[发明专利]热电转换材料的芯片的制造方法、以及使用了由该制造方法得到的芯片的热电转换组件的制造方法

说明书

本发明提供能够以不具有与电极的接合部的形态进行热电转换材料的退火处理、能够以最佳退火温度进行热电半导体材料的退火的热电转换材料的芯片的制造方法、以及使用了该芯片(13)的热电转换组件的制造方法。所述热电转换材料的芯片的制造方法是制造由热电半导体组合物形成的热电转换材料的芯片的方法，该方法包括：(A)在基板(1)上形成牺牲层(2)的工序；(B)在所述工序(A)中得到的所述牺牲层上形成所述热电转换材料的芯片的工序；(C)对所述工序(B)中得到的所述热电转换材料的芯片进行退火处理的工序；以及(D)将所述工序(C)中得到的退火处理后的所述热电转换材料的芯片剥离的工序。所述热电转换组件的制造方法中使用了上述热电转换材料的芯片的制造方法得到的芯片。

技术领域

本发明涉及进行热与电的相互能量转换的热电转换材料的芯片的制造方法、以及使用了由该制造方法得到的芯片的热电转换组件的制造方法。

背景技术

一直以来，作为能量的有效利用方式之一，有利用具有塞贝克效应、帕尔帖效应等热电效应的热电转换组件将热能与电能直接相互转换的装置。

作为上述热电转换组件，已知使用了所谓的π型的热电转换元件。π型是如下构成的：在基板上设置相互隔开的一对电极，例如，同样相互隔开地在一个电极上设置P型热电元件，在另一个电极上设置N型热电元件，将两者热电材料的上表面与对置的基板的电极连接。另外，已知使用所谓的面内(in-plane)型的热电转换元件。面内型是如下构成的：沿基板的面内方向交替设置P型热电元件和N型热电元件，例如，将两热电元件间的接合部的下部经由电极串联连接。

其中，有提高热电转换组件的弯曲性、薄型化及提高热电性能的要求。为了满足这些要求，例如，作为热电转换组件中使用的基板，从耐热性及弯曲性的观点出发，使用了聚酰亚胺等树脂基板。另外，作为n型的热电半导体材料、p型的热电半导体材料，从热电性能的观点出发，使用了碲化铋系材料的薄膜，作为上述电极，使用了导热系数高，低电阻的Cu电极(专利文献1、2等)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-192764公报

专利文献2：日本特开2012-204452公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，如上所述，通过本发明人等的研究发现，在提高热电转换组件的弯曲性、提高薄型化及热电性能等的要求当中，在使用碲化铋系的材料作为由热电半导体组合物形成的热电转换材料中包含的热电半导体材料、使用Cu电极作为电极、使用聚酰亚胺等树脂作为基板的情况下，例如，在300℃等高温下对热电转换组件进行退火处理的工序中，在热电转换材料中包含的热电半导体材料与Cu电极的接合部通过扩散而形成合金层，结果是在电极产生裂缝、剥离，热电转换材料与Cu电极间的电阻值增大，存在发生热电性能降低等新问题的隐患。

此外，即使在使用利用了上述聚酰亚胺等耐热性树脂的基板作为支撑基板的情况下，有时也无法保持至最佳退火温度(即，可最大限度发挥热电性能的工艺处理温度)的耐热性，所述最佳退火温度取决于待使用的P型热电元件层、N型热电元件层中含有的热电半导体材料，因此，有时无法对上述热电半导体材料进行最适宜的退火处理。

鉴于上述情况，本发明的课题在于提供能够以不具有与电极的接合部的形态进行热电转换材料的退火处理、以最佳退火温度进行热电半导体材料的退火的热电转换材料的芯片的制造方法、以及使用了该芯片的热电转换组件的制造方法。

解决课题的方法