函數小于0.8電子伏特。接觸層與第一熱阻相關，該第一熱阻范圍從10_2K/W到101(IK/W。例如，方法根據至少圖10實現。
[0172]在另一個示例中，方法還包括利用一個或多個連結材料連結接觸層到分流器。在又一個示例中，方法還包括在分流器上形成絕緣層。在又一個示例中，用于沉積接觸層的過程包括沉積一個或多個第一接觸材料在每個納米線的至少第一端上和沉積經由至少一個或多個第一接觸材料電聯接每個納米線的一個或多個第二接觸材料。在第一端和一個或多個第一接觸材料之間的第二接觸電阻率范圍從10_13Ω-πι2到10_7Ω-πι2。在第一端和一個或多個第一接觸材料之間的第二功函數小于0.8電子伏特。一個或多個第一接觸材料與第二熱阻相關，其范圍從10_2K/W到101(IK/W。一個或多個第二接觸材料與第三熱阻相關，其范圍從10_2K/W到101(IK/W。在又一個示例中，用于形成接觸層的過程還包括利用一個或多個連結材料連結一個或多個第一接觸材料到一個或多個第二接觸材料。
[0173]根據又一個實施例，一種用于制造熱電裝置的方法包括形成納米線，形成第一電極結構，以及形成第二電極結構。每個納米線包括第一端和與第一端相對的第二端。形成第一電極結構包括沉積第一接觸層以及形成第一分流器，第一接觸層經由每個納米線的至少第一端電聯接納米線，第一分流器電聯接到第一接觸層。形成第二電極結構包括沉積第二接觸層以及形成第二分流器，第二接觸層經由每個納米線的至少第二端電聯接納米線，第二分流器電聯接到第二接觸層。所有納米線基本上平行于彼此。第一端和第一接觸層之間的第一接觸電阻率范圍從10_13Ω-πι2到10_7Ω-πι2。第一端和第一接觸層之間的第一功函數小于0.8電子伏特。第一接觸層與第一熱阻相關，該第一熱阻范圍從10_2K/W到101(IK/W。第二端和第二接觸層之間的第二接觸電阻率范圍從10_13Ω-πι2到10_7Ω-πι2。第二端和第二接觸層之間的第二功函數小于0.8電子伏特。第二接觸層與第二熱阻有關，該第二熱阻范圍從10_2K/W到101(IK/W。例如，方法根據至少圖10執行。
[0174]在又一個實施例中，一種用于制造熱電裝置的方法包括形成第一納米線，形成第一電極結構，形成與第一納米線不同的第二納米線，形成第二電極結構，和電聯接第二端到第四端。每一個第一納米線包括第一端和與第一端相對的第二端。形成第一電極結構包括沉積第一接觸層以及形成第一分流器，第一接觸層經由每一個第一納米線的至少第一端電聯接第一納米線，第一分流器電聯接到第一接觸層。每一個第二納米線包括第三端和與第三端相對的第四端。形成第二電極結構包括沉積第二接觸層以及形成第二分流器，第二接觸層經由每一個第二納米線的至少第三端電聯接第二納米線，第二分流器電聯接到第二接觸層。所有第一納米線基本上平行于彼此。所有第二納米線基本上平行于彼此。第一端和第一接觸層之間的第一接觸電阻率范圍從10_13Ω-πι2到10_7Ω-πι2。第一端和第一接觸層之間的第一功函數小于0.8電子伏特。第一接觸層與第一熱阻相關，該第一熱阻范圍從IO-2K/W到101(IK/W。第三端和第二接觸層之間的第二接觸電阻率范圍從10_13Ω-πι2到10_7Ω-πι2。第三端和第二接觸層之間的第二功函數小于0.8電子伏特。第二接觸層與第二熱阻有關，該第二熱阻范圍從10_2K/W到101(IK/W。例如，方法根據至少圖18執行。
[0175]在另一個示例中，用于電聯接第二端和第四端的過程包括利用一個或多個連結材料連結第二端到第四端。一個或多個連結材料包括第一側和與第一側相對的第二側。第一側電聯接到第二端。第二側電聯接到第四端。一個或多個連結材料與范圍從10, Ω每平方到10 Ω每平方的薄層電阻和范圍從10_2K/W到101(IK/W的第三熱阻相關。在又一個示例中，方法還包括形成第三納米線，每一個第三納米線包括第五端和與第五端相對的第六端。用于電聯接第二端和第四端的過程包括利用一個或多個第一連結材料連結第二端到第五端和利用一個或多個第二連結材料連結第四端到第六端。所有第三納米線基本上平行于彼此。
