CN103296191B - 微型热电能量收集器及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种微型热电能量收集器及其制作方法，在低阻硅衬底上制作环状沟槽以围成硅热电柱结构，然后在环状沟槽制作绝缘层，再对其填充热电材料以形成环形热电柱结构，然后制作金属布线、保护层以及支撑衬底等以完成制作。本发明的硅热电柱结构直接采用硅基底材料制作，简化了制作工艺。本发明只需一次薄膜沉积工艺就完成了热电偶结构的制作，简化了制作工艺。选择了硅作为热电偶的一种组分，保证了热电偶具有较高的塞贝克系数。采用垂直的柱形结构热电偶，避免了悬浮微结构，提高了热电能量收集器的机械稳定性。通过圆片级键合将热电偶结构和上下支撑衬底进行键合，提高了制作效率。
Description
技术领域
本发明属于半导体领域，特别是涉及一种微型热电能量收集器及其制作方法。
背景技术
随着无线网络传感器技术的发展，其在工业、商业、医学、消费和军事等领域的应用逐步深入，而电源问题一直成为无线网络传感器延长应用寿命和降低成本的关键。在环境恶劣或其他人类无法到达的场合或网络节点移动变化时，电池的更换变得非常困难甚至不可能，因而有效的为无线网络传感器提供能量显得至关重要。一个有效的解决方法是采用能量收集的方法对环境能源采集，对能量进行储存以提供给无线网络传感器。利用塞贝克效应将环境中的温度差转换为电能进行能量收集是目前最常用的一种能量收集方法。而另一方面，系统的微型化使得系统的尺寸和功耗不断减小，系统工作时需要的能量也不断减少，从而可以通过热电芯片采集环境中的能源对系统进行供电。
目前微型热电能量收集器主要分为两种：平面型和垂直型。平面型微型热电能量收集器结构示意图如图1a所示，其热流方向与基板平行，热电偶排布与基板平行。由于平面型热电能量收集器通过器件的横截面和周围环境进行接触，热电能量收集芯片和环境接触的面积较小，这就导致热电能量收集芯片不能和环境实现较好的热接触，影响了热电能量收集芯片的工作效率。然而其基板上热电偶一般采用平面半导体工艺制作，热电偶长度范围为1～1000um，热电偶长度是由光刻工艺决定，热电偶长度可通过版图设计进行控制。此外，为了增大热电能量收集芯片的热阻，热电偶结构一般都要进行绝热处理，即将热电偶下方的基板进行挖空处理，热电偶结构最终是悬浮在基板上，其截面结构如图1b所示。由于热电偶为悬浮结构，热电偶微结构容易发生断裂，这就降低了芯片的可靠性。
垂直型微型热电能量收集器结构示意图如图1c所示，其热流方向与基板垂直，热电偶排布与基板垂直。由于垂直型热电能量收集器通过整个基板和周围环境进行接触，热电能量收集芯片和环境接触的面积较大，这就实现了热电能量收集芯片和环境较好的热接触，提高了热电能量收集芯片的工作效率。然而由于其热电偶排布垂直于基板方向，因此无法采用平面半导体工艺进行制作，热电偶一般采用电镀或者薄膜溅射沉积工艺制作，其热电偶长度受到工艺限制。采用薄膜溅射沉积工艺制作的薄膜厚度一般小于100um，而采用电镀工艺制作的薄膜厚度一般小于1000um。目前垂直型热电能量收集芯片一般都是采用BiTe系材料或者Cu、Ni等金属材料作为热电材料。由于Cu、Ni等金属材料的塞贝克系数较小，因此采用Cu、Ni等金属材料作为热电材料制作的热电能量收集芯片一般效率较低。由于BiTe系材料具有较高的的塞贝克系数，采用BiTe材料制作的热电能量收集芯片一般具有较高的效率。然而，BiTe系材料的成本较高，并且BiTe系材料中含有有毒物质，这些都限制了BiTe热电能量收集芯片的使用。此外，由于热电偶需要两种热电材料组成，垂直型热电能量收集器一般需要进行两次电镀或薄膜溅射沉积工艺才能制作出热电偶材料，这就进一步增加了热电能量收集芯片的成本。而且垂直型热电能量收集器一般是通过芯片级键合将热电能量收集器和上下基板进行热和机械连接，其制作效率也较低。