JP5007615B2

JP5007615B2 - 熱電装置の製造方法

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Inventors: 峰広外崎; 祐一石田
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Description

本発明は、ペルチェ冷却素子、あるいはゼーベック発電素子として用いられる熱電材を含む熱電装置の製造方法に関する。

熱電材を用いた熱電装置は、絶縁性の１対の基板と、その１対の基板に挟み込まれるように設けられた複数のｐ型の熱電素子及びｎ型の熱電素子とを備えている（例えば、特許文献１参照。）。これら複数の熱電素子（熱電エレメント）は、１対の基板の対向するそれぞれの内面に形成された電極により直列に接続されている。熱電材に電流が印加されることにより、その電流の向きに応じて一方の基板が吸熱側になり、他方の基板が放熱側になる。

特許文献１に記載された熱電装置は、熱電材を微細化して変換効率を向上させるために、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術により製造される。例えば、特許文献２の図２に示すようにＭＥＭＳによりシリコンの型が形成され、図３（ａ）に示すように、シリコンの型に熱電材が充填される。図３（ｂ）〜（ｄ）に示すように、熱電材が充填された後、処理対象物が焼結等されることにより熱電材が固まり、シリコンの型が研磨により除去され、電極が形成された基板が処理対象物の両側に接合される。図３（ｃ）の状態から、例えばＸｅＦ２によりエッチングされることでシリコンの型が除去される。これにより、図３（ｄ）のように熱電装置が完成する。この方法は、シリコンモールディング法と呼ばれる。

特開２００３−１７４２０２号公報（段落[００２７]、[００４８]、図２、図３）

シリコンモールディング法では、プラズマエッチングによりシリコンの型が除去されるため、例えばその型を多量に除去しなければならない場合、対象物の形状によっては熱電材がエッチングに耐えられないという問題がある。また、熱電材に接続された電極もエッチングガスと反応するおそれもある。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、熱電材または電極に損傷を受けない熱電装置の製造方法を提供することにある。

本発明の別の目的は、ｐ型の熱電材が搭載された基板とｎ型の熱電材が搭載された基板が接合されるときに高精度に位置合わせすることができる熱電装置の製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る熱電装置の製造方法は、型材により成型された熱電材の前記型材から露出する第１の側に第１の電極を形成し、基板上に第２の電極を形成し、前記第２の電極の第１の領域に第１の保護膜を形成し、前記第２の電極の、前記第１の領域とは異なる第２の領域に前記第１の電極を接合することで、前記型材と前記基板とを対向させ、前記熱電材の前記第１の側とは反対側の、前記型材から露出する第２の側に第３の電極を形成し、前記第３の電極上に第２の保護膜を形成し、フォトリソグラフィ及びエッチングにより前記第１の保護膜上の前記型材を除去し、前記第１の保護膜及び前記第２の保護膜を除去する。

本発明による製造工程により、一方の側の基板、つまり一方の種類（ｐ型及びｎ型のうちいずれか一方）の熱電材を搭載した基板が製造される。他方の熱電材を搭載した基板についても同様に本発明による製造方法で製造される。製造された２種の熱電材が交互に配置されるように２つの基板を対向させてこれらが貼り合わされることで熱電装置が製造される。

以下、一方の種類の熱電材を搭載した基板を含む部材を第１の対象物といい、他方の種類の熱電材を搭載した基板を含む部材を第２の対象物という。

本発明では、第１の保護膜上の型材がフォトリソグラフィ及び反応性イオンエッチングにより除去される場合に、エッチング時に第１の保護膜により第２の電極が保護される。エッチング時において、第１の電極はフォトリソグラフィ工程によるレジスト（あるいはそのレジストと第３の電極の間にある第２の保護膜）によって保護される。

第１、第２及び第３の電極のうち少なくとも２つは、同じ材料でなる電極であってもよいし、異なる材料でなる電極であってもよい。
例えば、本発明において、前記型材を除去するステップでは、前記エッチングとして反応性イオンエッチングが用いられる。

