CN104103749A - 多层热电模块与其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种多层热电模块与其制造方法。多层热电模块包含二热电元件组以及金属电极组，其中此二热电元件组对应至不同的工作温度范围。每一热电元件组包含热电单元、界面黏着层、扩散障碍层以及高熔点金属层。在多层热电模块的制造方法中，首先于热电单元上依序形成界面黏着层、扩散障碍层以及高熔点金属层，以获得前述的二热电元件组。接着，于金属电极组的二电极层上分别形成高熔点金属层。然后，进行固液扩散接合步骤，以利用低熔点金属层来与高熔点金属层反应，而产生介金属化合物层来将热电元件组接合至金属电极组，并完全消耗低熔点金属层。
Description
技术领域
本发明是有关于一种多层热电模块与其制造方法，且特别是有关于一种利用固液扩散接合技术来制造的多层热电模块与其制造方法。
背景技术
热电材料可以利用温差产生电流，也可以透过废热回收发电，或是利用电流造成温差达成主动制冷散热的目的，在现代电子、能源及环保议题均具有特殊意义。
然而，已知单层或多层热电模块的制造方法多采用低熔点焊锡合金软焊技术(Sordering)，或是高熔点填料合金的硬焊技术(Brazing)。其中，软焊方法的制程温度较低，并且制作完成的热电模块的使用温度不能高于焊锡合金的熔点。一般而言，一些中温或低温热电材料的最佳热电转换效率温度已经高于一般焊锡合金的熔点，因此软焊方法完全不能适用于热电模块的制作。
另外，硬焊方法制作热电模块所使用的填料合金熔点较高，制作完成的热电模块中硬焊处可以承受较高使用温度，但是相对的，其制程温度亦较高，热应力可能造成热电模块损坏或热电材料失效。
再者，已知软焊或硬焊技术制作双层或三层的多层热电模块时，还需要面临另一个问题：当第一层热电模块完成，要再进行第二层热电模块制作时，第一层热电模块的软焊接合焊锡合金或硬焊接合填充合金将会发生熔融，而使得接合界面分离或移位。为解决此问题，可以在制作第一层热电模块时采用硬焊方法，后续制作第二层热电模块则采用制程温度较低的硬焊方法或其他熔点低于第一层热电模块制作温度的焊锡合金，但此法将会造成生产效率低落的问题产生。另一解决方法是将双层或三层热电元件在单一温度与电极接合以形成多层热电模块，但此方法的失败风险极高，导致热电模块制程合格率偏低。
有鉴于此，亟须提供一种多层热电模块以及热电单元连接金属电极的方法，以改善已知的热电模块以及热电单元连接金属电极的方法的缺陷。
发明内容
鉴于以上的问题，本发明的一方面在于提供一种多层热电模块与其制造方法，借以解决因为已知以软焊或硬焊方式制作的多层热电模块所产生的制程困难或产生热应力的问题。
根据本发明的一实施例，此多层热电模块包含第一热电元件组、第二热电元件组、金属电极组、第一介金属化合物层以及第二介金属化合物层。
续言之，第一热电元件组包含第一热电单元、第一界面黏着层、第一扩散障碍层以及第一高熔点金属层，且第一热电单元对应至第一工作温度范围，第一界面黏着层形成于第一热电单元的表面上，第一扩散障碍层形成于第一界面黏着层的表面上，以及第一高熔点金属层形成在第一扩散障碍层的表面上，其中第一高熔点金属层的熔点高于第一工作温度范围的上限。
另外，第二热电元件组包含第二热电单元、第二界面黏着层、第二扩散障碍层及第二高熔点金属层。第二热电单元对应至第二工作温度范围，其中第二工作温度范围的上限是小于第一工作温度范围的上限，第二界面黏着层形成于第二热电单元的表面上，第二扩散障碍层形成于第二界面黏着层的表面上，以及第二高熔点金属层形成于第二扩散障碍层的表面上，其中第二高熔点金属层的熔点是高于第一工作温度范围的上限。
另外，本发明实施例的多层热电模块更包含第三高熔点金属层以及第四高熔点金属层。第三高熔点金属层以及第四高熔点金属层是分别设置于金属电极组的上表面和下表面上。第一介金属化合物层形成于第三高熔点金属层与第一热电元件组的第一高熔点金属层之间，以接合第一热电元件组和金属电极组，以及第二介金属化合物层形成于第四高熔点金属层与第二热电元件组的第二高熔点金属层之间，以接合第二热电元件组和金属电极组。
