实时荧光定量PCR仪热电模块用半导体元件制造技术

本发明专利技术公开了一种实时荧光定量PCR仪热电模块用半导体元件；半导体元件，其包括陶瓷基片与涂覆在陶瓷基片的纳米颗粒膜组成；其制备方法包括：将锡盐溶于无水乙醇中，回流，然后添加锶盐、金属M盐，继续回流，陈化，得到溶胶；采用浸渍

【技术实现步骤摘要】
实时荧光定量PCR仪热电模块用半导体元件


[0001]本专利技术属于半导体
，特别涉及一种实时荧光定量PCR仪热电模块用半导体元件。

技术介绍

[0002]实时荧光定量PCR仪中包含许多热电模块，而热电模块包括例如至少两个半导体器件(p掺杂和n掺杂)，被提供在该模块的上侧和下侧(面向热侧或冷侧)，具有交替导电桥，且其形成最小的热电单元或热电元件。热电材料是这样的类型，其可以有效的方式(塞贝克效应)将热能换换为电能或反过来(珀耳帖效应)。如果在半导体元件的两侧上都提供温度梯度，则在半导体元件的端部间形成电压电势。较热侧上的电荷载流子被较高温度激发到导带至增加的程度。由于在导带中的该过程期间产生的浓度差异，电荷载流子扩散到半导体元件的较冷侧，导致电势差的增加。
[0003]近年来热电能源转换材料的研究在国际上倍受关注。热电材料是一种实现电能和热能直接相互转换的半导体功能材料。热电转换技术作为一种新型的清洁能源技术可以极大地解决人类面临的环境污染问题，尤其将其应用于余热废热的利用以及太阳光热复合发电，对于提高能源的利用率，建设节约型社会意义重大。由热电材料制作的温差发电和固态制冷器件具有无污染、无噪声、易于维护、安全可靠等优点，有着广泛的应用前景。开发和研究新型的半导体热电功能材料是目前热电材料研究的一个重要方向。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种具有较高功率因子、塞贝克系数，即具有优良热电性能的半导体元件，同时具有优良的机械性能，即具有较高的抗弯强度以及较低摩擦系数的半导体元件，在实时荧光定量PCR仪热电模块具有广泛的应用。
[0005]本专利技术为实现上述目的所采取的技术方案为：
[0006]一种半导体元件，其包括陶瓷基片与涂覆在陶瓷基片的纳米颗粒膜；
[0007]上述纳米颗粒膜由(Sn1‑
a
‑
b
Sr
2a
M
b
)O2制备得到；其中，
[0008]0.1≤a＜0.3，0.2≤b＜0.5；
[0009]金属M为Ti、Zr、Hf中的一种。
[0010]本专利技术采用金属Sr、金属Ti、Zr、Hf其中的一种对氧化锡进行掺杂，使金属Sr、金属Ti、Zr、Hf取代金属Sn中的一部分，将其制得溶胶，然后涂覆在陶瓷基片材料表面以形成纳米颗粒薄膜，进而制得半导体元件，则该半导体元件具有优良的热电性能，即具有较高的较高的功率因子与塞贝克系数，同时具有较高的抗弯强度；原因可能是金属Sr、金属Ti、Zr、Hf其中的一种对金属Sn中掺杂，其可能取代了金属的晶格部分，使内部结构排列发生变化，以改变金属Sn的晶格结构，进而改善了氧化锡的物理化学性能，将其涂覆在陶瓷基片表面并制得半导体元件，进而改善了半导体元件物理化学性能，使半导体元件具有较高的功率因子与塞贝克系数，即具有优良的热电性能，能够较好的实现热电转换，同时该半导体元件具
有优良的机械性能，即具有较高的抗弯强度；其在实时荧光定量PCR仪热电模块具有广泛的应用。
[0011]优选地，陶瓷基片为α
‑
氧化铝、α
‑
氮化硅或β
‑
氮化硅中的一种。
[0012]优选地，半导体元件的功率因子高于0.63μw/(m
·
K2)。
[0013]本专利技术还公开了一种半导体元件在实时荧光定量PCR仪热电模块中的用途。
[0014]本专利技术还公开了(Sn1‑
a
‑
b
Sr
2a
M
b
)O2在提高半导体元件热电性中的用途。
[0015]本专利技术还公开了(Sn1‑
a
‑
b
Sr
2a
M
b
)O2在提高半导体元件抗弯强度中的用途。
[0016]本专利技术还公开了一种半导体元件的制备方法。