本発明において、前記第１の保護膜上の前記型材を除去する前記ステップでは、前記熱電材の前記第２の側の面積より大きい面積で、前記フォトリソグラフィによるフォトレジストが前記第３の電極を覆うように、前記フォトレジストのパターンを形成し、前記熱電装置の製造方法は、前記第１の保護膜上の前記型材を除去する前記ステップの後、前記フォトレジストのパターンにより前記熱電材の前記第１の側及び前記第２の側の両方とは異なる部位の周囲に残る前記型材の第１の残余部を除去するステップをさらに具備する。これにより、反応性イオンエッチングにより第１の保護膜上の型材が除去されるときに、熱電材の、第１の側及び第２の側の両方とは異なる部位に型材が残る。つまり、このように型材が残るように反応性イオンエッチングにより第１の保護膜上の型材が除去されることにより、その反応性イオンエッチングのイオンから熱電材を保護することができる。

型材の第１の残余部は、ドライエッチングにより除去されればよいが、他の方法で除去されてもよい。

本発明において、前記第１の保護膜及び前記第２の保護膜を除去した後、前記第１の残余部を除去する。本発明では、型材の第１の残余部は比較的少量であり、例えばドライエッチングにより比較的短時間で除去される。この場合、短時間のエッチングであるので、第１及び第２の保護膜がなくても、第１、第２または第３の電極に悪影響を及ぼさない。

本発明において、前記第１の保護膜及び前記第２の保護膜を除去する前に、前記第１の残余部を除去する。これにより、第１及び第２の保護膜により第１、第２または第３の電極を保護することができる。しかし、上述したように、比較的短時間のエッチングであれば問題ない。

本発明において、熱電装置の製造方法は、前記基板上に位置合わせのためのポストを形成するステップをさらに具備する。これにより、第１の対象物と第２の対象物との貼り合わせ時に位置合わせを高精度に行うことができる。例えば第１の対象物に突起状のポストが形成される場合、第２の対象物がその突起状のポストに嵌合する凹状のポストが形成されていればよい。その突起状のポストまたは凹状のポストは複数形成されてもよい。

本発明において、前記ポストを形成する前記ステップでは、前記フォトレジストのパターンの形成によって、前記第１の残余部の厚さより厚く形成された前記型材の第２の残余部を用いて前記ポストを形成する。第１の残余部より第２の残余部が厚く形成されるのは、第２の残余部を用いたポストの形成のために、第１の残余部が除去されるときに第２の残余部が全て除去されないようにするためである。

本発明において、前記第１の保護膜及び前記第２の保護膜のうち少なくとも一方はアルミニウムである。

以上のように、本発明によれば、熱電材または電極が損傷を受けることを防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る熱電装置１０を示す斜視図である。図２は、その断面図である。

熱電装置１０は、対向する１対の基板５ａ、５ｂと、これらの基板５ａ、５ｂの間で交互に並ぶように２次元的に配置された複数のｐ型熱電材（熱電エレメント）３ｐ及び複数のｎ型熱電材３ｎでなる熱電材アレイと、これらｐ型熱電材３ｐ及びｎ型熱電材３ｎを接続する複数の電極４とを備えている。以下、基板５ａ、５ｂのうち一方を基板５という場合もある。

電極４は基板５のそれぞれの内面５ｃに形成されており、複数のｐ型熱電材３ｐ及びｎ型熱電材３ｎを交互に直列に接続している。複数のｐ型熱電材３ｐ及びｎ型熱電材３ｎの配置は、複数のｐ型熱電材３ｐ及びｎ型熱電材３ｎが直列に接続されていればどのような配置であってよい。ｐ型、ｎ型熱電材３ｐ、３ｎの数も限定されない。基板５ａが吸熱側になるとき、基板５ｂは放熱側となり、基板５ａが放熱側になるとき、基板５ｂは吸熱側となる。このような熱の流れは電流が流れる方向に応じて変わる。以下、ｐ型熱電材３ｐ、ｎ型の熱電材３ｎのうち一方を熱電材３という場合もある。

基板５としては、酸化膜が表面に形成された半導体、ガラス、セラミック等が用いられる。ｐ型、ｎ型の熱電材３ｐ、３ｎとしては、典型的にはBiTe系が用いられるが、MnSi系、ZnSb系、TAGS系、PbTe系、または酸化物系等の材料が用いられてもよい。電極４としては、Ti、Au、Sn、Au-Sn合金、Al、またはCu等が用いられる。

