DE19845104A1 - Verfahren zum Herstellen eines thermoelektrischen Wandlers - Google Patents

Verfahren zum Herstellen eines thermoelektrischen Wandlers

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DE19845104A1 DE19845104A DE19845104A DE19845104A1 DE 19845104 A1 DE19845104 A1 DE 19845104A1 DE 19845104 A DE19845104 A DE 19845104A DE 19845104 A DE19845104 A DE 19845104A DE 19845104 A1 DE19845104 A1 DE 19845104A1
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Abstract

Verfahren zum Herstellen eines thermoelektrischen Wandlers mit einer Mehrzahl von in Reihe geschalteten Thermoelementzellen, die mittels einer Mehrzahl von ersten elektrischen Leiterbahnen (3) seriell miteinander verbunden sind, und von denen jede einen ersten Körper (4) aus thermoelektrischem Material eines ersten Leitungstyps und einen zweiten Körper (5) aus thermoelektrischem Material eines zweiten Leitungstyps aufweist. Die Thermoelementzellen werden mittels halbleitertechnologischer Verfahrensschritte hergestellt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines thermoelektrischen Wandlers.
In der DE 39 35 610 A1 ist ein Peltier-Kühler beschrieben, der eine Zusammenschaltung von n- und p-dotierten Halbleiter­ segmenten aufweist, die mit Hilfe von Metallbrücken unterein­ ander verbunden sind. Die Metallbrücken sind hierbei auf Al2O3-Substraten aufgebracht und die Halbleitersegmente sind bei einem dieser Substrate auf die dort vorhandenen Metall­ brücken aufgedampft. Derartige Peltier-Kühler weisen eine Baugröße im Zentimeter-Bereich auf und sind nicht ohne Weite­ res miniatursierbar, so daß die Leistungsdichte sehr gering ist. Weiterhin besitzen die Al2O3-Substrate eine sehr geringe thermische Leitfähigkeit, wodurch die Effektivität derartiger Peltierkühler beeinträchtigt ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen eines thermoelektrischen Wandlers der eingangs genannten Art zu entwickeln, das eine höhere In­ tegrationsdichte der Thermoelementzellen erlaubt und dadurch die Herstellung von thermoelektrischen Bauelementen mit höhe­ rer Leistungsdichte ermöglicht und bei dem kostengünstige Prozesse eingesetzt werden.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfah­ rens sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 10.
Mittels dem Verfahren gemäß der Erfindung wird ein thermo­ elektrischer Wandler hergestellt, der eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten Thermoelementzellen aufweist, die mittels einer Mehrzahl von ersten elektrischen Leiterbahnen seriell miteinander verbunden sind, und von denen jede einen ersten Körper aus thermoelektrischem Material eines ersten Leitung­ styps und einen zweiten Körper aus thermoelektrischem Materi­ al eines zweiten Leitungstyps aufweist, die mittels einer zweiten elektrischen Leiterbahn miteinander verbunden sind und die sandwichartig zwischen einem ersten und einem zweiten elektrisch isolierenden oder eine elektrisch isolierende Schicht aufweisenden Substratwafer angeordnet sind.
Bei dem Verfahren werden auf einer Hauptfläche des ersten Substratwafers die ersten elektrischen Leiterbahnen ausgebil­ det. Auf einer Hauptfläche des zweiten Substratwafers werden die zweiten elektrischen Leiterbahnen erzeugt. Bei mindestens einem der beiden Substratwafer wird auf derselben Seite, auf der die Leiterbahnen erzeugt werden, mindestens eine Schicht aus thermoelektrischem Material aufgebracht. Diese wird mit­ tels Photomaskentechnik und Ätzen strukturiert, derart, daß die ersten und zweiten Körper der Thermoelementzellen entste­ hen.
Nach dem Prozessieren der beiden Substratwafer werden diese z. B. mittels Thermokompression, Löten, Kleben oder anodi­ schem Bonden zu einem Sandwichverbund zusammengefügt, bei dem die ersten und die zweiten Körper zwischen den beiden Substratwafern angeordnet und mittels der ersten und zweiten elektrischen Leiterbahnen zu seriell verschalteten Thermoele­ mentzellen verbunden sind.
