[發明專利]微納尺度材料賽貝克系數的測量機構及其制備方法

有效

• 申請號: 201310002129.1
• 申請日: 2013-01-05
• 公開（公告）號: CN103048350A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 毛海央;歐文;歐毅;陳大鵬
• 申請（專利權）人: 江蘇物聯網研究發展中心
• 主分類號: G01N25/00
• 分類號: G01N25/00;G01N25/20
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所 32104
• 代理人: 曹祖良

1.一種微納尺度材料賽貝克系數的測量機構，包括襯底(101)，其特征在于：所述襯底(101)上設有釋放阻擋帶(302)，所述釋放阻擋帶(302)內封閉有熱隔離腔體(901)；所述熱隔離腔體(901)的正上方設有一對熱電偶，即第一熱偶條(8)和第二熱偶條(9)，第一熱偶條(8)和第二熱偶條(9)的材料特性不同；熱隔離腔體(901)的上方一側設置有第一加熱電阻條(10)，上方另一側設置有第二加熱電阻條(11)；第一加熱電阻條(10)的電阻值小于第二加熱電阻條(11)的電阻值；所述第一加熱電阻條(10)的兩端分別連接第二金屬電極(2)和第三金屬電極(3)；所述第二加熱電阻條(11)的兩端分別連接第四金屬電極(4)和第五金屬電極(5)；

第一金屬電極(1)位于第一加熱電阻條(10)之上，且通過釋放保護膜(501)和電絕緣熱導通結構(601)實現與第一加熱電阻條(10)的電學隔離和熱學導通；所述第一金屬電極(1)連接第一熱偶條(8)的一端和第二熱偶條(9)的一端；

第一熱偶條(8)的另一端和第二熱偶條(9)的另一端分別連接第六金屬電極(6)和第七金屬電極(7)；所述第六金屬電極(6)和第七金屬電極(7)位于第二加熱電阻條(11)之上，且通過釋放保護膜(501)和電絕緣熱導通結構(601)實現與第二加熱電阻條(11)的電學隔離和熱學導通。

2.如權利要求1所述的微納尺度材料賽貝克系數的測量機構，其特征在于：所述熱電偶對中第一熱偶條(8)采用P型摻雜的多晶硅，第二熱偶條(9)采用N型摻雜的多晶硅；或者所述熱電偶對中第一熱偶條(8)采用N型摻雜的多晶硅，第二熱偶條(9)采用P型摻雜的多晶硅。

3.如權利要求1或2所述的微納尺度材料賽貝克系數的測量機構，其特征在于：所述第一加熱電阻條(10)的電阻值和第二加熱電阻條(11)的電阻值通過改變加熱電阻條(402)的摻雜濃度和/或調整加熱電阻條(402)的尺寸參數得到所需的電阻值。

4.一種微納尺度材料賽貝克系數的級聯測量機構，包括襯底(101)，其特征在于：所述襯底(101)上設有釋放阻擋帶(302)，所述釋放阻擋帶(302)內封閉有熱隔離腔體(901)；熱隔離腔體(901)的上方一側設置有第一加熱電阻條(10)，上方另一側設置有第二加熱電阻條(11)；第一加熱電阻條(10)的電阻值小于第二加熱電阻條(11)的電阻值；所述第一加熱電阻條(10)的兩端分別連接第二金屬電極(2)和第三金屬電極(3)；所述第二加熱電阻條(11)的兩端分別連接第四金屬電極(4)和第五金屬電極(5)；

所述熱隔離腔體(901)的正上方并行設有多對熱電偶，每對熱電偶包括第一熱偶條(8)和第二熱偶條(9)，第一熱偶條(8)和第二熱偶條(9)的材料特性不同；對應每對熱電偶設置一個第一金屬電極(1)、一個第六金屬電極(6)和一個第七金屬電極(7)；

每對熱電偶對應的第一金屬電極(1)位于第一加熱電阻條(10)之上，且通過釋放保護膜(501)和電絕緣熱導通結構(601)實現與第一加熱電阻條(10)的電學隔離和熱學導通；每對熱電偶的第一熱偶條(8)的一端和第二熱偶條(9)的一端連接對應的第一金屬電極(1)；

每對熱電偶對應的第六金屬電極(6)和第七金屬電極(7)位于第二加熱電阻條(11)之上，且通過釋放保護膜(501)和電絕緣熱導通結構(601)實現與第二加熱電阻條(11)的電學隔離和熱學導通；每對熱電偶的第一熱偶條(8)的另一端和第二熱偶條(9)的另一端分別連接第六金屬電極(6)和第七金屬電極(7)；

多對熱電偶之間形成級聯連接，本級熱電偶對對應的第六金屬電極(6)連接上一級熱電偶對對應的第七金屬電極(7)；本級熱電偶對對應的第七金屬電極(7)連接下一級熱電偶對對應的第六金屬電極(6)。

5.如權利要求4所述的微納尺度材料賽貝克系數的級聯測量機構，其特征在于：所述熱電偶對中第一熱偶條(8)采用P型摻雜的多晶硅，第二熱偶條(9)采用N型摻雜的多晶硅；或者所述熱電偶對中第一熱偶條(8)采用N型摻雜的多晶硅，第二熱偶條(9)采用P型摻雜的多晶硅。

6.如權利要求4或5所述的微納尺度材料賽貝克系數的級聯測量機構，其特征在于：所述第一加熱電阻條(10)的電阻值和第二加熱電阻條(11)的電阻值通過改變加熱電阻條(402)的摻雜濃度和/或調整加熱電阻條(402)的尺寸參數得到所需的電阻值。