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种微型热电能量收集器及其制作方法，用于解决现有技术中制作成本高、制作效率低及能量收集效率低等问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种微型热电能量收集器的制作方法，至少包括步骤：1)提供一硅衬底，刻蚀所述硅衬底的上表面以形成至少两个间隔排列的环形沟槽，藉由所述所有的环形沟槽及所述环形沟槽围成的硅柱组成热电堆区域；2)在所述环形沟槽表面形成绝缘层，然后在所述环形沟槽内填充热电材料以形成环形热电柱，以使所述环形热电柱及其所包围的硅柱组成热电偶；3)制作上金属布线以连接同一热电偶中的硅柱及环形热电柱，然后在所述硅衬底上表面制作上保护层；4)提供上支撑衬底，并将该上支撑衬底与所述硅衬底的上表面进行键合；5)减薄所述硅衬底直至露出所述热电偶的下表面；6)制作下金属布线以连接相邻两环形热电偶中的环形热电柱及硅柱，然后在所述硅衬底下表面制作下保护层；7)刻蚀相邻两热电偶之间硅衬底以形成隔离结构；8)提供下支撑衬底，并将该下支撑衬底与所述硅衬底的下表面进行键合以完成微型热电能量收集器的制作。
在本发明的微型热电能量收集器的制作方法中，所述环形热电柱为截面为矩形环状或圆环状的柱状结构，所述硅柱为截面为矩形或圆形的柱状结构。
作为本发明的微型热电能量收集器的制作方法的一个优选方案，所述步骤7)还包括在所述隔离结构内填充绝缘绝热材料的步骤。
作为本发明的微型热电能量收集器的制作方法的一个优选方案，所述步骤7)还包括对所述热电堆区域的外围进行选择性腐蚀以形成环形隔离槽的步骤。
作为本发明的微型热电能量收集器的制作方法的一个优选方案，所述步骤4)的键合工艺为圆片级气密键合；所述步骤8)的键合工艺为圆片级真空密封键合。
作为本发明的微型热电能量收集器的制作方法的一个优选方案，所述上支撑衬底及下支撑衬底均包含有CMOS电路结构，且在所述下保护层刻蚀出接线孔，藉由所述接线孔连接所述CMOS电路及所述下金属布线。
在本发明的微型热电能量收集器的制作方法中，所述环形热电柱的材料为BiTe系材料、多晶硅材料及金属Cu、Ni、Au，所述硅柱的材料为低阻硅。
本发明还提供一种微型热电能量收集器，至少包括：
热电堆，包括：至少两个热电偶，所述热电偶由硅柱以及环围所述硅柱的环形热电柱组成，且相邻的两个热电偶间具有隔离结构；绝缘层，结合于所述环形热电柱及硅柱之间；上金属布线，连接于同一热电偶中的环形热电柱及硅柱的上表面；下金属布线，连接于相邻两热电偶中的环形热电柱及硅柱的下表面；
保护层，包括：上保护层，结合于所述热电堆的上表面；下保护层，结合于所述热电堆的下表面；
支撑衬底，包括：上支撑衬底，结合于所述上保护层表面；下支撑衬底，结合于所述下保护层表面。
在本发明的微型热电能量收集器中，所述环形热电柱为截面为矩形环状或圆环状的柱状结构，所述硅柱为截面为矩形圆形的柱状结构。
作为本发明的微型热电能量收集器的一个优选方案，所述微型热电能量收集器还包括填充于所述隔离凹槽内的绝缘绝热材料。
作为本发明的微型热电能量收集器的一个优选方案，所述上支撑衬底及下支撑衬底均包含有CMOS电路结构，且所述下保护层具有接线孔，所述COMS电路结构藉由所述接线孔与所述热电堆连接。
在本发明的微型热电能量收集器中，所述环形热电柱的材料为BiTe系材料、多晶硅材料及金属Cu、Ni、Au，所述硅柱的材料为低阻硅。
如上所述，本发明的微型热电能量收集器及其制作方法，具有以下有益效果：在低阻硅衬底上制作环状沟槽以围成硅热电柱结构，然后在环状沟槽制作绝缘层，再对其填充热电材料以形成环形热电柱结构，然后制作金属布线、保护层以及支撑衬底等以完成制作。本发明的硅热电柱结构直接采用硅基底材料制作，简化了制作工艺。与已有的微型热电能量收集器相比具有以下优点：