根据本发明的另一方面，提供一种多层热电模块的制造方法。在一实施例的多层热电模块的制造方法中，首先提供一金属电极组。接着，进行一第一热电元件组制造步骤，以制造一第一热电元件组，其中第一热电元件组制造步骤包含提供一第一热电单元，其中第一热电单元是对应至一第一工作温度范围；形成第一界面黏着层于第一热电单元上；形成一第一扩散障碍层于第一界面黏着层上；形成第一高熔点金属层于第一扩散障碍层上，以形成第一热电元件组，其中第一高熔点金属层的熔点是高于第一工作温度范围的上限。
在第一热电元件组制造步骤后，接着进行第二热电元件组制造步骤，以制造第二热电元件组。在此第二热电元件组制造步骤中，首先提供第二热电单元，其中此第二热电单元是对应至第二工作温度范围，此第二工作温度范围的上限是小于第一工作温度范围的上限。接着，形成一第二界面黏着层于第二热电单元上。然后，形成一第二扩散障碍层于第二界面黏着层上。接着，形成第二高熔点金属层于第二扩散障碍层上，以形成第二热电元件组，其中第二高熔点金属层的熔点是高于第一工作温度范围的上限。
在第二热电元件组制造步骤后，接着进行电极接合步骤，以将第一热电元件组及第二热电元件组分别接合至金属电极组。在此电极接合步骤中，首先形成第三高熔点金属层于金属电极组的上表面上。接着，形成第四高熔点金属层于金属电极组的下表面上。然后，进行固液接合步骤，以将第一热电元件组的第一高熔点金属层接合至第三高熔点金属层，以及将第二热电元件组的第二高熔点金属层接合至第四高熔点金属层。在此固液接合步骤中，首先利用第一低熔点金属层来与第一高熔点金属层及第三高熔点金属层反应，而产生第一介金属层来接合第一高熔点金属层和第三高熔点金属层，并完全消耗第一低熔点金属层，其中第一低熔点金属层的熔点是低于第一工作温度范围的上限。然后，利用第二低熔点金属层来与第二高熔点金属层及第四高熔点金属层反应，而产生第二介金属层来接合第二高熔点金属层和第四高熔点金属层，并完全消耗第二低熔点金属层，其中第二低熔点金属层的熔点是低于第一工作温度范围的上限。
因此，本发明的优点之一是在提供一种多层热电模块与其制造方法，其是利用介金属化合物层接合两个邻近的高熔点金属层，进而连接热电元件组与金属电极组的金属电极，其中介金属化合物层具有较高的熔点，进而使多层热电模块可适用于较高温度范围，因此可增加多层热电模块的应用。
有关本发明的特征、实作与功效，兹配合附图作最佳实施例详细说明如下。
附图说明
图1至图8是绘示依照的本发明第一实施例的多层热电模块在制造过程中的结构示意图；
图9至图12是绘示依照本发明第二实施例的多层热电模块在制造过程中的结构示意图；
图13是绘示依照本发明第三实施例的多层热电模块的剖面图；
图14是绘示依照本发明第四实施例的多层热电模块的剖面图；
图15是绘示依照本发明的多层热电模块的制造方法的步骤图。
具体实施方式
以下仔细讨论本发明实施例的制造和使用。然而，可以理解的是，实施例提供许多可应用的发明概念，其可实施于各式各样的特定内容中。所讨论的特定实施例仅供说明，并非用以限定本发明的范围。
请参照图1至图8，其分别是绘示依照本发明第一实施例的多层热电模块在制造过程中的结构示意图。首先，请参阅图1，热电单元1的表面上是形成或镀上一金属层11。在本实施例中，此金属层11的材质为锡，但本发明的实施例并不受限于此。金属层11的厚度可以是1至3微米。接着，对金属层11以摄氏250至400度加热1至10分钟，进而形成如图2所示，热电单元1的表面形成界面黏着层31，其中，界面黏着层31是由金属层11与部分的热电单元1反应形成的化合物。举例而言，若是热电单元1的材质是碲化铋，且金属层11的材质是锡，则所产生的界面黏着层31的材质会以碲化锡为主，加上其他掺杂元素。
