(57)【要約】  【課題】  薄膜熱電材料の膜厚方向に温度差をつけて用いるもので、その製造が容易で実用的な熱電モジュールを提供すること。  【解決手段】  熱電モジュール１は、Ｐ型熱電素子７及びＮ型熱電素子９を配置した下部電極５と、隣接する一方の下部電極５のＰ型熱電素子７と他方の下部電極５のＮ型熱電素子９とを接続する（即ち隣接する下部電極５上の熱電素子７、９を接続する場合に、種類の異なる熱電素子７、９同士を接続する）上部電極１１と、その下部電極５と上部電極１１を電気的に絶縁する絶縁層１３とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｐ型熱電素子とＮ型熱電素子とを交互に直列に接続することにより形成される熱電モジュールにおいて、
少なくとも表面が電気絶縁性を有する基板と、
前記基板上に、平面方向に相互に離間して、気相成長プロセスによって形成された複数の下部電極と、
前記下部電極上に、平面方向に相互に離間して、気相成長プロセスによって形成された一対のＰ型熱電素子及びＮ型熱電素子と、
隣接した一対の前記下部電極間にて、一方の下部電極上のＰ型熱電素子と他方の下部電極上のＮ型熱電素子とを、電気的に接続する上部電極と、
前記下部電極と前記上部電極とを、電気的に絶縁する絶縁層と、
を備えたことを特徴とする熱電モジュール。
【請求項２】
前記直列に接続されたＰ型熱電素子とＮ型熱電素子とに対し、一方の端部のＰ型熱電素子と他方の端部のＮ型熱電素子とに、それぞれ取出電極を電気的に接続したことを特徴とする請求項１に記載の熱電モジュール。
【請求項３】
前記絶縁層の熱伝導率は、前記基板、前記上部電極、及び前記下部電極のいずれの熱伝導率よりも低いことを特徴とする請求項１又は２に記載の熱電モジュール。
【請求項４】
前記絶縁層は、多孔質よりなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の熱電モジュール。
【請求項５】
前記絶縁層は、気相成長プロセスによって形成された薄膜であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の熱電モジュール。
【請求項６】
前記上部電極は、気相成長プロセスによって形成された薄膜であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の熱電モジュール。
【請求項７】
前記Ｐ型熱電素子及びＮ型熱電素子は、量子井戸熱電材料からなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の熱電モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱電材料のゼーベック効果を利用したものとして、例えば外気と体温など小さな温度差による発電、自動車の排熱を利用した発電、その他、焼却炉や暖房器具、家庭排熱を利用した発電に利用できる熱電モジュールに関するものである。また、熱電材料のペルチェ効果を利用したものとして、例えばＣＰＵの冷却、レーザ媒質の冷却等、局所的な冷却・温度制御に利用できる熱電モジュールに関するものである。更に、その他、微小な温度変化を検知する温度センサとして、例えば高感度な温度センサ、光センサ、ガスセンサに利用できる熱電モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、熱電材料の性能は、一般に性能指数ＺＴを用いて表されている。ここで、Ｚは、ゼーベック係数αと抵抗率ρと熱伝導率κを用いて、Ｚ＝α2／（ρ、κ）で表され、Ｔは絶対温度である。
【０００３】
この熱電材料が広く実用化されるためには、ＺＴ＞２が必要であるといわれているが、代表的な熱電材料であるＢｉＴｅ系熱電材料でもＺＴは１程度であり、更なる性能の向上を求め、様々な材料で研究がなされてきた。
【０００４】
その中で、ある量子井戸熱電材料（超格子熱電材料）においては、バルクの熱電材料に比べ著しく大きなＺＴ＝２．４が報告されている（非特許文献１参照）。この量子井戸熱電材料とは、エネルギーギャップの異なる２種の材料を、薄膜的手法により基板上に数〜数１０ｎｍの厚みで交互に積層させることにより形成されるものである。
【０００５】
