[发明专利]新型微型热电发生器及其制造方法

权利要求书

1.一种新型微型热电发生器，在所述热电发生器的截面上，包括基板(1)；其特征是：所述基板(1)内设有若干贯通基板(1)的隔热腔(9)；基板(1)一侧表面上设置支撑层(2)，所述支撑层(2)上设有若干交替分布的N型热电材料区及P型热电材料区；支撑层(2)上相邻交替分布的N型热电材料区与P型热电材料区通过导电层连接成等电位，并在支撑层(2)上串接形成热电材料体，所述热电材料体的两端均设置电连接的键合电极(11)；热电材料体上淀积有电绝缘层，所述电绝缘层覆盖热电材料体上；电绝缘层上淀积导热层(6)，所述导热层(6)的两侧设有隔热部；导热层(6)上设有第一封装体(10)，基板(1)对应设置支撑层(2)的另一侧设有第二封装体(20)。

2.根据权利要求1所述的新型微型热电发生器，其特征是：所述支撑层(2)包括生长于基板(1)上的氧化硅层及淀积于所述氧化硅层上的氮化硅层。

3.根据权利要求1所述的新型微型热电发生器，其特征是：所述基板(1)的材料包括硅。

4.根据权利要求1所述的新型微型热电发生器，其特征是：所述N型热电材料区及P型热电材料区通过导电多晶硅掺杂形成或由碲化铋热电材料制成。

5.根据权利要求1所述的新型微型热电发生器，其特征是：所述第一封装体(10)与第二封装体(20)均由陶瓷材料制成。

6.一种新型微型热电发生器的制造方法，其特征是，所述热电发生器的制造方法包括如下步骤：

(a)、提供基板(1)，所述基板(1)具有相对应的第一主面与第二主面；

(b)、在所述基板(1)的第一主面上设置支撑层(2)；

(c)、在上述支撑层(2)上设置均匀分布的热电材料层，在支撑层(2)上形成交替分布的N型热电材料区及P型热电材料区；

(d)、在所述热电材料层上淀积导电层材料，选择性地掩蔽和刻蚀导电层材料，并形成导电层；上述相邻的N型热电材料区与P型热电材料区通过导电层连接成等电位，并串接成热电材料体，且在热电材料体的两端形成键合电极(11)；

(e)、对上述热电材料体及基板(1)进行高温退火工艺，以增强导电层与N型热电材料区及P型热电材料区的电接触；

(f)、在上述热电材料体上淀积电绝缘层材料，所述电绝缘层材料覆盖于支撑层(2)及热电材料体上；

(g)、选择性地掩蔽和刻蚀电绝缘层材料，刻蚀键合电极(11)上的电绝缘层材料，形成电绝缘层；

(h)、在上述电绝缘层上淀积导热层材料，所述导热层材料覆盖于相应的电绝缘层上；

(i)、选择性地掩蔽和刻蚀导热层材料，在电绝缘层上形成导热层(6)，所述导热(6)层的两侧设有隔热部；

(j)、对上述基板(1)的第二主面进行光刻，得到贯通基板(1)的隔热腔(9)；

(k)、对所述基板(1)的第二主面利用第二封装体(20)进行封装，且基板(1)第一主面上的导热层(6)利用第一封装体(10)进行封装。

7.根据权利要求6所述新型微型热电发生器的制造方法，其特征是：所述步骤(b)中，先通过在基板(1)上生长氧化硅层，并在所述氧化硅层上淀积氮化硅层，以此形成支撑层(2)。

8.根据权利要求6所述新型微型热电发生器的制造方法，其特征是：所述步骤(e)中，退火温度为450度，退火时间为60分钟。

9.根据权利要求6所述新型微型热电发生器的制造方法，其特征是，所述步骤(c)中，热电层材料采用多晶硅时，包括如下步骤：

(s1)、在支撑层(2)上淀积多晶硅层；

(s2)、对上述多晶硅层进行光刻显影，在多晶硅层上注入N型离子，以形成N型热电材料区；

(s3)、对上述多晶硅进行光刻显影，在多晶硅层上注入P型离子，以形成P型热电材料区；

(s4)、刻蚀上述N型热电材料区与P型材料区外的多晶硅层，以使N型热电材料区与P型热电材料区相隔离，且N型热电材料区与P型热电材料区交替分布。

10.根据权利要求6所述新型微型热电发生器的制造方法，其特征是，所述步骤(c)中，热电层材料采用金属热电材料时，包括如下步骤：

(s11)、在支撑层(2)上溅射N型热电金属材料，并通过光刻显影，刻蚀得到N型热电偶区域；

(s12)、在上述支撑层(2)上淀积保护层，所述保护层覆盖于支撑层(2)及N型热电偶区域上；

(s13)、选择性地掩蔽和刻蚀保护层，得到支撑层上的P型热电金属材料区域；

(s14)、在支撑层(2)上溅射P型热电金属材料；

(s15)、对P型热电金属材料进行光刻显影，刻蚀得到P型热电偶区域；

(s16)、在上述保护层、N型热电偶区域及P型热电偶区域上淀积氧化硅介电层；

(s17)、选择性地掩蔽和刻蚀所述氧化硅介电层，得到位于氧化硅介电层上的接触孔，所述接触孔从氧化硅介电层的表面延伸到N型热电偶区域、P型热电偶区域；

(s18)、在上述氧化硅介电层上淀积连接金属层，所述连接金属层填充于接触孔内，并覆盖在氧化硅介电层上；

(s19)、刻蚀所述接触孔外的连接金属层，得到位于接触孔内的通孔连接电极。