專利名稱：電荷存儲設(shè)備、其制備方法、其導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的制備方法、使用其的移動電子設(shè)備以及包含其 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
所公開的本發(fā)明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。
背景技術(shù)：
電荷存儲設(shè)備，包括電池和電容器，被廣泛應(yīng)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(yīng)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(yīng)用中的有力競爭者。


通過結(jié)合附圖閱讀以下的詳細(xì)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)本發(fā)明實施例的電荷存儲設(shè)備的截面圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的一片多孔硅的截面掃描電鏡圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明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)本發(fā)明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)本發(fā)明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)本發(fā)明實施例制備電荷存儲設(shè)備的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的方法的流程圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明實施例的相對厚的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的透視圖；圖9是示出根據(jù)本發(fā)明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)本發(fā)明實施例的移動電子設(shè)備的框圖；圖11是表示根據(jù)本發(fā)明實施例的微電子設(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(xì)節(jié)以避免不必要地使對所描述的本發(fā)明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發(fā)明實施例的理解。不同附圖中的相同的附圖標(biāo)記代表相同的要素，而相似的附圖標(biāo)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(yīng)當(dāng)理解，這樣使用的術(shù)語在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境下是可互換的，因此本文描述的本發(fā)明實施例(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(jìn)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(yīng)當(dāng)理解，這樣使用的術(shù)語在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境下是可互換的，因此本文描述的本發(fā)明實施例(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

在本發(fā)明的一個實施例中，一種電荷存儲設(shè)備包括第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)和第二導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，所述第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)和第二導(dǎo)電結(jié)構(gòu)相互間由電絕緣體分離，其中，所述第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)和第二導(dǎo)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(jìn)行電氣分流，用作功率傳輸?shù)碾娐返囊徊糠?，用作存儲器存儲元件，以及用于許多其他功能。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(xué)反應(yīng)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(hù)電池免受大功率沖擊(由此延長電池壽命)。進(jìn)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?？蛇x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(xì)討論的，本發(fā)明的實施例能夠(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?，F(xiàn)在參考附圖，圖I和2是根據(jù)本發(fā)明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(dǎo)電結(jié)構(gòu)110和導(dǎo)電結(jié)構(gòu)120。如下文更詳細(xì)討論地，該電絕緣體可以采用各種不同形式中的一種。導(dǎo)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(dǎo)電結(jié)構(gòu)110和導(dǎo)電結(jié)構(gòu)120都包括這種多孔結(jié)構(gòu)。相應(yīng)地，導(dǎo)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(yīng)的多孔結(jié)構(gòu)的表面115上，導(dǎo)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(yīng)的多孔結(jié)構(gòu)的表面125上。