接着请参阅图3，在界面黏着层31再依序形成或镀上扩散障碍层32、高熔点金属层33以及低熔点金属层34。其中，扩散障碍层32主要是用来避免高熔点金属层33或是后续连接的金属电极朝热电单元1扩散，或是可避免界面黏着层31朝高熔点金属层33方向扩散。其中，扩散障碍层32材质可以是镍，并且其厚度可为2至10微米。高熔点金属层33材质可以是银，且其厚度可为5至10微米。低熔点金属层34的材质可以是锡、铟或铟锡合金，并且其厚度可为2至5微米。要特别提到的是，此处所述的高熔点金属层33的熔点是高于热电单元1的工作温度范围的上限。
续言之，请参阅图4至图6，在金属电极4的上表面、金属电极5的下表面分别形成高熔点金属层41、51。另外，金属电极组包含金属电极61、62及一绝缘基板63，其中，绝缘基板63具有一上表面及一下表面，且下表面及上表面分别设置金属电极61、62，并且金属电极61、62的表面分别形成高熔点金属层611、621。较佳地，高熔点金属层41、51、611、621的厚度可介于5至10微米，且高熔点金属层41、51、611、621的材质较佳为银。
请参阅图7，首先，先依据如图1至图3例示，在另一热电单元2的表面依序形成界面黏着层231、扩散障碍层232、高熔点金属层233以及低熔点金属层234。前述的界面黏着层231、扩散障碍层232、高熔点金属层233以及低熔点金属层234所选用的材料、厚度或是形成方法可以参照界面黏着层31、扩散障碍层32、高熔点金属层33以及低熔点金属层34，故不再赘述。另外，在第一实施例中，同时采用了两组热电单元1以及两组热电单元2，特别提到的是，只采用一组热电单元1以及一组热电单元2也可以形成本发明实施例的多层热电模块。
接着，依序多层排列金属电极4、热电单元1、金属电极组6、热电单元2以及金属电极5。在第一实施例中，可有两组金属电极5分别对应两组热电单元2，金属电极5的高熔点金属层51与热电单元2上面的低熔点金属层234接触。另外，热电单元2下面的低熔点金属层234与金属电极62的高熔点金属层621接触，以及金属电极61的高熔点金属层611与两组热电单元1上面的低熔点金属层34接触。此外，在第一实施例中，可有两组金属电极4分别对应两组热电单元1，其中两组热电单元1下面的低熔点金属层34分别与金属电极4上面的高熔点金属层41接触。除此之外，在两组金属电极4可在绝缘基板42上形成。
续言之，在经过上述多层排列之后，在真空或保护气氛下进行加热步骤，其中加热温度可介于摄氏150至400度、加热时间介于3至60分以及接合压力介于3至20百万帕。在进行加热反应后，各低熔点金属层34、234分别会与相接触的高熔点金属层33、41、51、233、611、621反应，以形成介金属化合物层38、238。举例而言，若是高熔点金属层33、41、51、233、611、621的材质是银，且低熔点金属层34、234的材质是铟或锡时，所产生的介金属化合物层38、238的材质可依反应时间及温度不同分别形成铟化二银、铟化三银或锡化三银、锡化五银的介金属化合物，其中铟化二银、铟化三银、锡化三银及锡化五银的熔点分别约为摄氏300度、660度、480度及724度。换言之，请参阅图8，经过加热反应，金属电极4、5、61、62与热电单元1、2之间就透过形成介金属化合物层38、238而连接，进而形成本发明实施例的多层热电模块。其中，多层热电模块可包含热电元件组1000、2000、金属电极组6、高熔点金属层611、621、介金属化合物层38、238，并且热电元件组1000包含热电单元1、界面黏着层31扩散障碍层32以及高熔点金属层33；热电元件组2000包含热电单元2、界面黏着层231、扩散障碍层232以及高熔点金属层233。
