(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属電極を含み、互いに対向して配置される第１基板及び第２基板と、
前記第１基板及び第２基板の間に、前記第１基板及び第２基板の他面に形成された電極パターンを媒介にして直列接続される構造で配置され、ナノ粒子がドープされたＮ型熱電半導体素子とＰ型熱電半導体素子が交互に配置される構造で形成される複数の熱電素子と、を含み、
前記ナノ粒子がドープされたＮ型熱電半導体素子及びＰ型熱電半導体素子は、一定の間隔を置いて形成されたフォノン散乱膜をさらに含む、ナノ粒子をドープした熱電素子を含む熱電モジュール。
【請求項２】
前記フォノン散乱膜の厚さは１ｎｍ〜１００ｎｍである、請求項１に記載のナノ粒子をドープした熱電素子を含む熱電モジュール。
【請求項３】
前記フォノン散乱膜は０.０１ｍｍ〜０.１ｍｍの間隔を置いて形成される、請求項１又は２に記載のナノ粒子をドープした熱電素子を含む熱電モジュール。
【請求項４】
前記フォノン散乱膜は、アンチモン(Ｓｂ)、セレン(Ｓｅ)、ホウ素(Ｂ)、ガリウム(Ｇａ)、又はインジウム(Ｉｎ)のうちいずれか一つからなる、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のナノ粒子をドープした熱電素子を含む熱電モジュール。
【請求項５】
前記ナノ粒子の粒径は１ｎｍ〜１００ｎｍである、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のナノ粒子をドープした熱電素子を含む熱電モジュール。
【請求項６】
前記ナノ粒子は、アンチモン(Ｓｂ)、セレン(Ｓｅ)、ホウ素(Ｂ)、ガリウム(Ｇａ)、又はインジウム(Ｉｎ)のうちいずれか一つからなる、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のナノ粒子をドープした熱電素子を含む熱電モジュール。
【請求項７】
熱電モジュールは、前記金属電極と前記熱電素子との間に形成される拡散防止膜をさらに含む、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のナノ粒子をドープした熱電素子を含む熱電モジュール。
【請求項８】
前記拡散防止膜は、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｐｔ、Ｎｉのうち少なくともいずれか一つからなる、請求項７に記載のナノ粒子をドープした熱電素子を含む熱電モジュール。
【請求項９】
前記第１及び第２基板は、シリコン(ｓｉｌｉｃｏｎ)基板、アルミニウム(ａｌｕｍｉｎｕｍ)、窒化アルミニウム(ａｌｕｍｉｎｕｍ ｎｉｔｒｉｄｅ：ＡｌＮ)、酸化アルミニウム(ａｌｕｍｉｎｕｍ ｏｘｉｄｅ：ＡｌＯｘ)、感光性ガラス(ｐｈｏｔｏ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｇｌａｓｓ：ＰＳＧ)、ＢｅＯ、ＰＣＢ基板、アルミナ(Ａｌ2Ｏ3)のうちいずれか一つを用いて形成する、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のナノ粒子をドープした熱電素子を含む熱電モジュール。
【請求項１０】
ナノ粒子がドープされた複数のＮ型熱電半導体素子及びＰ型熱電半導体素子を形成し、
前記複数のＮ型熱電半導体素子及びＰ型熱電半導体素子を金属電極が形成された第１基板及び第２基板の間に交互に配列して電気的に接続する、ナノ粒子をドープした熱電素子を含む熱電モジュールの製造方法であって、
前記複数のＮ型熱電半導体素子及びＰ型熱電半導体素子を形成する工程は、
前記複数のＮ型熱電半導体素子及びＰ型熱電半導体素子にナノ粒子をドープし、
前記ナノ粒子がドープされた複数のＮ型半導体及びＰ型半導体の一端にフォノン散乱膜を形成し、