在一個實施例中，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)110和120中僅有一個導(dǎo)電結(jié)構(gòu)包括具有多個通道的多孔結(jié)構(gòu)，另一導(dǎo)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(dǎo)電結(jié)構(gòu)110和導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)電結(jié)構(gòu)120)分離。所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)中的一個將是正側(cè)，而另一個導(dǎo)電結(jié)構(gòu)將是負(fù)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(dǎo)電結(jié)構(gòu)110和導(dǎo)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(dǎo)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?；蛘?，可以在晶片的重?fù)诫s頂層或區(qū)域中形成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，同時所述溝槽向下延伸至不是很好的導(dǎo)體的底部輕摻雜襯底?；蛘呖梢允褂媒^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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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)本發(fā)明的至少一個 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)一孔尺寸的控制制備根據(jù)本發(fā)明實施例的多孔結(jié)構(gòu)。這允許快速充電(可以優(yōu)化孔尺寸以便適應(yīng)離子的尺寸)，并且也提高了電容量(沒有區(qū)域會出故障)。這也將允許電壓波動的窄分布。應(yīng)該注意的是，與該討論相關(guān)聯(lián)的，以與以上描述不同的方式形成的多孔碳具有不同的結(jié)構(gòu)一特征在于不具有表面開口的全封閉空腔的結(jié)構(gòu)。因此，對于本發(fā)明的至少某些實施例而言，多孔碳不適合一或至少不理想(盡管這里必須提及，某些其它實施例(例如，下面描述的厚導(dǎo)電結(jié)構(gòu))可以包含全封閉空腔)。同樣應(yīng)該注意的是，多孔結(jié)構(gòu)在圖I和圖2中的描述是高度理想化的僅就一個例子來說，所有的通道111和121都顯示為僅垂直延伸。實際上，所述通道將在多個方向分叉以產(chǎn)生看起來像在圖3中所示的多孔結(jié)構(gòu)的紊亂的無序圖案。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的一片多孔硅300的截面掃描電鏡(SEM)圖。如圖所示，多孔硅300包含多個通道311，其中一些顯得細(xì)長而垂直，而其中一些表現(xiàn)為大致圓形的孔。后一組代表可見部分是水平取向的通道。應(yīng)該理解，通道311可能沿其長度扭曲并旋轉(zhuǎn)，使得單個通道可具有垂直和水平部分兩者，以及既不完全垂直又不完全水平而是介于兩者之間的部分。利用合適的蝕刻劑，應(yīng)該可以由幾乎任何導(dǎo)電材料制作具有所描述的特征的多孔結(jié)構(gòu)。作為一個例子，可以通過使用氫氟酸和乙醇的混合物蝕刻硅襯底來產(chǎn)生多孔硅結(jié)構(gòu)。更一般地，可以通過例如陽極氧化和銹蝕等工藝來形成多孔硅和其它多孔結(jié)構(gòu)。除了已經(jīng)提及的多孔硅，可能特別適合于根據(jù)本發(fā)明實施例的電荷存儲設(shè)備的一些其它材料是多孔鍺和多孔錫。使用多孔硅的可能的優(yōu)點包括其與現(xiàn)有硅技術(shù)的兼容性。由于用于錯材料的現(xiàn)有技術(shù)，多孔錯孚有類似的優(yōu)點，并且與娃相比，錯孚有進(jìn)一步的可能的優(yōu)點其本征(native)氧化物(氧化鍺)是水溶性的且因此容易被移除。(在硅表面形成的本征氧化物會捕獲電荷——這是不期望的結(jié)果——特別是在硅的孔隙率大于大約20%的情況下。)多孔鍺也與硅技術(shù)高度兼容。使用作為零帶隙材料的多孔錫的可能的優(yōu)點包括相對于某些其它導(dǎo)電和半導(dǎo)體材料的增強的電導(dǎo)率。其它材料也能用作多孔結(jié)構(gòu)，包括碳化硅、合金(例如硅鍺合金)、和金屬(例如銅、鋁、鎳、鈣、鎢、鑰和錳)。例如，硅鍺合金與純鍺結(jié)構(gòu)相比將有利于顯示更小的體積差異。本發(fā)明實施例使用很窄的通道。在某些實施例中(在下文中將詳細(xì)描述)，將電解質(zhì)引入通道中。電解質(zhì)中的分子可在2納米(nm)的量級上。因此，在至少一個實施例中，所述通道中的每一個的最小尺度不小于2nm從而允許電解質(zhì)沿通道的整個長度自由流動。在同一或另一實施例中，每一個通道的最小尺度不大于I微米(μ m)?？梢葬槍唧w實施例選擇所述通道的最小尺度的該上限尺寸限制，以便最大化那些實施例的所述多孔結(jié)構(gòu)的表面積。更小(例如，更窄)的通道帶來對于每一個導(dǎo)電結(jié)構(gòu)而言增加的總的表面積，因為更多的這樣的更窄的通道能引入到給定尺寸的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。因為電容量與表面積成比例，以所描述的方式限制尺寸的通道將可能有利地產(chǎn)生具有增加的電容量的電容器。(也 可以控制所述通道的其它尺寸，例如，它們的長度，以便增加表面積(或者獲得一些其它結(jié)果)——即較長通道相對于較短通道而言可以是優(yōu)選的——但是另外的尺寸可能沒有以上討論的最小尺度那么重要。)在其它實施例中，所述通道的最小尺度可以大于Iym—可能大到 ομπι或更大。盡管它們將減小表面積，但是這樣的較大的通道可以提供更多的內(nèi)部空間，其中用以生長或形成附加的結(jié)構(gòu)(如果需要)。下文將討論至少一種這樣的實施例。電荷存儲設(shè)備100進(jìn)一步包括在所述多孔結(jié)構(gòu)的至少一部分上和在至少一些通道111和/或通道121中的導(dǎo)電涂層140。