[0176]根據又一個實施例，一種用于制造熱電裝置的方法包括形成與基底的第一側相關的第一納米線，形成第一電極結構，形成與基底的第二側相關的第二金屬線，以及形成第二電極結構。每一個第一納米線包括第一端和與第一端相對的第二端。形成第一電極結構包括沉積第一接觸層以及形成第一分流器，第一接觸層經由每一個第一納米線的至少第一端電聯接第一納米線，第一分流器電聯接到第一接觸層。第二納米線不同于第一納米線。第二側與第一側相對。每一個第二納米線包括第三端和與第三端相對的第四端。形成第二電極結構包括沉積第二接觸層以及形成第二分流器，第二接觸層經由每一個第二納米線的至少第三端電聯接第二納米線，第二分流器電聯接到第二接觸層。所有第一納米線基本上平行于彼此。所有第二納米線基本上平行于彼此。第一端和第一接觸層之間的第一接觸電阻率范圍從10 13 Ω-m2到10 7 Ω-m2。第一端和第一接觸層之間的第一功函數小于0.8電子伏特。第一接觸層與第一熱阻相關，該第一熱阻范圍從10_2K/W到101(IK/W。第三端和第二接觸層之間的第二接觸電阻率范圍從10_13Ω-πι2到10_7Ω-πι2。第三端和第二接觸層之間的第二功函數小于0.8電子伏特。第二接觸層與第二熱阻有關，該第二熱阻范圍從10_2K/W到101(IK/W。例如，本方法根據至少圖19實現。
[0177]雖然描述了本發明的具體實施例，但是本領域的技術人員將會理解，存在與所述實施例等效的其它實施例。例如，本發明的各個實施例和/或示例能夠相結合。相應地，要理解，本發明并不受具體所示實施例限制，而是僅受到所附權利要求書的范圍限制。
【權利要求】
1.一種熱電裝置，所述裝置包括:納米線，每個納米線包括第一端和第二端；接觸層，其經由每個納米線的至少第一端電聯接納米線；和分流器，其電聯接到接觸層；其中:所有納米線基本上平行于彼此；第一端和接觸層之間的第一接觸電阻率范圍從10_13Q-m2到10_7Q-m2 ；第一端和接觸層之間的第一功函數小于0.8電子伏特；而接觸層與第一熱阻相關，該第一熱阻范圍從10_2K/W到101(IK/W。
2.根據權利要求1所述的裝置，還包括:一個或多個填充材料，其位于納米線之間；其中納米線通過一個或多個 填充材料相對彼此固定位置。
3.根據權利要求2所述的裝置，其中:每個所述納米線還包括與第一端有關的第一段和與第二端有關的第二段；第二段基本上被一個或多個填充材料包圍；第一段從一個或多個填充材料突出；而接觸層經由每個納米線的至少第一段電聯接納米線。
4.根據權利要求2所述的裝置，其中，所述一個或多個填充材料各自包括選自包含光阻材料、旋涂玻璃、旋涂摻雜劑、氣凝膠、干凝膠、氮化物和氧化物的組的至少一個材料。
5.根據權利要求2所述的裝置，其中，所述一個或多個填充材料的每一個都與小于50 瓦特每米每開氏度的導熱率有關。
6.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述第一端和所述第二端之間的距離是至少 300 u m0
7.根據權利要求6所述的裝置，其中，所述距離是至少525u m。
8.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述納米線對應一區域，該區域在尺寸上小于 0.01mm2。
9.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述納米線對應一區域，該區域在尺寸上至少 I OOmm20
10.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述裝置與至少升華溫度和融化溫度有關，所述升華溫度和所述融化溫度高于350°C。
11.根據權利要求10所述的裝置，其中，所述融化溫度和所述升華溫度高于800°C。
12.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述接觸層包括選自包含半導體，半金屬、以及金屬的組的至少一個或多個材料。