在第一实施例中，较佳地，介金属化合物层38、238的熔点较低熔点金属层34、234的熔点高。举例而言，低熔点金属层34、234的材质为锡或铟时，其熔点分别约为摄氏232度以及156.6度，因此若要加热低熔点金属层34、234使其熔化成液相并与固相的高熔点金属层33、41、51、233、611、621进行固液接合反应，其加热温度可选择在约略摄氏400度以下，且高于低熔点金属层34、234的熔点温度。但其所形成的介金属化合物层38、238，其可承受的温度则介于摄氏400至700度，亦即介金属化合物层38、238在摄氏400至700度不会熔化。换言之，本发明实施例的多层热电模块中，虽然是使用摄氏400度以下加热以接合热电单元1、2、金属电极4、5、61、62上各自形成的高熔点金属层33、41、51、233、611、621，但由于低熔点金属层34、234所形成的介金属化合物层38、238可承受摄氏400至700度的温度，因此具有低温加热以固液接合热电单元1、2、金属电极4、5及金属电极组6，并且能在高温下适用本发明实施例的多层热电模块的特点。较佳地，在加热反应中前述的低熔点金属层34、234完全消耗，因此后续在运用本发明实施例的多层热电模块时，就不会有低温时低熔点金属层34、234熔化的问题产生。更具体而言，本发明实施例的多层热电模块不仅具有可在高温度范围使用，进而提升多层热电模块的适用温度范围之外，还可以在低温下形成多层热电模块，而减少了在制作多层热电模块时，热电单元所产生热应力的问题。
另外，若是在加热反应中前述的低熔点金属层34、234完全消耗时，还可具有另一优点，也就是可以分阶段形成本发明实施例的多层热电模块。详言之，图9至图12分别绘示本发明第二实施例的多层热电模块在制造过程中的结构示意图。首先请参阅图9，提供两个热电单元1、两个金属电极4以及金属电极组6，其中，金属电极组6包含位于上表面的金属电极62以及位于下表面的金属电极61，并且在各个热电单元1的表面依序形成界面黏着层31、扩散障碍层32、高熔点金属层33以及低熔点金属层34；在金属电极4的上表面、金属电极61的下表面及金属电极62上表面分别形成高熔点金属层41、611、621。较佳地，金属电极4可形成在绝缘基板42上。接着，依序多层排列金属电极组6、热电单元1以及金属电极4。接着，高熔点金属层611与热电单元1上面的低熔点金属层34接触，以及各热电单元1下面的低熔点金属层34与各金属电极4上面的高熔点金属层41接触。
接着，在真空或保护环境下进行加热步骤，其中加热温度可介于摄氏150至400度、加热时间介于3至60分以及接合压力介于3至20百万帕，并且形成如图10所示的部分多层热电模块的结构。其中，在此一加热步骤中，低熔点金属层34需完全反应形成介金属化合物层38。
接着，请参阅图11，提供二热电单元2、二金属电极5，并且在热电单元2的表面依序形成界面黏着层231、扩散障碍层232、高熔点金属层233以及低熔点金属层234；在各个金属电极5的下表面形成高熔点金属层51。接着，依序多层排列金属电极5、热电单元2以及前段落中已形成的部分多层热电模块。特别提到的是，第二实施例中也可以仅使用各一组的热电单元1、2，以及各一组的金属电极4、5。
接着，在真空或保护环境下进行加热步骤，其中加热温度可介于摄氏150至400度、加热时间介于3至60分以及接合压力介于3至20百万帕，并且形成如图12所示的本发明实施例的多层热电模块的结构。其中，由于热电单元1表面的低熔点金属层34已经完全消耗并形成介金属化合物层38，所以在此一加热步骤中，热电单元2表面的低熔点金属层234会与邻近的高熔点金属层51、233、621反应形成介金属化合物层238，并且热电单元1表面的介金属化合物层38并不会因此一加热步骤而熔化。简言之，此乃加热反应所形成的介金属化合物层38、238的熔点高于低熔点金属层34、234所致。因此，本发明实施例的多层热电模块在制作过程中可以透过多阶段的方式制作，而不会产生已知技术的制程困难的问题。当然地，本发明实施例的多层热电模块也可以如第一实施例中所例示的一次性加热制作。