Jeweils ein erster und ein zweiter Körper sind auf einer er­ sten Seite mittels einer ersten Leiterbahn zu einer Thermo­ elementzelle verbunden, die auf einer der ersten Seite gegen­ überliegenden zweiten Seite der ersten und zweiten Körper mittels der zweiten Leiterbahnen seriell miteinander ver­ schaltet sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform zum Erzeugen der ersten und zweiten Leiterbahnen und der ersten und zweiten Körper wird zunächst auf die Hauptfläche des ersten Substratwafers eine erste elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht. Nach­ folgend wird auf diese elektrisch leitfähige Schicht eine Schicht aus thermoelektrischem Material abgeschieden, in der dann eine Mehrzahl von dotierten Gebieten des ersten Leitung­ styps und eine Mehrzahl von dotierten Gebieten des zweiten Leitungstyps ausgebildet werden.
Nachfolgend wird die Schicht aus thermoelektrischem Material mittels Photomaskentechnik und Ätzen zu ersten und zweiten Körpern strukturiert; d. h. auf der ersten elektrisch leitfä­ higen Schicht verbleiben nach der Strukturierung voneinander getrennte erste und zweite Körper.
Nach diesem Prozeßschritt wird die erste elektrisch leitfähi­ ge Schicht beispielsweise wiederum mittels Photomaskentechnik und Ätzen zu ersten Leiterbahnen strukturiert, die jeweils auf einer Seite der Körper einen ersten und einen zweiten Körper miteinander verbinden, so daß ein Mehrzahl von vonein­ ander getrennten Thermoelementzellen entstehen.
Die erste elektrisch leitfähige Schicht kann aber auch be­ reits vor dem Aufbringen der Schicht aus thermoelektrischem Material zu ersten Leiterbahnen strukturiert werden.
Vor, während oder nach diesen Schritten wir auf die Hauptflä­ che des zweiten Subtratwafers eine zweite elektrisch leitfä­ hige Schicht aufgebracht, die nachfolgend beispielsweise wie­ derum mittels Photomaskentechnik und Ätzen zu zweiten Leiter­ bahnen strukturiert wird, die im Sandwichverbund die Thermo­ elementzellen seriell miteinander verbinden.
Das Zusammenfügen der beiden Wafer zum Sandwichverbund er­ folgt wie weiter oben bereits angegeben.
Bei einem anderen bevorzugten Ausführungsform zum Erzeugen der ersten und zweiten Leiterbahnen und der ersten und zwei­ ten Körper wird eine erste elektrisch leitfähige Schicht auf die Hauptfläche des ersten Substratwafers aufgebracht. Dem folgt ein Aufbringen einer ersten Schicht aus thermoelektri­ schen Material, das vom ersten Leitungstyp ist, auf die erste elektrisch leitfähige Schicht.
Diese erste Schicht aus thermoelektrischem Material wird nachfolgend mittels Photomaskentechnik und Ätzen struktu­ riert, derart, daß auf der ersten elektrisch leitfähigen Schicht eine Mehrzahl von voneinander getrennten ersten Kör­ pern entstehen.
Nach diesem Prozeßschritt wird die erste elektrisch leitfähi­ ge Schicht beispielsweise wiederum mittels Photomaskentechnik und Ätzen zu ersten Leiterbahnen strukturiert.
Auch hier kann die erste elektrisch leitfähige Schicht aber auch bereits vor dem Aufbringen der ersten Schicht aus ther­ moelektrischem Material zu ersten Leiterbahnen strukturiert werden.
Vor, während oder nach diesen Prozeßschritten wird auf die Hauptfläche des zweiten Substratwafers eine zweite elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht, auf der eine zweite Schicht aus thermoelektrischen Material, das vom zweiten Leitungstyp ist, abgeschieden wird.
Diese zweite Schicht aus thermoelektrischem Material wird dann mittels Photomaskentechnik und Ätzen strukturiert, der­ art, daß auf der zweiten elektrisch leitfähige Schicht eine Mehrzahl von voneinander getrennten zweiten Körpern entste­ hen.
Nachfolgend wird die zweite elektrisch leitfähige Schicht beispielsweise wiederum mittels Photomaskentechnik und Ätzen zu zweiten Leiterbahnen strukturiert.
Die zweite elektrisch leitfähige Schicht kann auch bereits vor dem Aufbringen der zweiten Schicht aus thermoelektrischem Material zu zweiten Leiterbahnen strukturiert werden.