しかしながら、この量子井戸熱電材料は、熱電素子が気相成長プロセスで形成されて薄膜となるため、モジュール化するのが困難であり、それに伴う各種の問題がある。具体的には、量子井戸熱電材料は基板上に形成される薄膜であるため、モジュール化することが困難であるという問題があった。
【０００６】
この薄膜を如何にしてモジュール化するかという課題に対して、量子井戸熱電材料を用い、それぞれ所定の工夫を加えて熱電発電モジュールを作製する方法が提案されている（特許文献１〜３参照）。なお、その他、一部に薄膜を用いた熱電モジュールの作製方法も提案されている（特許文献４〜６参照）。
【非特許文献１】VENKATASUBRAMANIAN R (Research Triangle Institute) "Thin-film thermoelectric devices with high room-temperature figures of merit." Nature,Vol.413,Oct.11.2001
【特許文献１】ＷＯ  ００／３０１８５号公報
【特許文献２】特開昭６３−１０２３８２号公報
【特許文献３】ＷＯ  ２００５／０９８９７０号公報
【特許文献４】特開平９−１０７１３０号公報
【特許文献５】特開平１１−１２１８１５号公報
【特許文献６】特開２００４−２８１２９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
また、基板上に形成された量子井戸材料からなる薄膜（量子井戸薄膜）を熱電素子として用いる場合、その膜面方向(基板に平行)に温度差をつけて用いる方法と、膜厚方向(基板に垂直)に温度差をつけて用いる方法の、２通りの使用方法が考えられる。
【０００８】
まず、膜面方向に温度差をつけて用いる場合は、薄膜の熱電素子に与えられる温度差は基板の熱伝導率に依存するため、熱伝導率の低い基板を用いて、熱電素子に与えられる温度差を大きくする必要がある。
【０００９】
この膜面方向に用いる方法として、前記特許文献１の技術では、熱伝導率の低い基板として、長い帯状のカプトンフィルムを用い、その第１、第２の表面にそれぞれＰ型とＮ型の量子井戸薄膜を不連続に形成し、基板の側面を介してＰ型とＮ型の熱電素子を直列に接続し、これをロール状に巻くことにより熱電モジュールとしている。
【００１０】
しかしながら、カプトンの耐熱性は４００℃程度と低く、熱電材料の性能を発現させるために作製過程において高温(＞４００℃)のプロセスが必要である場合、カプトンは用いることができない。しかも、薄膜形成された熱電素子の断面積は小さく、熱電モジュール全体の抵抗値が大きくなり電流値が小さくなる。
【００１１】
また、膜面方向に温度差をつけて用いる場合は、熱流に対するモジュール断面積のうち、薄膜形成された熱電材料の断面積が占める割合は低く、温度差と電力の変換を効率よく行うことが困難であるという問題もある。
【００１２】
一方、膜厚方向に温度差をつけて用いる場合は、基板の熱伝導率は高い方が望ましい。また、熱流に対するモジュール断面積のうち熱電材料が占める割合が大きいので、より効率的に温度差と電力の変換を行うことができる。
【００１３】
しかし、この技術の場合は、薄膜の厚みという小さな距離の間に温度差をつけて用いるため、大きな温度差は得られ難いなどの問題がある。
なお、前記特許文献２には、マスキングにより、所定の形状に下部電極、熱電素子、上部電極を連続的に形成する技術が開示されているが、Ｐ型又はＮ型のどちらか一方の熱電素子のみを用いる技術に過ぎない。
【００１４】
また、これとは別に、何層もの量子井戸熱電材料をバルクの熱電材料と同等の厚みまで積層させ、これを一つの素子として用いる技術（特許文献３参照）がある。しかしながら、この方法で得られる熱電モジュールは非常に高価なものとなる。
【００１５】
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、薄膜熱電材料の膜厚方向に温度差をつけて用いることができ、その製造が容易で実用的な熱電モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
