[11a-PB3-1~11] 13.5 Semiconductor devices/ Interconnect/ Integration technologies

[11a-PB3-5] Reliability of Ni diffusion barrier on the semiconductor junction of Bi-Te based thermoelectric device

〇Yusufu Ekubaru¹, Tohru Sugahara¹, Katsuaki Suganuma¹, Michio Okajima², Shutaro Nambu² (1.ISIR Osaka Univ., 2.E-ThermoGentek)

Keywords:Semiconductor junction

熱電変換デバイスは、一般的に、P型とN型の熱電材料をπ型に連続的に電極で接合し、上下をセラミックスやフレキシブルといった基板で挟んで作製される。熱電変換デバイスのエネルギー変換効率を大きくするためには、デバイスにかかる温度差を大きくする必要があり、デバイスを高温環境で動作させる場合がある。しかし、高温環境下で長時間使用すれば、熱電変換デバイスの接合界面において、熱電材料、接合材料、及び電極材料の相互拡散が起こり、熱電材料の物性が変化し性能が劣化してしまうという大きな課題があり、高温環境下で使用される電子デバイスには、接合界面に拡散バリア層を設ける必要がある。本研究では、Agペーストを使用して、250℃耐熱接合を実現するとともに、Bi-Te系熱電変換素子が250℃で常用されることを想定して、AgおよびBi-Te材料に対して、従来の半導体実装に用いられるNi層の拡散バリア効果を検討した。