図３、図４及び図５は、熱電装置１０の製造方法を示す図である。図７は、その製造方法のフローチャートである。

図３（Ａ）に示すように、型材となるシリコン基材５１が用意される。型材はシリコン以外の材料が用いられてもよい。以下、これをシリコン型５１と呼ぶ。シリコン型５１の溝５２は、ＭＥＭＳ技術により形成される。例えば、溝５２はフォトリソグラフィ及び反応性イオンエッチング（Reactive Ion Etching）により形成される。反応性イオンエッチングは、ＤＲＩＥ（Deep RIE）であってもよい。あるいはドライエッチングに限られずウェットエッチングであってもよい。シリコン型５１の表面には、例えば熱処理により酸化保護膜（図示せず）が形成されてもよい。

溝５２の寸法は、幅ａ＝数十〜２００μｍ、奥行き方向の長さ＝１００〜３００μｍ、深さｂ＝５０〜４００μｍとされる。しかし、これらの範囲に限られない。溝５２の形状は、このように平面方向に長い形状に限られず、深さ方向に長い形状であってもよい。溝５２のピッチｃ＝１００〜１５０μｍとされるが、この範囲に限られない。

シリコン型５１に溝５２が形成されると、図３（Ｂ）に示すように、その溝５２に例えばｐ型（またはｎ型）の熱電材３が形成される（ステップ１０１）。

図８は、熱電材３をシリコン型５１に形成するための処理装置を示す模式図である。

処理装置２０は、処理対象物１５を収容するチャンバ２１、チャンバ２１内に設けられたヒータ２６、チャンバ２１内を減圧する真空ポンプ２２、チャンバ２１内の真空度を調整する真空バルブ２３を有する。また、処理装置２０は、処理対象物１５を加圧するためにチャンバ２１内にガスを導入して気圧を高めるためのガス供給源２５、導入されるガス量を調整等するガスバルブ２４を有する。つまり、処理装置２０は、熱処理が可能な真空及び加圧装置である。

チャンバ２１内の処理対象物１５は、シリコン型５１と、そのシリコン型５１の溝５２が形成された側に配置されたｐ型（またはｎ型）の熱電材３と、シリコン型５１及び熱電材３を収容するカプセル材１１と、カプセル材１１の内部に充填されたセラミック９とで構成される。カプセル材１１は例えばガラスが用いられ、セラミック９は例えばBNが用いられるが、これらはその他の材料であってもよい。熱電材３、セラミック９は粉末状である。

次に処理装置２０を用いて行われる熱電材３の成型方法を説明する。

処理対象物１５がチャンバ２１に収容され、真空ポンプ２２の作動によりチャンバ２１内が減圧されることで、カプセル材１１の内部が減圧される。これにより、シリコン型５１、熱電材３及びセラミック９のカプセル材１１内への真空封入が完成する（真空カプセリング）。

次に、ガス供給源２５からチャンバ２１内にガスが導入されることで処理対象物１５が加圧され、またヒータ２６により処理対象物１５が加熱される。例えば、圧力９．８ＭＰａ及び温度７００℃で１時間程度処理される。これらの処理条件は適宜設定可能ある。このような処理により、カプセル材１１が溶融し、熱電材３がシリコン型５１の溝５２内に押し込まれる。カプセル材１１として、例えばパイレックス（登録商標）ガラスが用いられる場合、パイレックス（登録商標）ガラスは５００℃程度で軟化する。

成型された熱電材３及びシリコン型５１がチャンバ２１から取り出され、例えばシリコン型５１が適当な大きさに切断され、シリコン型５１から露出する熱電材３の表面及びシリコン型５１の表面が研磨加工される。このようにして、図３（Ｂ）のような対象物が形成され、熱電材３が成型される。