1)只需一次薄膜沉积工艺就完成了热电偶结构的制作，简化了制作工艺。
2)选择了硅作为热电偶的一种组分，保证了热电偶具有较高的塞贝克系数。
3)采用垂直的柱形结构热电偶，避免了悬浮微结构，提高了热电能量收集器的机械稳定性。
4)通过圆片级键合将热电偶结构和上下支撑衬底进行键合，提高了制作效率。
附图说明
图1a～1c显示为现有技术中的热电能量收集器的结构示意图。
图2a～图2b分别显示为本发明微型热电能量收集器的制作方法步骤1)所呈现的平面及截面结构示意图。
图3a～图3d分别显示为本发明微型热电能量收集器的制作方法步骤2)所呈现的平面及截面结构示意图。
图4a～图4b分别显示为本发明微型热电能量收集器的制作方法步骤3)所呈现的平面及截面结构示意图。
图5显示为本发明微型热电能量收集器的制作方法步骤4)所呈现的结构示意图。
图6显示为本发明微型热电能量收集器的制作方法步骤5)所呈现的结构示意图。
图7a～图7b分别显示为本发明微型热电能量收集器的制作方法步骤6)所呈现的平面及截面结构示意图。
图8显示为本发明微型热电能量收集器的制作方法步骤7)所呈现的结构示意图。
图9显示为本发明微型热电能量收集器的制作方法步骤8)所呈现的结构示意图。
图10显示为本发明微型热电能量收集器的上下支撑衬底具有CMOS电路结构时所呈现的结构示意图。
图11显示为本发明微型热电能量收集器的隔离结构填充有绝缘绝热材料时所呈现的结构示意图。
图12显示为本发明微型热电能量收集器的具有环形隔离槽及真空键合时所呈现的结构示意图。
元件标号说明
101硅衬底
102硅柱
103环形沟槽
104绝缘层
105环形热电柱
106上金属布线
107下金属布线
108隔离结构
109绝缘绝热材料
110环形隔离槽
111上支撑衬底
112下支撑衬底
113CMOS电路结构
114接线孔
121上保护层
122下保护层
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图2a至图12。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
实施例1
请参阅图2a～图9，如图所示，本发明提供本发明提供一种微型热电能量收集器的制作方法，至少包括步骤：
如图2a～图2b所示，首先进行步骤1)，提供一硅衬底101，刻蚀所述硅衬底101的上表面以形成至少两个间隔排列的环形沟槽103，藉由所述所有的环形沟槽103及所述环形沟槽103围成的硅柱102组成热电堆区域。在本实施例中，所述硅衬底101选用低阻硅衬底101，由于低阻硅衬具有较高的底塞贝克系数及较低的阻值，将其制作成热电柱时能保证较高的热电效率。在所述低阻硅衬底101表面制作光刻图形并进行刻蚀，以在所述低阻硅衬底101上形成至少两个间隔排列的环形沟槽103，藉由所述所有的环形沟槽103及所述环形沟槽103围成的硅柱102组成热电堆区域。考虑到工艺的一致性及平整性，所述环形沟槽103的截面为矩形环状结构，当然，在其它的实施例中，所述环形沟槽103的截面也可以为圆环状结构或其它形状的环状结构。所述硅柱102为所述环形沟槽103所围区域，因此，所述硅柱102为截面为矩形，当然，在其它实施例中，所述硅柱102也可以为圆形的柱状结构或其它形状的柱状结构。
如图3a～3d所示，然后进行步骤2)，在所述环形沟槽103表面形成绝缘层104，然后在所述环形沟槽103内填充热电材料以形成环形热电柱105，以使所述环形热电柱105及其所包围的硅柱102组成热电偶。在本实施例中，通过化学气相沉积法或物理气相沉积法在所述环形沟槽103内沉积一层SiO2薄膜以绝缘所述环形沟槽103的表面，当然，也可以采用如Si3N4等材料制作薄膜绝缘层104。然后采用如化学气相沉积法或物理气相沉积法等薄膜沉积技术在所述环形沟槽103内沉积热电材料，在本实施例中，所述热电材料采用BiTe系材料，以保证其有较高的热电转换性能，当然，在其它的实施例中，所述热电材料可为多晶硅材料及金属Cu、Ni、Au或其它的热电材料。所述环形热电柱105及其所包围的硅柱102组成热电偶。