（１）請求項１の発明は、Ｐ型熱電素子とＮ型熱電素子とを交互に直列に接続することにより形成される熱電モジュールにおいて、少なくとも表面が電気絶縁性を有する基板と、前記基板上に、平面方向に相互に離間して、気相成長プロセスによって形成された複数の下部電極と、前記下部電極上に、平面方向に相互に離間して、気相成長プロセスによって形成された一対のＰ型熱電素子及びＮ型熱電素子と、隣接した一対の前記下部電極間にて、一方の下部電極上のＰ型熱電素子と他方の下部電極上のＮ型熱電素子とを、電気的に接続する上部電極と、前記下部電極と前記上部電極とを、電気的に絶縁する絶縁層と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
本発明は、Ｐ型及びＮ型の熱電素子を配置した下部電極と、隣接する一方の下部電極のＰ型熱電素子と他方の下部電極のＮ型熱電素子とを接続する上部電極（即ち隣接する下部電極上の熱電素子を接続する場合に、種類の異なる熱電素子同士を接続する上部電極）と、その下部電極と上部電極を電気的に絶縁する絶縁層とを備えた構成であるので、薄膜熱電材料の膜厚方向（即ち熱電素子等の厚み方向）に温度差をつける実用的な熱電モジュールを容易に作製できる。
【００１８】
つまり、本発明によれば、より広い範囲の熱源から効率的に熱を回収して電力に変換できる実用的な熱電モジュールを容易に実現できる。
また、本発明では、下部電極及び両熱電素子は、気相成長プロセスによって形成されるので、熱電モジュールの製造プロセスを簡易化できる。
【００１９】
更に、本発明は、（気相成長プロセスで形成された）薄膜の熱電素子の膜厚方向に温度差をつけるものであるので、熱電素子の電流に対する断面積を大きくでき、よって、電流値を大きく取ることができる。
【００２０】
しかも、熱電モジュールは、基板上に（気相成長プロセスによって）形成される薄膜材料を基本としているので、フォトリソグラフィー等の手法により各素子や電極を微細化することで、一定の面積内に形成される熱電素子の対数を大きくすることができ、熱電モジュールの電圧値を大きく取ることができる。
【００２１】
よって、熱電素子の断面積、膜厚を任意に変えることで、目的に応じた様々な出力の熱電モジュールの設計が可能である。
その上、本発明では、高い熱電特性を有する熱電材料を、バルクの大きさ(＞数百μｍ厚)まで堆積させることなく、薄膜(〜数μｍ厚)としてモジュール化が可能であり、熱電モジュールの小型化、低コスト化が容易になる。
【００２２】
なお、本発明において、下部電極や熱電素子は、気相成長プロセスによって形成される薄膜であり、ここでは、気相成長プロセスであれば特に制限はなく、例えばスパッタリング、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）、真空蒸着など、材料に応じて適宜任意に選ぶことができる。
【００２３】
（２）請求項２の発明では、前記直列に接続されたＰ型熱電素子とＮ型熱電素子とに対し、一方の端部のＰ型熱電素子と他方の端部のＮ型熱電素子に、それぞれ取出電極を電気的に接続したことを特徴とする。
【００２４】
本発明は、取出電極の接続箇所を例示したものである。従って、取出電極に負荷を接続し、熱電モジュールで発生した電力を取り出すことができる。
（３）請求項３の発明では、前記絶縁層の熱伝導率は、前記基板、前記上部電極、及び前記下部電極のいずれの熱伝導率よりも低いことを特徴とする。
【００２５】
本発明では、薄膜の膜厚方向という微小な距離に温度差をつけるにあたり、絶縁層による熱バイパスロスの影響を抑制するために、絶縁層の熱伝導率として比較的熱伝導率の小さい材料を選択する。これにより、熱電素子の膜厚方向に温度差をつけるときの熱バイパスロスをより低減することができ、熱電素子により大きな温度差を付加することができる。
【００２６】
つまり、本発明では、熱電モジュールの変換効率を低減させる熱バイパスロスを抑制することができるので、熱電モジュールの効率を改善することができる。
（４）請求項４の発明では、前記絶縁層は、多孔質よりなることを特徴とする。
【００２７】
本発明では、絶縁層は多孔質であるので（中実の場合と比べて）熱伝導率が小さく、よって、熱電素子の膜厚方向に温度差をつけるときの熱バイパスロスをより低減することができ、熱電素子により大きな温度差を付加することができる。
【００２８】
（５）請求項５の発明では、前記絶縁層は、気相成長プロセスによって形成された薄膜であることを特徴とする。
本発明では、絶縁層は、気相成長プロセスによって形成されるので、熱電モジュールの製造プロセスを簡易化できる。また、本発明によって、より微細な熱電素子対を形成することができ、一定の面積内により多くの熱電素子対を形成することにより、熱電モジュールの発電電圧を大きくすることができる。