為了維持或增強所述多孔結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電性——特別是當(dāng)所述多孔結(jié)構(gòu)的孔隙率超過大約20%的時候，這導(dǎo)電涂層可以是必需的。作為一個例子，導(dǎo)電涂層140可以是硅化物。作為另一個例子，導(dǎo)電涂層140可以是金屬涂層，例如，鋁、銅和鎢，或者其它電導(dǎo)體，例如氮化鎢、氮化鈦和氮化鉭。每一種所列材料都具有用在現(xiàn)有CMOS技術(shù)中的優(yōu)點。其它金屬例如鎳和鈣也可用于導(dǎo)電涂層140。這些材料可使用例如電鍍、化學(xué)氣相沉積(CVD)、和/或原子層沉積(ALD)等工藝來涂覆。這里應(yīng)該注意的是，鎢的CVD工藝是自約束，這意味著鎢將形成幾個單層，然后停止生長。所得到的薄導(dǎo)電涂層正是電荷存儲設(shè)備100的實施例所需要的，因為它永遠(yuǎn)不會厚到使通道密封并且阻止CVD氣體更深的透入通道。如果需要，也可以使用摻雜劑對多孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行摻雜，所述摻雜劑設(shè)計為增加所述結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)率(例如用于多孔硅的硼、砷或磷；例如用于多孔鍺的砷或鎵)。在一個實施例中，將導(dǎo)電結(jié)構(gòu)110與導(dǎo)電結(jié)構(gòu)120分離的電絕緣體包括介電材料。例如，能夠制作很高電容量的電容器，所述電容器使用采用氧化硅(SiO2)氧化的多孔硅電極以及作為另一電極的金屬或多晶硅結(jié)構(gòu)。所述多孔硅的很高的表面積將是高電容量的主要貢獻(xiàn)因素，通過這樣的電容器能夠獲得所述高電容量。電容量仍能進(jìn)一步增加——甚至明顯增加——通過設(shè)置與多孔結(jié)構(gòu)物理接觸的電解質(zhì)150。電解質(zhì)150(以及這里描述的其它電解質(zhì))在附圖中用隨機布置的圓形表示。這種表示的目的是傳達(dá)一種概念，即所述電解質(zhì)是包含自由離子的物質(zhì)(液體或固體)。選擇所述圓形是為了方便，而并不意味隱含對所述電解質(zhì)的成分或質(zhì)量的任何限制，包括任何關(guān)于離子的尺寸、形狀或數(shù)量的限制。典型地，但不是唯一的，根據(jù)本發(fā)明的實施例可以使用的電解質(zhì)的類型是離子溶液。
在使用電解質(zhì)150的實施例中，將導(dǎo)電結(jié)構(gòu)110與導(dǎo)電結(jié)構(gòu)120分離的電絕緣體可以是通過電解質(zhì)的存在而產(chǎn)生的雙電層結(jié)構(gòu)。這個在圖4中示意性描繪的雙電層可以補充或替換上述介電材料。如圖4所示，雙電層(EDL) 330形成在一個通道111中。EDL 330由兩層離子構(gòu)成，其中一層是通道111的側(cè)壁的電荷(在圖4中示出為正，但其也可以為負(fù))，而另一層是由電解質(zhì)中的自由離子形成。EDL 330使所述表面電絕緣，由此為電容器提供工作所必需的電荷分離。電解質(zhì)超級電容器的大電容量和因此的能量存儲潛力(potential)由于電解質(zhì)離子與電極之間的小的(大約Inm)分離而產(chǎn)生。應(yīng)該注意的是，當(dāng)電荷存儲設(shè)備100被放電時所述EDL耗盡。這意味著在一些情況下一例如當(dāng)EDL代替所述介電層時一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)110和120可能在一定時間內(nèi)不被電 絕緣體相互分離一至少不被體現(xiàn)為所述EDL的電絕緣體相互分離。如上所述，這里所提及的“由電絕緣體相互分離的第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)和第二導(dǎo)電結(jié)構(gòu)”具體包括這樣的情況所述電絕緣體僅僅在所述電荷存儲設(shè)備被充電時存在。在一些實施例中，電解質(zhì)150是有機電解質(zhì)。作為一個例子，電解質(zhì)可以是有機材料的液體溶液或固溶體，例如乙腈中的四乙基四氟硼酸銨。其它例子包括基于硼酸、四硼酸鈉或弱有機酸的溶液?；蛘?，(非有機)水可以用作電解質(zhì)，但這可能造成如下安全危險如果所述電容器超過一定溫度，水可能沸騰且形成氣體，并且可能導(dǎo)致所述電容器爆炸。如上所述，高能量密度是期望的電容器特性。然而，典型的雙電層僅能承受相對低的電壓——可能2或3伏——并且這限制了在實踐中能獲得的能量密度。為了提高可獲得的能量密度，本發(fā)明實施例采用具有相對更高的擊穿電壓的材料，這樣提高了電容器的總擊穿電壓。作為一個例子，增加擊穿電壓的材料可以是好的電絕緣體或者它們的電化學(xué)惰性可以非常高(例如，汞)。如果這些材料也具有高介電常數(shù)(這種情況下它們在這里被稱為“高k材料”)，則所述材料可以具有增加電容量和降低漏電流的額外的有益效果?；蛘?，針對這些目的可以采用單獨的層或材料——即增加擊穿電壓的一種材料連同單獨的高k材料。使用與多孔結(jié)構(gòu)和有機電解質(zhì)結(jié)合的高擊穿電壓材料的電荷存儲設(shè)備與沒有這些部件的電荷存儲設(shè)備相比具有大得多的能量密度。如果材料的介電常數(shù)高于SiO2的介電常數(shù)，即高于3. 9，則該材料通常被認(rèn)為是高k材料。由于本發(fā)明的一些實施例可使用SiOdt為介電涂層，SiO2(以及介電常數(shù)為3. 9的任何其它材料)是明顯包含在這里定義的“高k材料”的范圍內(nèi)。同時，應(yīng)該注意，在其它實施例中也可使用具有明顯更高的介電常數(shù)的材料。舉幾個例子，所述高k材料可以是使用ALD、CVD、熱生長或濕法化學(xué)工藝形成的氮化硅(SiN)、氮氧化硅(SiOxNy)、氧化鉿(HfOx)、氧化鋯(ZrOx)、氧化鉭(TaOx)、氧化鈦(TiOx)或BaSrTiO3，所有這些材料均具有大致在20-50的量級的介電常數(shù)。也可使用具有更高介電常數(shù)(在下文每種材料旁的括號內(nèi)標(biāo)示其值)的更特殊的材料。這些材料包括，例如，(LaSr)2NiO4 [IO5J^CaTiO10，286，和相關(guān)材料例如CaCu3Ti4O110，286和Bi3Cu3Ti4O11，871。在一些實施例中，可能需要選擇介電常數(shù)高于所述電解質(zhì)的介電常數(shù)(通常大約20左右)的高k材料。如通過前面對高k材料的討論所提出的，在本發(fā)明的一些實施例中，電荷存儲設(shè)備100進(jìn)一步包括具有至少3. 