如图4a～4b所示，接着进行步骤3)，制作上金属布线106以连接同一热电偶中的硅柱102及环形热电柱105，然后在所述硅衬底101上表面制作上保护层121。在本实施例中，采用光刻及沉积技术在各该热电偶的上表面制作上金属布线106，以连接同一热电偶中的环形热电柱105及硅柱102。然后通过化学气相沉积法在所述硅衬底101上表面制作上保护层121，所述上保护层121为SiO2或Si3N4等。
如图5所示，接着进行步骤4)，提供上支撑衬底111，并将该上支撑衬底111与所述硅衬底101的上表面进行键合。在本实施例中，所述上支撑衬底111具有良好的导热特性。
如图6所示，接着进行步骤5)，减薄所述硅衬底101直至露出所述热电偶的下表面。在本实施例中，以HF或HF及HNO3的混合液作为腐蚀液，采用化学腐蚀法对所述硅衬底101的下表面进行刻蚀，其中还包括刻蚀所述环形沟槽103底部的绝缘层104结构，直至露出所述热电偶的下表面，刻蚀的后的表面可以采用机械化学抛光法进行抛光以备后续工艺。当然，也可以直接采用机械化学抛光法或结合智能剥离技术等对所述硅衬底101进行减薄。
如图7a～7b所示，接着进行步骤6)，制作下金属布线107以连接相邻两环形热电偶中的环形热电柱105及硅柱102，然后在所述硅衬底101下表面制作下保护层122。在本实施例中，采用光刻及沉积技术制作下金属布线107以连接相邻两热电偶中的环形热电柱105及硅柱102。以热电偶数量为两个为例，分别定义为第一热电偶及第二热电偶，在制作下金属布线107的过程中，先对第二热电偶中与第一热电偶相对的环形热电柱105的一边进行绝缘处理，然后再通过光刻及沉积技术制作下金属布线107，以连接第一热电偶的环形热电柱105及第二热电偶的硅柱102。然后通过化学气相沉积法等方法在所述硅衬底101下表面制作下保护层122，所述下保护层122为SiO2或Si3N4等。
如图8所示，接着进行步骤7)，刻蚀相邻两热电偶之间硅衬底101以形成隔离结构108；在本实施例中，以光刻图形作为掩膜版，采用化学腐蚀法对所述硅衬底101的表面的两热电偶之间的区域进行刻蚀，刻蚀直至所述上保护层121为止。
如图9所示，最后进行步骤8)，提供下支撑衬底112，并将该下支撑衬底112与所述硅衬底101的下表面进行键合以完成微型热电能量收集器的制作。其中，所述下支撑衬底112同样具有良好的导热特性。
实施例2
请参阅图2a～图10，如图所示，本实施例的微型热电能量收集器的制作方法的基本步骤如实施例1，其中，为了实现本发明微型热电能量收集器和电路的单片集成，以直接在片内对电路进行供电，在本发明的微型热电能量收集器制作方法中，还包括在所述下支撑衬底112制作含有CMOS电路结构113的步骤，且在所述下保护层122刻蚀出接线孔114，然后在所述接线孔114制作金属连线以连接所述CMOS电路结构113及所述下金属布线107。然后再对所述下保护层122及下支撑衬底112进行键合。在本实施例中，为了完全采用CMOS工艺制作以降低制作成本，可以将填充的热电材料替换为与所述硅衬底101掺杂类型不同的多晶硅材料。
实施例3
请参阅图2a～图9及图11，如图所示，本实施例的微型热电能量收集器的制作方法的基本步骤如实施例1，其中，为了进一步增加热电堆的机械稳定性及热电效率，所述步骤7)还包括在所述隔离结构108内填充绝缘绝热材料109的步骤，当然，也可以先对所述热电堆区域外围先进行刻蚀，然后对刻蚀的结构及所述隔离结构108同时进行热电材料的填充。