在第一及第二实施例中所例示的多层热电模块主要是以两个热电单元1、2为主。一般而言，热电单元1、2都有适合的热电转换温度，也就是热电单元1、2可分别对应到各自的工作温度范围。举例而言，若是热电单元1、2采用碲化铋(Bi2Te3)、碲化铅(PbTe)、碲-锑-锗-银化合物(TAGS)、锑化钴(CoSb3)、锗化硅(SiGe)的材质，其较佳的热电转换效率温度区间大略分别介于摄氏0～120、350～600、350～550、400～550、700～1000度。换言的，此处所采用的热电单元1、2可以采用不同热电转换温度的材质，借以增加多层热电模块的适用温度范围，举例而言，热电单元2的工作温度范围的上限小于热电单元1的工作温度范围的情况下，热电单元1的材质可以选用碲化锗(GeTe)或碲化铅(PbTe)，且热电单元2的材质可以选用碲化铋系列热电材料(Bi2(1-x)Sb2xTe3或Bi2Te3(1-y)Se3y)，其中0≦x≦0.75，0≦y≦0.2。或是，热电单元1的材质可以选用碲化铅(PbTe)，且第二热电单元为碲化锗(GeTe)。通常地，碲化铅是高温热电材料、碲化锗是中温热电材料以及碲化铋系列热电材料是低温热电材料。
当然地，本发明实施例的多层热电模块可以包含三个以上的热电元件组，其中三个以上热电元件组上所各自形成的高熔点金属层可透过各个介金属化合物层接合各个金属电极上的高熔点金属层。并且，各界面黏着层、各扩散障碍层、各高熔点金属层以及各介金属化合物层所选用的材料、厚度或是形成方法类似本发明的第一实施例或第二实施例，故不再赘述。
另外，所选用的高熔点金属层中，其熔点较佳高于热电单元1、2的工作温度范围上限，因此本发明实施例的多层热电模块在实际上运作时，可避免高熔点金属层熔化而使其发电效率降低的问题。
请参阅图13及图14，图13、图14是绘示依照本发明第三及第四实施例的多层热电模块的剖面图。本发明实施例的多层热电模块可以同时具有多组的热电元件组1000、2000、3000、高熔点金属层41、51、611、621、711、721、金属电极4、5以及金属电极组6、7，其中，金属电极4可以是形成在绝缘基板42上，而其连接方式可以是如第三实施例所示，热电元件组1000、2000、3000的高熔点金属层透过介金属化合物层38、238、338以接合金属电极4、5及金属电极组6、7上的高熔点金属层41、51、611、621、711、721接合，并且在各热电元件组1000、2000、3000之间以绝缘基板分隔，或是如第四实施例所示，一次串接多个热电元件组1000、2000、3000，并且再以介金属化合物层38、238、338与金属电极4、5的高熔点金属层41、51以及热电元件组1000、2000、3000之间的高熔点金属层81接合。
另外，特别提到的是，本发明实施例的多层热电模块在与金属电极连接时，也可以与软焊技术并用，例如在连接适用于低温的热电单元时，就可以使用软焊技术连接。
为了使本发明实施例的多层热电模块制造方法更为清楚明了，图15绘示依照本发明实施例的多层热电模块制造方法900的流程示意图。在多层热电模块的制造方法900中，首先进行步骤910，以提供金属电极组6。接着，进行热电元件组制造步骤920，以制造热电元件组1000。热电元件组1000的制造步骤包含：提供热电单元1；形成界面黏着层31于热电单元1上；形成第一扩散障碍层32于界面黏着层31上；形成高熔点金属层33于扩散障碍层32上，如第1-5图所示。如此，即可形成热电元件组1000。
然后，进行热电元件组制造步骤930，以制造热电元件组2000。热电元件组2000制造步骤930包含提供第二热电单元2；形成界面黏着层231于热电单元2上；形成扩散障碍层232于界面黏着层231上；形成高熔点金属层233于扩散障碍层232上。如此，即可形成热电元件组2000。
接着，进行电极接合步骤940，以将热电元件组1000及热电元件组2000分别接合至金属电极组6的金属电极61和金属电极62。在电极接合步骤940中，首先形成高熔点金属层611于金属电极组6的金属电极61上，接着形成高熔点金属层621于金属电极组6的金属电极62上，如图6所示。然后，进行固液接合步骤，以将热电元件组1000的高熔点金属层33接合至高熔点金属层611，以及将热电元件组2000的高熔点金属层233接合至高熔点金属层621，如图7所示。
