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열 방출부;상기 열 방출부 상에 배치되고, 서로 이격되어 배열된 제1 n형 도핑 영역, 제1 p형 도핑 영역, 제2 n형 도핑 영역 및 제2 p형 도핑 영역을 포함하는 도핑 영역들을 포함하는 기판;상기 제1 n형 도핑 영역, 상기 제1 p형 도핑 영역, 상기 제2 n형 도핑 영역 및 상기 제2 p형 도핑 영역 상에 각각 형성되는 제1 n형 나노선 어레이, 제1 p형 나노선 어레이, 제2 n형 나노선 어레이 및 제2 p형 나노선 어레이를 포함하는 수직 나노선 어레이들;상기 나노선 어레이들의 하부, 상기 도핑 영역들 및 상기 제1 p형 도핑 영역과 상기 제2 n형 도핑 영역을 연결하는 연결 영역에 형성되는 하부 실리사이드층;상기 나노선 어레이들의 상부에 형성되는 상부 실리사이드층;상기 제1 n형 나노선 어레이들의 상단과 상기 제1 p형 나노선 어레이들의 상단을 전기적으로 연결하는 제1 상부 전극; 및상기 제2 n형 나노선 어레이들의 상단과 상기 제2 p형 나노선 어레이들의 상단을 전기적으로 연결하는 제2 상부 전극을 포함하는 수직 나노선 열전소자
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제1항에 있어서,상기 기판 상에 형성되고, 상기 수직 나노선 어레이들의 사이를 메우는 열 보호막을 더 포함하는 수직 나노선 열전소자
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제2항에 있어서,상기 열 보호막은 SiO2, SiN, SOG, BPSG 및 Polyimide 중 어느 하나 이상으로 이루어진 수직 나노선 열전소자
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제1항에 있어서,상기 수직 나노선 어레이들은 상부부터 하부까지 단면부의 형태가 일정한 나노선들을 포함하는 수직 나노선 열전소자
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제1항에 있어서,상기 수직 나노선 어레이들은 나노선의 상부의 단면적이 하부의 단면적보다 크거나 작아 경사진 측면을 가지는 수직 나노선 열전소자
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제1항에 있어서,상기 수직 나노선 어레이들은 나노선의 단면적이 상부에서 하부로 갈수록 점차 증가하였다가 다시 감소하여 중간부의 단면적이 가장 큰 수직 나노선 열전소자
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7
제1항에 있어서,상기 수직 나노선 어레이들은 나노선의 단면적이 상부에서 하부로 갈수록 점차 감소하였다가 다시 증가하여 중간부의 단면적이 가장 작은 수직 나노선 열전소자
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8
제1항에 있어서,상기 수직 나노선 어레이들은 나노선의 단면이 원형, 삼각형, 사각형 또는 육각형인 수직 나노선 열전소자
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제1항에 있어서,상기 상부 실리사이드층 및 상기 하부 실리사이드층은 Co, Ni, Ti, Pt, Al, Ag, Ta, Zn 및 In 중 어느 하나 이상의 금속과 실리콘을 포함하는 수직 나노선 열전소자
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제1항에 있어서,상기 제1 n형 나노선 어레이 및 상기 제2 n형 나노선 어레이는 n형 도핑 물질이 나노선 전체에 균일하게 분포하고,상기 n형 도핑 물질은 P, As 또는 Sb인 수직 나노선 열전소자
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제1항에 있어서,상기 제1 p형 나노선 어레이 및 상기 제2 p형 나노선 어레이는 p형 도핑 물질이 나노선 전체에 균일하게 분포하고,상기 p형 도핑 물질은 B, BF2, Al 또는 Ga인 수직 나노선 열전소자
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제1항에 있어서,상기 열 방출부 상에 상기 기판과 상기 열 방출부 사이를 절연하는 절연 물질을 더 포함하는 수직 나노선 열전소자
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제1항에 있어서,상기 제1 상부 전극, 상기 제2 상부 전극 및 상기 열 방출부는 각각 Pt, Al, Au, Cu, W, Ti 및 Cr 중 선택되는 적어도 하나 이상의 물질을 포함하는 수직 나노선 열전소자
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제1항에 있어서,상기 기판은 결정질 실리콘, 폴리 실리콘, 비결정질 실리콘 또는 Bi2Te3층이 형성된 실리콘 기판, SOI 기판, 사파이어 기판 또는 유리 기판이거나, 베어 실리콘 기판 또는 SOI 기판인 수직 나노선 열전소자
