Das Projekt "Si- und SiGe-Dünnfilme für thermoelektrische Anwendungen (SiGe-TE)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IHP GmbH - Innovations for High Performance Microelectronics,Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik durchgeführt. Ziel des Verbundprojektes ist die Erarbeitung von Grundlagen zur Realisierung effizienter thermoelektrischer Dünnschichtbauelemente auf Si-und SiGe-Basis, wobei Konzepte zur ZT-Erhöhung im Focus stehen. Im TV-3 wird die Anwendung von Versetzungsnetzwerken in dünnen SOI-Strukturen für Si-basierte thermolektrische Generatoren grundlegend erforscht. Die Eigenschaften von Netzwerken in Si führen u.a. zur Verringerung des Widerstandes und der Wärmeleitung. Hierdurch kann eine wesentliche ZT-Erhöhung von Si erreicht werden. Ziel ist es, eine Konzeption für einen Demonstrator vorzulegen, der sich auf dem Chip integrieren lässt. Die Arbeiten zu TV-3 verbinden die Kompetenzen von MPI Halle, BTU Cottbus und IHP Frankfurt (Oder) zur Halbleiter-Technologie einschliesslich Waferbonden, zum Bauelemente- und Schaltungsentwurf und zur Diagnostik. Die Arbeiten des IHP konzentrieren sich auf die Charakterisierung von Material und Teststrukturen, Funktionselementen sowie auf Beiträge zum Integrationskonzept. Es werden u.a. Verfahren der HL-Mikroskopie u. -Spektroskopie genutzt und an die Probleme angepasst werden. Dabei werden der Einfluss von Parametern (Struktur des Versetzungsnetzwerkes, Dotierstoffkonzentration, Leitungstyp usw.) auf ZT, Thermospannung und Wirkungsgrad untersucht. Besondere Berücksichtigung erfährt dabei - in Hinblick auf das Design der Funktionselemente und das zu erarbeitende Integrationskonzept - die Wechselwirkung zwischen Material und Technologie.
Das Projekt "Si- und SiGe-Dünnfilme für thermoelektrische Anwendungen (SiGe-TE)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften, Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik durchgeführt. Arbeiten des MPI erfolgen in den Teilprojekten 1 und 3. Im Teilprojekt 1 werden Si/SiGe-Schichtsysteme bzw. Multischichten (Schichtperiode 10nm) hergestellt und charakterisiert. Die Proben stellen ein Modellsystem dar, aus welchem erste Elementkonzepte im Rahmen des Gesamtprojektes entwickelt werden. Im Teilprojekt 3 werden die außergewöhnlichen Eigenschaften von Versetzungsnetzwerken in Si u.a. zu einer Verringerung des spezifischen Widerstandes und zur Verminderung der thermischen Leitfähigkeit untersucht. Hierdurch kann für Si eine wesentliche Erhöhung von ZT erreicht werden, die die Verwendung als thermoelektrischer Generator ermöglicht. Im Teilprojekt 1 werden Probleme des MBE-Wachstums von Si/SiGe-Schichtsystemen analysiert und die Realstruktur der Schichten mittels elektronenmikroskopischer Methoden untersucht. Des Weiteren sollen erste thermoelektrische Messungen erfolgen. Proben werden anderen Projektpartnern zur detaillierten thermoelektrischen Charakterisierung zur Verfügung gestellt. Im Teilprojekt 3 konzentrieren sich die Arbeiten auf die Herstellung spezifischer SOI-Substrate, die Realisierung und Charakterisierung der Teststrukturen zur Analyse des Einflusses verschiedener Parameter (Dotierung, etc.) auf ZT sowie die Herstellung der Strukturen zum Funktionsnachweis eines Si-basierten thermoelektrischen Generators. In Zusammenhang mit den Partnern (BTU, IHP) wird ein Integrationskonzept erarbeitet.
Das Projekt "Si- und Si-Ge-Dünnfilme für thermoelektrische Anwendung (SiGe-TE)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik, Außenstelle Halle durchgeführt. Ziel des Verbundprojekts ist die Bearbeitung technologischer Grundlagen zur Realisierung effizienter thermoelektrischer Dünnschichtbauelemente auf Silizium- und Silizium-Germaniumbasis. Im Fokus stehen vor allem Konzepte, die durch geeignete Nanostrukturierungen den thermoelektrischen Gütefaktor ZT deutlich erhöhen. Im Teilvorhaben 'Aufbau- und Verbindungstechnik nanostrukturierter SiGe-Thermoelektrika' werden dabei die Fragen der erforderlichen Kontaktierung und Gehäusetechnologie betrachtet. Mittels thermischer Finite Elemente-Modellierungen wird zunächst der Entwurf geeigneter Testproben der Partner im Vorhaben unterstützt. Im weiteren sollen geeignete Kontaktmetallisierungen, Anschluss- und Verkapselungsmöglichkeiten identifiziert, evaluiert und deren Verhalten anhand von vereinfachten Teststrukturen im Vergleich zu bereits verfügbaren Referenzmaterialien untersucht werden. Die Resultate werden den Partnern im Projekt zur Verfügung gestellt, um geeignete Testobjekte aufzubauen. Für die Bewertung des Funktions- und Einsatzverhaltens der Testproben wird sich das Fraunhofer IWM-H auf die mikrostrukturelle und mikromechanische Bewertung der Kontaktsysteme konzentrieren.