9的介電常數(shù)的材料。如圖5所示，電荷存儲設(shè)備100包含在電解質(zhì)150與多孔結(jié)構(gòu)110之間的高k材料515，其中圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的電荷存儲設(shè)備100中的一個通道111的截面圖。(在圖5中未示出所述EDL以避免不必要地使所述附圖復(fù)雜化。)如上所述，本發(fā)明實施例通過增加其表面積和/或通過降低分離導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的距離而增加了電荷存儲設(shè)備的電容量，并且前面段落已經(jīng)公開了根據(jù)本發(fā)明實施例的獲得那些結(jié)果的各種技術(shù)。根據(jù)另外的實施例，仍然可以進(jìn)一步通過電荷存儲設(shè)備的至少一些通道中的納米結(jié)構(gòu)的存在來增加電容器的表面積。(如這里使用的，術(shù)語“納米結(jié)構(gòu)”是指至少一個尺度在納米量級到幾十納米量級的結(jié)構(gòu)。這樣的納米結(jié)構(gòu)可以是規(guī)則的或不規(guī)則的形狀?！凹{米顆?！笔谴笾虑蛐蔚募{米結(jié)構(gòu)?！凹{米線”是固態(tài)的、大致柱狀的納米結(jié)構(gòu)?！凹{米管”也是趨于大致柱狀的納米結(jié)構(gòu)，但不同于納米線的是它們形成為中空的管。碳在其形成納米管的能力方面似乎是獨一無二的；由其它材料制成的納米結(jié)構(gòu)形成為納米線。)根據(jù)前面的討論，且如圖5所示，通道111包含納米結(jié)構(gòu)535。作為一個例子，這些納米結(jié)構(gòu)可以是納米顆粒(可能在異丙醇溶液中)或任何合適材料的納米線(例如，硅)或材料的組合(例如，硅鍺——具有硅芯或鍺芯)，碳納米管、硅包覆碳納米管，等等。像通道111和121以及多孔結(jié)構(gòu)的其它部分一樣，在至少一個實施例中，可以用導(dǎo)電涂層540涂 覆或部分涂覆納米結(jié)構(gòu)535中的一些(或全部)。如前所述，這個涂層應(yīng)該是好的電導(dǎo)體(例如，合適的金屬、硅化物，等等)。至少一些所述納米結(jié)構(gòu)可以包含摻雜劑以便進(jìn)一步增大它們的電導(dǎo)率。另外，在一些實施例中，用防止納米結(jié)構(gòu)535與電解質(zhì)150之間的電化學(xué)反應(yīng)的材料545涂覆至少一些納米結(jié)構(gòu)535。材料545增大了所述電荷存儲設(shè)備的擊穿電壓。作為一個例子，材料545可以表現(xiàn)為納米結(jié)構(gòu)535的表面上(或者當(dāng)導(dǎo)電涂層540存在時，可能在導(dǎo)電涂層540上)的汞的單層或者另一如鎵或鎵-銦-錫合金的液態(tài)金屬的形式。 下面轉(zhuǎn)向圖6，將討論根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的電荷存儲設(shè)備600。如圖6所示，電荷存儲設(shè)備600包括襯底605上的多個納米結(jié)構(gòu)610，并且進(jìn)一步包括與至少一些納米結(jié)構(gòu)610物理接觸的電解質(zhì)650。(在所示的實施例中，納米結(jié)構(gòu)610為離散納米結(jié)構(gòu)，即不像多孔結(jié)構(gòu)的通道，它們(例如)是不包含在另一結(jié)構(gòu)中的獨立結(jié)構(gòu)。)作為一個例子，電解質(zhì)650可以類似于首先在圖I中示出的電解質(zhì)150。電解質(zhì)650的存在產(chǎn)生了 EDL ;即電荷存儲設(shè)備600是EDLC。作為一個例子，多個納米結(jié)構(gòu)610的第一子集形成為電荷存儲設(shè)備600的第一電極，并且多個納米結(jié)構(gòu)610的第二子集形成為電荷存儲設(shè)備600的第二電極。由所述納米結(jié)構(gòu)和所述電解質(zhì)簡單構(gòu)成的電荷存儲設(shè)備可表示根據(jù)本發(fā)明的實施例的有價值的高電容量的超級電容器。然而，如以上所討論的，通常需要增加擊穿電壓和/或增加電容量和降低所述電荷存儲設(shè)備的漏電流，并且由此，在某些實施例中，高k材料615(回想上文這在本文中定義為具有至少為3. 9的介電常數(shù)的材料)可以設(shè)置在電解質(zhì)650與納米結(jié)構(gòu)610之間。在所示實施例中，高k材料615表現(xiàn)為至少部分覆蓋所述納米結(jié)構(gòu)的涂層的形式。在一些實施例中，可以額外地用阻止納米結(jié)構(gòu)610與電解質(zhì)650之間的電化學(xué)反應(yīng)的材料645涂覆至少一些納米結(jié)構(gòu)610。作為一個例子，材料645可以類似于在圖5中所示的材料545，并且因此在一個實施例中，表現(xiàn)為在所述納米結(jié)構(gòu)的表面上的汞單層(或其它提及的物質(zhì)之一)的形式。在某些實施例中，納米結(jié)構(gòu)610是由合適的材料(例如，硅、硅-鍺(SiGe)、III-V族化合物(例如砷化鎵(GaAs)等)，等等)形成的納米線。在其他實施例中，納米結(jié)構(gòu)610包括碳納米管。圖7是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的制備電荷存儲設(shè)備的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的方法700的流程圖。方法700的步驟710是提供包括在溶劑中的多個納米結(jié)構(gòu)的溶液。在一個實施例中，所述溶劑是光致抗蝕劑材料，特別是厚光致抗蝕劑材料(例如，在500 μ m厚度量級上)。在其它實施例中，溶液可以包含除了光致抗蝕劑材料以外的溶劑。在特殊實施例中，所述溶液包括在異丙醇中的導(dǎo)電納米顆粒。因為光致抗蝕劑已經(jīng)如此普遍地應(yīng)用在微電子技術(shù)中，所以使用它作為溶劑可以是有利的。使用光致抗蝕劑也可簡化對根據(jù)方法700形成的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的圖案化(如果需要這種圖案化)。當(dāng)所述溶劑中的所述納米結(jié)構(gòu)是碳納米管時，產(chǎn)生使用光致抗蝕劑作為溶劑的另一個可能的優(yōu)點。在這種情況下，(碳基)光致抗蝕劑的有機性質(zhì)帶來了與有機納米管的高度兼容性。