[发明专利]热电转换材料的芯片的制造方法、以及使用了通过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、从而能够以最佳的退火温度实现热电半导体材料的退火的热电转换材料的芯片(3a,3b)的制造方法、以及使用了通过该制造方法得到的芯片的热电转换组件的制造方法。该热电转换材料的芯片(3a,3b)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(21)的工序；(B)在所述牺牲层上形成由所述热电半导体组合物形成的热电转换材料层(3)的工序；(C)对所述热电转换材料层进行退火处理的工序；(D)将退火处理后的热电转换材料层转印至粘合剂层(11b)的工序；(E)将热电转换材料层单片化为热电转换材料的芯片的工序；以及(F)将单片化后的热电转换材料的芯片剥离的工序。

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、以及使用了通过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

目前，作为能量的有效利用方式之一，包括利用具有塞贝克效应、帕尔贴效应等热电效应的热电转换组件而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，已知有所谓的π型热电转换元件的使用。π型如下地构成：在基板上设置相互隔开的一对电极，并同样地相互隔开地例如在一个电极上设置P型热电元件、在另一个电极上设置N型热电元件，将两者的热电元件的上表面与对置的基板的电极相连。另外，已知有所谓的面内型的热电转换元件的使用。面内型如下地构成：在基板的面内方向上交替地设置P型热电元件和N型热电元件，并将例如两热电元件间的接合部的下部隔着电极而串联连接。

在这样的热电转换组件中，存在提高热电转换组件的弯曲性、薄型化以及提高热电性能等的要求。为了满足这些要求，例如，作为用于热电转换组件的基板，已从耐热性及弯曲性的观点出发而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，已从热电性能的观点出发而使用了碲化铋系材料，作为上述电极，已使用了导热系数高、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

发明要解决的问题

然而，本发明人等经研究而发现了下述隐患的存在：在如前所述地提高热电转换组件的弯曲性、薄型化以及提高热电性能等的要求中，在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而使用了碲化铋系的材料、作为电极而使用了Cu电极、作为基板而使用了聚酰亚胺等树脂的情况下，例如在于300℃等的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，会由于扩散而形成合金层，其结果，将导致电极发生开裂、剥离，热电转换材料与Cu电极间的电阻值增大，进而引发热电性能降低等新的问题。另外，在使用采用了聚酰亚胺等树脂的基板的情况下，存在基板的耐热温度低于热电半导体材料的最佳退火温度的情况，有时无法实现最佳的退火。

本发明鉴于上述情况，其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、从而能够以最佳的退火温度实现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。

解决问题的方法

本发明人等为了解决上述课题而进行了深入研究，结果发现了下述的制造热电转换材料的芯片(以下也简称为“芯片”)的方法、以及使用了该芯片的热电转换组件的制造方法，进而完成了本发明，所述制造热电转换材料的芯片的方法包括：在于基板上设置特定的牺牲层、并在该牺牲层上形成了热电转换材料层之后，将它们在高温下进行退火处理，然后将热电转换材料层转印至粘合剂层，接着将热电转换材料层单片化成芯片，由此可在不具有与电极的接合部的形态下进行退火处理而制造多个热电转换材料的芯片。