1.一種雙通孔結構的微型熱電能量采集器,其特征在于,所述采集器至少包括:底部鍵合片和頂部鍵合片;
所述底部鍵合片至少包括:
底部導熱板,表面形成有底部絕緣層;
圖形化的底部電連接層,形成于所述底部絕緣層的表面;
多個熱電偶對,形成于所述圖形化的底部電連接層表面,每一個熱電偶對包括第一熱電層和非接觸式的包圍在所述第一熱電層周圍的第二熱電層;
底部鍵合層,形成于所述第一熱電層和第二熱電層的表面;
所述頂部鍵合片至少包括:
頂部導熱板,表面形成有頂部絕緣層;
圖形化的頂部電連接層,形成于所述頂部絕緣層的表面;
頂部鍵合層,形成于所述頂部電連接層的表面,所述頂部鍵合層與所述底部鍵合層鍵合接觸;
絕緣層,形成于所述圖形化的頂部電連接層之間以及所述頂部鍵合層之間,通過所述頂部電連接層將多個熱電偶對串聯(lián)形成熱電偶陣列。
2.根據(jù)權利要求1所述的雙通孔結構的微型熱電能量采集器,其特征在于:所述第一熱電層為圓柱形,所述第二熱電層為環(huán)形。
3.根據(jù)權利要求1所述的雙通孔結構的微型熱電能量采集器,其特征在于:所述頂部電連接層至少包括第一電連接層和第二電連接層;所述第一電連接層的形狀與第一熱電層的形狀相匹配,且通過所述頂部鍵合層和底部鍵合層與所述第一熱電層接觸電連;所述第二電連接層的形狀與第二熱電層的形狀相匹配,且通過所述頂部鍵合層和底部鍵合層與所述第二熱電層接觸電連。
4.一種雙通孔結構的微型熱電能量采集器的制備方法,其特征在于,所述方法至少包括步驟:底部鍵合片的制作、頂部鍵合片的制作以及所述底部鍵合片和頂部鍵合片的鍵合。
所述底部鍵合片的制作至少包括步驟:
(1a)提供一底部導熱板,在所述底部導熱板表面依次形成底部絕緣層、底部電連接層以及光刻膠層;
(1b)在所述光刻膠層中形成暴露所述底部電連接層的多個通孔以及包圍在每個通孔 周圍的環(huán)形溝槽,所述通孔中填充有第一熱電層,所述環(huán)形溝槽中填充有第二熱電層,所述第一熱電層和第二熱電層構成多個熱電偶對;
(1c)在所述第一熱電層和第二熱電層表面形成底部鍵合層;
(1d)去除所述環(huán)形溝槽以外的光刻膠層,暴露出所述底部電連接層,之后刻蝕去除暴露的所述底部電連接層,使整個底部電連接層圖形化;
(1e)去除所述第一熱電層和第二熱電層之間的光刻膠層;
所述頂部鍵合片的制作至少包括步驟:
(2a)提供一頂部導熱板,在所述頂部導熱板表面形成頂部絕緣層;
(2b)在所述頂部絕緣層表面形成圖形化的頂部電連接層;
(2c)在頂部電連接層之間的頂部絕緣層表面以及部分頂部電連接層的表面覆蓋絕緣層;
(2d)在未被所述絕緣層覆蓋的頂部電連接層表面形成頂部鍵合層;
最后將所述底部鍵合層和頂部鍵合層進行鍵合,通過所述頂部電連接層將多個熱電偶對串聯(lián)形成熱電偶陣列。
5.根據(jù)權利要求4所述的雙通孔結構的微型熱電能量采集器的制備方法,其特征在于:所述步驟(1a)中底部導熱板采用硅片,通過氧化工藝在所述硅片表面生長二氧化硅作為底部絕緣層。
6.根據(jù)權利要求4所述的雙通孔結構的微型熱電能量采集器的制備方法,其特征在于:所述步驟(1a)中通過濺射工藝形成底部電連接層,所述底部電連接層選擇為Ti/Au、Ti/Cu、TiW/Au或者TiW/Cu。
7.根據(jù)權利要求4所述的雙通孔結構的微型熱電能量采集器的制備方法,其特征在于:所述步驟(1a)中光刻膠層的厚度等于后續(xù)制作的第一熱電層和第二熱電層的高度。
8.根據(jù)權利要求4所述的雙通孔結構的微型熱電能量采集器的制備方法,其特征在于:所述步驟(1b)中以所述底部電連接層為種子層,通過電鍍工藝分別在所述通孔和環(huán)形溝槽中形成第一熱電層和第二熱電層。
