사람들이 에너지 소비와 환경 보호에 대한 인식이 높아짐에 따라 전통적인 냉각 기술은 점차 새로운 냉각 기술로 대체되고 있습니다. 그 중 반도체 열전 냉각 기술은 효율성, 낮은 에너지 소비 및 환경 친화성 덕분에 연구자들의 많은 관심을 받고 있습니다.

반도체 열전 냉각 장치의 제조에는 특별한 재료와 공정이 필요합니다. 현재 일반적으로 사용되는 반도체 재료로는 실리콘, 게르마늄 및 인듐 셀레나이드가 있습니다. 이 중 실리콘과 게르마늄은 내열성이 뛰어나고 가공 및 제조가 용이하여 반도체 열전 냉각 장치의 이상적인 선택입니다.

재료 선택 시, 재료의 특성에 따라 적합한 재료를 선택하는 것이 중요합니다. 경도, 밀도, 융점, 전기 전도도, 열 전도도 및 열 팽창 계수는 모두 고려해야 할 요소입니다. 또한, 재료 선택 시 두 가지 주요 사항을 유의해야 합니다. 첫째, 재료가 우수한 열전 성능을 가지고 있는지 여부와 둘째, 재료가 도핑 및 개질이 용이한지 여부입니다.

반도체 열전 냉각 장치의 제조 공정은 주로 웨이퍼 준비, 에칭 및 인터페이스 상호 연결의 세 가지 측면으로 구성됩니다. 웨이퍼 준비 방법에는 단결정 성장법, 박막 제조법, 이온 주입법 및 도핑법 등이 있습니다. 단결정 성장법은 고온에서 이루어지며, 웨이퍼의 방향을 조정하여 결정의 형태, 방향 및 크기를 제어하여 결정 품질을 보장해야 합니다. 박막 제조법은 박막 재료를 마그네트론 스퍼터링, 전기 도금 및 스프레이 증착과 같은 방법으로 제조하는 것입니다. 이 방법의 장점은 다양한 재료에 적용 가능하며 생산 장비의 요구가 낮다는 것입니다. 이온 주입법은 원래 웨이퍼 또는 박막 물질에서 방출된 이온을 다른 재료에 주입하여 그 특성을 변경하는 것을 의미하며, 도핑법은 제조 과정에서 불순물 요소를 추가하여 전기적 특성을 조정하는 것입니다.

에칭은 화학 반응을 사용하여 원치 않는 부분을 제거하여 반도체 열전 냉각 장치의 기판을 형성하는 방법을 의미합니다. 일반적인 에칭 방법에는 물리적 에칭과 화학적 에칭이 있습니다. 물리적 에칭은 고속 입자가 목표물에 충격을 주어 물리적 또는 화학적 변화를 일으켜 웨이퍼를 가공하는 방법이며, 화학적 에칭은 화학 물질을 사용하여 재료를 부식시키는 방법입니다.

인터페이스 상호 연결은 반도체 열전 냉각 장치를 다른 회로 또는 장치와 연결하는 것을 의미합니다. 일반적인 방법으로는 납땜과 접착이 있습니다. 납땜은 필러 재료와 칩을 가열하여 필러가 녹아 고화되면서 금속 접합을 형성하는 것이며, 접착은 웨이퍼 또는 장치를 기판에 눌러 붙여 두 재료가 잘 접촉하도록 하여 전하나 열을 전달할 수 있게 하는 것입니다.

종합적으로 볼 때, 반도체 열전 냉각 장치의 재료 및 제조 공정 선택은 냉각판의 성능과 효율성에 중요한 영향을 미칩니다. 과학적이고 엄격한 제조 공정의 시행은 냉각 시스템 성능 향상을 위한 중요한 보장입니다.