实施例4
请参阅图2a～图9及图12，如图所示，本实施例的微型热电能量收集器的制作方法的基本步骤如实施例1，其中，所述步骤7)还包括对所述热电堆区域的外围进行选择性腐蚀以形成环形隔离槽110的步骤。所述步骤4)的键合工艺为圆片级气密键合；所述步骤8)的键合工艺为圆片级真空密封键合。
实施例5
请参阅图9，如图所示，本发明还提供一种微型热电能量收集器，至少包括：
热电堆，包括：至少两个热电偶，所述热电偶由硅柱102以及环围所述硅柱102的环形热电柱105组成，且相邻的两个热电偶间具有隔离结构108。所述环形热电柱105为截面为矩形环状或圆环状的柱状结构，所述硅柱102为截面为矩形圆形的柱状结构。当然，在其它的实施例中，所述环形热电柱105及所述硅柱102也可以为其它形状的柱状结构。所述环形热电柱105的材料为BiTe系材料，以保证所述热电偶的热电转换效率，当然，在其它的实施例中，也可为多晶硅材料及金属Cu、Ni、Au或其它的热电材料。所述硅柱102的材料为低阻硅材料，由于低阻硅材料具有较高的塞贝克系数及较低的阻值，以其为材料作为热电柱能保证较高的热电效率。相邻的两个热电偶间具有隔离结构108，以保证热电收集效率。
所述热电堆还包括绝缘层104，结合于所述环形热电柱105及硅柱102之间，以绝缘同一热电偶中的环形热电柱105及硅柱102，所述绝缘层104可为SiO2或Si3N4等。
所述热电堆还包括连接于同一热电偶中的环形热电柱105及硅柱102的上表面的上金属布线106及连接于相邻两热电偶中的环形热电柱105及硅柱102的下表面的下金属布线107。
所述热电堆还包括保护层，包括：结合于所述热电堆的上表面的上保护层121及结合于所述热电堆的下表面的下保护层122，所述上、下保护层122的厚度大于所述上、下金属布线107的厚度，其材料为SiO2或Si3N4等。
所述微型热电能量收集器还包括支撑衬底，包括：结合于所述上保护层121表面的上支撑衬底111及结合于所述下保护层122表面的下支撑衬底112。其中，所述上、下支撑衬底111及112均具有良好的导热特性。
实施例6
请参阅图10，如图所示，本实施例的微型热电能量收集器的基本结构如实施例5，其中，为了实现本发明微型热电能量收集器和电路的单片集成，以直接在片内对电路进行供电，本实施例中的微型热电能量收集器的下支撑衬底112包含有CMOS电路结构113，且所述下保护层122及具有接线孔114，所述COMS电路结构藉由所述接线孔114与所述热电堆连接。
实施例7
请参阅图11，如图所示，本实施例的微型热电能量收集器的基本结构如实施例5，其中，为了进一步增加热电堆的机械稳定性及热电效率，所述微型热电能量收集器还包括填充于所述隔离凹槽内的绝缘绝热材料109。当然，所述微型热电能量收集器的热电堆外围也可以被去除然后填充绝缘绝热材料109，以使本结构具有更好的机械稳定性。
实施例8
请参阅图12，如图所示，本实施例的微型热电能量收集器的基本结构如实施例5，其中，所述微型热电能量收集器的热电堆外围还保留有硅衬底101，此处的硅衬底101中具有一围绕所述热电堆的环形隔离槽110，且所述上支撑衬底111与所述上保护层121为气密键合，所述下支撑衬底112与所述下保护层122为真空键合。
综上所述，本发明的微型热电能量收集器及其制作方法，在低阻硅衬底上制作环状沟槽以围成硅热电柱结构，然后在环状沟槽制作绝缘层，再对其填充热电材料以形成环形热电柱结构，然后制作金属布线、保护层以及支撑衬底等以完成制作。本发明的硅热电柱结构直接采用硅基底材料制作，简化了制作工艺。与已有的微型热电能量收集器相比具有以下优点：
1)只需一次薄膜沉积工艺就完成了热电偶结构的制作，简化了制作工艺。
2)选择了硅作为热电偶的一种组分，保证了热电偶具有较高的塞贝克系数。