在這樣的溶液中得到的碳-碳接觸產(chǎn)生高導(dǎo)電性。方法700的步驟720是將所述溶液施加到襯底上。作為一個例子，所述襯底可由以下材料制成硅(可能是高摻雜的硅)、其上沉積了導(dǎo)電膜(例如，鋁)的硅或另一材料、 涂覆有金屬薄膜的片狀玻璃、或更一般地，具有充分的硬度來作為支撐物的任何適合的導(dǎo)電材料。在一個實施例中，步驟720包括將光致抗蝕劑材料靜電旋涂到所述襯底上。靜電旋涂包括施加電荷以便能夠?qū)⒗w維或其它納米結(jié)構(gòu)引導(dǎo)為所需的排列。在一個實施例中，靜電旋涂光致抗蝕劑材料產(chǎn)生多個纖維，其中至少一些具有至少500 μ m的長度。常規(guī)旋涂(沒有電荷)是靜電旋涂的備選方案。兩者中的任意一種旋涂過程都允許在所述襯底上非常均勻地施加所述溶液?；蛘撸鋈芤嚎梢院唵蔚刈⑷氲剿鲆r底上而不進(jìn)行旋涂，盡管利用這種技術(shù)可能將更難控制厚度——將必須非常仔細(xì)地量出和核算所需溶液的量以確定溶液不會溢出所述晶片或襯底的邊緣。方法700的步驟730是對所述溶液和所述襯底進(jìn)行退火以便形成所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。退火驅(qū)除所述溶劑且留下可能會相對較厚的結(jié)構(gòu)。在一個實施例中，所述退火可以包含熱解反應(yīng)。如果需要，可能可以通過在爐中烘烤襯底一至少部分硬化所述溶液一而在初步低溫條件(event)下驅(qū)除一些所述溶劑。方法700的步驟740是在至少一些納米結(jié)構(gòu)上形成介電材料以便提高擊穿電壓。例如，這可以通過在所述納米結(jié)構(gòu)上沉積鋁或另一合適材料，然后氧化所述鋁或另一材料來完成。執(zhí)行方法700得到可以具有相對大(substantial)的厚度的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。為了獲得魯棒的電容量，電容結(jié)構(gòu)應(yīng)該具有足夠的厚度，這是基于納米結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有電容結(jié)構(gòu)通常忽略的事實。在至少一些實施例中，方法700因此使用厚的，能以500 μ m或更厚的厚度旋涂在襯底上的有機光致抗蝕劑(例如，SR8)。在驅(qū)除溶劑的熱解后，留下了以光致抗蝕劑材料的原始厚度的量級的厚度形成為高表面積結(jié)構(gòu)的納米結(jié)構(gòu)。在圖8中示出了所描述的類型的示例性結(jié)構(gòu)，其中在襯底810上的納米結(jié)構(gòu)820是可見的。就這一點而言，應(yīng)該注意的是，圖8如同一些前面的附圖那樣，是結(jié)構(gòu)的理想化表示，所述結(jié)構(gòu)實際上將是更無序的，并且更多地類似亂草堆或蜂巢之類。制作厚導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的備選方法是通過使用納米壓印光刻技術(shù)。所述方法包括產(chǎn)生模板，隨后物理性地將所述模板用力推向光致抗蝕劑等，這將所述光致抗蝕劑材料形成為谷地狀(valley)和高原狀(plateau)。所述方法可能不會產(chǎn)生如采用方法700可獲得的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的厚度那么厚的厚度，但盡管如此，也將可能產(chǎn)生可能為50-100 μ m量級的相當(dāng)魯棒的厚度。圖9是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的制備電荷存儲設(shè)備的方法900的流程圖。方法900的步驟910是提供具有第一部分和第二部分的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。在一個實施例中，步驟910包括提供溶劑中包含多個納米結(jié)構(gòu)的溶液，將所述溶液施加到襯底，并且對所述溶液和所述襯底進(jìn)行退火以便形成所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。方法900的步驟920是在第一部分與第二 部分之間設(shè)置隔膜或其它分離物，其中所述分離器允許離子電荷的傳輸。在一個實施例中，步驟920或另一步驟進(jìn)一步包括在第一部分與第二部分之間蝕刻溝槽，并且在所述溝槽中設(shè)置所述分離器。方法900的步驟930是設(shè)置與所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)物理接觸的電解質(zhì)。圖10是表示根據(jù)本發(fā)明實施例的移動電子設(shè)備1000的框圖。如圖10所示，移動電子設(shè)備1000包括襯底，其上設(shè)置有微處理器1020和與微處理器1020相關(guān)聯(lián)的電荷存儲設(shè)備1030。電荷存儲設(shè)備1030要么如以實線示出的，可以設(shè)置在襯底1010上遠(yuǎn)離微處理器1020處，或者如以虛線示出的，設(shè)置在微處理器1020自身上。在一個實施例中，電荷存儲設(shè)備1030包括由電絕緣體相互分離的第一和第二導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，其中所述第一和第二導(dǎo)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)。作為一個例子，該實施例可以類似于在圖1-5中所示的且在所附文本中描述的一個或多個實施例。在另一實施例中，電荷存儲設(shè)備1030包含多個納米結(jié)構(gòu)(例如，離散納米結(jié)構(gòu))和與至少一些所述納米結(jié)構(gòu)物理接觸的電解質(zhì)。作為一個例子，該實施例可以類似于在圖6中示出的且在所附文本中描述的一個或多個實施例。在至少一些實施例中，電荷存儲設(shè)備1030是包含在移動電子設(shè)備1000中的多個電荷存儲設(shè)備(所有電荷存儲設(shè)備在圖10中均用塊1030表示)中的一個。在一個或多個這些實施例中，移動電子設(shè)備1000進(jìn)一步包括與電荷存儲設(shè)備相關(guān)聯(lián)的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)1040。當(dāng)電容器被放電時，它不維持恒定電壓而是以指數(shù)方式衰減(不像電池那樣，在放電時電壓保持相對恒定)。開關(guān)網(wǎng)絡(luò)1040包括接通和斷開各個電容器以便保持相對恒定的電壓的電路或一些其它機制。