Das Zusammenfügen der beiden Wafer zu einem Sandwichverbund mit seriell verschalteten Thermoelementzellen erfolgt wie weiter oben bereits angegeben.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform zum Erzeugen der ersten und zweiten Leiterbahnen und der ersten und zwei­ ten Körper wird wieder eine erste elektrisch leitfähige Schicht auf die Hauptfläche des ersten Substratwafers aufge­ bracht. Dem folgt ein Aufbringen einer ersten Schicht aus thermoelektrischen Material, das vom ersten Leitungstyp ist, auf die erste elektrisch leitfähige Schicht.
Auf diese erste elektrisch leitfähige Schicht wird dann eine erste Schicht aus thermoelektrischem Material abgeschieden, das vom ersten Leitungstyp ist. Diese erste Schicht wird nachfolgend mittels Photomaskentechnik und Ätzen struktu­ riert, derart, daß eine Mehrzahl von ersten Körpern auf der ersten elektrisch leitfähigen Schicht entstehen.
Auf diese ersten Körper und auf die zwischen den ersten Kör­ pern liegende freie Oberfläche der ersten elektrisch leitfä­ higen Schicht wird dann eine zweite Schicht aus thermoelek­ trischem Material aufgebracht, die vom zweiten Leitungstyp ist. Diese zweite Schicht wird nachfolgend wiederum mittels Photomaskentechnik und Ätzen strukturiert, derart, daß auf der freien Oberfläche der ersten elektrisch leitfähigen Schicht eine Mehrzahl von zweiten Körpern entstehen.
Die erste elektrisch leitfähige Schicht kann vor oder nach dem dem Aufbringen der ersten und zweiten Schicht aus thermo­ elektrischem Material zu ersten Leiterbahnen strukturiert werden.
Vor, während oder nach diesen Prozeßschritten wird auf die Hauptfläche des zweiten Substratwafers eine zweite elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht, die nachfolgend zu zweiten Leiterbahnen strukturiert wird.
Das Zusammenfügen der beiden Wafer zu einem Sandwichverbund mit seriell verschalteten Thermoelementzellen erfolgt hier wiederum wie weiter oben bereits angegeben.
Der besondere Vorteil der oben genannten Verfahren besteht darin, daß zur Herstellung der ersten und zweiten Leiterbah­ nen und der ersten und zweiten Körper Prozesse der Halblei­ tertechnik eingesetzt werden können. Dadurch lassen sich so­ wohl die Integrationsdichte der Thermoelementzellen als auch die Herstellkosten für thermoelektrische Wandler erheblich senken. Letzteres ist dadurch bedingt, daß herkömmliche und etablierte Prozesse der Halbleitertechnik, die für die Mas­ senfertigung von Halbleiterchips verwendet werden, eingesetzt werden.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten ther­ moelektrischen Wandler können vorteilhafterweise auf einfache Weise zusammen mit Elementen der Mikroelektronik und/oder Mi­ krosystemtechnik auf ein und demselben Chip integriert wer­ den.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können die ersten und die zweiten Körper auf einfache Weise aus Vielschichtsystemen hergestellt werden, die aus einer Vielzahl von dünnen Schich­ ten unterschiedlicher Materialzusammensetzung bestehen. Da­ durch kann vorteilhafterweise durch die Verwendung von exakt aufeinander abgestimmten Schichtfolgen die Leistungsfähigkeit von thermoelektrischen Wandlern erhöht werden.
Im Folgenden werden in Verbindung mit den Fig. 1a bis 4c drei Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1a bis 1g eine schematische Darstellung des Verfah­ rensablaufes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2a bis 2i eine schematische Darstellung des Verfah­ rensablaufes gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 3a bis 3h eine schematische Darstellung des Verfah­ rensablaufes gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, und
Fig. 4a bis 4c räumliche Darstellungen eines thermoelek­ trischen Wandlers, der nach einem der Ausführungsbeispiele hergestellt ist.
In den Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Bestandteile jeweiles mit denselben Bezugszeichen versehen.
Bei dem in den Fig. 1a bis 1g dargestellten Ausführungs­ beispiel wird zunächst auf einer Hauptfläche 8 eines ersten Substratwafers 1 eine erste elektrisch leitfähige Schicht 10 hergestellt. Diese besteht z. B. aus einer Metallschicht, aus einer Metallschichtfolge oder aus einer hochdotierten und da­ mit hochleitfähigen Halbleiterschicht (z. B. diffundiertes Silizium).
