微型热电能量收集器及其制作方法

摘要

本发明提供一种微型热电能量收集器及其制作方法，在低阻硅衬底上制作环状沟槽以围成硅热电柱结构，然后在环状沟槽制作绝缘层，再对其填充热电材料以形成环形热电柱结构，然后制作金属布线、保护层以及支撑衬底等以完成制作。本发明的硅热电柱结构直接采用硅基底材料制作，简化了制作工艺。本发明只需一次薄膜沉积工艺就完成了热电偶结构的制作，简化了制作工艺。选择了硅作为热电偶的一种组分，保证了热电偶具有较高的塞贝克系数。采用垂直的柱形结构热电偶，避免了悬浮微结构，提高了热电能量收集器的机械稳定性。通过圆片级键合将热电偶结构和上下支撑衬底进行键合，提高了制作效率。

主权项

一种微型热电能量收集器的制作方法，其特征在于，至少包括步骤：1)提供一硅衬底，刻蚀所述硅衬底的上表面以形成至少两个间隔排列的环形沟槽，藉由所有的环形沟槽及所述环形沟槽围成的硅柱组成热电堆区域；2)在所述环形沟槽表面形成绝缘层，然后在所述环形沟槽内填充热电材料以形成环形热电柱，以使所述环形热电柱及其所包围的硅柱组成热电偶；3)制作上金属布线以连接同一热电偶中的硅柱及环形热电柱，然后在所述硅衬底上表面制作上保护层；4)提供上支撑衬底，并将该上支撑衬底与所述硅衬底的上表面进行键合；5)减薄所述硅衬底直至露出所述热电偶的下表面；6)制作下金属布线以连接相邻两环形热电偶中的环形热电柱及硅柱，然后在所述硅衬底下表面制作下保护层；7)刻蚀相邻两热电偶之间硅衬底以形成隔离结构；8)提供下支撑衬底，并将该下支撑衬底与所述硅衬底的下表面进行键合以完成微型热电能量收集器的制作。