Способ изготовления пленочной термобатареи Советский патент 1991 года по МПК H01L35/34 

Изобретение относится к технологии изготовления устройств измерительной техники и может быть использовано при изготовлении пленочных термоэлектрических устройств,

Целью изобретения является увеличение выхода готовых изделий при упрощении процесса совмещения ветвей термопар.

На фиг.1 показана вспомогательная маска на подложке; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - формирование группы ветвей с помощью свободной маски, размещенной на вспомогательной; на фиг,4 - сечение Б-Б на фиг.З; на фиг.5 - формирование группы ветвей другого типа проводимости с помощью свободной маски, размещенной на вспомогательной; нафиг.6- сечение В-В на фиг.5; на фиг.7 - подложка со

сформированной на ней пленочной термобатареей; на фиг.8 - сечение Г-Г на фиг.7; на фиг.9 - ветви термобатареи в области горячего спая с нагревателем; на фиг.10 - горячий спай (участок совмещения) ветвей термсгйры.

Изготовление пленочной термобатареи по предлагаемому способу происходит следующим образом.

На подложке 1 фиксированно размеща- ют маску 2 с рисунком совмещенных ветвей термобатареи (фиг.1 и 2). В случае необходимости рисунок маски 2 необходимым образом совмещают с предыдущим элементом структуры (в данном случае с нагревателем). Поверх маски 2 размещают свободную маску 3 с рисунком одной из ветвей термобатареи и с размерами, превы-raS

тающими размер рисунка маски 2. Через маски 2 и 3 наносят на подложку 1 материал одной из ветвей термобатареи, например, р-проводимости (фиг.З и 4). Удаляют маску 3, оставляя при этом на подложке 1 маску 2. Вновь поверх маски 2 размещают свободную маску 5 с рисунком другой ветви термобатареи и с размерами, превышающими размер рисунка маски 2. Через маски 2 и 5 наносят на подложку 1 материал 6 другой ветви термобатареи - n-проводимости. Удаляют маски 2 и 5, при этом на подложке 1 остается совмещенный рисунок пленочной термобатареи.

Пример. Изготовление тонкопленочных термопреобразователей, основными элементами которых являются расположенные на подложке пленочные нагреватель и термобатарея из соединенных последовательно термопар.

На подложке после нанесения нагревателя формируют контактную маску из фоторезиста с рисунком совмещенных ветвей термобатареи. Свободные маски из ковара с рисунком отдельных ветвей термобатареи и с размерами, превышающими размер рисунка на нижней маске, совмещают с последней и фиксируют держателями, располагаемыми с обратной стороны подложки. Термобатарея содержит 20 термопар шириной 50 мкм, ширина ветвей на свободных масках 90 мкм. Через каждую комбинацию совмещенных масок наносят материалы ветвей: сурьму и висмут.

В результате получают увеличение на 30 - 40% выхода годных изделий на одной подложке (группового изделия) с высокой точностью совмещения при высокой плотности термоспаев, что важно для повышения коэффициента преобразования термопреобразователей.

Применение предлагаемого способа изготовления пленочной термобатареи увели- чивает выход годных изделий при упрощении процесса совмещения ветвей термопар за счет того, что совмещение свободных масок ветвей производится при фиксированно размещенной маске, содержащей совмещенный рисунок термобатареи. При этом совмещении исключается возможность повреждения свободной маской ранее нанесенного слоя (элемента) и

одновременно достигается высокая точность совмещения, поскольку маска, содержащая совмещенный рисунок термобатареи, находится на подложке в течение всего цикла осаждения ветвей. Изготовление фиксированно размещаемой на подложке маски в виде контактной из фоторезиста позволяет изготавливать рисунок совмещенных ветвей с высокой точностью,

используя метод фотолитографии. При этом контактная маска предотвращает от повреждения ранее осажденные элементы структуры устройства при нанесении первой ветви термобатареи и, соответственно,

первую ветвь при осаждении второй. Использование в качестве свободных масок прецизионных ферромагнитных, фиксируемых магнитным держателем, позволяет плотно прижимать их к фиксированно размещенной маске, что исключает подпыле- ние и способствует увеличению выхода годных изделий.

25

Формула изобретения

1.Способ изготовления пленочной термобатареи путем осаждения на подложку материала ветвей через свободные маски, размещенные на подложке, отличающийс я тем, что, с целью увеличения выхода годных изделий и упрощения процесса изготовления, перед размещением свободной маски на подложке размещают и фиксируют вспомогательную маску с рисунком совмещенных

ветвей термобатареи, поверх которой размещают и совмещают с участками под ветви свободные маски с размерами рисунка ветвей термобатареи, превышающими размеры рисунка ветви на вспомогательной

маске, а материал для формирования каждой ветви осаждают последовательно при использовании соответствующей свободной маски.

2.Способ по п.1,отличающийся тем, что в качестве вспомогательной маски

используют контактную маску.

3.Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что в качестве свободных масок используют прецизионные ферромагнитные маски, фиксируемые магнитным держателем, устанавливаемым с обратной стороны подложки.

JT

А

CJ

L±i

A -A

Тл

Изобретение относится к технологии изготовления устройств измерительной техники и может быть использовано изготовлении пленочных термоэлектрических устройств. Цель изобретения - увеличение выхода годных изделий при упрощении процесса совмещения ветвей термопар - достигается тем, что согласно способу изготовления пленочной термобатареи путем осаждения на подложку материала вегзей через свободные маски, размещенные ка подложке, перед размещением свободной маски на подложке размещают и фиксируют вспомогательную маску с рисунком совмещенных ветвей термобатареи, поверх которой размещают и совмещают с участками под ветви свободные маски с размерами рисунка ветвей термобатареи, превышающими размеры рисунка ветви на вспомогательной маске, а материал для формирования каждой ветзи осаждают последовательно при использовании соответствующей свобод .ой маски, причем в качестве вспомогательной каски используют контактную маску, например, из фоторезиста, а в качестве свободных масок -- прецизионные ферромаг- I л нитные маскм, фиксируемые магнитным держателем, устанавливаемым с обратной стороны подложки. 2 з.п. ф-лы, 10 ил.

Фцг.1

5r

A1

Ays.J

л

.

Фиг.5

A

Г

шг

Фиг. 7

Фиг. 2

5-5

T

B-B

A

Tr

Фиг.6

k 6,

r-r

Тд

.

Фиг. 8