Der erste Substratwafer 1 hat insgesamt eine geringe elektri­ sche Leitfähigkeit und besteht beispielsweise aus semi­ isolierendem Silizium oder weist auf der Seite der Hauptflä­ che 8 eine elektrisch isolierende Schicht 14 (z. B. eine Si- Oxid- oder Si-Nitridschicht) auf.
Auf der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 10 wird eine Schicht 11 aus thermoelektrischem Material abgeschieden (z. B. Bi2Te3, Bi2Se3, PbTe, Si, Ge etc.) (Fig. 1a), in der nach­ folgend mittels Photomaskentechnik und Diffusion eine Mehr­ zahl von dotierten Gebieten 40 eines ersten Leitungstyps (z. B. p-leitend) und eine Mehrzahl von dotierten Gebieten 50 ei­ nes zweiten Leitungstyps (n-leitend) ausgebildet werden (Fig. 1b).
Die Schicht 11 mit den dotierten Gebieten 40, 50 wird dann mittels eines oder mehrerer herkömmlicher aus der Halbleiter­ technik bekannter Photomasken- und Ätzprozesse zu ersten 4 und zweiten Körpern 5 strukturiert (Fig. 1c).
Nachfolgend wird die erste elektrisch leitfähige Schicht 10 ebenfalls mittels Photomaskentechnik und Ätzen derart struk­ turiert, daß auf dem ersten Substratwafer 1 eine Mehrzahl von voneinander getrennten Thermoelementzellen entstehen, die je­ weils einen ersten Körper 4 und einen zweiten Körper 5 und eine diese verbindende erste elektrische Leiterbahn 3 aufwei­ sen (Fig. 1d).
Die Strukturierung der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 10 kann alternativ zu der oben beschriebenen Vorgehensweise auch vor dem Aufbringen der Schicht 11 aus thermoelektrischem Material erfolgen.
Weiterhin wird auf die der ersten Leiterbahn 3 gegenüberlie­ genden Seiten der ersten und zweiten Körper 4, 5 jeweils eine Metallisierungsschicht 13 aufgebracht, die z. B. aus einem Lot (z. B. AuSn) oder aus Gold besteht (Fig. 1d).
Vor, während oder nach diesem ersten Waferprozeß wird auf ei­ ner Hauptfläche 9 eines zweiten Substratwafers 2 eine zweite elektrisch leitfähige Schicht 12 ausgebildet (Fig. 1e) und zu zweiten elektrischen Leiterbahnen 6 strukturiert (Fig. 1f).
Analog zum Substratwafer 1 hat der zweite Substratwafer 2 insgesamt eine geringe elektrische Leitfähigkeit und besteht beispielsweise aus semi-isolierendem Silizium oder weist der Substratwafer 2 auf der Seite der Hauptfläche 9 eine elek­ trisch isolierende Schicht 15 (z. B. eine Si-Oxid- oder Si- Nitridschicht) auf.
Der zweite Substratwafer 2 wird nach der Strukturierung der zweiten Leiterbahnen 6 mit diesen auf die Metallisierungs-, schichten 13 der ersten und zweiten Körper 4, 5 gelegt und derart ausgerichtet, daß die zweiten Leiterbahnen 6 auf den Metallisierungsschichten 13 der ersten und zweiten Körper 4, 5 aufliegen und die vorher gebildeten Paare aus jeweils einem ersten und einem zweiten Körper 4, 5 seriell miteinander ver­ schalten (Fig. 1g).
Nachfolgend werden die zweiten elektrischen Leiterbahnen 6 und die Metallisierungsschichten 13 beispielsweise mittels Löten, Kleben oder Thermokompression miteinander verbunden.
Dieser Sandwichverbund aus den beiden Substratwafern 1, 2 und den dazwischenliegenden Thermoelementzellen wird dann zu meh­ reren thermoelektrischen Wandlern vereinzelt, z. B. durch Sä­ gen. Es können aus einem Sandwichverbund eine Mehrzahl ver­ schiedener oder gleichartiger thermoelektrischer Wandler er­ zeugt werden. Die jeweils erste und letzte Thermoelementzelle einer Serienschaltung von Thermoelementzellen eines thermo­ elektrischen Wandlers weist je eine elektrische Anschlußflä­ che 30, 31 auf, über die der thermoelektrische Wandler bei­ spielsweise mittels Bonddrähten 32, 33 elektrisch angeschlos­ sen werden kann.
