随着IC向高集成度、高速化和多功能性方向飞速发展,芯片的功率密度越来越大,极易造成芯片的总体温升超限和局部热点温度超高等散热问题。为保证芯片的工作性能与寿命,往往需要在提供常规散热措施的基础上,于芯片表面增加微型热电制冷（μTEC）等强制散热手段,平抑局部热点的温升值。薄膜型碲化铋（Bi₂Te₃）热电材料是用于制备μTEC器件的性能良好的备选材料,为进一步提升其热电优值以增强μTEC的工作性能,单纯增大功率因子的效果并不理想,必须借助降低导热率这一主要方式。因此,实现薄膜导热率的准确测量,则是支撑热电性能评价与优化研究的重要基础。论文通过对比目前发展较成熟的微/纳薄膜热物性表征方法,选取了制样要求低、响应速度快、结果准确有效的3ω法作为Bi₂Te₃薄膜导热率的测量原理依据,并搭建了一套可同时测得块体和薄膜两种材料导热率的测量系统。配套设计了完整的微型加热器版图、多层薄膜循序测量的一系列样品结构与总体测试流程,并通过Lift-off光刻微加工工艺,制备了设计结构的Al质加热器。使用自搭建的测量系统,分批次制样并测出Bi₂Te₃薄膜沉积基片及其表层预氧化膜、沉积Si O₂薄膜的导热率分别为132 W/（m·K）、1.49 W/（m·K）、0.98 W/（m·K）。上述测量结果均与文献值相近,验证了自建系统的测量准确性,为后续Bi₂Te₃薄膜导热率的测量提供有效的基础数据。为了分析沉积厚度对薄膜导热率的影响趋势,在相同温度的基片表面分别溅射沉积厚度为310nm、560nm、840nm和1080nm的Bi₂Te₃薄膜样品。通过自建系统测量了各样品的导热率数据,并结合XRD、SEM和霍尔效应分别测得的物相组成、微观结构和电传输性能随膜厚的变化趋势,对Bi₂Te₃薄膜表现出的导热率远小于块体材料且随薄厚增加出现先减少后增大趋势的原因进行了分析。最终确定,厚度为310nm的Bi₂Te₃薄膜的热电优值最大,但由于沉积薄膜时的基片温度较低,导致热电优值普遍不高,因此还需进一步考察提高基片温度后制得的薄膜的导热性及综合热电性能。针对基片温度分别为室温、100℃、150°C和200°C时沉积相同厚度的Bi₂Te₃薄膜,同样测量并分析了样品的导热率及物相组成、微观结构和电传输性能随基片温度的变化趋势,结果显示:Bi₂Te₃薄膜的导热率随着基片温度的升高而增大,且当基片温度为150℃时,薄膜的热电优值最大。因此,为获得性能更好的Bi₂Te₃薄膜,应尽可能在该基片温度条件下沉积获得热电薄膜。