前記フォノン散乱膜が形成されたＮ型熱電半導体素子及びＰ型熱電半導体素子をそれぞれ接合して、接合された複数のＮ型熱電半導体素子及びＰ型熱電半導体素子を形成する、ナノ粒子をドープした熱電素子を含む熱電モジュールの製造方法。
【請求項１１】
前記複数のＮ型熱電半導体素子及びＰ型熱電半導体素子にナノ粒子をドープする工程は、０.０１〜０.１ｍｍの厚さのＮ型熱電半導体素子及びＰ型熱電半導体素子に１〜１００ｎｍ粒径のナノ粒子をドープする工程である、請求項１０に記載のナノ粒子をドープした熱電素子を含む熱電モジュールの製造方法。
【請求項１２】
前記複数のＮ型熱電半導体素子及びＰ型熱電半導体素子にナノ粒子をドープする工程は、アンチモン(Ｓｂ)、セレン(Ｓｅ)、ホウ素(Ｂ)、ガリウム(Ｇａ)、又はインジウム(Ｉｎ)のうちいずれか一つからなるナノ粒子をドープする工程である、請求項１０又は１１に記載のナノ粒子をドープした熱電素子を含む熱電モジュールの製造方法。
【請求項１３】
前記フォノン散乱膜を形成する工程は、１〜１００ｎｍの厚さのフォノン散乱膜を形成する工程である、請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載のナノ粒子をドープした熱電素子を含む熱電モジュールの製造方法。
【請求項１４】
前記フォノン散乱膜を形成する工程は、アンチモン(Ｓｂ)、セレン(Ｓｅ)、ホウ素(Ｂ)、ガリウム(Ｇａ)、又はインジウム(Ｉｎ)のうちいずれか一つからなるフォノン散乱膜を形成するステップである、請求項１０乃至１３のいずれか一項に記載のナノ粒子をドープした熱電素子を含む熱電モジュールの製造方法。
【請求項１５】
前記ナノ粒子がドープされた複数のＮ型熱電半導体素子及びＰ型熱電半導体素子を形成した後に、前記複数のＮ型熱電半導体素子及びＰ型熱電半導体素子の両端に拡散防止膜を形成する工程をさらに含む、請求項１０乃至１４のいずれか一項に記載のナノ粒子をドープした熱電素子を含む熱電モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱を伝達するための熱電モジュールの構造及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱電現象は、二つの物質間に電流を印加することにより、材料接合部の両端で発熱及び冷却が行われ(Ｐｅｌｔｉｅｒ ｅｆｆｃｔ)、又は、逆に二つの物質間の温度差により起電力が発生(Ｓｅｅｂｅｃｋ ｅｆｆｅｃｔ)する現象であり、熱電素子は、熱を電気に、又は電気を熱に直接変換させる機能を有する金属やセラミック素子をいう。このようなゼーベック効果(Ｓｅｅｂｅｃｋ ｅｆｆｅｃｔ)を用いると、コンピュータや自動車のエンジンなどで発生した熱を電気エネルギーに変換することができ、ペルチェ効果(Ｐｅｌｔｉｅｒ ｅｆｆｃｔ)を用いると、冷媒が必要でない様々な冷却システムを実現することができる。近年、新エネルギーの開発、廃エネルギーの回収、環境保護などに対する関心が高まると共に、熱電素子への関心も高まっている。
【０００３】
１９５０年代にＢｉ-Ｔｅ系熱電素材が開発されて以来、熱電材料のエネルギー変換効率を示す熱電性能指数は常温で１以下の値を示しており、これにより得られる最大冷却効率は約８％であって、様々な電子機器への使用には限界があったが、２０００年代に入って超格子(Ｓｕｐｅｒ Ｌａｔｔｉｃｅ)構造、あるいは量子閉じ込め効果などのナノ素材及びプロセス技術を融合した結果として熱電性能指数は画期的に改善されてきており、現在まで最高２.４の熱電性能指数値を持つ素子が報告されている。
【０００４】
なお、材料内で熱伝達を担うフォノン(Ｐｈｏｎｏｎ)の波長と電気伝達を担う電子(あるいは正孔)の平均自由行路から熱電材料を、この特性波長に相応する長さ単位を有するナノ構造で製造することで、電子エネルギーの準位密度を制御して比較的大きな値の定数及び伝導率を得て熱電性能指数のゼーベック値を向上させるか、熱伝達を担うフォノンを散乱させて熱伝導を抑制すると共に、エネルギーバンドギャップを調節することにより、電気伝導率はそのまま維持する方法で熱電性能指数を画期的に改善している。