【００２９】
（６）請求項６の発明では、前記上部電極は、気相成長プロセスによって形成された薄膜であることを特徴とする。
本発明では、上部電極は、気相成長プロセスによって形成されるので、熱電モジュールの製造プロセスを簡易化できる。また、本発明によって、より微細な熱電素子対を形成することができ、一定の面積内により多くの熱電素子対を形成することにより、熱電モジュールの発電電圧を大きくすることができる。
【００３０】
（７）請求項７の発明では、前記Ｐ型熱電素子及びＮ型熱電素子は、量子井戸熱電材料からなることを特徴とする。
本発明は、Ｐ型熱電素子及びＮ型熱電素子の構成を例示したものである。本発明では、熱電材料として量子井戸材料を用いることにより、熱電素子の熱伝導率を低減させることができ、熱電素子により大きな温度差を付加することができる。
【００３１】
例えばバンドギャップが異なる量子井戸熱電材料薄膜であるＰ（リン）ドープＳｉ薄膜とノンドープＳｉＧｅ薄膜とを交互に積層することにより、Ｎ型熱電素子を形成できる。また、バンドギャップが異なる量子井戸熱電材料薄膜であるＢ（ボロン）ドープＳｉ薄膜とノンドープＳｉＧｅ薄膜とを交互に積層することによりＰ型熱電素子を形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
次に、本発明の最良の形態の例（実施例）について説明する。
【実施例】
【００３３】
ａ）まず、本実施例の熱電モジュールについて説明する。
図１及びそのＡ−Ａ’断面を拡大した図２に示す様に、本実施例の熱電モジュール１は、板厚方向（膜厚方向：図２の上下方向）の温度差によって発電するものである。
【００３４】
この熱電モジュール１では、電気絶縁性を有する平板形の基板３上に、複数の短冊状の下部電極５が形成され、その各下部電極５上に、Ｐ型熱電素子７及びＮ型熱電素子９が形成されている。また、隣接する下部電極５間において異なる種類の熱電素子（即ちＰ型熱電素子７とＮ型熱電素子９）同士を電気的に接続する短冊状の上部電極１１が形成され、更に、下部電極５と上部電極１１とを電気的に絶縁する絶縁層１３と、熱電モジュール１から外部に電力を取り出す一対の短冊状の取出電極１５、１７とが形成さている。
【００３５】
つまり、前記熱電モジュール１では、１つの下部電極５により、一対のＰ型熱電素子７及びＮ型熱電素子９が電気的に接続されるとともに、１つの上部電極１１によって、隣合う一対の下部電極５において一方の下部電極５上のＰ型熱電素子７と他方の下部電極５のＮ型熱電素子９とが電気的に接続されることにより、順次、Ｐ型→Ｎ型→Ｐ型→Ｎ型となる様に直列接続され、その両端の各熱電素子７、９に取出電極１５、１７が接続されている。即ち、全てのＰ型熱電素子７とＮ型熱電素子９とが、各下部電極５及び上部電極１１を介して、直列に接続されている。
【００３６】
特に、本実施例では、下部電極５と上部電極１１とが電気的に絶縁されるように、前記絶縁層１３が配置されている。具体的には、絶縁層１３は、各下部電極５の間にて基板３上に配置されて、上部電極１１が下部電極５に接しないようにされている。また、下部電極５上では、上部電極１１と各熱電素子７、９との接続部分以外を覆って、上部電極１１が下部電極５に接しないようにされている。なお、絶縁層１３は、基板表面の外周部分も覆っている。
【００３７】
前記絶縁層１３としては、その熱伝導率が、基板３、下部電極５、及び上部電極１１のいずれの熱伝導率よりも低い材料（例えば２Ｗ／ｍＫ以下）を採用している。これは、薄膜の膜厚方向という微小な距離に温度差をつけるにあたり、絶縁層１３による熱バイパスロスの影響を抑制するためである。
【００３８】
また、前記下部電極５、Ｐ型熱電素子７、Ｎ型熱電素子９、上部電極１１、絶縁層１３、取出電極１５、１７は、後述する様に、気相成長プロセス（詳しくはスパッタ）によって作製された薄膜である。
【００３９】
このうち、前記Ｐ型熱電素子７とＮ型熱電素子９は、量子井戸材料からなる薄膜（量子井戸薄膜）を積層したものである。詳しくは、Ｎ型熱電素子９は、バンドギャップが異なるＰ（リン）ドープＳｉ層９ＡとノンドープＳｉＧｅ層９Ｂ（図５（４ｂ）参照）とが積層されたＮ型Ｓｉ／ＳｉＧｅ量子井戸熱電材料薄膜であり、Ｐ型熱電素子７は、バンドギャップが異なるＢ（ボロン）ドープＳｉ層７ＡとノンドープＳｉＧｅ層７Ｂ（図５（４ｂ）参照）とが積層されたＮ型Ｓｉ／ＳｉＧｅ量子井戸熱電材料薄膜である。