以上説明した熱電材３の製造方法は一例にすぎない。他の方法であってもよい。

次に、図３（Ｃ）に示すように、フォトリソグラフィ等により、熱電材３のシリコン型５１から露出する側（第１の側）にそれぞれ電極４ａ（第１の電極）が形成される（ステップ１０２）。電極４ａは、例えば熱電材３に接する側（下層側）から、Ti、Au、Au-Sn合金、Au、Alの順に積層された構造でなる。それぞれの膜厚は、0.1、0.2、5、0.05、0.05 μｍである。しかし、電極４ａの構造、材料、膜厚等はこれらに限られない。電極４ａは単一の材料で構成されていてもよい。

図６（Ａ）に示すように、上記熱電材３及びシリコン型５１でなる対象物とは別の基板５が用意される。基板５としては、例えばシリコン基板であるが、他の半導体基板でもよいし、ガラス、セラミック等の絶縁基板であってもよい。基板５が半導体基板の場合、基板５の表面に、熱処理あるいは絶縁材料の塗布等により図示しない絶縁膜が形成される。

図６（Ｂ）に示すように、フォトリソグラフィ等により電極４ｂ（第２の電極）が形成され（ステップ１０３）、その電極４ｂ上の所定の領域（第１の領域）に保護膜（第１の保護膜７）７ａが形成される（ステップ１０４）。電極４ｂは、上記電極４ａより平面方向で大きい面積により形成される。保護膜７ａは例えばAlであるが、これに限られずCuあるいは他の材料であってもよい。保護膜７は、典型的には厚さが２０〜２００ｎｍでなるが、この範囲に限られない。

電極４ｂの材料としては、上記電極４ａと同じ構成でもよいし、異なる構成であってもよい。電極４ｂの最上の膜を構成するAlが保護膜７ａとして兼用されてもよい。

図３（Ｄ）に示すように、シリコン基板５上の電極４ｂ上の上記所定の領域とは異なる領域（第２の領域）に、シリコン型５１上の電極４ａが接合されることで、シリコン型５１とシリコン基板５とが対向させられる（ステップ１０５）。例えば適当なメカニカルな加圧装置により、加熱処理されながらシリコン型５１とシリコン基板５とが加圧されることにより、電極４ａと電極４ｂとが接合される。つまり、ステップ１０４では、上記保護膜７は、電極４ｂ上の電極４ａが接合されない部分に形成される。この接合方法は、超音波接合等、他の方法であってもよい。

図３（Ｅ）に示すように、シリコン型５１の、シリコン基板５が配置される側とは反対側の面５１ｅが、熱電材３の上面（上記第１の側とは反対側である第２の側）３ｅが露出するように研磨される（ステップ１０６）。

図３（Ｆ）に示すように、フォトリソグラフィ等により、熱電材３の上面３ｅに電極４ｃ（第３の電極）が形成される（ステップ１０７）。この電極４ｃも、上記電極４ａまたは電極４ｂと同じ構成とすることができる。この電極４ｃ上にフォトリソグラフィ等により保護膜（第２の保護膜）７ｂが形成される（ステップ１０８）。保護膜７ｂはAlが用いられるが他の材料であってもよい。電極４ｃの最上の膜を構成するAlが保護膜７ｂとして兼用されてもよい。

図４（Ａ）に示すように、フォトリソグラフィによるフォトレジスト（以下、単にレジストという。）８ａのパターンが、電極４ｃ及び保護膜７ｂが覆われるように形成される（ステップ１０９）。このレジスト８ａは、通常用いられるレジストの厚さ（例えば２〜３μｍ）より厚く形成される。その厚さは約８μｍであるが、この厚さは、熱電装置１０のスケール、熱電材３または電極４の大きさ等にもより、適宜設定可能である。

図４（Ｂ）に示すように、ＲＩＥまたはＤＲＩＥにより、図４（Ａ）で形成されたレジスト８ａをマスクとして、また電極４ｂ上の保護膜７ａをストップ層としてシリコン型５１が垂直にエッチングされる（ステップ１１０）。エッチングガスとしてはレジスト８ａを侵さないガスであれば何でもよい。シリコン型５１の垂直方向の厚さが厚いので、エッチングの処理時間は１０〜４０分とされる。このように長時間エッチング処理されても、保護膜７ａがストップ層として機能するので、保護膜７ａの下層の電極４ｂが損傷を受けることはない。
ステップ１１０では、ＲＩＥ（またはＤＲＩＥ）によりシリコン型５１が除去される場合に限られず、等方性のドライエッチングや、他のエッチングであってもよい。