例如，所述電荷存儲設(shè)備初始時可以相互并聯(lián)連接，然后，在一定量的電壓衰減后，通過所述開關(guān)網(wǎng)絡(luò)可以改變所述電荷存儲設(shè)備的子集，以使其串聯(lián)連接，從而使得它們各自的電壓貢獻(xiàn)能夠提升衰減中的總電壓。在一個實施例中，開關(guān)網(wǎng)絡(luò)1040可以使用在現(xiàn)有技術(shù)中使用的現(xiàn)有的硅設(shè)備技術(shù)(晶體管、可控硅整流器(SCR)，等等)來實現(xiàn)，而在其它實施例中，它可以使用微電子機械系統(tǒng)(MEMS)繼電器或開關(guān)(值得注意是是，其通常具有很低的電阻)來實現(xiàn)。在一些實施例中，移動電子設(shè)備1000進(jìn)一步包括與電荷存儲設(shè)備1030相關(guān)聯(lián)的傳感器網(wǎng)絡(luò)1050。在至少一些實施例中，多個電荷存儲設(shè)備中的每一個將具有它自己的指示所述電荷存儲設(shè)備的某一行為參數(shù)的傳感器。例如，所述傳感器可以指示目前的電壓水平以及進(jìn)行中的放電反應(yīng)，這兩者都是能被開關(guān)網(wǎng)絡(luò)使用的參數(shù)——特別是在所使用的所述介電材料(或其它電絕緣體)不是線性的而是具有隨電壓變化的介電常數(shù)的情況下。在那些情況下，有利的是連同所述傳感網(wǎng)絡(luò)還包括例如電壓控制單元1060的有限狀態(tài)機，其了解所述電介質(zhì)的特性是什么，并且進(jìn)行相應(yīng)的響應(yīng)。了解所述電介質(zhì)的特性的電壓控制單元可以對任何非線性進(jìn)行補償。也可以包括與電荷存儲設(shè)備1030相關(guān)聯(lián)的溫度傳感器1070以便感測溫度(或其它與安全相關(guān)的參數(shù))。在本發(fā)明的某些實施例中，移動電子設(shè)備1000進(jìn)一步包括如下設(shè)備中的一個或多個顯示器1081，天線/RF元件1082、網(wǎng)絡(luò)接口1083、數(shù)據(jù)輸入設(shè)備1084(例如，鍵盤或觸摸屏)、麥克風(fēng)1085、攝像機1086、視頻投影儀1087、全球定位系統(tǒng)(GPS)接收器1088，等等。圖11是表示根據(jù)本發(fā)明實施例的微電子設(shè)備1100的框圖。如圖11所示，微電子設(shè)備1100包含襯底1110、襯底1110上的微處理器1120和與微處理器1120相關(guān)聯(lián)的電荷存儲設(shè)備1130。電荷存儲設(shè)備1130要么如以實線示出的，可以設(shè)置在襯底1110上遠(yuǎn)離微處理器1120處(例如管芯側(cè)電容器)，或者如以虛線示出的，可以設(shè)置在微處理器1120自身上(例如，在所述微處理器上的內(nèi)置層中)。在一個實施例中，電荷存儲設(shè)備1130包括由電絕緣體相互分離的第一和第二導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，其中所述第一和第二導(dǎo)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)。作為一個例子，該實施例可以類似于在圖1-5中示出的且在所附文本中描述的一個或多個實施例。在另一實施例中，電荷存儲設(shè)備1130包括多個納米結(jié)構(gòu)(例如，離散納米結(jié)構(gòu))和與至少一些所述納米結(jié)構(gòu)物理接觸的電解質(zhì)。作為一個例子，本實施例可以類似于在圖6中示出的且在所附文本中描述的一個或多個實施例。 在一些實施例中，本文公開的所述電荷存儲設(shè)備可以用作微電子設(shè)備1100中的去耦電容器——其比現(xiàn)有的去耦電容器更小，并且由于在本文其它地方所描述的原因，與現(xiàn)有的去耦電容器相比提供更高的電容量和更低的阻抗。如已經(jīng)提及的，電荷存儲設(shè)備1130可以是支持集成電路(IC)或芯片的一部分或者它可以設(shè)置在所述微處理器芯片自身上。作為一個例子，根據(jù)本發(fā)明實施例，能夠在微處理器管芯上形成多孔硅(或如上所述的類似物)的區(qū)域，然后在所述微處理器管芯的襯底上產(chǎn)生高表面積、嵌入式去耦電容器。由于所述硅的孔隙率，所述嵌入式電容器將具有非常高的表面積。對所公開的電荷存儲設(shè)備的其它可能的使用包括用作存儲器存儲元件(其中通過極大增加法拉/單位面積來解決嵌入式DRAM方法的z方向尺寸的問題)或者用作增壓電路中的電壓轉(zhuǎn)換器的部件，可能用于電路塊、單獨的微處理器核，等等。作為一個例子，更高的電容量值在本文的語境中可以是有利的，因為電路的部分可以名義上在某一(相對低的)電壓下運行，但隨后在為了增加速度而需要較高電壓的位置處(例如，高速緩沖存儲器、輸入/輸出(I/o)應(yīng)用)可以將所述電壓提升到更高的值。這類可操作方案將會優(yōu)于處處使用較高的電壓的方案；即在僅有少量的電路需要較高的電壓的情況下，可能優(yōu)選針對小部分電路從較低的基線電壓提升電壓，而不是針對大部分電路從較高的基線值降低電壓。未來幾代的微處理器也可以使用此處描述的電壓轉(zhuǎn)換器類型。具有可以用來配置在封裝周圍或微處理器管芯周圍的更大的電容量可以有助于解決目前存在的在電路周圍傳輸電壓的晶體管之間的難以耐受的高電感問題。盡管參考具體實施例描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下可以進(jìn)行各種更改。相應(yīng)地，本發(fā)明所公開的實施例旨在說明而不是旨在限制本發(fā)明的范圍。這意味著本發(fā)明的范圍應(yīng)該僅受限于由所附權(quán)利要求所要求的范圍。例如，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，在多種實施例中實現(xiàn)此處討論的所述電荷存儲設(shè)備以及相關(guān)的結(jié)構(gòu)和方法將是及其顯而易見的，并且前述討論的某些這些實施例未必代表對所有可能實施例的全部描述。
此外，已經(jīng)結(jié)合具體實施例描述了好處、其它優(yōu)點和問題的解決方案。然而，所述好處、優(yōu)點、問題的解決方案和可以使任何好處、優(yōu)點或問題的解決方案出現(xiàn)或變得更加顯著的任何要素，不應(yīng)被解釋為任一或所有的權(quán)利要求的關(guān)鍵的、需要的或必要的特征或要素。此外，如果此處公開的實施例和/或限制(I)沒有在權(quán)利要求中明確要求；且