Die thermoelektrischen Wandler können aber ohne weiteres auch als SMD(Surface Mount Device)-Bauelemente ausgeführt werden, indem die elektrischen Anschlußflächen 30, 31 elektrisch lei­ tend auf die der Hauptfläche 8 gegenüberliegende Seite des ersten Substratwafers 1 geführt werden.
Vorteilhaft beim Vereinzeln des Sandwichverbunds ist ein zweiteiliger Sägeprozeß, bei dem einer der beiden Substratwa­ fer 1, 2 kleiner hergestellt wird als der andere. Dies er­ leichtert das elektrische Anschließen des thermoelektrischen Wandlers (man vgl. Fig. 1g).
Die Leiterbahnen 3, 6 können alternativ zum oben beschriebenen Verfahren (ganzflächiges Beschichten der Substratwafer und nachträgliches Strukturieren) mittels Maskieren und Metalli­ sieren oder Diffundieren von Dotierstoff in den jeweiligen Substratwafer 1, 2 unmittelbar strukturiert hergestellt wer­ den.
Das in den Fig. 2a bis 2g dargetellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem vorgenannten im Wesentlichen da­ durch, daß zum Herstellen der ersten 4 und zweiten Körper 5 folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden:
  • - nach dem Ausbilden der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 10 wird auf diese eine erste Schicht 20 aus thermo­ elektrischem Material, das den ersten Leitungstyp aufweist, abgeschieden (Fig. 2a und 2b);
  • - die erste Schicht 20 wird mittels Photomaskentechnik und Ätzen strukturiert, derart, daß auf der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 10 eine Mehrzahl von voneinander ge­ trennten Körpern 4 entsteht (Fig. 2c);
  • - auf die nach der Strukturierung der ersten Schicht 20 zwi­ schen den ersten Körpern 4 freiliegende Oberfläche der er­ sten elektrisch leitfähigen Schicht 10 und auf die ersten Körper 4 wird eine zweite Schicht aus thermoelektrischem Material 21 aufgebracht, das den zweiten Leitungstyp auf­ weist(Fig. 2d); und
  • - die zweite Schicht aus thermoelektrischem Material 21 wird mittels Photomaskentechnik und Ätzen strukturiert, derart, daß auf der ersten elektrischen Schicht 10 zwischen den er­ sten Körpern 4 eine Mehrzahl von zweiten Körpern 5 entste­ hen (Fig. 2e).
Die erste elektrisch leitfähige Schicht 10 kann vor oder nach dem Aufbringen der ersten 20 und zweiten Schicht 21 aus ther­ moelektrischem Material zu ersten elektrischen Leiterbahnen 3 strukturiert werden.
Die Herstellung des zweiten Substratwafers 2 mit den zweiten elektrischen Leiterbahnen 6 und das Verbinden der beiden Wa­ fer erfolgt analog zum ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 2f und 2g).
Bei dem in den Fig. 3a bis 3f dargestellten Ausführungs­ beispiel unterscheidet sich das Verfahren zum Herstellen der ersten und zweiten Körper 4, 5 von dem der Fig. 2a bis 2e im Wesentlichen dadurch, daß die zweite Schicht 21 aus ther­ moelektrischem Material, das den zweiten Leitungstyp auf­ weist, nicht auf dem ersten Substratwafer 1 abgeschieden wird. Hier wird nach dem Ausbilden der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 12 auf der Hauptfläche 9 des zweiten Substratwafers 2 auf dieser die zweite Schicht aus thermo­ elektrischem Material 21 abgeschieden und nachfolgend mittels Photomaskentechnik und Ätzen strukturiert, derart, daß auf der zweiten elektrisch leitenden Schicht 12 die zweiten Kör­ per 5 entstehen.
Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 1a bis 1g und der Fig. 3a bis 3e kann oder können alternativ zum Verfahren mittels Abscheiden, die Schicht 11 aus thermoelektrischem Ma­ terial bzw. die erste 20 und zweite Schicht 21 aus thermo­ elektrischem Material als Wafer hergestellt werden, die mit dem ersten Substratwafer 1 bzw. mit dem ersten 1 bzw. dem zweiten Substratwafer 2 mittels Waferbonden verbunden werden. Als Bond- und Metallisierungsmaterial (für die elektrischen Leiterbahnen) kann Wolframsilizid verwendet werden.