9.根據(jù)權利要求4所述的雙通孔結構的微型熱電能量采集器的制備方法,其特征在于:所述步驟(1b)具體包括:先進行第一次光刻,在所述光刻膠層中形成暴露所述底部電連接層 的多個通孔,接著在所述通孔中填充第一熱電層;再進行第二次光刻,形成包圍所述通孔的環(huán)形溝槽,在所述環(huán)形溝槽中填充第二熱電層。
10.根據(jù)權利要求4所述的雙通孔結構的微型熱電能量采集器的制備方法,其特征在于:所述步驟(1b)具體包括:先進行第一次光刻,在所述光刻膠層中形成暴露所述底部電連接層的多個環(huán)形溝槽,接著在所述環(huán)形溝槽中填充第二熱電層;再進行第二次光刻,形成由所述環(huán)形溝槽包圍的通孔,在所述通孔中填充第一熱電層。
11.根據(jù)權利要求4所述的雙通孔結構的微型熱電能量采集器的制備方法,其特征在于:在所述步驟(1b)和步驟(1c)之間還包括表面平坦化步驟。
12.根據(jù)權利要求4所述的雙通孔結構的微型熱電能量采集器的制備方法,其特征在于:所述第一熱電層和第二熱電層為不同的材料或者為同種材料經(jīng)過不同類型摻雜形成的N型熱電材料和P型熱電材料。
13.根據(jù)權利要求4所述的雙通孔結構的微型熱電能量采集器的制備方法,其特征在于:所述第一熱電層為Cu、Ni或Bi-Te合金,所述第二熱電層為Cu、Ni或Bi-Te合金。
14.根據(jù)權利要求4所述的雙通孔結構的微型熱電能量采集器的制備方法,其特征在于:所述步驟(1c)具體過程為:在步驟(1b)獲得的結構表面旋涂光刻膠,并圖形化所述光刻膠,形成暴露所述第一熱電層和第二熱電層的開口,之后通過電鍍工藝在開口中填充底部鍵合層,所述底部鍵合層為Sn或者Au。
15.根據(jù)權利要求4所述的雙通孔結構的微型熱電能量采集器的制備方法,其特征在于:所述步驟(2a)中頂部導熱板采用硅片,通過氧化工藝在所述硅片表面生長二氧化硅作為頂部絕緣層。
16.根據(jù)權利要求4所述的雙通孔結構的微型熱電能量采集器的制備方法,其特征在于:所述頂部電連接層為Ti/Au或TiW/Au,所述頂部鍵合層為Au。
17.一種雙通孔結構的微型熱電能量采集器的制備方法,其特征在于,所述方法至少包括步 驟:底部鍵合片的制作、頂部鍵合片的制作以及所述底部鍵合片和頂部鍵合片的鍵合;
所述底部鍵合片的制作至少包括步驟:
(1A)提供一底部導熱板和一襯底,在所述底部導熱板表面依次形成底部絕緣層和第一鍵合層,在所述襯底表面形成第二鍵合層;
(1B)鍵合所述第一鍵合層和第二鍵合層,鍵合后的所述第一鍵合層和第二鍵合層構成底部電連接層,減薄所述襯底;
(1C)在所述襯底中形成暴露所述底部電連接層的多個通孔以及包圍在每個通孔周圍的環(huán)形溝槽,所述通孔中填充有第一熱電層,所述環(huán)形溝槽中填充有第二熱電層,所述第一熱電層和第二熱電層構成多個熱電偶對;
(1D)在所述第一熱電層和第二熱電層表面形成底部鍵合層;
(1E)去除所述環(huán)形溝槽以外的襯底,暴露出所述底部電連接層,之后刻蝕去除暴露的所述底部電連接層,使整個底部電連接層圖形化;
(1F)去除所述第一熱電層和第二熱電層之間的襯底。
所述頂部鍵合片的制作至少包括步驟:
(2A)提供一頂部導熱板,在所述底部導熱板表面形成頂部絕緣層;
(2B)在所述頂部絕緣層表面形成圖形化的頂部電連接層;
(2C)在頂部電連接層之間的頂部絕緣層表面以及部分頂部電連接層的表面覆蓋絕緣層;
(2D)在未被所述絕緣層覆蓋的頂部電連接層表面形成頂部鍵合層;
最后將所述底部鍵合層和頂部鍵合層進行鍵合,通過所述頂部電連接層將多個熱電偶對串聯(lián)形成熱電偶陣列。
18.根據(jù)權利要求17所述的雙通孔結構的微型熱電能量采集器的制備方法,其特征在于:所述襯底為硅襯底,所述第一鍵合層和第二鍵合層均為Ti/Au或TiW/Au,所述第一鍵合層和第二鍵合層為Au-Au鍵合。