13.根據權利要求12所述的裝置，其中，所述半導體包括選自包含S1、Ge、C、B、P、N、 Ga、As和In的組的至少一個。
14.根據權利要求12所述的裝置，其中，所述半金屬包括選自包含B、Ge、S1、和Sn的組的至少一個。
15.根據權利要求12所述的裝置，其中，所述金屬包括選自包含T1、Al、Cu、Au、Ag、Pt、 N1、P、B、Cr、L1、W、Mg、Tiff, TiN1、TiN、Mo、TiS1、MoSi 和 WSi 的組的至少一個。
16.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述接觸層與范圍從Inm到100，OOOnm的厚度有關。
17.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述分流器包括選自包含的T1、Al、Cu、Au、Ag、 Pt、N1、P、B、Cr、L1、W、Mg、Tiff, TiN1、TiN、Mo、TiS1、MoS1、NiS1、WS1、石墨、鋼、鎳鐵合金、 以及鈷鉻鎳鐵鑰錳的合金的組的至少一個或多個材料
18.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述分流器與范圍從Inm到100，OOOnm的厚度有關。
19.根據權利要求1所述的裝置，還包括:連結層，其聯接接觸層和所述分流器；其中所述連結層與下列有關:范圍從10_1(IQ每平方和IOQ每平方的薄層電阻；和范圍從10_2K/W到101CIK/W的熱阻。
20.根據權利要求19所述的裝置，其中，所述連結層包括選自包含錫焊，銅焊材料，和銀基金屬粘合劑的組的一個或多個連結材料。
21.根據權利要求1所述的裝置，還包括形成在分流器上的絕緣層。
22.根據權利要求21所述的裝置，其中，所述絕緣層包括選自包含Si02、Si3N4,SiN、以及Al2O3的組的一個或多個材料。
23.根據權利要求1所述 的裝置，其中，所述分流器設置成電聯接納米線到一個或多個所述的裝置。
24.根據權利要求1所述的裝置，其中所述接觸層包括:一個或多個第一接觸材料，其聯接到每個納米線的至少第一端；而一個或多個第二接觸材料，其經由至少所述一個或多個第一接觸材料電聯接每個納米線.其中:在第一端和一個或多個第一接觸材料之間的第二接觸電阻率范圍從IO-13Q-Hi2到 1(T7 Q -m2 ；在第一端和一個或多個第一接觸材料之間的第二功函數小于0.8電子伏特；所述一個或多個第一接觸材料與第二熱阻相關，其范圍從10_2K/W到IOltVW ;而所述一個或多個第二接觸材料與第三熱阻相關，其范圍從10_2K/W到101(IK/W。
25.根據權利要求24所述的裝置，還包括:連結層，其聯接所述一個或多個第一接觸材料到所述一個或多個第二接觸材料； 其中所述連結層與下列有關:薄層電阻，其范圍從10_1(IQ每平方和IOQ每平方；和熱阻，其范圍從10」K/W到101CIK/W。
26.根據權利要求25所述的裝置，其中，所述連結層包括選自包含錫焊、銅焊材料、和銀基金屬粘合劑的組的一個或多個連結材料。
27.根據權利要求24所述的裝置，其中，所述第一接觸電阻率和所述第二接觸電阻率是相同的。
28.根據權利要求24所述的裝置，其中，所述第一功函數和所述第二功函數是相同的。
29.根據權利要求24所述的裝置，其中，所述一個或多個第一接觸材料和所述一個或多個第二接觸材料是相同的。
30.根據權利要求24所述的裝置，其中，所述一個或多個第一接觸材料和所述一個或多個第二接觸材料是不同的。
31.一種熱電裝置，所述裝置包括:納米線，每個納米線包括第一端和與第一端相對的第二端；第一電極結構，其包括第一接觸層和第一分流器，第一接觸層經由每個納米線的至少第一端電聯接納米線，第一分流器電聯接到第一接觸層；而第二電極結構，其包括第二接觸層和第二分流器，所述第二接觸層經由每個納米線的至少第二端電聯接納米線，所述第二分流器電聯接到所述第二接觸層；其中:所有納米線基本上平行于彼此；第一端和第一接觸層之間的第一接觸電阻率范圍從10_13Q-m2到10_7Q-m2 ；第一端和第一接觸層之間的第一功函數小于0.8電子伏特；第一接觸層與第一熱阻相關，該第一熱阻范圍從10_2K/W到101(IK/W ；第二端和第二接觸層之間的第二接觸電阻率范圍從10_13Q-m2到10_7Q-m2 ；第二端和第二接觸層之間的第二功函數小于0.8電子伏特；所述第二接觸層與第二熱阻有關，該第`二熱阻范圍從10_2K/W到101(IK/W。