[0017]本专利技术为实现上述目的所采取的技术方案为：
[0018]一种半导体元件的制备方法，包括以下步骤：
[0019]将锡盐溶于无水乙醇中，回流，然后添加锶盐、金属M盐，继续回流，陈化，得到溶胶；
[0020]采用浸渍
‑
提拉工艺，将陶瓷基片浸渍在上述溶胶中，提拉，制得纳米颗粒膜；
[0021]将银浆稀释，并涂覆在上述纳米颗粒膜两端进行热处理，在银电极两端焊接引线制得半导体元件。
[0022]优选地，金属M盐为TiCl4、ZrCl4、HfCl4中的一种。
[0023]优选地，银浆稀释比例为银浆与松节油的重量比为1:2～4，使银浆稀释均匀。
[0024]优选地，回流温度为85～100℃，回流时间为10～14h。
[0025]优选地，热处理条件为：在135～145℃下干燥15～25min，然后在500～600℃下处理5～15min。
[0026]本专利技术由于采用金属Sr、金属Ti、Zr、Hf其中的一种对氧化锡进行掺杂，使金属Sr、金属Ti、Zr、Hf取代金属Sn中的一部分，将其制得溶胶，然后涂覆在陶瓷基片材料表面以形成薄膜进而制得半导体元件，因而具有如下有益效果：该半导体元件具有优良的热电性能，即具有较高的较高的功率因子与塞贝克系数，同时具有较高的抗弯强度；原因可能是金属Sr、金属Ti、Zr、Hf其中的一种对金属Sn中掺杂，其可能改变了金属Sn的晶格结构，进而改善了氧化锡的物理化学性能，将其涂覆在陶瓷基片表面并制得半导体元件，使半导体元件具有较高的功率因子与塞贝克系数，即具有优良的热电性能，能够较好的实现热电转换，同时该半导体元件具有优良的机械性能，即具有较高的抗弯强度；其在实时荧光定量PCR仪热电模块具有广泛的应用。因此，本专利技术是一种具有较高功率因子、塞贝克系数，即具有优良热电性能的半导体元件，同时具有优良的机械性能，即具有较高的抗弯强度以及较低摩擦系数的半导体元件，在实时荧光定量PCR仪热电模块具有广泛的应用。
附图说明
[0027]图1为实施例2中纳米颗粒膜的XRD谱图；
[0028]图2为半导体元件的功率因子；
[0029]图3为半导体元件的抗弯强度；
[0030]图4为半导体元件的塞贝克系数；
[0031]图5为半导体元件的摩擦系数。
具体实施方式
[0032]本专利技术下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
[0033]在本专利技术的一些实施例中，一种半导体元件的制备方法，包括以下步骤：
[0034]按重量份计，将SnCl2·
2H2O溶于100～150重量份无水乙醇中，使Sn
2+
的浓度为0.25～75mol/L，在85～100℃下回流10～14h，然后按Sn
4+
:Sr
2+
:M
4+
＝1
‑
a
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体元件，包括陶瓷基片与涂覆在所述陶瓷基片的纳米颗粒膜；所述纳米颗粒膜由(Sn1‑
a
‑
b
Sr
2a
M
b
)O2制备得到；其中，0.1≤a＜0.3，0.2≤b＜0.5；金属M为Ti、Zr、Hf中的一种。2.根据权利要求1所述的一种半导体元件，其特征在于：所述陶瓷基片为α
‑
氧化铝、α
‑
氮化硅或β
‑
氮化硅中的一种。3.权利要求1所述的一种半导体元件，其特征在于：所述半导体元件的功率因子高于0.63μw/(m
·
K2)。4.权利要求1所述的一种半导体元件在实时荧光定量PCR仪热电模块中的用途。5.权利要求1中所述的(Sn1‑
a
‑
b
Sr
2a
M
b
)O2在提高半导体元件热电性中的用途。6.权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：章贤骏，宣兆康，方涌，章佩娟，
申请(专利权)人：杭州安誉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：