また、レジスト８ａは、熱電材３の上面３ｅの面積より大きい面積で形成されているので、ステップ１１０のエッチングによっても、熱電材３の側面（上面３ａ及びその反対側の下面とは異なる部位）３ｆの周囲にシリコン型５１が残る。図９は、１つのレジスト８ａを平面で見た模式図である。破線は熱電材３の上面３ｅを示している。斜線部分で示すレジスト８ａの面積は、熱電材３の上面３ｅの面積＋その数％〜１０％、あるいは＋１０％を超えてもよい。このように、熱電材３の側面３ｆの周囲にシリコン型５１ａ（第１の残余部）が残るように保護膜７ａ上のシリコン型５１ａが除去されることにより、ＲＩＥのイオンから熱電材３を保護することができる。

図４（Ｂ）の状態から、典型的には溶液によりレジスト８ａ、保護膜７ａ、７ｂが除去され（ステップ１１１）、図４（Ｃ）のようになる。保護膜７ａ、７ｂがAlの場合、例えば５％のアルカリ溶液（ＮａＯＨ）で除去される。これらは、溶液で化学的に除去される場合に限られず物理的に除去されてもよい。

図４（Ｄ）に示すように、熱電材３の周囲にあるシリコン型５１の残余部５１ａが、エッチングにより除去される（ステップ１１２）。この場合、典型的にはXeF2ガスにより等方性のエッチングが行われるが、他のガスが用いられてもよい。ステップ１１２では、シリコン型５１の残余部５１ａが比較的少量であり、ドライエッチングにより比較的短時間で除去される。この場合、短時間のエッチングであるので、保護膜７ａ、７ｂがなくても、電極４ａ、４ｂ、４ｃに悪影響を及ぼさない。

これまでは、熱電材３としてｐ型及びｎ型のうちいずれか一方のみ（例えばｐ型）を含む対象物について説明してきた。図５（Ａ）に示すように、これまでの製造方法と同様に他方のタイプの熱電材３を含む対象物１０ｂが作られる。以降、図４（Ｄ）に示す対象物を第１の対象物１０ａといい、図５（Ａ）に示す対象物を第２の対象物１０ｂという。

図５（Ｂ）に示すように、第１の対象物１０ａに形成された電極４ｃと、第２の対象物１０ｂに形成された電極４ｂとが接合されるように、かつ、第２の対象物１０ｂに形成された電極４ｃと、第１の対象物１０ａに形成された電極４ｂとが接合されるように、第１の対象物１０ａと第２の対象物１０ｂとが貼り合わされる（ステップ１１３）。典型的には、シリコン基板５ａ及び５ｂが加圧され、両対象物１０ａ及び１０ｂが加熱されながら接合される。このときの加熱温度は２９０℃程度であるが、これに限られない。

以上のような工程により、熱電装置１０が完成する。なお、以上の工程は、ウェハプロセスにより、１枚のシリコンウェハ上に複数の熱電装置１０分のｐ型またはｎ型の熱電材３が形成され、当該複数の熱電装置１０分がダイシングされてもよい。あるいは、複数のｐ型熱電材３ｐが形成された複数の熱電装置１０分の第１のシリコンウェハと、複数のｎ型熱電材３ｎが形成された複数の熱電装置１０分の第２のシリコンウェハとがステップ１１３の工程で貼り合わされた後、ダイシングされてもよい。

本実施の形態では、ステップ１１３における工程において、貼り合わせ時の両基板の位置合わせのためのポスト４５ａ、４５ｂが形成される。図３（Ｃ）、図６（Ｂ）に示すように熱電材３に対応しない箇所にも電極４ｊ、４ｋが形成され（ステップ１０２、１０３）、また、図３（Ｆ）に示すように保護膜７ｊが形成される（ステップ１０８）。以降、熱電材３に対応しない箇所をポスト部という。