32.根據權利要求31所述的裝置，還包括:聯接所述第一分流器到第一接觸的一個或多個第一連結材料；而聯接所述第二分流器到第二接觸的一個或多個第二連結材料；其中所述一個或多個第一連結材料與下列有關:第一薄層電阻，其范圍從10_1(IQ每平方到IOQ每平方；和第三熱阻，其范圍從10」K/W到IOicVW ；其中所述一個或多個第二連結材料與下列有關:第二薄層電阻，其范圍從10_1(IQ每平方到IOQ每平方；和第四熱阻，其范圍從10_2K/W到101(IK/W。
33.根據權利要求31所述的裝置，其中，所述第一接觸層包括:所述一個或多個第一接觸材料電聯接到每個納米線的至少第一端；而所述一個或多個第二接觸材料，電聯接每個納米線經由至少所述一個或多個第一接觸材料；其中:在第一端和一個或多個第一接觸材料之間的第三接觸電阻率范圍從10_13Q-m2到 1(T7 Q -m2 ；在第一端和一個或多個第一接觸材料之間的第三功函數小于0.8電子伏特；所述一個或多個第一接觸材料與第三熱阻相關，其范圍從10_2K/W到IOltVW ;而所述一個或多個第二接觸材料與第四熱阻相關，其范圍從10_2K/W到101(IK/W。
34.根據權利要求31所述的裝置，其中，所述第一分流器設置成電聯接每個納米線的第一端到一個或多個裝置。
35.根據權利要求31所述的裝置，其中，所述第二分流器設置成電聯接所述每個納米線的第二端到一個或多個裝置。
36.一種熱電裝置，所述裝置包括:第一納米線，每一個第一納米線包括第一端和與第一端相對的第二端；第一電極結構，其包括第一接觸層和第一分流器，第一接觸層經由每一個第一納米線的至少第一端電聯接所述第一納米線，第一分流器電聯接到第一接觸層；與第一納米線不同的第二納米線，每一個第二納米線包括第三端和與第三端相對的第四端；而第二電極結構，其包括第二接觸層和第二分流器，所述第二接觸層經由每一個第二納米線的至少第三端電聯接所述第二納米線，所述第二分流器電聯接到所述第二接觸層； 其中:所有第一納米線基本上平行于彼此；所有第二納米線基本上平行于彼此；第一端和第一接觸層之間的第一接觸電阻率范圍從10_13Q-m2到10_7Q-m2 ；第一端和第一接觸層之間的第一功函數小于0.8電子伏特； 第一接觸層與第一熱阻相關，該第一熱阻范圍從10_2K/W到101(IK/W ；第三端和第二接觸層之間的第二接觸電阻率范圍從10_13Q-m2到10_7Q-m2 ；第三端和第二接觸層之間的第二功函數小于0.8電子伏特；第二接觸層與第二熱阻有關，該第二熱阻范圍從10_2K/W到101(IK/W ;而所述第二端電聯接到所述第四端。
37.根據權利要求36所述的裝置，還包括:一個或多個連結材料，其包括第一側和與第一側相對的第二側；其中:所述第一側電聯接到所述第二端；而所述第二側電聯接到所述第四端；其中所述一個或多個連結材料與下列有關:薄層電阻，其范圍從10_1(IQ每平方到IOQ每平方；和第三熱阻，其范圍從10_2K/W到101(IK/W。
38.根據權利要求37所述的裝置，其中，所述一個或多個連結材料選自包含錫焊、銅焊材料、和銀基金屬粘合劑的組。
39.根據權利要求36所述的裝置，還包括:聯接所述第一分流器到第一接觸的一個或多個第一連結材料；而聯接所述第二分流器到第二接觸的一個或多個第二連結材料；其中所述一個或多個第一連結材料與下列有關:第一薄層電阻，其范圍從10_1(IQ每平方到IOQ每平方；和第三熱阻，其范圍從10_2K/W到101(IK/W ；其中所述一個或多個第二連結材料與下列有關:第二薄層電阻，其范圍從10_1(IQ每平方到IOQ每平方；和第四熱阻，其范圍從10_2K/W到101(IK/W。