【０００５】
熱電素子の効率は、通常、下記の式で表される熱電指数で評価できるが、熱電指数が大きければ大きいほど発生する電位差が大きくなるため、優れた特性を示す。
ＺＴ=(Ｓ2σ/ｋ)Ｔ
【０００６】
ここで、ＺＴ係数は、熱電材料のゼーベック係数(Ｓｅｅｂｅｃｋ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ)Ｓ及び電気伝導率σに比例し、熱伝導率ｋに反比例する。ここで、ゼーベック係数は単位温度変化により生成される電圧の大きさ(ｄＶ/ｄＴ)を示す。したがって、上記の式から熱電素材の応用のためにはゼーベック係数及び電気伝導率が大きく、熱伝導率が小さい素材が望ましいが、ゼーベック係数、電気伝導率及び熱伝導率は独立した変数ではないため、ＺＴ係数が大きい、すなわち、効率が高い熱電素子の実現は容易ではない。
【０００７】
従来の熱電素子の冷却方式は、主にバルクタイプで製作されており、ナノタイプは上述したように活発に研究が進められているが、バルクタイプからナノタイプで研究されている理由は、図１に示すようにバルクタイプは熱電指数ＺＴが低くて効率の低い素子が製作され、高効率のナノ素子を製作する場合に製作コストが大幅に増加するという問題が生じるためである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、バルクタイプのナノ粒子をドープして再結合することにより、フォノンの進路を阻んで高い製造コストがかかることなく既存のバルクタイプよりも高い熱電指数値を有する熱電モジュール及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した技術的課題を解決するために本発明は、金属電極を含み、互いに対向して配置される第１及び第２基板、第１及び第２基板の間に配置される複数の熱電素子、熱電素子にはナノ粒子がドープされる、ナノ粒子がドープされた熱電素子を含む熱電モジュールを提供することができる。
【００１０】
なお、本発明において複数の熱電素子は、ナノ粒子がドープされたＮ型熱電半導体素子とＰ型熱電半導体素子が交互に配置される構造で形成されるナノ粒子がドープされた熱電素子を含む熱電モジュールを提供することができる。
【００１１】
なお、上述した複数の熱電素子は、例えば、第１及び第２絶縁基板の他面に形成された電極パターンを媒介にして直列接続される構造で配置される。
【００１２】
なお、ナノ粒子がドープされたＮ型及びＰ型熱電半導体素子は、一定の間隔を置いて形成されたフォノン散乱膜をさらに含んで構成することができる。この場合、フォノン散乱膜の厚さは１ｎｍ〜１００ｎｍであり、さらにフォノン散乱膜は０.０１ｍｍ〜０.１ｍｍの間隔を置いて形成することができる。
【００１３】
特に、上述したフォノン散乱膜は、例えば、アンチモン(Ｓｂ)、セレン(Ｓｅ)、ホウ素(Ｂ)、ガリウム(Ｇａ)、又はインジウム(Ｉｎ)のうちいずれか一つからなる。
【００１４】
上述した本発明において、ナノ粒子の粒径は１ｎｍ〜１００ｎｍである。特に、この場合、ナノ粒子は、例えば、アンチモン(Ｓｂ)、セレン(Ｓｅ)、ホウ素(Ｂ)、ガリウム(Ｇａ)、又はインジウム(Ｉｎ)のうちいずれか一つからなる。
【００１５】
なお、熱電モジュールは、金属電極と熱電素子との間に形成される拡散防止膜をさらに含んで構成することができる。
【００１６】
なお、拡散防止膜は、例えばＰｂ、Ｓｎ、Ｐｔ、Ｎｉのうち少なくともいずれか一つ以上からなる。
【００１７】
本発明に係る第１及び第２基板は、シリコン(ｓｉｌｉｃｏｎ)基板、アルミニウム(ａｌｕｍｉｎｕｍ)、窒化アルミニウム(ａｌｕｍｉｎｕｍ ｎｉｔｒｉｄｅ：ＡｌＮ)、酸化アルミニウム(ａｌｕｍｉｎｕｍ ｏｘｉｄｅ：ＡｌＯｘ)、感光性ガラス(ｐｈｏｔｏ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｇｌａｓｓ：ＰＳＧ)、ＢｅＯ、ＰＣＢ基板、アルミナ(Ａｌ2Ｏ3)のうちいずれか一つを用いて形成することができる。