在固液接合步骤中，首先利用低熔点金属层34来与高熔点金属层33及高熔点金属层611反应，而产生介金属化合物层38来接合高熔点金属层33和高熔点金属层611，并完全消耗低熔点金属层34。然后，利用低熔点金属层234来与第二高熔点金属层233及高熔点金属层621反应，而产生介金属化合物层238来接合高熔点金属层233和高熔点金属层621，并完全消耗低熔点金属层234，如图8所示。如此，本发明的多层热电模块的制造方法900便能制造出强固的多层热电模块。
综合以上所述，在本发明实施例的多层热电模块及其制造方法中，主要是低熔点金属层与高熔点金属层反应以形成介金属化合物层，借以使热电元件组上及金属电极上各自形成的高熔点金属层透过介金属化合物层接合。因此，本发明实施例的多层热电模块中，可以在低温的加热过程中连接热电单元及金属电极，并且在形成本发明实施例的多层热电模块之后，可适用于高温的温度范围，进而减少了制作多层热电模块时所产生的热应力问题之外，更增加了多层热电模块的使用温度范围。
另外，本发明实施例的多层热电模块制造方法由于制程温度与一般软焊温度相同，可避免传统硬焊方法的热应力破坏问题，而制程所使用的低熔点薄膜完全转换为介金属化合物层，此介金属化合物层的熔点通常极高，而低熔点的金属薄膜在加热过程已经完全消耗殆尽，因此冷却后完成的热电模块可以在高于软焊甚至硬焊制程产品的温度使用，此有别于已知的软焊技术，亦即可兼具软焊方法的“低温接合”与硬焊方法的“高温应用”两项优点，同时避免软焊模块的使用温度限制与硬焊模块的高温破坏。再者，本发明实施例的多层热电模块制造方法可同时使双层甚至三层热电模块一次完成，软焊与硬焊方法均很难一次多层形成，而必须采用先硬焊一层热电模块，再软焊第二层或第三层热电模块。本发明实施例的多层热电模块制程方法相较于传统软焊与硬焊方法，在生产效率上占极大优势，因而亦可降低制造成本；又由于界面填充金属层为薄膜，材料消耗极少，更可加强制造成本的竞争优势。
虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，在本发明所属技术领域中任何具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种多层热电模块，其特征在于，包含：
一第一热电元件组，该第一热电元件组包含：一第一热电单元，对应至一第一工作温度范围；一第一界面黏着层，形成于该第一热电单元的表面上；一第一扩散障碍层，形成于该第一界面黏着层的表面上；以及一第一高熔点金属层，形成于该第一扩散障碍层的表面上，其中该第一高熔点金属层的熔点是高于该第一工作温度范围的上限；
一第二热电元件组，该第二热电元件组包含：一第二热电单元，对应至一第二工作温度范围，其中该第二工作温度范围的上限是小于该第一工作温度范围的上限；一第二界面黏着层，形成于该第二热电单元的表面上；一第二扩散障碍层，形成于该第二界面黏着层的表面上；以及一第二高熔点金属层，形成于该第二扩散障碍层的表面上，其中该第二高熔点金属层的熔点是高于该第一工作温度范围的上限；
一金属电极组；
一第三高熔点金属层，设置于该金属电极组的一上表面上；
一第四高熔点金属层，设置于该金属电极组的一下表面上；
一第一介金属化合物层，形成于该第三高熔点金属层与该第一热电元件组的该第一高熔点金属层之间，以接合该第一热电元件组和该金属电极组；以及
一第二介金属化合物层，形成于该第四高熔点金属层与该第二热电元件组的该第二高熔点金属层之间，以接合该第二热电元件组和该金属电极组。
2.根据权利要求1所述的多层热电模块，其特征在于，该第一热电单元为碲化锗或碲化铅，该第二热电单元为碲化铋系列热电材料Bi2(1-x)Sb2xTe3或Bi2Te3(1-y)Se3y，其中0≦x≦0.75，0≦y≦0.2，该第一界面黏着层为锡和该第一热电单元的化合物，该第二界面黏着层为锡和该第二热电单元的化合物。
