热电发电器件及其制作方法技术

本发明专利技术提供一种热电发电器件及其制作方法，通过将P型热电柱及N型热电柱内嵌在基底的导通孔中，可形成无空心结构，提高热电发电器件的可靠性；P型热电柱及N型热电柱之间的间距可通过基底中的导通孔的间距进行控制，可便捷的实现高密度集成及小尺寸化的热电发电器件；基底可采用晶圆级基底，以实现批量化生产，提高生产效率。高生产效率。高生产效率。

【技术实现步骤摘要】
热电发电器件及其制作方法


[0001]本专利技术属于半导体领域，特别是涉及一种热电发电器件及其制作方法。

技术介绍

[0002]所谓热电发电就是将热能直接转变成电能，通过高温与低温的温差产生的热将移动的热能转变成电能使其发电。
[0003]热电发电具有以下其他发电方式所没有的特征：1)利用有易于环境的清洁能源，不依赖化石燃料和放射性同位素元素，仅靠温度差便可发电。2)可从地球上所有的热源中获取能量，在自然界中的所有热源，如太阳热、海洋热、地热和人体热等，人工热源如工业废热、汽车废热和燃烧垃圾的废热等。3)比较小的温度差就可获取能量，只要有数十度的温度差就可发电。4)长寿命，没有机械的驱动部分，不易发生各零件的损耗和劣化，从而热电发电器件具有广泛的应用场合。
[0004]现有的，在使用P型热电柱和N型热电柱制备热电发电器件时，通常将N型热电柱和P型热电柱以进行逐个焊接的方式形成在具有下电极的下基板上，且N型热电柱和P型热电柱之间设置成具有空心间距结构，以通过空心间距结构实现绝热效果，然后再在上基板上制作N型热电柱和P型热电柱的上电极，并进行焊接，以实现完整的热电器件的制作。然而，该方法中，由于热电柱需要在下基板上进行逐个焊接，且每次只能做单个热电器件，从而采用该方法制备热电器件的生产效率低；及由于热电柱之间具有空心间距结构，从而热电发电器件的可靠性较差；及由于热电柱是逐个分别焊接，从而热电柱的放置间隔偏大，使得热电发电器件的尺寸较大，难以实现高密度集成。
[0005]鉴于以上原因，提供一种新型的热电发电器件及其制作方法，实属必要。