【００１８】
上述した本発明に係る熱電モジュールは、次のような工程を経て製造することができる。
【００１９】
具体的には、ナノ粒子がドープされた複数のＮ型熱電半導体素子及びＰ型熱電半導体素子を形成し、複数のＮ型熱電半導体素子及びＰ型熱電半導体素子を金属電極が形成された第１基板及び第２基板の間に交互に配列して電気的に接続することにより構成することができる。
【００２０】
このような工程において、上述した複数のＮ型熱電半導体素子及びＰ型熱電半導体素子を形成する工程は、複数のＮ型熱電半導体素子及びＰ型熱電半導体素子にナノ粒子をドープし、ナノ粒子がドープされた複数のＮ型半導体及びＰ型半導体の一端にフォノン散乱膜を形成し、フォノン散乱膜が形成されたＮ型熱電半導体素子及びＰ型熱電半導体素子をそれぞれ接合して、接合された複数のＮ型熱電半導体素子及びＰ型熱電半導体素子を形成する工程で実現することができる。
【００２１】
なお、上述した工程において、複数のＮ型熱電半導体素子及びＰ型熱電半導体素子にナノ粒子をドープする工程は、０.０１〜０.１ｍｍの厚さのＮ型熱電半導体素子及びＰ型熱電半導体素子に１〜１００ｎｍ粒径のナノ粒子をドープする工程で実現することができる。
【００２２】
なお、上述した工程において、複数のＮ型熱電半導体素子及びＰ型熱電半導体素子にナノ粒子をドープする工程は、アンチモン(Ｓｂ)、セレン(Ｓｅ)、ホウ素(Ｂ)、ガリウム(Ｇａ)、又はインジウム(Ｉｎ)のうちいずれか一つからなるナノ粒子をドープする工程で実現することができる。
【００２３】
なお、本発明に係るフォノン散乱膜を形成する工程は、１〜１００ｎｍの厚さのフォノン散乱膜を形成する工程で実現することができる。
【００２４】
なお、フォノン散乱膜を形成する工程は、アンチモン(Ｓｂ)、セレン(Ｓｅ)、ホウ素(Ｂ)、ガリウム(Ｇａ)、又はインジウム(Ｉｎ)のうちいずれか一つからなるフォノン散乱膜を形成するステップで実現することができる。
【００２５】
なお、本発明に係る製造工程は、ナノ粒子がドープされた複数のＮ型熱電半導体素子及びＰ型熱電半導体素子を形成した後に、複数のＮ型熱電半導体素子及びＰ型熱電半導体素子の両端に拡散防止膜を形成する工程をさらに含んで構成することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によると、複数のバルク型熱電半導体に熱の移動を担うフォノンの移動を妨げるために、ナノ粒子をドープすると共に、フォノン散乱のためのフォノン散乱膜を蒸着して再結合することにより、フォノンの進路を阻んで既存のバルクタイプよりも高い熱電指数を有する熱電素子が含まれた熱電モジュールを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】バルクタイプとナノタイプの熱電指数を比較したグラフである。
【図２】本発明の一実施形態によるナノ粒子がドープされた熱電素子を含む熱電モジュールの断面図である。
【図３】本発明の一実施形態によるナノ粒子がドープされた熱電素子を含む熱電モジュールの製造工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明は、ナノ粒子がドープされた熱電素子を含む熱電モジュール及びその製造方法であって、より詳しくは、複数のバルクタイプの基材上にナノ粒子をドープして再結合することにより、フォノンの進路を阻んでより高い熱電指数値を有する熱電モジュール及びその製造方法に関するものである。
【００２９】
このために、本発明は、金属電極を含み、互いに対向して配置される第１及び第２基板と、第１及び第２基板の間に配置される複数の熱電素子とからなり、熱電素子にはナノ粒子がドープされる、ナノ粒子がドープされた熱電素子を含む熱電モジュールを提供することができる。
【００３０】
