能量存儲設(shè)備、制造其的方法以及包含其的移動電子設(shè)備的制作方法
【專利摘要】一種能量存儲設(shè)備包括：第一多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)（510），其包括第一多個溝道（511），所述第一多個溝道包含第一電解質(zhì)（514）；以及第二多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)（520），其包括第二多個溝道（521），所述第二多個溝道包含第二電解質(zhì)（524）。在一個實施例中，所述能量存儲設(shè)備還包括所述第一多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和所述第二多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)至少之一上的膜（535），所述膜包括能夠展示可逆電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)的材料。在另一實施例中，所述第一電解質(zhì)和所述第二電解質(zhì)至少之一包含多個金屬離子。在另一實施例中，所述第一電解質(zhì)和所述第二電解質(zhì)合在一起包括氧化還原系統(tǒng)。
【專利說明】能量存儲設(shè)備、制造其的方法以及包含其的移動電子設(shè)備
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
本申請與國際申請N0.PCT/US2010/029821有關(guān)，該國際申請已經(jīng)被公布為WO2011/123135，于2010年4月2日遞交且轉(zhuǎn)讓給本申請被轉(zhuǎn)讓給的同一受讓人。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明的公開實施例總體涉及能量存儲，并且更具體地涉及電化學(xué)電容能量存儲設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0003]現(xiàn)代社會依賴于能量的立即可用性。隨著對能量的需求增加，能夠高效地存儲能量的設(shè)備變得日益重要。結(jié)果，包括電池、電容器、電化學(xué)電容器(EC)(包括贗電容器和雙電層電容器(EDLC)(除了其他名稱以外，有時稱為超級電容器))、混合EC等的能量存儲設(shè)備被廣泛用在電子學(xué)領(lǐng)域以及以外的領(lǐng)域中。具體地，電容器被廣泛用于范圍從電氣電路和功率輸送到電壓調(diào)節(jié)和電池更換的應(yīng)用。電化學(xué)電容器的特征在于高能量存儲容量、快速充電/放電能力和大循環(huán)壽命以及其他期望的特性，包括高功率密度、小尺寸以及低重量，并因此已經(jīng)成為用在若干能量存儲應(yīng)用中的前景廣闊的候選。
[0004]上面提及的相關(guān)案例(國際申請N0.PCT/US2010/029821)公開了用于使用例如多孔硅來形成高能量密度電化學(xué)電容器的三維結(jié)構(gòu)。在那里公開的一些實施例中，電化學(xué)處理被用于將孔蝕刻深入到硅結(jié)構(gòu)中，并且這些孔填充有電解質(zhì)，或者填充有與電解質(zhì)相組合的薄傳導(dǎo)膜和/或高k介電材料。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]根據(jù)對結(jié)合附圖中的各圖作出的以下詳細(xì)描述的閱讀，將更好地理解公開的實施例，在附圖中:
圖1和2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的能量存儲結(jié)構(gòu)的橫截面視圖；
圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的多孔結(jié)構(gòu)的溝道內(nèi)形成的雙電層的描繪；
圖4a和4b分別是多孔硅結(jié)構(gòu)的表面和橫截面切片的圖像；
圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施例的能量存儲設(shè)備的部分的橫截面視圖；
圖6是根據(jù)本發(fā)明的實施例的移動電子設(shè)備的示意性表示；以及圖7和8是圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的制造能量存儲設(shè)備的方法的流程圖。
[0006]為了簡單和清楚地說明，附圖圖示了構(gòu)造的通常形式，并且可以省略公知特征和技術(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比例繪制的。例如，圖中一些要素的尺寸可能相對于其他要素擴大以幫助改善對本發(fā)明實施例的理解。諸如當(dāng)示出的結(jié)構(gòu)具有在現(xiàn)實世界條件下將很可能是顯著少地對稱和有序的直線、銳角和/或平行面等時，可以以理想化方式示出某些圖以便幫助理解。不同附圖中的相同附圖標(biāo)記標(biāo)示相同的要素，而相似的附圖標(biāo)記可以但不必須標(biāo)示相似要素。