(2)是權(quán)利要求中的表述要素和/或限制，或者在等同原則下是權(quán)利要求中的表述要素和/或限制的潛在等同形式，則所述實施例和限制不是在貢獻(xiàn)原則下貢獻(xiàn)給公眾的。
權(quán)利要求
1.一種電荷存儲設(shè)備，包括 通過電絕緣體相互分離的第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)和第二導(dǎo)電結(jié)構(gòu)； 其中 所述第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)和所述第二導(dǎo)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 所述通道中的每一個都具有位于所述多孔結(jié)構(gòu)的表面上的開口。
2.如權(quán)利要求I所述的電荷存儲設(shè)備，其中 所述通道中的每一個的最小尺度不小于2納米。
3.如權(quán)利要求I所述的電荷存儲設(shè)備，其中 所述通道中的每一個的最小尺度不大于I微米。
4.如權(quán)利要求I所述的電荷存儲設(shè)備，其中 所述多孔結(jié)構(gòu)由選自包括以下材料的組中的材料制成硅、鍺、碳化硅、硅-鍺、鋁、鎢和銅。
5.如權(quán)利要求I所述的電荷存儲設(shè)備，進(jìn)一步包括 在所述多孔結(jié)構(gòu)的至少一部分上以及在至少一些所述通道中的導(dǎo)電涂層。
6.如權(quán)利要求I所述的電荷存儲設(shè)備，其中所述多孔結(jié)構(gòu)包含摻雜劑。
7.如權(quán)利要求I所述的電荷存儲設(shè)備，其中 所述電絕緣體包括介電材料。
8.如權(quán)利要求I所述的電荷存儲設(shè)備，進(jìn)一步包括 與所述多孔結(jié)構(gòu)物理接觸的電解質(zhì)， 其中 所述電絕緣體是通過電解質(zhì)的存在而產(chǎn)生的雙層。
9.如權(quán)利要求8所述的電荷存儲設(shè)備，其中 所述電解質(zhì)是有機電解質(zhì)。
10.如權(quán)利要求8所述的電荷存儲設(shè)備，進(jìn)一步包括 在所述電解質(zhì)和所述多孔結(jié)構(gòu)之間的具有至少為3. 9的介電常數(shù)的材料。
11.如權(quán)利要求I所述的電荷存儲設(shè)備，進(jìn)一步包括 設(shè)置在所述多孔結(jié)構(gòu)中的至少一些所述通道中的納米結(jié)構(gòu)。
12.如權(quán)利要求11所述的電荷存儲設(shè)備，進(jìn)一步包括 在至少一些所述納米結(jié)構(gòu)的至少一部分上的導(dǎo)電涂層。
13.如權(quán)利要求11所述的電荷存儲設(shè)備，進(jìn)一步包括 與所述多孔結(jié)構(gòu)物理接觸的電解質(zhì)。
14.如權(quán)利要求13所述的電荷存儲設(shè)備，其中 用阻止所述納米結(jié)構(gòu)與所述電解質(zhì)之間的電化學(xué)反應(yīng)的材料涂覆至少一些所述納米結(jié)構(gòu)。
15.如權(quán)利要求13所述的電荷存儲設(shè)備，其中 所述材料是汞、鎵和鎵-銦-錫中的一種；并且 所述材料在所述納米結(jié)構(gòu)的表面上形成單層。
16.如權(quán)利要求11所述的電荷存儲設(shè)備，其中 至少一些所述納米結(jié)構(gòu)包含摻雜劑。
17.—種電荷存儲設(shè)備，包括 多個離散的納米結(jié)構(gòu)；以及 與至少一些所述納米結(jié)構(gòu)物理接觸的電解質(zhì)。
18.如權(quán)利要求17所述的電荷存儲設(shè)備，進(jìn)一步包括 在所述電解質(zhì)與所述納米結(jié)構(gòu)之間的具有至少為3. 9的介電常數(shù)的材料。
19.如權(quán)利要求17所述的電荷存儲設(shè)備，其中 用阻止所述納米結(jié)構(gòu)與所述電解質(zhì)之間的電化學(xué)反應(yīng)的材料涂覆至少一些所述納米結(jié)構(gòu)。
20.如權(quán)利要求19所述的電荷存儲設(shè)備，其中 所述材料是汞；并且 所述汞在所述納米結(jié)構(gòu)的表面上形成單層。
21.如權(quán)利要求17所述的電荷存儲設(shè)備，其中 所述電解質(zhì)是有機電解質(zhì)。
22.如權(quán)利要求17所述的電荷存儲設(shè)備，其中 所述納米結(jié)構(gòu)是納米顆粒。
23.如權(quán)利要求17所述的電荷存儲設(shè)備，其中 所述納米結(jié)構(gòu)是納米線。
24.如權(quán)利要求23所述的電荷存儲設(shè)備，其中 所述納米線至少部分由硅制成。
25.如權(quán)利要求17所述的電荷存儲設(shè)備，其中 所述納米結(jié)構(gòu)是碳納米管。
26.如權(quán)利要求17所述的電荷存儲設(shè)備，其中 所述多個離散的納米結(jié)構(gòu)的第一子集形成所述電荷存儲設(shè)備的第一電極。
27.如權(quán)利要求26所述的電荷存儲設(shè)備，其中 所述多個離散的納米結(jié)構(gòu)的第二子集形成所述電荷存儲設(shè)備的第二電極；并且 所述電荷存儲設(shè)備進(jìn)一步包括在所述第一電極與所述第二電極之間的分離器。
28.—種制造電荷存儲設(shè)備的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括 提供在溶劑中包含多個納米結(jié)構(gòu)的溶液； 將所述溶液施加到襯底上； 對所述溶液和所述襯底進(jìn)行退火以便形成所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其中 所述溶劑是光致抗蝕劑材料。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，其中 施加所述光致抗蝕劑材料包括將所述光致抗蝕劑材料旋涂到所述襯底上。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其中 旋涂光致抗蝕劑材料產(chǎn)生多個纖維，至少一些所述纖維具有至少為500微米的長度。
32.如權(quán)利要求28所述的方法，其中所述納米結(jié)構(gòu)是納米顆粒。
33.如權(quán)利要求28所述的方法，其中 所述納米結(jié)構(gòu)是碳納米管。
34.如權(quán)利要求28所述的方法，進(jìn)一步包括 在至少一些所述納米結(jié)構(gòu)上形成介電材料。