ステップ１０９では、熱電材３の周囲のレジスト８ａの厚さｔ１より厚いｔ２で、ポスト部にレジスト８ａが形成され（図４（Ａ）参照）、ステップ１１０では、ポスト部にシリコン型５１の残余部（第２の残余部）５１ｂが形成される（図４（Ｂ）参照）。ｔ１>ｔ２であるので、ステップ１１１においてドライエッチング処理が行われ、熱電材３の周囲のシリコン型５１の残余部５１ａが除去されるのに対し、ポスト部のシリコン型５１の残余部５１ｂは残る。これによりポスト４５ａが形成される。図５（Ａ）に示すように、第２の対象物１０ｂのシリコン基板５ｂ上にも上記ポスト４５ａに対応する位置にポスト４５ｂが形成される。

ポスト４５ａ、４５ｂは１対でもよく複数対あってもよい。ポスト４５ａ、４５ｂが形成される位置は、シリコン基板５上のどこでもよく、例えばシリコン基板５のコーナーに形成されてもよい。例えば図１０に示すように、第１の対象物１０ａのポスト４５ａが突起状である場合、第２の対象物１０ｂのポスト４５ｂは、その突起状のポスト４５ａが嵌合するように凹状に形成されていてもよい。凹状のポスト４５ｂは、典型的には中空の筒状に形成されるが、それ以外の形状であってもよい。

このようにポスト４５ａ、４５ｂが形成されることにより、第１の対象物１０ａと第２の対象物１０ｂとの貼り合わせるときの位置合わせを高精度に行うことができる。また、ポスト４５ａ、４５ｂは、図３、図４に示す熱電材３、電極４の製造工程内に作られるので、処理時間を増やすこともない。なお、図１及び図２では、ポスト４５ａ、４５ｂの図示を省略している。

図１１は、熱電装置１０の製造方法の参考例を示す図である。

図１１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、シリコン型１５１によりｐ型（またはｎ型）の熱電材１０３が成型され、熱電材１０３上に電極１０４ａが形成される。ここでは、上記ステップ１０１、１０２と同様に処理される。

図１１（Ｃ）に示すように、Ti、Au、Au-Sn等でなる電極１０４ｂが形成されたシリコン基板１０５が用意され、この電極１０４ｂと、図１１（Ｂ）で作られた対象物の電極１０４ａとが接合されるように、両基板１５１及び１０５が対向させられる。

図１１（Ｄ）に示すように、上記ステップ１０６と同様に、シリコン型１５１の上面が研磨されることで熱電材１０３がシリコン型１５１から露出する。

図１１（Ｅ）に示すように、熱電材３の上面にTi、Au、Au-Sn等でなる電極１０４ｃが形成される。

図１１（Ｆ）に示すように、XeF2等のガスが用いられたドライエッチングによりシリコン型１５１が除去される。

図１１（Ｇ）に示すように、図１１（Ｆ）で作られたｐ型（またはｎ型）の熱電材１０３ｐ（または１０３ｎ）を搭載した対象物１１０ａと同様な方法で作られたｎ型（またはｐ型）の熱電材１０３ｎ（または１０３ｐ）を搭載した対象物１１０ｂが用意される。そして２つの対象物１１０ａ、１１０ｂが貼り合わせられる。これにより熱電装置が完成する。

ここで、図１１（Ｆ）では、シリコン型１５１が厚いためエッチング時間が長時間となり、熱電材１０３ｐ上の電極１０４ｃや電極１０４ｂが損傷を受けるおそれがある。典型的には、エッチングガスがXeF2である場合、熱電材１０３ｐや電極１０４ｂと反応してしまい、BiF3、AuF3、SnF3等の化学反応が起こるおそれがある。しかしながら、上記したように、本発明の実施の形態ではそのような事態を防止することができる。

図１２は、熱電装置１０の、本発明の他の実施の形態に係る製造方法を示す図である。図１２に示す実施の形態において、図３〜図５で説明した工程と異なる部分を中心に説明する。

本実施の形態では、図３（Ａ）〜図４（Ｂ）まで同様の処理が行われる。図４（Ｂ）の状態から、図１２（Ａ）に示すようにXeF2等のガスが用いられた等方性のドライエッチングまたは他の方法により、熱電材３の周囲のシリコン型５１の残余部が除去される。