3.根据权利要求1所述的多层热电模块，其特征在于，该第一热电单元为碲化铅，该第二热电单元为碲化锗，该第一界面黏着层为锡和该第一热电单元的化合物，该第二界面黏着层为锡和该第二热电单元的化合物。
4.根据权利要求2或3所述的多层热电模块，其特征在于，该第一扩散障碍层及该第二扩散障碍层的材质为镍，该第一高熔点金属层和该第二高熔点金属层的材质为银，该第一介金属化合物和该第二介金属化合物为银与一低熔点金属的介金属化合物，该低熔点金属为锡、铟或铟锡合金。
5.根据权利要求1所述的多层热电模块，其特征在于，该第三高熔点金属层和该第四高熔点金属层的材质为银。
6.一种多层热电模块的制造方法，其特征在于，包含：
提供一金属电极组；
进行一第一热电元件组制造步骤，以制造一第一热电元件组，其中该第一热电元件组制造步骤包含：提供一第一热电单元，其中该第一热电单元是对应至一第一工作温度范围；形成一第一界面黏着层于该第一热电单元上；形成一第一扩散障碍层于该第一界面黏着层上；形成一第一高熔点金属层于该第一扩散障碍层上，以形成该第一热电元件组，其中该第一高熔点金属层的熔点是高于该第一工作温度范围的上限；
进行一第二热电元件组制造步骤，以制造一第二热电元件组，其中该第二热电元件组制造步骤包含：提供一第二热电单元，其中该第二热电单元是对应至一第二工作温度范围，其中该第二工作温度范围的上限是小于该第一工作温度范围的上限；形成一第二界面黏着层于该第二热电单元上；形成一第二扩散障碍层于该第二界面黏着层上；形成一第二高熔点金属层于该第二扩散障碍层上，以形成该第二热电元件组，其中该第二高熔点金属层的熔点是高于该第一工作温度范围的上限；
进行一电极接合步骤，以将该第一热电元件组及第二热电元件组分别接合至该金属电极组的该第一金属电极和该第二金属电极，其中该电极接合步骤包含：形成一第三高熔点金属层于该金属电极组的一上表面上；形成一第四高熔点金属层于该金属电极组的一下表面上；进行一固液接合步骤，以将该第一热电元件组的该第一高熔点金属层接合至该第三高熔点金属层，以及将该第二热电元件组的该第二高熔点金属层接合至该第四高熔点金属层；其中该固液接合步骤包含：利用一第一低熔点金属层与该第一高熔点金属层及第三高熔点金属层反应，而产生一第一介金属化合物层来接合该第一高熔点金属层和第三高熔点金属层，并完全消耗该第一低熔点金属层，其中该第一低熔点金属层的熔点是低于该第一工作温度范围的上限；以及利用一第二低熔点金属层与该第二高熔点金属层及第四高熔点金属层反应，而产生一第二介金属化合物层来接合该第二高熔点金属层和第四高熔点金属层，并完全消耗该第二低熔点金属层，其中该第二低熔点金属层的熔点是低于该第一工作温度范围的上限。
7.根据权利要求6所述的多层热电模块的制造方法，其特征在于，该第一热电单元为碲化锗或碲化铅，该第二热电单元为碲化铋系列热电材料Bi2(1-x)Sb2xTe3或Bi2Te3(1-y)Se3y，其中0≦x≦0.75，0≦y≦0.2，该第一界面黏着层为锡和该第一热电单元的化合物，该第二界面黏着层为锡和该第二热电单元的化合物。
8.根据权利要求6所述的多层热电模块的制造方法，其特征在于，该第一热电单元为碲化铅，该第二热电单元为碲化锗，该第一界面黏着层为锡和该第一热电单元的化合物，该第二界面黏着层为锡和该第二热电单元的化合物。
9.根据权利要求7或8所述的多层热电模块的制造方法，其特征在于，该第一扩散障碍层及该第二扩散障碍层的材质为镍，该第一高熔点金属层和该第二高熔点金属层的材质为银，该第一低熔点金属层和该第二低熔点金属层为锡、铟或铟锡合金。
10.根据权利要求6所述的多层热电模块的制造方法，其特征在于，该第三高熔点金属层和该第四高熔点金属层的材质为银。
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