35.一種制造電荷存儲設(shè)備的方法，所述方法包括 提供具有第一部分和第二部分的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)；以及 在所述第一部分與所述第二部分之間設(shè)置分離器，其中所述分離器允許離子電荷的傳輸；以及 設(shè)置與所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)物理接觸的電解質(zhì)。
36.如權(quán)利要求35所述的方法，進(jìn)一步包括 在所述第一部分與所述第二部分之間蝕刻溝槽， 其中 在所述第一部分與所述第二部分之間設(shè)置所述分離器包括在所述溝槽中設(shè)置所述分離器。
37.如權(quán)利要求35所述的方法，其中 提供所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)包括 提供在溶劑中包含多個納米結(jié)構(gòu)的溶液； 將所述溶液施加到襯底上；以及 對所述溶液和所述襯底進(jìn)行退火以便形成所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。
38.一種移動電子設(shè)備,包括 微處理器；以及 與所述微處理器相關(guān)聯(lián)的電荷存儲設(shè)備， 其中 所述電荷存儲設(shè)備包括通過電絕緣體相互分離的第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)和第二導(dǎo)電結(jié)構(gòu)；并且 所述第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)和所述第二導(dǎo)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)。
39.如權(quán)利要求38所述的移動電子設(shè)備，其中 所述電荷存儲設(shè)備是多個電荷存儲設(shè)備中的一個；并且 所述移動電子設(shè)備進(jìn)一步包括與所述電荷存儲設(shè)備相關(guān)聯(lián)的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)。
40.如權(quán)利要求39所述的移動電子設(shè)備，進(jìn)一步包括 與所述電荷存儲設(shè)備相關(guān)聯(lián)的傳感器網(wǎng)絡(luò)。
41.如權(quán)利要求40所述的移動電子設(shè)備，進(jìn)一步包括 與所述傳感器網(wǎng)絡(luò)和所述電荷存儲設(shè)備相關(guān)聯(lián)的電壓控制單元。
42.如權(quán)利要求41所述的移動電子設(shè)備，進(jìn)一步包括 與所述電荷存儲設(shè)備相關(guān)聯(lián)的溫度傳感器。
43.—種移動電子設(shè)備,包括 微處理器；以及 電荷存儲設(shè)備，包括 多個納米結(jié)構(gòu)；以及與至少一些所述納米結(jié)構(gòu)物理接觸的電解質(zhì)。
44.如權(quán)利要求43所述的移動電子設(shè)備，其中 所述電荷存儲設(shè)備是多個電荷存儲設(shè)備中的一個；并且 所述移動電子設(shè)備進(jìn)一步包括與所述電荷存儲設(shè)備相關(guān)聯(lián)的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)。
45.如權(quán)利要求44所述的移動電子設(shè)備，其中 所述開關(guān)網(wǎng)絡(luò)配置所述多個電荷存儲設(shè)備以便補償所述電荷存儲設(shè)備中的電壓衰減。
46.如權(quán)利要求44所述的移動電子設(shè)備，進(jìn)一步包括 與所述電荷存儲設(shè)備相關(guān)聯(lián)的傳感器網(wǎng)絡(luò)。
47.如權(quán)利要求46所述的移動電子設(shè)備，進(jìn)一步包括 與所述傳感器網(wǎng)絡(luò)和所述電荷存儲設(shè)備相關(guān)聯(lián)的電壓控制單元。
48.如權(quán)利要求44所述的移動電子設(shè)備，進(jìn)一步包括 與所述電荷存儲設(shè)備相關(guān)聯(lián)的溫度傳感器。
49.一種微電子設(shè)備,包括 襯底； 所述襯底之上的微處理器；以及 與所述微處理器相關(guān)聯(lián)的電荷存儲設(shè)備， 其中 所述電荷存儲設(shè)備包括通過電絕緣體相互分離的第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)和第二導(dǎo)電結(jié)構(gòu)；并且 所述第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)和所述第二導(dǎo)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)。
50.如權(quán)利要求49所述的微電子設(shè)備，其中 所述電荷存儲設(shè)備設(shè)置在所述襯底上。
51.如權(quán)利要求49所述的微電子設(shè)備，其中 所述電荷存儲設(shè)備設(shè)置在所述微處理器上。
52.—種微電子設(shè)備,包括 襯底； 所述襯底之上的微處理器；以及 與所述微處理器相關(guān)聯(lián)的電荷存儲設(shè)備， 其中 所述電荷存儲設(shè)備包括多個納米結(jié)構(gòu)以及與至少一些所述納米結(jié)構(gòu)物理接觸的電解質(zhì)。
53.如權(quán)利要求52所述的微電子設(shè)備，其中 所述電荷存儲設(shè)備設(shè)置在所述襯底上。
54.如權(quán)利要求52所述的微電子設(shè)備，其中 所述電荷存儲設(shè)備設(shè)置在所述微處理器上。
全文摘要
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(dǎo)電結(jié)構(gòu)。所述第一和第二導(dǎo)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。
文檔編號H01G4/005GK102906834SQ201080066031
公開日2013年1月30日 申請日期2010年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月2日
發(fā)明者D·S·加德納, E·C·漢娜, R·陳, J·L·古斯塔夫松 申請人:英特爾公司