In den Fig. 4a und 4b sind räumliche Darstellungen eines thermoelektrischen Wandlers gezeigt, der nach einem der oben beschriebenen Verfahren hergestellt ist. Fig. 4a ist eine Explosionsdarstellung und in Fig. 4b ist der zweite Substratwafer 2 transparent dargestellt.
Die Dicke der Substratwafer 1, 2 beträgt bei den oben be­ schriebenen Ausführungsbeispielen vorteilhafterweise 100-­ 300 µm. Die Dicke der Schichten 11, 20, 21 aus thermoelektri­ schem Material beträgt vorzugsweise ca. 50 µm. Die Dicke der elektrisch leitenden Schichten 10, 12 beträgt etwa 1 µm.

Claims (10)

1. Verfahren zum Herstellen eines thermoelektrischen Wandlers mit einer Mehrzahl von in Reihe geschalteten Thermoelement­ zellen, die mittels einer Mehrzahl von ersten elektrischen Leiterbahnen (3) seriell miteinander verbunden sind, und von denen jede einen ersten Körper (4) aus thermoelektrischem Ma­ terial eines ersten Leitungstyps und einen zweiten Körper (5) aus thermoelektrischem Material eines zweiten Leitungstyps aufweist, die mittels einer zweiten elektrischen Leiterbahn (6) miteinander verbunden sind und die sandwichartig zwischen einem ersten (1) und einem zweiten elektrisch isolierenden oder eine elektrisch isolierende Schicht (14, 15) aufweisenden Substratwafer (2) angeordnet sind, bei dem:
  • 1. auf einer Hauptfläche (8) des ersten Substratwafers (1) die ersten elektrischen Leiterbahnen (3) erzeugt werden,
  • 2. auf einer Hauptfläche (9) des zweiten Substratwafers (2) die zweiten elektrischen Leiterbahnen (6) erzeugt werden,
  • 3. bei mindestens einem der beiden Substratwafer (1, 2) auf derselben Seite, auf der die Leiterbahnen (3, 6) erzeugt werden, mindestens eine Schicht aus thermoelektrischem Ma­ terial (11) aufgebracht wird, aus der mittels Photomasken­ technik und Ätzen die ersten (4) und die zweiten Körper (5) erzeugt werden, und
  • 4. der erste und der zweite Substratwafer (1, 2) miteinander verbunden werden, derart, daß die ersten und zweiten elek­ trischen Leiterbahnen (3, 6) und die ersten und die zweiten Körper (4, 5) zwischen den beiden Substratwafern (1, 2) ange­ ordnet sind und die Mehrzahl von in Reihe geschalteten Thermoelementzellen ausbilden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem zum Erzeugen der ersten (3) und zweiten Leiterbahnen (6) und der ersten (4) und zwei­ ten Körper (5) folgende Verfahrensschritte zum Einsatz kom­ men:
  • 1. Ausbilden einer ersten elektrisch leitfähigen Schicht (10) auf der Hauptfläche (8) des ersten Substratwafers (1),
  • 2. Aufbringen einer Schicht aus thermoelektrischem Material (11) auf die erste elektrisch leitfähige Schicht (10),
  • 3. Ausbilden einer Mehrzahl von dotierten Gebieten des ersten Leitungstyps (40) und einer Mehrzahl von dotierten Gebieten des zweiten Leitungstyps (50) in der Schicht aus thermo­ elektrischem Material (11),
  • 4. Strukturieren der Schicht aus thermoelektrischem Material (11) mittels Photomaskentechnik und Ätzen zu ersten (4) und zweiten Körpern (5),
  • 5. Strukturieren der ersten elektrisch leitfähigen Schicht (10) zu ersten Leiterbahnen (3),
  • 6. Ausbilden einer zweiten elektrisch leitfähigen Schicht (12) auf der Hauptfläche (9) des zweiten Substratwafers (2) und
  • 7. Strukturieren der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht (12) zu zweiten Leiterbahnen (2).