特に、このような本発明に係る熱電モジュールは、ナノ粒子がドープされた複数のＮ型及びＰ型熱電半導体素子を形成し、複数のＮ型及びＰ型熱電半導体素子を金属電極が形成された第１及び第２基板の間に交互に配列して電気的に接続する製造工程により実現することができる。
(実施形態)
【００３１】
以下、添付した図面を参照して本発明に係る構成及び作用を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。本明細書にわたって同一又は類似する構成要素に対しては同一の参照符号を付す。
【００３２】
図２は、本発明の一実施形態によるナノ粒子がドープされた熱電素子を含む熱電モジュールの断面図である。
【００３３】
図２を参照すると、本発明の一実施形態によるナノ粒子がドープされた熱電素子を含む熱電モジュールは、金属電極１５０を含み、互いに対向して配置される第１基板１４０ａ及び第２基板１４０ｂを備え、第１及び第２基板の間には複数の熱電素子１１０、１１５が配置される。特に、熱電素子にはナノ粒子がドープされることが望ましい。
【００３４】
第１基板１４０ａ及び第２基板１４０ｂは、セラミック基板であって、アルミナ(Ａｌ2Ｏ3)であることが望ましいが、これに限らず、シリコン(ｓｉｌｉｃｏｎ)基板、アルミニウム(ａｌｕｍｉｎｕｍ)、窒化アルミニウム(ａｌｕｍｉｎｕｍ ｎｉｔｒｉｄｅ：ＡｌＮ)、酸化アルミニウム(ａｌｕｍｉｎｕｍ ｏｘｉｄｅ：ＡｌＯｘ)、ＰＳＧ(ｐｈｏｔｏ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｇｌａｓｓ)、Ａｌ2Ｏ3、ＢｅＯ、ＰＣＢ基板のうちいずれか一つを用いて形成することができる。
【００３５】
熱電素子は、第１基板１４０ａ及び第２基板１４０ｂの間に並列に配置される構造であり、より具体的には、少なくとも一つ以上の熱電素子が第１基板１４０ａ及び第２基板１４０ｂを支持する柱構造で配置され、より望ましくは、それぞれの熱電素子が一定の間隔を置いて離隔配置され、この場合、それぞれの熱電素子はＮ型及びＰ型熱電半導体素子１１０、１１５が交互に配置される。特に、この場合、Ｎ型及びＰ型熱電半導体素子１１０、１１５の内部には、複数のナノ粒子１２０がドープされた構造を形成することがより望ましい。
【００３６】
したがって、それぞれの熱電素子は、複数のナノ粒子１２０がドープされた熱電素子、すなわち、ナノ粒子がドープされた複数のＮ型及びＰ型熱電半導体素子１１０、１１５が互いに離隔されて交互に配列され、金属電極１５０により電気的に直列接続され、熱的には並列に配置される構成を有するように実現することができる。
【００３７】
この時、ナノ粒子１２０の粒径は、１ｎｍ〜１００ｎｍであることが望ましく、ナノ粒子１２０は、アンチモン(Ｓｂ)、セレン(Ｓｅ)、ホウ素(Ｂ)、ガリウム(Ｇａ)、又はインジウム(Ｉｎ)のうちいずれか一つからなることが望ましい。このように、ナノ粒子１２０により、熱の移動を担うフォノンの移動を妨げることができ、熱電指数を高めて効率を向上させることができる。
【００３８】
なお、ナノ粒子１２０がドープされたＮ型及びＰ型熱電半導体素子１１０、１１５は、フォノン散乱のために一定の間隔を置いて形成されるフォノン散乱膜１３０をさらに含むことができる。
【００３９】
この場合、フォノン散乱膜１３０の厚さｄ2は１〜１００ｎｍであることが望ましく、フォノン散乱膜１３０は、アンチモン(Ｓｂ)、セレン(Ｓｅ)、ホウ素(Ｂ)、ガリウム(Ｇａ)、又はインジウム(Ｉｎ)のうちいずれか一つからなることが望ましい。
【００４０】
なお、フォノン散乱膜１３０は、０.０１〜０.１ｍｍの間隔ｄ1を置いて形成されることが望ましい。フォノン散乱膜１３０は、０.０１〜０.１ｍｍの厚さｄ１のナノ粒子１２０がドープされた複数の熱電半導体素子１１０、１１５の一端に蒸着して形成し、その後、フォノン散乱膜１３０が形成された複数の熱電半導体素子１１０、１１５を接合する方式で熱電モジュールに配列する熱電半導体素子を形成するが、これは、以下の製造工程についての説明でより詳しく説明する。