その後、図１２（Ｂ）に示すように、典型的には溶液によりレジスト８ａ、保護膜７ａ、７ｂが除去される。このような処理であっても、上記実施の形態と同様な熱電装置が製造可能である。

本発明に係る実施の形態は、以上説明した実施の形態に限定されず、他の種々の実施形態が考えられる。

ｐ型、ｎ型の熱電材３ｐ、３ｎの形状として、図２のように断面で見て長方形とされたが、平行四辺形、台形、あるいはその他の形状であってもよい。熱電装置１０のその他の部位の形状等も適宜変形可能である。

本発明の一実施の形態に係る熱電装置を示す斜視図である。図１に示す熱電装置の断面図である。熱電装置の製造方法を示す図である。図３に続く熱電装置の製造方法を示す図である。図４に続く熱電装置の製造方法を示す図である。図３〜図５で用いられる、電極が形成されたシリコン基板を示す図である。熱電装置の製造方法のフローチャートである。熱電材をシリコン型に形成するための処理装置を示す模式図である。図４（Ｂ）で示す工程において、１つのレジストを平面で見た模式図である。突起状のポストと、そのポストが嵌合する凹状のポストを示す模式図である。熱電装置の製造方法の参考例を示す図である。熱電装置の、本発明の他の実施の形態に係る製造方法を示す図である。

符号の説明

３、１０３…熱電材
３ｐ、１０３ｐ…ｐ型熱電材
３ｎ、１０３ｎ…ｎ型熱電材
４、４ａ、４ｂ、４ｃ、１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ…電極
５、５ａ、５ｂ、１０５ａ、１０５ｂ…基板
７、７ａ、７ｂ…保護膜
８ａ…フォトレジスト
１０…熱電装置
４５ａ、４５ｂ…ポスト
５１…型材
１５１、５１ａ、５１ｂ…シリコン型の残余部

Claims

型材により成型された複数の熱電材の前記型材から露出する第１の側に第１の電極を形成し、
基板上に第２の電極を形成し、
前記第２の電極の第１の領域に第１の保護膜を形成し、
前記第２の電極の、前記第１の領域とは異なる第２の領域に前記第１の電極を接合することで、前記型材と前記基板とを対向させ、
前記熱電材の前記第１の側とは反対側の、前記型材から露出する第２の側に第３の電極を形成し、
前記第３の電極上に第２の保護膜を形成し、
フォトリソグラフィ及びエッチングにより前記第１の保護膜上の前記型材を除去し、
前記第１の保護膜及び前記第２の保護膜を除去し、
前記第１の保護膜上の前記型材を除去する工程では、前記熱電材の前記第２の側の面積より大きい面積で、前記フォトリソグラフィによるフォトレジストが前記第３の電極を覆うように、前記フォトレジストのパターンを形成し、
さらに、
前記第１の保護膜上の前記型材を除去した後、前記熱電材の、前記第１の側及び前記第２の側の両方とは異なる部位である周囲に、前記フォトレジストのパターンにより残る前記型材の第１の残余部を除去し、
前記フォトレジストのパターンの形成によって、前記第１の残余部の、前記熱電材の配列方向の厚さより、該配列方向で厚く形成された前記型材の第２の残余部を用いて、前記基板上に位置合わせのためのポストを形成する
熱電装置の製造方法。
請求項１に記載の熱電装置の製造方法であって、
前記型材を除去するステップでは、
前記エッチングとして反応性イオンエッチングを用いる熱電装置の製造方法。
請求項１に記載の熱電装置の製造方法であって、
前記第１の保護膜及び前記第２の保護膜を除去した後、前記第１の残余部を除去する熱電装置の製造方法。
請求項１に記載の熱電装置の製造方法であって、
前記第１の保護膜及び前記第２の保護膜を除去する前に、前記第１の残余部を除去する熱電装置の製造方法。
請求項１に記載の熱電装置の製造方法であって、
前記第１の保護膜及び前記第２の保護膜のうち少なくとも一方はアルミニウムである熱電装置の製造方法。