Development of a Thermoelectric Energy Generator with Double Cavity by Single Polysilicon Layer in CMOS Process

論文翻譯標題: 應用單層多晶矽CMOS製程以提升雙空腔熱電能源採集器效能之研究
  • 鍾 禮安

學生論文: Doctoral Thesis

摘要

近年來由於無線網路感測器或穿戴式裝置的發展日益增加,本研究設計一款能源採集器為其提供能源供應。熱電能源採集器能夠利用賽貝克效應(Seebeck effect)將環境中熱能轉換成電能。為了提升熱電能源採集器的?率輸出,本論文利用單層多晶矽CMOS製程結合雙空腔結構設計,提升熱電能源採集器的性能,同時減少製程的步驟。本研究5 mm × 5 mm晶片採用TSMC 0 18 μm 1P6M CMOS 製程,由於其多晶矽的Seebeck係數較前人所使用的製程高,其輸出電壓較高。此外,由於此製程只需單層多晶矽,透過不同的摻雜,即可得到不同的材料特性,因此製程步驟較前人的製程簡單。本研究也修改了前人的雙空腔結構設計,使熱電能源採集器用有更好的結構穩定、絕緣性、以及更好的熱傳導。實驗結果顯示,一個1 5 mm × 1 5 mm的發電單元之輸出可以達到0 105 μW/cm2K2的?率係數,以及15 60 V/cm2K的電壓係數。除此之外,本研究提出了一個改良的晶圓級封裝方式,透過封裝增加熱電能源採集器的熱電偶數,改善封裝後的熱分佈問題。
獎項日期2020
原文English
監督員Shih-Ming Yang (Supervisor)

引用此

'