【００４０】
なお、下記表１に、熱電モジュール１を構成する材料として使用した種類及びその熱伝導率を挙げる。
【００４１】
【表１】
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ｂ）次に、本実施例の熱電モジュール１の製造方法を、順次説明する。
本実施例では、以下に詳述する様に、スパッタによる成膜により熱電モジュール１を製造する。
【００４２】
以下、図３〜図５を用いて、熱電モジュール１の製造工程を詳細に説明する。なお、各図の左図(1a)〜（5a)は平面図であり、右図(1b)〜(5b)は各左図を左右方向に破断した断面図である。
【００４３】
(1)まず、基板３上に下部電極５を形成する工程を説明する。
本実施例に用いる基板３は、少なくとも表面が電気絶縁性であり、熱伝導率の高いものが望ましい。本実施例ではサファイア基板を用いたが（図３(1a)、(1b)参照）、この他にも、この後のプロセス上問題が無ければ、例えば銅基板の表面にアルミナ酸化膜を形成したもの等を用いてもよい。また、下部電極５の材料は、導電率及び熱伝導率が高く、後のプロセス上、耐薬品性、耐熱性などの点で問題が無ければ任意である。
【００４４】
本実施例では、まず、スパッタにより、厚さ０．１μｍの白金からなる下部電極用薄膜２１を形成した（図３(2a)、(2b)参照）。
次に、下部電極５のパターニングを行った。具体的には、白金表面にレジスト（図示せず）を塗布し、フォトリソグラフィーにより所望の形状にレジストをパターニングした。その後、基板３を７０℃〜８０℃の王水中に浸漬することにより、白金のエッチングを行って、下部電極５を形成した（図３(3a)、(3b)参照）。
【００４５】
下部電極５のパターニングは、本実施例のようにエッチングにより行ってもよいし、薄膜形成時に、基板表面をメタルマスク等によりマスキングすることによりパターニングを行ってもよい。また、レーザーを用いて下部電極５を所望の形状に切断し、パターニングを行ってもよい。
【００４６】
(2)次に、下部電極５上にＰ型熱電素子７を形成する工程を説明する。
Ｐ型熱電素子７として、ＢドープＳｉ層７Ａ及びノンドープＳｉＧｅ層７Ｂを、１０ｎｍの厚みで交互に積層させることにより作製したＰ型Ｓｉ／ＳｉＧｅ量子井戸熱電材料を用いた（図５(4b)参照）。
【００４７】
積層数は各５０層とし、スパッタにより、全体の厚みが１μｍのＰ型熱電素子用薄膜２３を形成した（図３(4a)、(4b)参照）。
次に、以下の手順でＰ型熱電素子７のパターニングを行った。
【００４８】
まず、エッチングマスク層として、厚さ０．１μｍのＳｉＯ2層（図示せず）をプラズマＣＶＤにより薄膜形成し、ＳｉＯ2層上にレジスト（図示せず）を塗布し、フォトリソグラフィーにより、所望の形状にレジストをパターニングした。その後、基板３を常温のフッ酸に浸漬することによりＳｉＯ2層をエッチングし、更に、基板３を８５℃のＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）に浸漬することで、Ｐ型熱電素子用薄膜２３をエッチングし、Ｐ型熱電素子７を形成した（図３(5a)、(5b)参照）。
【００４９】
また、Ｐ型熱電素子７を形成した後に、前記エッチングマスク用ＳｉＯ2層をフッ酸に浸漬して除去し、保護層として厚さ１μｍのＳｉＯ2保護層薄膜２５を、プラズマＣＶＤにより薄膜形成した（図４(1a)、(1b)参照）。その後、ＳｉＯ2保護層薄膜２５上にレジスト（図示せず）を塗布し、フォトリソグラフィーによりパターニングし、Ｎ型熱電材料を設ける位置のＳｉＯ2保護層薄膜２５をフッ酸によりエッチングすることにより、保護層２７を形成した（図４(2a)、(2b)参照）。
【００５０】
なお、この保護層２７は、次に形成するＮ型熱電素子９を、Ｐ型熱電素子７と離間させて成膜するために設けたものである。
(3)次に、下部電極５上にＮ型熱電素子９を形成する工程を説明する。
【００５１】
Ｎ型熱電素子９として、Ｐ（リン）ドープＳｉ層９Ａ及びノンドープＳｉＧｅ層９Ｂを、１０ｎｍの厚みで交互に積層させることにより作製したＮ型Ｓｉ／ＳｉＧｅ量子井戸熱電材料を用いた（図５(4b)参照）。
【００５２】
積層数は各５０層とし、スパッタにより、全体の厚みが１μｍのＮ型熱電素子用薄膜２９を形成した（図４(3a)、(3b)参照）。
