【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及热流计，具体涉及一种晶体管结构的薄膜热流计、制备方法及测量方法。
技术介绍
1、热流计是一种测量热量传递大小的元件，主要用于测量发热体的热流分布，监测热流密度的实时变化等，广泛应用于建筑、能源、机械、冶金、航空航天、以及精密仪器等各个领域。
2、传统的薄膜热流计通常采用薄膜热电偶测量热阻层两边的温度差，并通过热阻层的热导率与温差乘积换算获得被测界面热流的大小。实际测量中由于需要减小对测量面传热的影响，热阻层一般较薄，导致两端的温差较小，因此，需要构建多对热电偶串联形成热电堆，如专利cn109738092a，cn115727957a，cn110836737a，cn113091956a等。都采用了薄膜热电堆结构，造成该结构的热流计面积和体积较大，从而限制了薄膜热流计的进一步微型化。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种可降低现有薄膜热流计体积的一种晶体管结构的薄膜热流计、制备方法及测量方法。
2、第一方面：一种晶体管结构的薄膜热流计，所述薄膜热流计的晶体管结构包括第一电极，热阻层，热电材料有源层，第二电极，绝缘层和第三电极；所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极分别作为所述晶体管结构的引线端；
3、所述第一电极上覆盖有所述热阻层，所述第一电极和所述第二电极是与所述热电材料有源层两端欧姆接触的金属导电层；工作时，所述热阻层和所述第二电极均与外部的被测表面直接接触；
4、所述第三电极与所述热电材料有源层之间设有所述绝缘
5、作为本专利技术的一个优选的技术方案，所述热阻层和所述第二电极位于同一物理层高度。
6、作为本专利技术的一个优选的技术方案，所述热电材料有源层采用载流子为电子或空穴的半导体热电材料薄膜，且薄膜的厚度为1-200nm。
7、作为本专利技术的一个优选的技术方案，所述第一电极和所述第二电极的厚度为100-10000nm，形成的方式包括覆盖掩膜版后溅射或蒸镀，或者镀膜后光刻。
8、作为本专利技术的一个优选的技术方案，所述第三电极采用高掺杂单晶si衬底。
9、作为本专利技术的一个优选的技术方案，所述绝缘层的材料选用高绝缘氧化物，厚度为100-1000nm。
10、作为本专利技术的一个优选的技术方案，所述热阻层采用具备绝缘性能并且具有一定热阻的材料。
11、第二方面：一种晶体管结构的薄膜热流计的制备方法，包括按照以下步骤执行：
12、采用磁控溅射工艺在绝缘层覆盖的单晶硅片上制备碲化铋薄膜；其中，所述绝缘层采用300nm氧化硅；
13、在所述碲化铋薄膜表面旋涂光刻胶后，利用光刻机或掩膜版曝光显影，通过刻蚀机将所述碲化铋薄膜刻蚀成矩形尺寸的热电材料有源层；
14、洗去碲化铋薄膜表面残胶后，利用掩膜磁控技术在所述热电材料有源层两端沉积ti和au，以形成第一电极和第二电极；
15、在所述第一电极表面利用掩膜版喷涂一定厚度的聚酰亚胺作为热阻层，再将所述单晶硅片作为第三电极，以此获得晶体管结构的热流计。
16、第三方面：一种晶体管结构的薄膜热流计的测量方法，其特征在于，应用于第一方面所述的一种晶体管结构的薄膜热流计，所述测量方法包括：
17、将所述薄膜热流计贴于被测表面，使得热量从被测表面经所述薄膜热流计流向热沉；
18、将第三电极与第一电极连接信号发生器，并施加一定频率的正弦交流电压信号，同步接到锁相放大器的参考信号端；
19、将第二电极与第一电极之间的待测信号接到锁相放大器的信号输入端，经所述锁相放大器处理得到对应放大的温差信号；其中，所述参考信号与待测信号经过锁相放大器处理得到的直流信号分量与第二电极和第一电极之间的温差成正比，信号放大的倍数取决于锁相放大器锁相的参考信号的幅值以及积分时间；
20、根据热阻材料的厚度、面积以及热导率，并结合温差信号，得出被测表面测量点的热流数据。
21、采用上述技术方案，具有以下优点：本专利技术提出的一种晶体管结构的薄膜热流计、制备方法及测量方法，通过将第一电极，热阻层，热电材料有源层，第二电极，绝缘层和第三电极构建成晶体管结构，相比于现有的热电堆型热流计，本专利技术以单个热电薄膜晶体管就能实现热流的测量，体积更小，更容易实现集成在芯片上实现微小区域热流测量。
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1.一种晶体管结构的薄膜热流计，其特征在于，所述薄膜热流计的晶体管结构包括第一电极，热阻层，热电材料有源层，第二电极，绝缘层和第三电极；所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极分别作为所述晶体管结构的引线端；
2.根据权利要求1所述的一种晶体管结构的薄膜热流计，其特征在于，所述热阻层和所述第二电极位于同一物理层高度。
3.根据权利要求1所述的一种晶体管结构的薄膜热流计，其特征在于，所述热电材料有源层采用载流子为电子或空穴的半导体热电材料薄膜，且薄膜的厚度为1-200nm。
4.根据权利要求1所述的一种晶体管结构的薄膜热流计，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极的厚度为100-10000nm，形成的方式包括覆盖掩膜版后溅射或蒸镀，或者镀膜后光刻。
5.根据权利要求1所述的一种晶体管结构的薄膜热流计，其特征在于，所述第三电极采用高掺杂单晶Si衬底。
6.根据权利要求4所述的一种晶体管结构的薄膜热流计，其特征在于，所述绝缘层的材料选用高绝缘氧化物，厚度为100-1000nm。
7.根据权利要求4所述的一种晶体管结
8.一种晶体管结构的薄膜热流计的制备方法，其特征在于，包括按照以下步骤执行：
9.一种晶体管结构的薄膜热流计的测量方法，其特征在于，应用于权利要求1所述的一种晶体管结构的薄膜热流计，所述测量方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种晶体管结构的薄膜热流计，其特征在于，所述薄膜热流计的晶体管结构包括第一电极，热阻层，热电材料有源层，第二电极，绝缘层和第三电极；所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极分别作为所述晶体管结构的引线端；
2.根据权利要求1所述的一种晶体管结构的薄膜热流计，其特征在于，所述热阻层和所述第二电极位于同一物理层高度。
3.根据权利要求1所述的一种晶体管结构的薄膜热流计，其特征在于，所述热电材料有源层采用载流子为电子或空穴的半导体热电材料薄膜，且薄膜的厚度为1-200nm。
4.根据权利要求1所述的一种晶体管结构的薄膜热流计，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极的厚度为100-10000nm，形成的方式包括...
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