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기판 상에 제1 나노선 어레이, 제2 나노선 어레이, 제3 나노선 어레이 및 제4 나노선 어레이를 포함하는 수직 나노선 어레이들을 이격하여 형성하는 제1 단계;상기 수직 나노선 어레이들 및 상기 수직 나노선 어레이들이 형성된 기판 영역을 도핑하여 제1 n형 나노선 어레이, 제1 p형 나노선 어레이, 제2 n형 나노선 어레이, 제2 p형 나노선 어레이와 이에 각각 대응하는 제1 n형 도핑 영역, 제1 p형 도핑 영역, 제2 n형 도핑 영역 및 제2 p형 도핑 영역을 포함하는 도핑 영역들을 형성하는 제2 단계;상기 수직 나노선 어레이들을 구성하는 나노선의 상부에 상부 실리사이드층을 형성하고, 상기 수직 나노선 어레이들을 구성하는 나노선의 하부, 도핑 영역들 및 상기 제1 p형 도핑 영역과 상기 제2 n형 도핑 영역을 연결하는 연결 영역에 하부 실리사이드층을 형성하는 제3 단계;상기 제1 n형 나노선 어레이의 상부와 상기 제1 p형 나노선 어레이의 상부를 전기적으로 연결하는 제1 상부 전극, 및 상기 제2 n형 나노선 어레이의 상부와 상기 제2 p형 나노선 어레이의 상부를 전기적으로 연결하는 제2 상부 전극을 형성하는 제4 단계;상기 기판 하부를 연마하는 제5 단계; 및상기 연마된 기판 하부에 열 방출부를 형성하는 제6 단계를 포함하는 수직 나노선 열전소자의 제조 방법
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제15항에 있어서,상기 제3 단계 이후에상기 기판 상에 상기 나노선 어레이들의 사이를 메우는 열 보호막을 형성하는 단계를 더 포함하는 수직 나노선 열전소자의 제조 방법
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제15항에 있어서,상기 기판 상에 제1 나노선 어레이, 제2 나노선 어레이, 제3 나노선 어레이 및 제4 나노선 어레이를 포함하는 나노선 어레이들을 이격하여 형성하는 제1 단계는상기 기판 상에 마스크 패턴을 형성하는 단계;상기 마스크 패턴 사이로 노출된 상기 기판을 건식 식각하여 상기 나노선 어레이들을 형성하는 단계 및상기 마스크 패턴을 제거하는 단계를 포함하는 수직 나노선 열전소자 제조 방법
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제17항에 있어서,상기 나노선 어레이들을 형성하는 단계 이후, 상기 마스크 패턴을 제거하는 단계 이전에상기 나노선 어레이들을 습식 식각하는 단계를 더 포함하는 수직 나노선 열전소자 제조 방법
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제15항에 있어서,상기 수직 나노선 어레이들 및 상기 수직 나노선 어레이들이 형성된 기판 영역을 도핑하여 제1 n형 나노선 어레이, 제1 p형 나노선 어레이, 제2 n형 나노선 어레이, 제2 p형 나노선 어레이와 이에 각각 대응하는 제1 n형 도핑 영역, 제1 p형 도핑영역, 제2 n형 도핑 영역 및 제2 p형 도핑 영역을 포함하는 도핑 영역들을 형성하는 제2 단계는상기 기판의 표면 및 상기 나노선 어레이들의 표면에 제1 보호막을 형성하는 단계;상기 제1 보호막 상에 제1 불순물 주입 방지막을 형성하고, 제1 n형 도핑 영역 및 제2 n형 도핑 영역 상의 상기 제1 불순물 주입 방지막을 선택적으로 제거하는 단계;상기 제1 불순물 주입 방지막이 제거된 영역에 n형 도펀트를 주입하여 상기 제1 및 제2 n형 도핑 영역들 및 상기 제1 및 제2 n형 나노선 어레이들을 도핑하는 단계;상기 제1 불순물 주입 방지막을 제거하는 단계;상기 제1 보호막 상에 제2 불순물 주입 방지막을 형성하고, 상기 제1 p형 도핑 영역 및 상기 제2 p형 도핑 영역 상의 상기 제2 불순물 주입 방지막을 선택적으로 제거하는 단계;상기 제2 불순물 주입 방지막이 제거된 영역에 p형 도펀트를 주입하여 상기 제1 및 제2 p형 도핑 영역들 및 상기 제1 및 제2 p형 나노선 어레이들을 도핑하는 단계;상기 제2 불순물 주입 방지막을 제거하는 단계; 및상기 제1 보호막을 제거하는 단계를 포함하는 수직 나노선 열전소자 제조 방법
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제19항에 있어서,상기 제2 불순물 주입 방지막을 제거하는 단계 이후, 상기 제1 보호막을 제거하는 단계 이전에 열처리 단계를 더 포함하는 수직 나노선 열전소자 제조 방법
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제19항에 있어서,상기 n형 도펀트 또는 상기 p형 도펀트는 1017cm-3 내지 1021cm-3의 농도로 주입되는 수직 나노선 열전소자 제조 방법
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제15항에 있어서,상기 제3 단계는상기 기판 및 상기 나노선 어레이들 상에 제2 보호막을 형성하는 단계;상기 나노선 어레이들을 구성하는 나노선 상부와 하부, 도핑 영역들 및 상기 제1 p형 도핑 영역과 상기 제2 n형 도핑 영역을 연결하는 연결 영역의 제2 보호막을 제거하는 단계;상기 제2 보호막 및 상기 제2 보호막이 제거된 영역 상에 금속 물질을 증착하는 단계;열처리를 통해 상기 상부 실리사이드층 및 상기 하부 실리사이드층을 형성하는 단계; 및잔류하는 상기 금속 물질을 제거하는 단계를 포함하는 수직 나노선 열전 소자 제조 방법
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제15항에 있어서,상기 제1 상부 전극, 상기 제2 상부 전극 및 상기 열 방출부는 각각 Pt, Al, Au, Cu, W, Ti 및 Cr 중 선택되는 적어도 하나 이상을 포함하는 수직 나노선 열전 소자 제조 방법
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제15항에 있어서,상기 기판 하부를 연마하는 제5 단계 및 상기 연마된 기판 하부에 열 방출부를 형성하는 제6 단계 사이에상기 기판 하부에 절연 물질을 증착하는 단계를 더 포함하는 수직 나노선 열전소자 제조 방법
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