3)采用垂直的柱形结构热电偶，避免了悬浮微结构，提高了热电能量收集器的机械稳定性。
4)通过圆片级键合将热电偶结构和上下支撑衬底进行键合，提高了制作效率。
所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (12)
1.一种微型热电能量收集器的制作方法，其特征在于，至少包括步骤：
1)提供一硅衬底，刻蚀所述硅衬底的上表面以形成至少两个间隔排列的环形沟槽，藉由所有的环形沟槽及所述环形沟槽围成的硅柱组成热电堆区域；
2)在所述环形沟槽表面形成绝缘层，然后在所述环形沟槽内填充热电材料以形成环形热电柱，以使所述环形热电柱及其所包围的硅柱组成热电偶；
3)制作上金属布线以连接同一热电偶中的硅柱及环形热电柱，然后在所述硅衬底上表面制作上保护层；
4)提供上支撑衬底，并将该上支撑衬底与所述硅衬底的上表面进行键合；
5)减薄所述硅衬底直至露出所述热电偶的下表面；
6)制作下金属布线以连接相邻两环形热电偶中的环形热电柱及硅柱，然后在所述硅衬底下表面制作下保护层；
7)刻蚀相邻两热电偶之间硅衬底以形成隔离结构；
8)提供下支撑衬底，并将该下支撑衬底与所述硅衬底的下表面进行键合以完成微型热电能量收集器的制作。
2.根据权利要求1所述的微型热电能量收集器的制作方法，其特征在于：所述环形热电柱为截面为矩形环状或圆环状的柱状结构，所述硅柱为截面为矩形或圆形的柱状结构。
3.根据权利要求1所述的微型热电能量收集器的制作方法，其特征在于：所述步骤7)还包括在所述隔离结构内填充绝缘绝热材料的步骤。
4.根据权利要求1所述的微型热电能量收集器的制作方法，其特征在于：所述步骤7)还包括对所述热电堆区域的外围进行选择性腐蚀以形成环形隔离槽的步骤。
5.根据权利要求4所述的微型热电能量收集器的制作方法，其特征在于：所述步骤4)的键合工艺为圆片级气密键合；所述步骤8)的键合工艺为圆片级真空密封键合。
6.根据权利要求1所述的微型热电能量收集器的制作方法，其特征在于：所述上支撑衬底及下支撑衬底均包含有CMOS电路结构，且在所述下保护层刻蚀出接线孔，藉由所述接线孔连接所述CMOS电路及所述下金属布线。
7.根据权利要求1所述的微型热电能量收集器的制作方法，其特征在于：所述环形热电柱的材料为BiTe系材料、多晶硅材料或金属Cu、Ni、Au，所述硅柱的材料为低阻硅。
8.一种微型热电能量收集器，其特征在于，至少包括：
热电堆，包括：
至少两个热电偶，所述热电偶由硅柱以及环围所述硅柱的环形热电柱组成，且相邻的两个热电偶间具有隔离结构；
绝缘层，结合于所述环形热电柱及硅柱之间；
上金属布线，连接于同一热电偶中的环形热电柱及硅柱的上表面；
下金属布线，连接于相邻两热电偶中的环形热电柱及硅柱的下表面；
保护层，包括：
上保护层，结合于所述热电堆的上表面；
下保护层，结合于所述热电堆的下表面；
支撑衬底，包括：
上支撑衬底，结合于所述上保护层表面；
下支撑衬底，结合于所述下保护层表面。
9.根据权利要求8所述的微型热电能量收集器，其特征在于：所述环形热电柱为截面为矩形环状或圆环状的柱状结构，所述硅柱为截面为矩形或圆形的柱状结构。
10.根据权利要求8所述的微型热电能量收集器，其特征在于：所述微型热电能量收集器还包括填充于所述隔离结构内的绝缘绝热材料。
11.根据权利要求8所述的微型热电能量收集器，其特征在于：所述上支撑衬底及下支撑衬底均包含有CMOS电路结构，且所述下保护层具有接线孔，所述COMS电路结构藉由所述接线孔与所述热电堆连接。
12.根据权利要求8所述的微型热电能量收集器，其特征在于：所述环形热电柱的材料为BiTe系材料、多晶硅材料或金属Cu、Ni、Au，所述硅柱的材料为低阻硅。
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