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem vor dem Aufbringen der Schicht aus thermoelektrischem Material (11) die erste elek­ trisch leitfähige Schicht (10) zu ersten Leiterbahnen (3) strukturiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem zum Erzeugen der ersten (3) und zweiten Leiterbahnen (6) und der ersten (4) und zwei­ ten Körper (5) folgende Verfahrensschritte zum Einsatz kom­ men:
  • 1. Ausbilden einer ersten elektrisch leitfähigen Schicht (10) auf der Hauptfläche (8) des ersten Substratwafers (1),
  • 2. Aufbringen einer ersten Schicht aus thermoelektrischem Ma­ terial (20), das den ersten Leitungstyp aufweist, auf die erste elektrisch leitfähige Schicht (10),
  • 3. Strukturieren der ersten Schicht aus thermoelektrischem Ma­ terial (20) mittels Photomaskentechnik und Ätzen zu ersten Körpern (4),
  • 4. Aufbringen einer zweiten Schicht aus thermoelektrischem Ma­ terial (21), das den zweiten Leitungstyp aufweist, auf die nach der Strukturierung der ersten Schicht aus thermoelek­ trischem Material (20) zwischen den ersten Körpern (4) freiliegende Oberfläche der ersten elektrisch leitfähigen Schicht (10),
  • 5. Strukturieren der zweiten Schicht aus thermoelektrischem Material (21) mittels Photomaskentechnik und Ätzen zu zwei­ ten Körpern (5),
  • 6. Strukturieren der ersten elektrisch leitfähigen Schicht (10) zu ersten Leiterbahnen (3),
  • 7. Ausbilden einer zweiten elektrisch leitfähigen Schicht (12) auf der Hauptfläche (9) des zweiten Substratwafers (2) und
  • 8. Strukturieren der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht (12) zu zweiten Leiterbahnen (6).
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem vor dem Aufbringen der ersten Schicht aus thermoelektrischem Material (20) die erste elektrisch leitfähige Schicht (10) zu ersten Leiterbahnen (3) strukturiert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem zum Erzeugen der ersten (3) und zweiten Leiterbahnen (6) und der ersten (4) und zwei­ ten Körper (5) folgende Verfahrensschritte zum Einsatz kom­ men:
  • 1. Ausbilden einer ersten elektrisch leitfähigen Schicht (10) auf der Hauptfläche (8) des ersten Substratwafers (1),
  • 2. Aufbringen einer ersten Schicht aus thermoelektrischem Ma­ terial (20), das den ersten Leitungstyp aufweist, auf die erste elektrisch leitfähige Schicht (10),
  • 3. Strukturieren der ersten Schicht aus thermoelektrischem Ma­ terial (20) mittels Photomaskentechnik und Ätzen zu ersten Körpern (4),
  • 4. Strukturieren der ersten elektrisch leitfähigen Schicht (10) zu ersten Leiterbahnen (3),
  • 5. Ausbilden einer zweiten elektrisch leitfähigen Schicht (12) auf der Hauptfläche (9) des zweiten Substratwafers (2),
  • 6. Aufbringen einer zweiten Schicht aus thermoelektrischem Ma­ terial (21), das den zweiten Leitungstyps aufweist, auf die zweite elektrisch leitfähige Schicht (12),
  • 7. Strukturieren der zweiten Schicht aus thermoelektrischem Material (21) mittels Photomaskentechnik und Ätzen zu zwei­ ten Körpern (5) und
  • 8. Strukturieren der zweiten elektrisch leitfähige Schicht (12) zu zweiten Leiterbahnen (6).
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem vor dem Aufbringen der ersten Schicht aus thermoelektrischem Material (20) die erste elektrisch leitfähige Schicht (10) zu ersten Leiterbahnen (3) strukturiert wird und/oder vor dem Aufbringen der zweiten Schicht aus thermoelektrischem Material (21) die zweite elek­ trisch leitfähige Schicht (12) zu zweiten Leiterbahnen (6) strukturiert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, 2, oder 3, nach Anspruch 4 oder 5 oder nach Anspruch 6 oder 7, bei dem die Schicht (11) aus thermoelektrischem Material, die erste Schicht (20) aus ther­ moelektrischem Material bzw. die erste (20) und die zweite Schicht (21) aus thermoelektrischem Material als Wafer herge­ stellt werden, die mit dem ersten Substratwafer (1) bzw. mit dem ersten (1) bzw. dem zweiten Substratwafer (2) mittels Wa­ ferbonden, insbesondere mittels Thermokompression, Löten, Kleben oder anodischem Bonden, verbunden werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem als Substratwafer (1,2) Si-Wafer verwendet werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die ersten und die zweiten Körper aus Vielschichtsystemen herge­ stellt werden, die aus einer Vielzahl von Schichten unter­ schiedlicher Materialzusammensetzung bestehen.
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