Si微小熱電発電デバイスの集積化

カテゴリ: 部門大会

論文No: TC6-4

グループ名: 【C】2021年電気学会電子・情報・システム部門大会

発行日: 2021/09/08

タイトル(英語): Integration of Si-based micro thermoelectric generator devices

著者名: 渡邉 孝信（早稲田大学）,富田 基裕（早稲田大学）,松木 武雄（産業技術総合研究所）,Mahfuz Hasan（早稲田大学）,片山 和明（早稲田大学）,安部 克基（早稲田大学）,柏崎 翼（早稲田大学）,黒崎 天彩美（早稲田大学）,松川 貴（産業技術総合研究所）,詹 天卓（東洋大学）

著者名(英語): Takanobu Watanabe (Faculty of Science and Engineering, Waseda University),Motohiro Tomita (Faculty of Science and Engineering, Waseda University),Takeo Matsuki (Comprehensive Research Organization, Waseda University),Hasan Mahfuz (Faculty of Science and Engineering, Waseda University),Kazuaki Katayama (Faculty of Science and Engineering, Waseda University),Katsuki Abe (Faculty of Science and Engineering, Waseda University),Tsubasa Kashizaki (Faculty of Science and Engineering, Waseda University),Ayami Kurosaki (Faculty of Science and Engineering, Waseda University),Takashi Matsukawa (Comprehensive Research Organization, Waseda University),Tianzhuo Zhan (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST))

キーワード: 熱電発電|Si-CMOS|集積化|ナノワイヤ

要約(日本語): Si-CMOS技術と親和性が高い微小熱電発電デバイスの高密度集積化に向けて、集積モジュールの最適設計と各種要素技術開発に取り組んだ。当グループが考案した熱電デバイスはSOI基板をトップダウン加工したSiナノワイヤを熱電変換材料に用いており、微細化・高集積化するほど単位面積当たりの発電量が向上する点に特徴がある。n型Siを用いたユニレグ多段モジュール、n型およびp型Siを用いたバイレグ多段モジュールを実際に試作し、発電性能の段数依存性を調査した。またバイレグにおけるn型、p型レグの最適な幅比について検討した結果、レグ長が短くなるほど幅の狭い領域から広い領域に入る箇所の拡がり抵抗が顕在化し、両レグの幅を揃える構造が有利であることが判明した。この他、モジュール内の特定の箇所に熱流を集中させるために用いる金属配線層の作製プロセスなど、集積化に向けた各種要素技術の開発についても報告する。

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