[0007]說明書和權(quán)利要求書中的術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等等(如果有的話)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)那樾蜗率强苫Q的，使得本文描述的本發(fā)明實施例例如能夠按除本文說明或以其他方式描述的那些順序外的順序操作。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)行這些步驟的唯一順序，并且可以有可能省略所述步驟中的某些步驟和/或可以有可能將某些本文沒有描述的其他步驟加入到所述方法。此外，術(shù)語“包含”、“包括”、“具有”及其任何變形意在覆蓋非排他性的包括，以使得包含所列要素的過程、方法、制品或裝置并不一定限于那些要素，而是可以包括沒有明確列出的或者這些過程、方法、制品或裝置所固有的其他要素。
[0008]說明書和權(quán)利要求書中的術(shù)語“左”、“右”、“前”、“后”、“頂”、“底”、“在…之上”、
“在…之下”等等(如果有的話)用于描述性目的，而未必用于描述永久的相對位置，除非特別地另外指示或者上下文另外指示。應(yīng)當(dāng)理解，這樣使用的術(shù)語在適當(dāng)?shù)那樾蜗率强苫Q的，使得本文描述的本發(fā)明實施例例如能夠以除本文說明或以其他方式描述的那些取向外的取向操作。此處所使用的術(shù)語“耦合”被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，或彼此處于相同的總體區(qū)或區(qū)域中，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”未必都指同一實施例。

【具體實施方式】
[0009]在本發(fā)明的各種實施例中，一種能量存儲設(shè)備包括第一多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和第二多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，第一多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括第一多個溝道，第一多個溝道包含第一電解質(zhì)，第二多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括第二多個溝道，第二多個溝道包含第二電解質(zhì)。在一個實施例中，能量存儲設(shè)備還包括第一和第二多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)至少之一上的膜，該膜包括能夠展示可逆電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)的材料。在另一實施例中，第一和第二電解質(zhì)至少之一包含多個金屬離子。在另一實施例中，第一和第二電解質(zhì)合在一起包括氧化還原系統(tǒng)。
[0010]盡管本文中的很多討論將關(guān)注于電化學(xué)電容器，但是命名“能量存儲設(shè)備”明確地包括——除EC之外——混合電化學(xué)電容器(其像電化學(xué)電容器一樣在下文中更詳細(xì)地討論)以及電池、燃料電池和存儲能量的類似設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明實施例的能量存儲設(shè)備可以用于各種各樣的應(yīng)用，包括處于個人計算機(PC)中的應(yīng)用，包括臺式和膝上型(筆記本)計算機、平板計算機、蜂窩電話、智能電話、音樂播放器、服務(wù)器、其他電子設(shè)備、汽車、公共汽車、火車、飛機、其他運輸交通工具、家庭能量存儲器、針對由太陽能或風(fēng)能發(fā)電機生成的能量的存儲器——尤其是能量收集設(shè)備——以及許多其他應(yīng)用。
[0011]電化學(xué)電容器根據(jù)與管理常規(guī)平行板電容器的原理類似的原理來操作，但是施加了某些重要的區(qū)別。一個顯著區(qū)別涉及電荷分離機制。對于一種重要類別的EC，這典型地采取所謂的雙電層或EDL的形式，而非常規(guī)電容器的電介質(zhì)。通過在電解質(zhì)與高表面積電極之間的界面一側(cè)上的電子(或空穴)和另一側(cè)上的離子電荷載流子的電化學(xué)特性來在該界面處創(chuàng)建EDL，并且EDL導(dǎo)致電荷的有效分離，而不管該雙層內(nèi)的兩個層如此緊密在一起的事實。(物理分離距離在單個納米左右)。因此，典型的EDL電容器可以被認(rèn)為將電荷存儲在其EDL中。EDL的當(dāng)跨界面施加電壓時形成的每一層是導(dǎo)電的，但是雙層的屬性防止電流跨它們之間的邊界流動。(下文結(jié)合圖3進一步討論EDL)。
[0012]如在常規(guī)電容器中真實存在的那樣，EDL電容器中的電容與電極的表面積成比例，且與電荷分離距離成反比。在EDL電容器中可實現(xiàn)的非常高的電容部分地歸因于非常高的表面積和納米級電荷分離距離，非常高的表面積可歸因于多溝道多孔結(jié)構(gòu)，納米級電荷分離距離可歸因于EDL，EDL由于電解質(zhì)的存在而產(chǎn)生，如上文所解釋的。可根據(jù)本發(fā)明實施例使用的一種類型的電解質(zhì)是離子液體。另一種是包括含離子的溶劑的電解質(zhì)(例如，Li2S04、LiPF6)。有機電解質(zhì)、水系電解質(zhì)以及固態(tài)電解質(zhì)也是可能的。