40.一種熱電裝置，所述裝置包括:與基底的第一側相關的第一納米線，每一個第一納米線包括第一端和與第一端相對的A-Ap -?上山弟_--? ；第一電極結構，其包括第一接觸層和第一分流器，第一接觸層經由每一個第一納米線的至少第一端電聯接所述第一納米線，第一分流器電聯接到第一接觸層；與基底的第二側相關的第二納米線，所述第二納米線不同于第一納米線，所述第二側與第一側相對，每一個第二納米線包括第三端和與第三端相對的第四端；而第二電極結構，其包括第二接觸層和第二分流器，所述第二接觸層經由每一個第二納米線的至少第三端電聯接所述第二納米線，所述第二分流器電聯接到所述第二接觸層； 其中:所有第一納米線基本上平行于彼此；所有第二納米線基本上平行于彼此；第一端和第一接觸層之間的第一接觸電阻率范圍從10_13Q-m2到10_7Q-m2 ；第一端和第一接觸層之間的第一功函數小于0.8電子伏特；第一接觸層與第一熱阻相關，該第一熱阻范圍從10_2K/W到101(IK/W ；第三端和第二接觸層之間的第二接觸電阻率范圍從10_13Q-m2到10_7Q-m2 ；第三端和第二接觸層之間的 第二功函數小于0.8電子伏特；而所述第二接觸層與第二熱阻有關，該第二熱阻范圍從10_2K/W到101(IK/W。
41.根據權利要求40所述的裝置，還包括:聯接所述第一分流器到第一接觸的一個或多個第一連結材料；而聯接所述第二分流器到第二接觸的一個或多個第二連結材料；其中所述一個或多個第一連結材料與下列有關:第一薄層電阻，其范圍從10_1(IQ每平方到IOQ每平方；和第三熱阻，其范圍從10_2K/W到101(IK/W ；其中所述一個或多個第二連結材料與下列有關:第二薄層電阻，其范圍從10_1(IQ每平方到IOQ每平方；和第四熱阻，其范圍從10_2K/W到101(IK/W。
42.一種用于制造熱電裝置的方法，所述方法包括:形成納米線，每個納米線包括第一端和第二端；沉積接觸層，其經由每個納米線的至少第一端電聯接納米線；而形成分流器，其電聯接到接觸層；其中:所有納米線基本上平行于彼此；第一端和接觸層之間的第一接觸電阻率范圍從10_13Q-m2到10_7Q-m2 ；第一端和接觸層之間的第一功函數小于0.8電子伏特；而接觸層與第一熱阻相關，該第一熱阻范圍從10_2K/W到101(IK/W。
43.根據權利要求42所述的方法，還包括利用一個或多個連結材料連結接觸層到分流器。
44.根據權利要求42所述的方法，還包括在分流器上形成絕緣層。
45.根據權利要求42所述的方法，其中，所述用于沉積接觸層的過程包括:沉積一個或多個第一接觸材料在每個納米線的至少第一端上；而沉積一個或多個第二接觸材料，其經由至少所述一個或多個第一接觸材料電聯接每個納米線；其中:在第一端和一個或多個第一接觸材料之間的第二接觸電阻率范圍從IO-13Q-Hi2到 1(T7 Q -m2 ；在第一端和一個或多個第一接觸材料之間的第二功函數小于0.8電子伏特；所述一個或多個第一接觸材料與第二熱阻相關，其范圍從10_2K/W到IOltVW ;而所述一個或多個第二接觸材料與第三熱阻相關，其范圍從10_2K/W到101(IK/W。
46.根據權利要求45所述的方法，其中，所述用于形成接觸層的過程還包括利用一個或多個連結材料連結所述一個或多個第一接觸材料到所述一個或多個第二接觸材料。
47.一種用于制造熱電裝置的方法，所述方法包括:形成納米線，每個納米線包括第一端和與第一端相對的第二端；形成第一電極結構，其包括沉積第一接觸層以及形成第一分流器，第一接觸層經由每個納米線的至少第一端電聯接納米線，第一分流器電聯接到第一接觸層；而形成第二電極結構，其包括沉積第二接觸層以及形成第二分流器，所述第二接觸層經由每個納米線的至少第二端電聯接納米線，所述第二分流器電聯接到所述第二接觸層； 其中:所有納米線基本上平行于彼此； 第一端和第一接觸層之間的第一接觸電阻率范圍從10_13Q-m2到10_7Q-m2 ；第一端和第一接觸層之間的第一功函數小于0.8電子伏特；第一接觸層與第一熱阻相關，該第一熱阻范圍從10_2K/W到101(IK/W ；第二端和第二接觸層之間的第二接觸電阻率范圍從10_13Q-m2到10_7Q-m2 ；第二端和第二接觸層之間的第二功函數小于0.8電子伏特；所述第二接觸層與第二熱阻有關，該第二熱阻范圍從10_2K/W到101(IK/W。
