[发明专利]一种氚同位素微型电池及其制备方法

权利要求书

1.一种氚同位素微型电池，其特征是：所述的微型电池含有换能单元和附属部件，换能单元包括氘化钛+氚化钛放射层（7）、Si₃N₄层（8）、硅基PN结（9）；附属部件包括外封装层（1）、环电极（2）、正引线（3）、正电极（4）、金层（5）、底座（6）、负电极（10）、负引线（11）、陶瓷片（12）；其连接关系是，Si₃N₄层（8）位于硅基PN结（9）上表面；环电极（2）在Si₃N₄层（8）的外延；硅基PN结（9）的下表面是金层（5），负引线（11）的一端连接在金层（5）上，另一端连接在负电极（10）上；正引线（3）的一端连接在环电极（2）上，另一端连接在正电极（4）上；金层（5）的下方装配有陶瓷片（12）；陶瓷片（12）位于底座（6）正中央；外封装层（1）覆盖在底座（6）外部。

2.一种氚同位素微型电池的制备方法，包括如下步骤：

a）选用掺杂浓度为1×10¹⁵～1×10¹⁷cm^-3、厚度为100～300μm的N型单晶硅为衬底，在该衬底的上表面热扩散一层掺杂浓度为1×10¹⁸～1×10²⁰cm^-3、厚度为0.3～2.0μm的P型单晶硅层，然后在该衬底的下表面热扩散一层掺杂浓度为1×10¹⁹～1×10²⁰cm^-3、厚度为0.5～2.0μm的N⁺型单晶硅层，由此制备成硅基PN结（9）；

b）在硅基PN结（9）的上表面用气相沉积法淀积一层厚度为200～500?的Si₃N₄层（8）；

c）在Si₃N₄层（8）的外延蒸镀一个材质为金、环宽200～500μm、环高400～800?的环电极（2）；

d）在Si₃N₄层（8）的上表面蒸镀一层厚度为0.5～3μm的钛，然后在该钛层上表面蒸镀一层厚度为20～50nm的镍；

e）用氘氚混合气体制备氘化钛+氚化钛放射层（7）；

f）在硅基PN结（9）的下表面蒸镀一层厚度为200～500?金层（5）；

g）用绝缘胶将陶瓷片（12）固定在底座（6）上表面的正中间；

h）将金线作为负引线（11），一端用胶粘剂固定在硅基PN（9）下方的金层（5）上，另一端用超声波点焊法焊接在底座（6）的负电极（10）上；

i）用胶粘剂将载带有金层（5）和负引线（10）的硅基PN结（9）固定在陶瓷片（12）的正中间；

j）将金线作为正引线（3），用超声波电焊法将一端焊接在环电极（2）上，另一端焊接在正电极（4）上；

k）上述步骤i和j中的焊点分别点一滴强力导电胶；

l）将FeNi可伐合金材质的外封装层（1）覆盖在底座（6）外部，在接口处用密封胶固定。