在一個實施例中，電荷存儲設(shè)備包括通過分離器(130)相互分離的第一(110)和第二(120)導電結(jié)構(gòu)。所述第一和第二導電結(jié)構(gòu)中的至少一個包括包含多個通道(111、121)的多孔結(jié)構(gòu)。所述通道中的每一個具有位于所述多孔結(jié)構(gòu)的表面(115，125)上的開口(112、122)。在另一實施例中，所述電荷存儲設(shè)備包括多個納米結(jié)構(gòu)(610)和與至少一些納米結(jié)構(gòu)物理接觸的電解質(zhì)(650)。介電常數(shù)至少為3.9的材料(615)可以設(shè)置在所述電解質(zhì)與所述納米結(jié)構(gòu)之間。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
所公開的本專利技術(shù)實施例一般地涉及電荷存儲設(shè)備，并且更特別地涉及電容器，包括雙電層電容器。
技術(shù)介紹
電荷存儲設(shè)備，包括電池和電容器，被廣泛應用在電子設(shè)備中。特別是，電容器廣泛地用于從電氣線路和功率傳輸?shù)诫妷赫{(diào)節(jié)和電池更換的應用領(lǐng)域。隨著電容器技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，已經(jīng)出現(xiàn)了多種類型的電容器。例如，雙電層電容器(EDLC)，也被稱作超級電容器(等等)，其特征在于高的能量存儲和功率密度、小尺寸以及低重量，并且所述雙電層電容器已經(jīng)由此變成用在多個應用中的有力競爭者。 附圖說明通過結(jié)合附圖閱讀以下的詳細描述將更好的理解公開的實施例，在附圖中圖I和2是根據(jù)本專利技術(shù)實施例的電荷存儲設(shè)備的截面圖；圖3是根據(jù)本專利技術(shù)實施例的一片多孔硅的截面掃描電鏡圖；圖4是根據(jù)本專利技術(shù)實施例的電荷存儲設(shè)備的通道內(nèi)的雙電層的截面圖；圖5是根據(jù)本專利技術(shù)實施例的電荷存儲設(shè)備中的通道的示出不同的層和結(jié)構(gòu)的截面圖；圖6是根據(jù)本專利技術(shù)另一實施例的電荷存儲設(shè)備的截面圖；圖7是示出根據(jù)本專利技術(shù)實施例制備電荷存儲設(shè)備的導電結(jié)構(gòu)的方法的流程圖；圖8是根據(jù)本專利技術(shù)實施例的相對厚的導電結(jié)構(gòu)的透視圖；圖9是示出根據(jù)本專利技術(shù)實施例制備電荷存儲設(shè)備的方法的流程圖；圖10是表示根據(jù)本專利技術(shù)實施例的移動電子設(shè)備的框圖；圖11是表示根據(jù)本專利技術(shù)實施例的微電子設(shè)備的框圖。為了清楚和簡要地說明，附圖示出了結(jié)構(gòu)的通常形式，并且可以省略公知的特征和技術(shù)的描述和細節(jié)以避免不必要地使對所描述的本專利技術(shù)實施例的討論難以理解。此外，附圖中的要素未必是按照比例繪制的。例如，圖中一些要素的尺度可能相對于其他要素放大以幫助改善對本專利技術(shù)實施例的理解。不同附圖中的相同的附圖標記代表相同的要素，而相似的附圖標記可以，但不必須代表相似要素。說明書和權(quán)利要求中的術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等等(如果有)用來區(qū)分相似要素而未必用來描述特定的順序或時間次序。應當理解，這樣使用的術(shù)語在適當?shù)沫h(huán)境下是可互換的，因此本文描述的本專利技術(shù)實施例(例如)能夠以除了本文例示或描述的那些順序以外的其他順序操作。類似地，如果本文中將方法描述為包含一系列步驟，則本文中出現(xiàn)的這些步驟的順序未必是可以執(zhí)行這些步驟的唯一的順序，并且可以省略所描述步驟中的某些步驟和/或可以將某些本文沒有描述的其他步驟加入到所述方法中。進一步地，術(shù)語“包含”、“包括”、“具有”和他們的任何變形意在覆蓋非排它性的包含，以使得包含所列要素的過程、方法、產(chǎn)品或裝置并不僅僅限于這些要素，而是可以包含沒有明確列出的或者這些過程、方法、項目或裝置中所固有的其他要素。說明書和權(quán)利要求中的術(shù)語“左”、“右”、“前”、“后”、“頂”、“底”、“在…之上”、“在…之下”等等(如果有)，用于描述性目的，而未必用于描述永久的相對位置。應當理解，這樣使用的術(shù)語在適當?shù)沫h(huán)境下是可互換的，因此本文描述的本專利技術(shù)實施例(例如)能夠以除了本文例示或描述的那些取向以外的其他取向操作。此處使用的術(shù)語“耦合”定義為以電或非電方式直接或間接地連接。本文描述為彼此“相鄰”的對象可以是相互間物理接觸，相互間緊密接近，或彼此處于大體相同的區(qū)域或范圍，只要對于使用該短語的上下文而言是合適的。本文出現(xiàn)的短語“在一個實施例中”未必都涉及同一實施例。具體實施方式 在本專利技術(shù)的一個實施例中，一種電荷存儲設(shè)備包括第一導電結(jié)構(gòu)和第二導電結(jié)構(gòu)，所述第一導電結(jié)構(gòu)和第二導電結(jié)構(gòu)相互間由電絕緣體分離，其中，所述第一導電結(jié)構(gòu)和第二導電結(jié)構(gòu)中的至少一個包括包含多個通道的多孔結(jié)構(gòu)，并且其中所述通道中的每一個具有位于所述多孔結(jié)構(gòu)的表面上的開口。