热电技术,是一种可以实现热能与电能之间彼此转换的绿色环保能源技术。随着半导体技术的发展,许多狭窄空间和复杂器件结构中的局域供电或者制冷的需求越来越多,例如芯片制冷技术、微型传感器供电等。微纳米薄膜热电器件,是实现上述需求的一种可靠手段,但薄膜热电器件的性能不足是限制其走向实际应用的主要障碍。近二十年来,薄膜热电器件性能的提高主要通过更换热电材料种类、改进薄膜材料生长工艺、更换电极材料、改进电极材料生长工艺,但是薄膜热电器件的制作工艺对其性能的提高同样至关重要。基于此,本文围绕着薄膜热电器件的制造工艺,结合化学机械抛光技术,获得了表面光滑且缺陷损伤较少的蓝宝石衬底,并探究衬底的粗糙度对碲化铋基薄膜热电器件性能的影响。本文采用磁控溅射技术,提出了Bi₂Te_2.7Se_0.3靶材和Te靶材共溅射来制备Bi₂Te_2.7Se_0.3薄膜的办法。通过单一变量法,优化生长薄膜工艺,获得了Bi₂Te_2.7Se_0.3薄膜生长的最佳工艺参数。并在此条件下,通过改变衬底类型和生长时间,探究了薄膜热电性能因衬底类型和薄膜厚度而产生的变化。结果表明,在蓝宝石衬底上生长的Bi₂Te_2.7Se_0.3薄膜有着更高的结晶度,相较于生长在石英衬底上的薄膜,其热电性能提高了约31%。此外我们总结出,随着薄膜厚度的增加,电导率逐渐升高,Seebeck系数逐渐减小的规律,最终薄膜厚度为600 nm时,功率因子达到最大值。其次,本文将衬底的化学机械抛光技术应用于薄膜热电器件的制作工艺当中。设计并制作了以蓝宝石为衬底的薄膜热电器件,并搭建了薄膜热电器件测试系统,用于测量器件的输出电压和输出功率。实验结果表明,衬底的磨削抛光工艺对薄膜热电器件的制作必不可少。衬底的磨削抛光工艺,使得Bi₂Te_2.7Se_0.3薄膜的生长更具规律且缺陷明显减少,使得器件的内阻值明显降低,输出功率达到了1.94μW,提升了约35%。这为制作高性能的薄膜热电材料及器件提供了思路,具有一定的指导意义。