[發明專利]熱電轉換材料的芯片的制造方法、以及使用了通過該制造方法得到的芯片的熱電轉換組件的制造方法

在審

• 申請號: 201980055211.6
• 申請日: 2019-08-27
• 公開（公告）號: CN112602202A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 加藤邦久;武藤豪志;戶高昌也;勝田祐馬
• 申請（專利權）人: 琳得科株式會社
• 主分類號: H01L35/34
• 分類號: H01L35/34;H01L35/08;H01L35/32
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 王利波

本發明提供能夠以不具有與電極的接合部的形態進行熱電轉換材料的退火處理、從而能夠以最佳的退火溫度實現熱電半導體材料的退火的熱電轉換材料的芯片(3a,3b)的制造方法、以及使用了通過該制造方法得到的芯片的熱電轉換組件的制造方法。該熱電轉換材料的芯片(3a,3b)的制造方法是制造由熱電半導體組合物形成的熱電轉換材料的芯片的方法，該方法包括：(A)在基板(1)上形成犧牲層(21)的工序；(B)在所述犧牲層上形成由所述熱電半導體組合物形成的熱電轉換材料層(3)的工序；(C)對所述熱電轉換材料層進行退火處理的工序；(D)將退火處理后的熱電轉換材料層轉印至粘合劑層(11b)的工序；(E)將熱電轉換材料層單片化為熱電轉換材料的芯片的工序；以及(F)將單片化后的熱電轉換材料的芯片剝離的工序。

技術領域

本發明涉及進行熱與電的相互能量轉換的熱電轉換材料的芯片的制造方法、以及使用了通過該制造方法得到的芯片的熱電轉換組件的制造方法。

背景技術

目前，作為能量的有效利用方式之一，包括利用具有塞貝克效應、帕爾貼效應等熱電效應的熱電轉換組件而將熱能與電能直接相互轉換的裝置。

作為上述熱電轉換組件，已知有所謂的π型熱電轉換元件的使用。π型如下地構成：在基板上設置相互隔開的一對電極，并同樣地相互隔開地例如在一個電極上設置P型熱電元件、在另一個電極上設置N型熱電元件，將兩者的熱電元件的上表面與對置的基板的電極相連。另外，已知有所謂的面內型的熱電轉換元件的使用。面內型如下地構成：在基板的面內方向上交替地設置P型熱電元件和N型熱電元件，并將例如兩熱電元件間的接合部的下部隔著電極而串聯連接。

在這樣的熱電轉換組件中，存在提高熱電轉換組件的彎曲性、薄型化以及提高熱電性能等的要求。為了滿足這些要求，例如，作為用于熱電轉換組件的基板，已從耐熱性及彎曲性的觀點出發而使用了聚酰亞胺等樹脂基板。另外，作為N型的熱電半導體材料、P型的熱電半導體材料，已從熱電性能的觀點出發而使用了碲化鉍系材料，作為上述電極，已使用了導熱系數高、低電阻的Cu電極(專利文獻1、2等)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2010-192764公報

專利文獻2：日本特開2012-204452公報

發明內容

發明要解決的問題

然而，本發明人等經研究而發現了下述隱患的存在：在如前所述地提高熱電轉換組件的彎曲性、薄型化以及提高熱電性能等的要求中，在作為由熱電半導體組合物形成的熱電轉換材料中包含的熱電半導體材料而使用了碲化鉍系的材料、作為電極而使用了Cu電極、作為基板而使用了聚酰亞胺等樹脂的情況下，例如在于300℃等的高溫下對熱電轉換組件進行退火處理的工序中，在熱電轉換材料中包含的熱電半導體材料與Cu電極的接合部，會由于擴散而形成合金層，其結果，將導致電極發生開裂、剝離，熱電轉換材料與Cu電極間的電阻值增大，進而引發熱電性能降低等新的問題。另外，在使用采用了聚酰亞胺等樹脂的基板的情況下，存在基板的耐熱溫度低于熱電半導體材料的最佳退火溫度的情況，有時無法實現最佳的退火。

本發明鑒于上述情況，其課題在于提供能夠以不具有與電極的接合部的形態進行熱電轉換材料的退火處理、從而能夠以最佳的退火溫度實現熱電半導體材料的退火的熱電轉換材料的芯片的制造方法、以及使用了該芯片的熱電轉換組件的制造方法。

解決問題的方法

本發明人等為了解決上述課題而進行了深入研究，結果發現了下述的制造熱電轉換材料的芯片(以下也簡稱為“芯片”)的方法、以及使用了該芯片的熱電轉換組件的制造方法，進而完成了本發明，所述制造熱電轉換材料的芯片的方法包括：在于基板上設置特定的犧牲層、并在該犧牲層上形成了熱電轉換材料層之后，將它們在高溫下進行退火處理，然后將熱電轉換材料層轉印至粘合劑層，接著將熱電轉換材料層單片化成芯片，由此可在不具有與電極的接合部的形態下進行退火處理而制造多個熱電轉換材料的芯片。