[發明專利]一種原位熱電性能測試裝置、制備方法及系統

在審

• 申請號: 201910172947.3
• 申請日: 2019-03-07
• 公開（公告）號: CN109975348A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 韓曉東;張晴;毛圣成;馬東鋒;陳永金;栗曉辰;翟亞迪;張澤
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20;G01N23/02;G01R27/02
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王慶龍;苗曉靜

1.一種原位熱電性能測試裝置，其特征在于，包括：基底及由下至上依次設于所述基底上表面的器件層和功能層，所述基底的內部設有中空結構，所述中空結構與所述基底的下表面外部連通；所述功能層和所述器件層中設有貫穿所述功能層和所述器件層，并與所述中空結構連通的長槽；所述器件層的幾何中心處，設有與所述中空結構連通且與所述長槽垂直并對稱的第一方形微孔和第二方形微孔；所述功能層的上表面且位于所述長槽的兩側分別設有對稱的第一加熱電阻和第二加熱電阻；所述第一方形微孔位于所述第一加熱電阻的下方，所述第二方形微孔位于所述第二加熱電阻的下方。

2.根據權利要求1所述的一種原位熱電性能測試裝置，其特征在于，所述功能層的上表面且位于所述長槽的一邊設有第一壓焊區與靠近所述第一加熱電阻的第一電學性能測試引線和第二電學性能測試引線；所述功能層的上表面且位于所述長槽的另一邊設有第二壓焊區與靠近所述第二加熱電阻的第三電學性能測試引線和第四電學性能測試引線；

所述第一壓焊區和所述第二壓焊區分別均包括第一金屬壓焊區和第二金屬壓焊區，所述第一壓焊區的第一金屬壓焊區和所述第一加熱電阻相連，所述第二壓焊區的第一金屬壓焊區和所述第二加熱電阻相連；所述第一壓焊區的第二金屬壓焊區與所述第一電學性能測試引線和所述第二電學性能測試引線相連，所述第二壓焊區的第二金屬壓焊區與所述第三電學性能測試引線和第四電學性能測試引線相連。

3.根據權利要求1所述的一種原位熱電性能測試裝置，其特征在于，所述功能層的上表面且位于所述長槽的一邊還設有第一測溫電阻，所述第一測溫電阻用于測量所述第一加熱電阻附近的溫度；所述功能層的上表面且位于所述長槽的另一邊還設有第二測溫電阻，所述第二測溫電阻用于測量所述第二加熱電阻附近的溫度。

4.根據權利要求1所述的一種原位熱電性能測試裝置，其特征在于，所述第一方形微孔的橫截面面積大于所述第一加熱電阻覆蓋的面積，所述第二方形微孔的橫截面面積大于所述第二加熱電阻覆蓋的面積。

5.根據權利要求3所述的一種原位熱電性能測試裝置，其特征在于，所述功能層的上表面且靠近所述第一加熱電阻和所述第二加熱電阻，還設有多個呈陣列分布的矩形鏤空孔，多個所述矩形鏤空孔之間形成條形溫度隔離帶，所述第一測溫電阻、第二測溫電阻、第一電學性能測試引線、第二電學性能測試引線、第三電學性能測試引線和第四電學性能測試引線通過所述條形溫度隔離帶布置于所述功能層的上表面。

6.一種原位熱電性能測試裝置的制備方法，其特征在于，包括：

在設于基底上表面的器件層的上表面由下至上依次生長由第一支撐薄膜、第一金屬薄膜、第二支撐薄膜和第二金屬薄膜組成的功能層；其中，生長所述第一金屬薄膜和所述第二支撐薄膜之間，還包括在所述第一金屬薄膜上進行刻蝕，形成第一加熱電阻和第二加熱電阻；

對所述器件層和所述功能層進行刻蝕，形成貫穿所述功能層和所述器件層的長槽；

從所述基底的下表面刻蝕分別與所述基底的下表面外部和所述長槽連通的中空結構，在所述器件層的上表面垂直于所述長槽且在所述第一加熱電阻下，開設第一方形微孔；在所述器件層的上表面垂直于所述長槽且在所述第二加熱電阻下，開設第二方形微孔；所述第一方形微孔和所述第二方形微孔均分別與所述長槽和所述中空結構連通。

7.根據權利要求6所述的一種原位熱電性能測試裝置的制備方法，其特征在于，所述在所述功能層的上表面進行刻蝕，形成貫穿所述功能層和所述器件層的長槽之前，還包括：

在所述第一金屬薄膜上進行刻蝕，形成第一測溫電阻、第二測溫電阻、第一金屬壓焊區和第一金屬引線；

在所述第一金屬薄膜上生長第二金屬薄膜，在所述第二金屬薄膜上進行刻蝕，形成第二金屬引線、第二金屬壓焊區、第一電學性能測試引線、第二電學性能測試引線、第三電學性能測試引線和第四電學性能測試引線。

8.根據權利要求6所述的一種原位熱電性能測試裝置的制備方法，其特征在于，所述第一方形微孔的橫截面面積大于所述第一加熱電阻覆蓋的面積，所述第二方形微孔的橫截面面積大于所述第二加熱電阻覆蓋的面積。