そして、Ｐ型熱電素子７と同様の手順でパターニングを行い、Ｎ型熱電素子９を形成した（図４(4a)、(4b)参照）。
【００５３】
次に、保護層２７を、常温のフッ酸に浸漬することによりエッチング除去した。
以上の工程により、基板３上に、下部電極５及びＰ型熱電素子７及びＮ型熱電素子９を形成した（図４(5a)、(5b)参照）。
【００５４】
なお、本実施例では、Ｐ型熱電素子７及びＮ型熱電素子９を、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）を用いたウェットプロセスによりエッチングしたが、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）等を用いたドライエッチングを行ってもよい。
【００５５】
(4)次に、絶縁層１３を形成する工程を説明する。
本実施例では、基板全面を覆うように、厚さ０．５ｕｍのＳｉＯ2薄膜３１をプラズマＣＶＤにより形成した（図５(1a)、(1b)参照）。そして、レジスト（図示せず）を塗布し、フォトリソグラフィーによりパターニングし、基板３を常温のフッ酸に浸漬して、ＳｉＯ2薄膜３１をエッチングすることにより、絶縁層１３を形成した（図５(2a)、(2b)参照）。
【００５６】
(5)次に、上部電極１１を形成する工程を説明する。
本実施例では、厚さ０．１ｕｍのアルミニウム薄膜３３をスパッタにより形成した（図５(3a)、(3b)参照）。そして、レジスト（図示せず）の塗布及びフォトリソグラフィーによりパターニングし、基板３を５５℃のリン酸、酢酸、硝酸の混合溶液に浸漬することで、アルミニウム薄膜３３をエッチングし、上部電極１１を形成した（図５(4a)、(4b)参照）。
【００５７】
なお、取出電極１５、１７も、上部電極１１と同様な手法により形成した。
以上の工程により、サファイア製の基板３上にて、Ｐ型熱電素子７及びＮ型熱電素子９を、その基板３に平行な上下面において、下部電極５及び上部電極１１を用いて交互に直列に電気的接続した熱電モジュール１が得られた。
【００５８】
ｃ）この様にして製造された熱電モジュール１においては、図６に示す様に、基板３を熱源に接触させ、熱電モジュール１の表面（上面）を空冷することにより、熱電素子７、９の膜厚方向に温度差を付加して、発電することができる。
【００５９】
本実施例によれば、量子井戸熱電材料のような薄膜の熱電材料を、その膜厚方向に温度差をつけて用いることができ、より広範囲の熱源から効率的に熱を回収し電力に変換することが可能な熱電モジュール１を実現できる。即ち、その製造が容易で優れた性能を有する実用的な熱電モジュール１を得ることができる。
【００６０】
また、前記表１に示す様に、絶縁層１３として熱伝導率が他の構成材料よりも低いものを用いることにより、熱電素子７、９の膜厚方向により温度差を付加し易くすることができる。つまり、熱電モジュール１の熱電変換効率を低減させる熱バイパスロスを抑制することができるので、熱電モジュール１の効率を改善することができる。
【００６１】
尚、本発明は前記実施例になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
例えば、前記説明では、基板上に１つの熱電モジュールを作製する例について説明したが、１度のプロセスで複数個の熱電モジュールを形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】実施例の熱電モジュールの平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’断面を拡大して示す説明図である。
【図３】熱電モジュールの製造工程の一部を示す説明図である。
【図４】熱電モジュールの製造工程の一部を示す説明図である。
【図５】熱電モジュールの製造工程の一部を示す説明図である。
【図６】熱電モジュールの使用状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６３】
１…熱電モジュール
３…基板
５…下部電極
７…Ｐ型熱電素子
９…Ｎ型熱電素子
１１…上部電極
１３…絶縁層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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