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반도체 공정을 이용하여 박막형 열전모듈을 제조하는 방법으로서,
(a) 실리콘 기판의 상면을 통하여 상기 실리콘 기판 내부에 P형 반도체를 일정 간격으로 실장하는 단계
(b) 상기 실리콘 기판의 하면을 통하여 이웃하는 상기 P형 반도체 사이에 N형 반도체를 일정 간격으로 실장하는 단계 및
(c) 상기 실리콘 기판의 상, 하면에서 상기 P, N형 반도체를 노출시키고, 이웃하는 P,N형 반도체를 서로 통전 가능하게 연결하는 전극을 형성하는 단계를
수행하는 것을 특징으로 하는 박막형 열전모듈의 제조방법
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제1항에 있어서,
상기 P형 반도체를 실장하는 단계는,
(a-1) 상기 실리콘 기판의 상면에 감광성수지(Phtoresist)를 코팅하여 감광성수지층(15)을 형성하는 단계
(a-2) 상기 감광성수지층 상에 P형 반도체가 실장될 위치에 따라 천공된 마스크(mask)를 배열하고, 자외선을 조사하여 감광성수지층 중 자외선에 노출된 부분을 제거하는 단계
(a-3) 제거된 감광성수지층을 통하여 노출된 실리콘 기판을 식각하여 P형 반도체자리를 형성하는 단계
(a-4) 상기 P형 반도체자리에 절연층을 형성하는 단계
(a-5) 상기 실리콘 기판의 상면에서 감광성수지층을 제거한 후 상기 P형 반도체자리에 P형 반도체를 증착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막형 열전모듈의 제조방법
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제1항에 있어서,
상기 N형 반도체를 실장하는 단계는,
(b-1) 상기 실리콘 기판의 하면에 감광성수지를 코팅하여 감광성수지층을 형성하는 단계
(b-2) 상기 감광성수지층 상에 이웃하는 P형 반도체의 중간 위치가 천공된 마스크를 배열하고, 자외선을 조사하여 감광성수지층 중 자외선에 노출된 부분을 제거하는 단계
(b-3) 제거된 감광성수지층을 통하여 노출된 실리콘 기판을 식각하여 N형 반도체자리를 형성하는 단계
(b-4) 상기 N형 반도체자리에 절연층을 형성하는 단계
(b-5) 상기 실리콘 기판의 하면에서 감광성수지층을 제거한 후 상기 N형 반도체자리에 N형 반도체를 증착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막형 열전모듈의 제조방법
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제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 P형 반도체자리를 형성하는 단계 및 N형 반도체자리를 형성하는 단계는 심도반응성이온에칭(Deep Reactive Ion Eching)법을 통하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막형 열전모듈의 제조방법
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제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 P형 반도체자리를 형성하는 단계 및 N형 반도체자리를 형성하는 단계는 웨트 에칭(Wet Etching)법을 통하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막형 열전모듈의 제조방법
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제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 P형 반도체자리를 형성하는 단계 및 N형 반도체자리를 형성하는 단계를 수행하기 전에 상기 절연층에 시드레이어를 형성하는 단계를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 박막형 열전모듈의 제조방법
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제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 P형 반도체를 증착하는 단계 및 N형 반도체를 증착하는 단계는 전기도금법(electroplating)을 통하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막형 열전모듈의 제조방법
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제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 P형 반도체를 증착하는 단계 및 N형 반도체를 증착하는 단계는 MOCVD(metal organic chemical vapor deposition)법을 통하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막형 열전모듈의 제조방법
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제1항에 있어서,
상기 전극을 형성하는 단계는
(c-1) 상기 실리콘 기판의 내부에 증착된 P형 반도체 및 N형 반도체가 상기 실리콘 기판의 표면에 드러나도록 상기 실리콘 기판의 상면 및 하면을 폴리싱하는 단계
(c-2) 마스크를 이용하여 상기 실리콘 기판의 상면에 P형 반도체와 N형 반도체가 쌍을 이루도록 노출시키고, 마스크로부터 노출된 부분에 P형 반도체와 N형 반도체를 연결하는 전극을 형성하는 단계
(c-3) 마스크를 이용하여 상기 실리콘 기판의 하면에 상면과 교대로 P형 반도체와 N형 반도체가 쌍을 이루도록 노출시키고 마스크로부터 노출된 부분에 P형 반도체와 N형 반도체를 연결하는 전극을 형성하여 P형 반도체와 N형 반도체가 전체적으로 직렬로 연결되도록 하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막형 열전모듈의 제조방법
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제1항,제2항,제3항,제9항 어느 한 항의 방법으로 제조된 박막형 열전모듈이 반도체모듈 사이에 삽입되는 것을 특징으로 하는 적층 반도체칩 패키지
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제10항에 있어서,
열 배출 통로로 사용되는 더미모듈이 더 삽입되는 것을 특징으로 하는 적층 반도체칩 패키지
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제11항에 있어서,
각 모듈간은 열 인터페이스 재료(thermal interface materials)를 사용하여 연결되는 것을 특징으로 하는 적층 반도체칩 패키지
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