【００４１】
なお、金属電極１５０と熱電半導体素子との間に金属の拡散を防止するために拡散防止膜１６０をさらに含むことができ、拡散防止膜１６０はニッケル(Ｎｉ)であることが望ましい。又は、拡散防止膜は、例えばＰｂ、Ｓｎ、Ｐｔ、Ｎｉのうち少なくともいずれか一つ以上からなる。
【００４２】
下記の表は、既存のバルク型熱電素子、ナノ粒子のみがドープされた熱電素子、ナノ粒子がドープされ、フォノン散乱膜が形成された熱電素子、及び超格子(Ｓｕｐｅｒ Ｌａｔｔｉｃｅ)熱電素子の熱電指数及び製造コストを示すものである。
【表１】
0005603495.tif 000002
【００４３】
上記の表から分かるように、既存のバルク材の性能指数が１.０であると、ナノ粒子１２０がドープされた熱電素子の場合には、既存のバルク材のみを使用した場合よりも性能が５０％向上し、フォノン散乱膜１３０を共に形成した場合には、性能が７５％向上して高い効率を得ることができる。ナノ粒子の形成において既存のものと比較すると、バルクの厚さが薄いため、相対的に容易に粒子を形成することができ、また、大面積が不可能であり、製造コストが高い超格子を使用せずに、フォノンの移動を妨げることができる効果を最大化できる。
【００４４】
図３は、本発明の一実施形態によるナノ粒子がドープされた熱電素子を含む熱電モジュールの製造工程図である。
【００４５】
図３を参照すると、既存のバルク型熱電半導体素子の厚さ１〜２ｍｍよりも薄い０.０１〜０.１ｍｍの厚さｄ1の複数のＮ型及びＰ型熱電半導体素子１１０を製作するが(Ｓ１)、熱電半導体素子は、テルル化ビスマス系(ＢｉＴｅ)材料で製作する。その後、熱の移動を担うフォノンの移動を妨げるために、複数の熱電半導体素子１１０にナノ粒子１２０を形成させる(Ｓ２)。この時、ナノ粒子１２０の粒径は１〜１００ｎｍであることが望ましく、その材料としてはアンチモン(Ｓｂ)、セレン(Ｓｅ)、ホウ素(Ｂ)、ガリウム(Ｇａ)、又はインジウム(Ｉｎ)のうちいずれか一つからなることが望ましい。
【００４６】
次に、ナノ粒子１２０がドープされた熱電半導体素子１１０の一端にフォノン散乱のためのフォノン散乱膜１３０をコーティングや蒸着により形成させるが(Ｓ３)、フォノン散乱膜１３０の厚さは１〜１００ｎｍであることが望ましく、その材料としては、ナノ粒子１２０と同様にアンチモン(Ｓｂ)、セレン(Ｓｅ)、ホウ素(Ｂ)、ガリウム(Ｇａ)、又はインジウム(Ｉｎ)のうちいずれか一つからなることが望ましい。
【００４７】
フォノン散乱膜１３０が形成された熱電半導体素子１１０を一列に接着して熱電モジュールに配列する熱半導体素子を形成し(Ｓ４)、金属電極１５０が形成されたアルミナのような第１基板１４０ａ及び第２基板１４０ｂの間にＮ型及びＰ型熱電半導体素子を交互に配列するが、金属電極１５０を媒介にして電気的に直列接続されるようにする(Ｓ５)。この時、熱電半導体素子１１０、１１５と金属電極１５０との接続前に、金属の拡散を防止するために、熱電半導体素子の両端に拡散防止膜１６０を形成することが望ましく、この時、拡散防止膜１６０は、ニッケル(Ｎｉ)であることが望ましい。このように、ナノ粒子１２０とフォノン散乱膜１３０によりフォノンの移動を妨げることにより、高い製造コストがかかることなく熱電指数を高めて効率の高い熱電モジュールを製造することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１１０    Ｎ型熱電半導体素子
１１５    Ｐ型熱電半導体素子
１２０    ナノ粒子
１３０    フォノン散乱膜
１４０ａ、１４０ｂ    第１、第２基板
１５０    金属電極
１６０    拡散防止膜
【図１】
0005603495.tif 000003
【図２】
0005603495.tif 000004
【図３】
0005603495.tif 000005