技术实现思路

[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种热电发电器件及其制作方法，用于解决现有技术中热电发电器件生产效率低、可靠性差、尺寸大的问题。
[0007]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种热电发电器件的制作方法，包括以下步骤：
[0008]提供基底，于所述基底中形成导通孔；
[0009]于所述导通孔中形成P型热电柱及N型热电柱，对应设置的所述P型热电柱及N型热电柱构成热电偶对；
[0010]对所述基底进行平整化处理，于所述基底的第一面显露所述P型热电柱及N型热电柱的第一端，以及于所述基底的第二面显露所述P型热电柱及N型热电柱的第二端；
[0011]形成金属布线，所述金属布线包括与所述P型热电柱及N型热电柱的第一端相接触的上金属布线，及与所述P型热电柱及N型热电柱的第二端相接触的下金属布线。
[0012]可选地，所述基底包括晶圆级基底，且在形成所述金属布线的步骤后，还包括进行切割的步骤。
[0013]可选地，所述基底为绝缘绝热基底，所述绝缘绝热基底包括玻璃基底或聚合物基底。
[0014]可选地，所述热电偶对中，所述P型热电柱及N型热电柱之间的间距D的取值为D≥20μm；所述P型热电柱及N型热电柱分别为BiTe热电柱、多晶硅热电柱、Cu热电柱、Ni热电柱、Au热电柱中的一种或组合。
[0015]可选地，所述导通孔包括贯通孔或盲孔，于所述导通孔中形成所述P型热电柱及N型热电柱的方法包括插塞法或气相沉积法；当采用插塞法形成所述P型热电柱及N型热电柱时，还包括于所述导通孔中形成绝缘绝热填充层的步骤。
[0016]可选地，所述平整化处理包括对所述基底的第一面及所述基底的第二面均进行CMP平整化处理及机械平整化处理中的一种或组合。
[0017]本专利技术还提供一种热电发电器件，所述热电发电器件包括：
[0018]基底，所述基底具有第一面及相对的第二面，且所述基底中具有贯通孔；
[0019]P型热电柱及N型热电柱，所述P型热电柱及N型热电柱位于所述贯通孔中，对应设置的所述P型热电柱及N型热电柱构成热电偶对，且所述基底的第一面显露所述P型热电柱及N型热电柱的第一端，以及所述基底的第二面显露所述P型热电柱及N型热电柱的第二端；
[0020]金属布线，所述金属布线包括与所述P型热电柱及N型热电柱的第一端相连接的上金属布线，及与所述P型热电柱及N型热电柱的第二端相连接的下金属布线。
[0021]可选地，所述基底为绝缘绝热基底，所述绝缘绝热基底包括玻璃基底或聚合物基底。
[0022]可选地，所述热电偶对中，所述P型热电柱及N型热电柱之间的间距D的取值为D≥20μm。
[0023]可选地，所述P型热电柱及N型热电柱分别为BiTe热电柱、多晶硅热电柱、Cu热电柱、Ni热电柱、Au热电柱中的一种或组合。
[0024]如上所述，本专利技术的热电发电器件及其制作方法，通过将P型热电柱及N型热电柱内嵌在基底的导通孔中，可形成无空心结构，提高热电发电器件的可靠性；P型热电柱及N型热电柱之间的间距可通过基底中的导通孔的间距进行控制，可便捷的实现高密度集成及小尺寸化的热电发电器件；基底可采用晶圆级基底，以实现批量化生产，提高生产效率。
附图说明
[0025]图1显示为本专利技术实施例中热电发电器件的制作工艺流程示意图。
[0026]图2显示为本专利技术实施例中于基底中形成导通孔后的结构示意图。
[0027]图3显示为本专利技术实施例中形成P型热电柱后的结构示意图。
[0028]图4显示为本专利技术实施例中形成N型热电柱及对基底进行平整化处理后的结构示意图。
[0029]图5显示为本专利技术实施例中形成金属布线后的结构示意图。
[0030]元件标号说明
[0031]100
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基底
[0032]101
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第一导通孔
[0033]102
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第二导通孔
[0034]201
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P型热电柱
[0035]202
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N型热电柱
[0036]301
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上金属布线
[0037]302
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下金属布线
[0038]S1～S4
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步骤
具体实施方式
[0039]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。
[0040]如在详述本专利技术实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本专利技术保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热电发电器件的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：提供基底，于所述基底中形成导通孔；于所述导通孔中形成P型热电柱及N型热电柱，对应设置的所述P型热电柱及N型热电柱构成热电偶对；对所述基底进行平整化处理，于所述基底的第一面显露所述P型热电柱及N型热电柱的第一端，以及于所述基底的第二面显露所述P型热电柱及N型热电柱的第二端；形成金属布线，所述金属布线包括与所述P型热电柱及N型热电柱的第一端相接触的上金属布线，及与所述P型热电柱及N型热电柱的第二端相接触的下金属布线。2.根据权利要求1所述的热电发电器件的制作方法，其特征在于：所述基底包括晶圆级基底，且在形成所述金属布线的步骤后，还包括进行切割的步骤。3.根据权利要求1所述的热电发电器件的制作方法，其特征在于：所述基底为绝缘绝热基底，所述绝缘绝热基底包括玻璃基底或聚合物基底。4.根据权利要求1所述的热电发电器件的制作方法，其特征在于：所述热电偶对中，所述P型热电柱及N型热电柱之间的间距D的取值为D≥20μm；所述P型热电柱及N型热电柱分别为BiTe热电柱、多晶硅热电柱、Cu热电柱、Ni热电柱、Au热电柱中的一种或组合。5.根据权利要求1所述的热电发电器件的制作方法，其特征在于：所述导通孔包括贯通孔或盲孔，于所述导通孔中形成所述P型热电柱及N型热电柱的方法包括插塞法或气相沉积法；当采用插塞法形...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐德辉，
申请(专利权)人：上海烨映微电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：