超級電容器和類似的高表面積電荷存儲設(shè)備可以用在微電子設(shè)備中以存儲能量，用于在電路中進行電氣分流，用作功率傳輸?shù)碾娐返囊徊糠郑米鞔鎯ζ鞔鎯υ约坝糜谠S多其他功能。超級電容器相較于電池的優(yōu)點是超級電容器能被快速充放電，因為它們不依賴于化學反應來存儲能量，并且甚至在快速充放電時，它們在它們的壽命期間也不會明顯劣化。超級電容器對溫度的敏感度也低于電池。超級電容器的發(fā)展道路是使得它們很可能最終獲得比電池更大的能量密度(在能量每千克(kg)和能量每公升兩個方面)。超級電容器因此可以結(jié)合電池使用以便保護電池免受大功率沖擊(由此延長電池壽命)。進一步地，如果所述超級電容器能提供大功率需求，則電池的電極能制作得更小。可選擇地，超級電容器作為電池的替代也是有意義的。如下文將詳細討論的，本專利技術(shù)的實施例能夠(例如)通過使用涂覆有高k介電材料的納米材料增加電極表面積來將超級電容器的能量密度增加幾個量級。現(xiàn)在參考附圖，圖I和2是根據(jù)本專利技術(shù)實施例的電荷存儲設(shè)備100的截面圖。如圖I和2所示，電荷存儲設(shè)備100包括被電絕緣體相互分離的導電結(jié)構(gòu)110和導電結(jié)構(gòu)120。如下文更詳細討論地，該電絕緣體可以采用各種不同形式中的一種。導電結(jié)構(gòu)110和120中的至少一個包括包含多個通道的多孔結(jié)構(gòu)，所述通道中的每一個具有位于所述多孔結(jié)構(gòu)的表面上的開口。在所示出的實施例中，導電結(jié)構(gòu)110和導電結(jié)構(gòu)120都包括這種多孔結(jié)構(gòu)。相應地，導電結(jié)構(gòu)110包括帶有開口 112的通道111，所述開口 112位于相應的多孔結(jié)構(gòu)的表面115上，導電結(jié)構(gòu)120包括帶有開口 122的通道121，所述開口 122位于相應的多孔結(jié)構(gòu)的表面125上。在一個實施例中，導電結(jié)構(gòu)110和120中僅有一個導電結(jié)構(gòu)包括具有多個通道的多孔結(jié)構(gòu)，另一導電結(jié)構(gòu)可以是(例如)金屬電極或多晶硅結(jié)構(gòu)。電荷存儲設(shè)備100可以是不同的結(jié)構(gòu)。例如，在圖I的實施例中，電荷存儲設(shè)備100包括兩個面對面接合在一起的其間設(shè)有分離器130的不同的多孔結(jié)構(gòu)(導電結(jié)構(gòu)110和導電結(jié)構(gòu)120)。作為另一個例子，在圖2的實施例中，電荷存儲設(shè)備100包括單一的平面多孔結(jié)構(gòu)，其中第一部分(導電結(jié)構(gòu)110)通過包含分離器130的溝槽231而與第二部分(導電結(jié)構(gòu)120)分離。所述導電結(jié)構(gòu)中的一個將是正側(cè)，而另一個導電結(jié)構(gòu)將是負側(cè)。分離器130允許離子傳輸?shù)辉试S例如會在電解質(zhì)中出現(xiàn)的流體傳輸。圖2示出連接導電結(jié)構(gòu)110和導電結(jié)構(gòu)120的材料的小橋。如果不加以解決,則這個橋可以作為兩個導電結(jié)構(gòu)間的電短路。然而，存在多個可能的方案。例如，可以用拋光操作移除所述橋。或者，可以在晶片的重摻雜頂層或區(qū)域中形成導電結(jié)構(gòu)，同時所述溝槽向下延伸至不是很好的導體的底部輕摻雜襯底。或者可以使用絕緣體上硅結(jié)構(gòu)。作為一個例子，可以通過濕法蝕刻工藝來產(chǎn)生導電結(jié)構(gòu)110和120的多孔結(jié)構(gòu)，在所述濕法蝕刻工藝中，施加到導電結(jié)構(gòu)的表面的液體蝕刻劑以至少某種程度上與水能夠在巖石刻蝕出通道的方式相類似的方式蝕刻掉所述導電結(jié)構(gòu)的部分。這就是為什么所述通道中的每一個都具有位于所述導電結(jié)構(gòu)的表面的開口 ；濕法蝕刻方法不能在多孔結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生全封閉空腔，即不帶有位于表面上的開口的像陷在巖石中的空氣泡的空腔。這不是說那些開口不能被其它材料覆蓋，或因為存在或加入其它材料而封閉了——這事實上在一些實施例中可能發(fā)生一但無論覆蓋與否，所描述的位于表面上的開口是根據(jù)本專利技術(shù)的至少一個 實施例的每一個多孔結(jié)構(gòu)中的每一個通道的特征。(所述開口可能被覆蓋的一個實施例是在通道頂部生長作為用于電路或其它布線的位置的外延硅層的實施例)。能夠以(與活性碳相比)很精確的且統(tǒng)一孔尺寸的控本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：D·S·加德納，E·C·漢娜，R·陳，J·L·古斯塔夫松，
申請(專利權(quán))人：英特爾公司，
類型：
國別省市：
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