[发明专利]一种制备具有高纵横比热电臂的微型热电器件的方法

摘要

本发明公开了一种制备具有高纵横比热电臂的微型热电器件的方法。该方法利用机械加工在玻璃薄片上制作出凹槽，并通过加压烧结成功制成具有30～150微米微孔阵列的玻璃模板；通过利用光刻和磁控溅射技术在单晶硅衬底上面制作叉指电极来分别控制P型和N型热电材料的电化学沉积，从而制作出交替排列的P型、N型热电阵列；在电化学法填充N型Bi₂Te₃材料的过程中，设计出一种反向脉冲沉积的工艺，从而实现纵横比超过10的填充生长。

主权项

1. 一种制备具有高纵横比热电臂的微型热电器件的方法，其特征在于，具体制备工艺包括：(1)利用精密划片机在长、宽为1～10厘米，厚度为100～200微米的玻璃薄片表面加工出10～50条平行凹槽；(2)将步骤(1)中加工的带有凹槽的玻璃片叠层并将每层凹槽的位置对齐、固定，然后在玻璃上下表面加压10～20千帕并烧结，使得玻璃片软化并粘接成一体，从而获得具有微阵列的玻璃模板，模板的宽度为0.5～2毫米；(3)将模板切割成高度为0.5～2毫米，并在其中的一面涂敷银浆，控制银浆粘度在2000～3500cPas范围内使得其进入模板形成电极，并烘干银浆；(4)将步骤(3)中的涂有银浆的一面抛光至露出填有银浆的微孔，在单晶硅片上面利用光刻的方法曝光出叉指电极，并磁控溅射金属，将带有叉指电极的硅片与玻璃模板有银电极的一面阳极键合，叉指电极的两个叉指交替覆盖每排的微孔，并分别向外引出导线；(5)将步骤(4)中叉指电极的两组叉指的引线分别连接到电化学沉积的阴极，分两步在两个分别含有P型、N型材料电解液中沉积生长出P型、N型交替排列热电微阵列；(6)去掉沉积阴极，抛光填充好P型、N型热电材料的模板两面，在模板的两面利用光刻和磁控溅射制作金属电极，串联沉积好的热电微柱子，并封装成热电微器件。