48.一種用于制造熱電裝置的方法，所述方法包括:形成第一納米線，每一個第一納米線包括第一端和與第一端相對的第二端；形成第一電極結構，包括沉積第一接觸層以及形成第一分流器，第一接觸層經由每一個第一納米線的至少第一端電聯接所述第一納米線，第一分流器電聯接到第一接觸層；形成與第一納米線不同的第二納米線，每一個第二納米線包括第三端和與第三端相對的第四端；形成第二電極結構，包括沉積第二接觸層以及形成第二分流器，所述第二接觸層經由每一個第二納米線的至少第三端電聯接所述第二納米線，所述第二分流器電聯接到所述第二接觸層；而電聯接第二端到第四端；其中:所有第一納米線基本上平行于彼此；所有第二納米線基本上平行于彼此；第一端和第一接觸層之間的第一接觸電阻率范圍從10_13Q-m2到10_7Q-m2 ；第一端和第一接觸層之間的第一功函數小于0.8電子伏特；第一接觸層與第一熱阻相關，該第一熱阻范圍從10_2K/W到101(IK/W ；第三端和第二接觸層之間的第二接觸電阻率范圍從10_13Q-m2到10_7Q-m2 ；第三端和第二接觸層之間的第二功函數小于0.8電子伏特；而所述第二接觸層與第二熱阻有關，該第二熱阻范圍從10_2K/W到101(IK/W。
49.根據權利要求48所述的方法，其中，所述用于電聯接第二端和第四端的過程包括利用包括第一側和與第一側相對的第二側的一個或多個連結材料連結第二端到第四端；其中: 所述第一側電聯接到所述第二端；而所述第二側電聯接到所述第四端；其中所述一個或多個連結材料與下列有關:薄層電阻，其范圍從10_1(IQ每平方到IOQ每平方；和第三熱阻，其范圍從10_2K/W到101(IK/W。
50.根據權利要求48所述的方法，還包括:形成第三納米線，每一個第三納米線包括第五端和與第五端相對的第六端；其中所述用于電聯接第二端和第四端的過程包括:利用一個或多個第一連結材料連結所述第二端到所述第五端；和利用一個或多個第二連結材料連結所述第四端到所述第六端；其中所有第三納米線基本上平行于彼此。
51.一種用于制造熱電裝置的方法，所述方法包括:形成與基底的第一側相關的第一納米線，每一個第一納米線包括第一端和與第一端相對的第二端；形成第一電極結構，包括沉積第一接觸層以及形成第一分流器，第一接觸層經由每一個第一納米線的至少第一端電聯接所述第一納米線，第一分流器電聯接到第一接觸層； 形成與基底的第二側相關的第二納米線，所述第二納米線不同于第一納米線，所述第二側與第一側相對，而每一個第二納米線包括第三端和與第三端相對的第四端；而形成第二電極結構，包括沉積第二接觸層以及形成第二分流器，所述第二接觸層經由每一個第二納米線的至少第三端電聯接所述第二納米線，所述第二分流器電聯接到所述第二接觸層；其中:所有第一納米線基本上平行于彼此；所有第二納米線基本上平行于彼此；第一端和第一接觸層之間的第一接觸電阻率范圍從10_13Q-m2到10_7Q-m2 ；第一端和第一接觸層之間的第一功函數小于0.8電子伏特；第一接觸層與第一熱阻相關，該第一熱阻范圍從10_2K/W到101(IK/W ；第三端和第二接觸層之間的第二接觸電阻率范圍從10_13Q-m2到10_7Q-m2 ；第三端和第二接觸層之間的第二功函數小于0.8電子伏特；而所述第二接觸層與第二熱阻有關，該第二熱阻范圍從10_2K/W到101(IK/W。
【文檔編號】H01L29/06GK103460387SQ201280016754
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年2月1日 優先權日:2011年2月2日
【發明者】馬修·L·斯卡林, 馬達夫·A·卡里, 亞當·洛里默, 塞爾文·姆肯海恩, 加布里埃爾·馬特斯, 賈斯汀·泰內斯·卡德爾, 芭芭拉·瓦克爾 申請人:阿爾法貝特能源公司