发明名称 具高表面积之多柱状微热电致冷器及其制造方法
摘要
申请公布号 申请公布日期 2011.05.21
申请号 TW096130031 申请日期 2007.08.14
申请人 国立中山大学 发明人 黄义佑
分类号 H01L23/34 主分类号 H01L23/34
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼;蔡东贤 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 一种具高表面积之多柱状微热电致冷器,包括:至少一P型热电单元,具有复数个P型柱状单元;至少一N型热电单元,具有复数个N型柱状单元,该N型热电单元与该P型热电单元间隔地设置;及一电极组,具有一第一电极及一第二电极,分别设置于该P型热电单元及该N型热电单元之相对二端,且覆盖该等P型柱状单元及该等N型柱状单元长度方向之二端面,以串联电性连接该P型热电单元及该N型热电单元。如请求项1之多柱状微热电致冷器,其中该P型柱状单元系为正方形柱。如请求项1之多柱状微热电致冷器,其中该P型柱状单元系为矩形柱。如请求项1之多柱状微热电致冷器,其中该P型柱状单元系为圆柱。如请求项1之多柱状微热电致冷器,其中该N型柱状单元系为正方形柱。如请求项1之多柱状微热电致冷器,其中该N型柱状单元系为矩形柱。如请求项1之多柱状微热电致冷器,其中该N型柱状单元系为圆柱。如请求项1之多柱状微热电致冷器,其中该P型热电单元系为碲化锑(Sb2Te3)材质。如请求项1之多柱状微热电致冷器,其中该N型热电单元系为碲化铋(Bi2Te3)材质。如请求项1之多柱状微热电致冷器,其中该第一电极包括一第一铬层及一第一金层,该第二电极包括一第二铬层及一第二金层。如请求项1之多柱状微热电致冷器,另包括一基板,该多柱状微热电致冷器设置于该基板上。如请求项11之多柱状微热电致冷器,其中该基板系为一矽基板。如请求项1之多柱状微热电致冷器,其中该多柱状微热电致冷器系应用于半导体晶片。如请求项1之多柱状微热电致冷器,其中该多柱状微热电致冷器系应用于微机电晶片。如请求项1之多柱状微热电致冷器,其中该多柱状微热电致冷器系作为一精密温控元件。如请求项1之多柱状微热电致冷器,其中该多柱状微热电致冷器系作为一散热模组。如请求项1之多柱状微热电致冷器,其中该多柱状微热电致冷器系作为一微发电机。一种具高表面积之多柱状微热电致冷器之制造方法,包括以下步骤:(a)提供一基板;(b)依序形成一第一铬层及一第一金层于该基板上,该第一金层具有至少一槽道,以显露部分该第一铬层;(c)形成至少一第一热电单元及至少一第二热电单元于该槽道二侧边之该第一金层上;(d)移除该槽道中之部分该第一铬层,以显露部分该基板,移除后之该第一铬层及该第一金层形成一第一电极;及(e)形成一第二电极,该第二电极与该第一电极形成于该第一热电单元及该第二热电单元之相对二端,以串联电性连接该第一热电单元及该第二热电单元。如请求项18之制造方法,其中在步骤(a)中另包括一于该基板之一表面形成一氧化层之步骤。如请求项19之制造方法,其中该氧化层系以常压化学气相沈积方法所形成。如请求项18之制造方法,其中在步骤(b)中系利用蚀刻方法形成该槽道。如请求项18之制造方法,其中在步骤(b)中系利用蒸镀方法形成该第一铬层及该第一金层。如请求项18之制造方法,其中步骤(c)包括以下步骤:(c1)形成一第一光阻层,其具有复数个第一模槽且覆盖该槽道及部分该第一金层,该等第一模槽形成于该槽道之一侧边且显露部分该第一金层;(c2)形成复数个第一柱状单元于该等第一模槽中,以形成至少一第一热电单元;(c3)移除该第一光阻层;(c4)形成一第二光阻层,其具有复数个第二模槽且覆盖该第一热电单元、该槽道及部分该第一金层,该等第二模槽与该第一热电单元形成于该槽道之二相对侧边且显露部分该第一金层;(c5)形成复数个第二柱状单元于该等第二模槽中,以形成至少一第二热电单元;及(c6)移除该第二光阻层。如请求项23之制造方法,其中在步骤(c3)中系利用举离法(lift-off)移除该第一光阻层。如请求项23之制造方法,其中在步骤(c6)中系利用举离法移除该第二光阻层。如请求项18之制造方法,其中在步骤(c)中该第一热电单元系由碲化锑(Sb2Te3)以电化学沉积方法形成之P型热电单元。如请求项18之制造方法,其中在步骤(c)中该第一热电单元系由碲化铋(Bi2Te3)以电化学沉积方法形成之N型热电单元。如请求项18之制造方法,其中在步骤(c)中该第二热电单元系由碲化锑(Sb2Te3)以电化学沉积方法形成之P型热电单元。如请求项18之制造方法,其中在步骤(c)中该第二热电单元系由碲化铋(Bi2Te3)以电化学沉积方法形成之N型热电单元。如请求项18之制造方法,其中在步骤(d)中系利用蚀刻方法移除该槽道中之部分该铬层。如请求项23之制造方法,其中步骤(e)包括以下步骤:(e1)形成一第三光阻层于该第一热电单元与该第二热电单元之间、该等第一柱状单元之间及该等第二柱状单元之间;(e2)形成一第二电极;及(e3)移除该第三光阻层。如请求项31之制造方法,其中在步骤(e3)中系利用举离法移除该第三光阻层。如请求项31之制造方法,其中在步骤(e2)中系利用蒸镀方法依序蒸镀一第二铬层及一第二金层,以形成该第二电极。如请求项31之制造方法,其中该多柱状微热电致冷器具有二第一热电单元及二第二热电单元,该第一电极具有二槽孔,该等第一热电单元及该等第二热电单元交错地设置于该等槽孔之二侧边。如请求项34之制造方法,其中步骤(e)包括以下步骤:(e1)形成一第三光阻层于该等第一热电单元及该等第二热电单元之间、该等第一柱状单元之间及该等第二柱状单元之间,该等槽孔上方及该等第一柱状单元与该等第二柱状单元之间之该第三光阻层与该等第一热电单元及该等第二热电单元具有相同之水平高度,位于该等槽孔间之该第一电极上之该第三光阻层之厚度大于该等槽孔上方及该等第一柱状单元之间及该等第二柱状单元间之该第三光阻层之厚度;(e2)形成该第二电极,该第二电极覆盖该等第一热电单元、该等第二热电单元、该等槽孔上方之该第三光阻层、该等第一柱状单元之间之该第三光阻层及该等第二柱状单元间之该第三光阻层,以及覆盖位于该等槽孔间之该第一电极上之该第三光阻层之顶面,且不覆盖位于该等槽孔间之该第一电极上之该第一电极上该第三光阻层之侧壁;及(e3)移除该第三光阻层及位于该等槽孔间之该第一电极上之该第三光阻层顶面上之该第二电极。如请求项35之制造方法,其中在步骤(e2)中系利用蒸镀方法依序蒸镀一第二铬层及一第二金层,以形成该第二电极。如请求项18之制造方法,其可整合于半导体制程。
地址 高雄市鼓山区西子湾莲海路70号
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