[0013]另一類電化學(xué)電容器是贗電容器，其中，除EDL電容外，不同的存儲機制一作為感應(yīng)電流的而非最初的靜電的存儲機制——可以在某些類型的電極的表面處產(chǎn)生。這典型地稱為“贗電容”，且其特征在于與許多固體電極電池的操作類似的電荷存儲過程。典型地，贗電容器的電極之一涂覆有過渡金屬氧化物、合適的傳導(dǎo)聚合物或者構(gòu)成其中存儲電荷的活性材料的類似材料。這些材料可以與諸如氫氧化鉀(KOH)溶液之類的電解質(zhì)一起使用；當(dāng)設(shè)備被充電時，電解質(zhì)將與所述材料起反應(yīng)并驅(qū)動電荷轉(zhuǎn)移反應(yīng)，其中存儲能量。更具體地，這些材料通過高度可逆表面和近表面電子轉(zhuǎn)移(例如，氧化還原(感應(yīng)電流))反應(yīng)來存儲大部分它們的能量，由于快速充電和放電動力學(xué)，這實現(xiàn)了比常規(guī)電池中的大容量存儲更高的功率。
[0014]混合電化學(xué)電容器是組合EC和電池的屬性的能量存儲設(shè)備。在一個示例中，涂覆有鋰離子材料的電極與電化學(xué)電容器相組合，以便創(chuàng)建具有EC的快速充電和放電特性以及電池的高能量密度的設(shè)備。另一方面，像電池這樣的混合EC比電化學(xué)電容器具有更短的預(yù)期壽命。
[0015]現(xiàn)在參照附圖，圖1和2是能量存儲結(jié)構(gòu)100的橫截面視圖，其將用于引導(dǎo)介紹概念和結(jié)構(gòu)的初始討論，這將幫助理解本發(fā)明的實施例。如圖1中所示，能量存儲結(jié)構(gòu)100包括能量存儲設(shè)備101和傳導(dǎo)支撐結(jié)構(gòu)102。(在一些實施例中，支撐結(jié)構(gòu)102可以被省略。)可替代地，如圖2中所示，能量存儲結(jié)構(gòu)100包括能量存儲設(shè)備101和非傳導(dǎo)支撐結(jié)構(gòu)103。
[0016]能量存儲設(shè)備101包括通過分離件130而彼此分離的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)110和導(dǎo)電結(jié)構(gòu)120，分離件130是電子絕緣體和離子導(dǎo)體。分離件130防止導(dǎo)電結(jié)構(gòu)110和120彼此物理接觸，由此防止電氣短路。(在其他實施例中，出于下文討論的原因，分離件不是必要的且可以被省略)。
[0017]在一些實施例中，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)110和120至少之一包括多孔結(jié)構(gòu)，多孔結(jié)構(gòu)包含多個溝道，每一個溝道具有到多孔結(jié)構(gòu)的表面的開口。該特征是下文描述的用于形成多孔結(jié)構(gòu)的處理的結(jié)果。作為示例，多孔結(jié)構(gòu)可以在傳導(dǎo)或半導(dǎo)體材料內(nèi)形成?？商娲兀嗫捉Y(jié)構(gòu)可以在絕緣材料(例如，氧化鋁)內(nèi)形成，該絕緣材料已經(jīng)涂覆有導(dǎo)電膜(例如，原子層沉積(ALD)傳導(dǎo)膜，諸如氮化鈦(TiN)、鎢或釕)。在此方面，具有較大電導(dǎo)率的材料是有利的，因為它們降低了能量存儲設(shè)備的有效串聯(lián)電阻(ESR)。在所說明的實施例中，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)110和導(dǎo)電結(jié)構(gòu)120 二者都包括這樣的多孔結(jié)構(gòu)。相應(yīng)地，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)110包括具有到對應(yīng)多孔結(jié)構(gòu)的表面115的開口 112的溝道111，并且導(dǎo)電結(jié)構(gòu)120包括具有到對應(yīng)多孔結(jié)構(gòu)的表面125的開口 122的溝道121。
[0018]能量存儲設(shè)備101的各種配置是可能的。例如，在圖1的實施例中，能量存儲設(shè)備101包括兩個不同的多孔結(jié)構(gòu)(B卩，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)110和導(dǎo)電結(jié)構(gòu)120)，它們已經(jīng)用其之間的分離件130而面對面地接合在一起。作為另一示例，在圖2的實施例中，能量存儲設(shè)備101包括單個平面多孔結(jié)構(gòu)，其中，第一區(qū)段(導(dǎo)電結(jié)構(gòu)110)與第二區(qū)段(導(dǎo)電結(jié)構(gòu)120)通過包含分離件130的溝槽231相分離。導(dǎo)電結(jié)構(gòu)之一將是正側(cè)，而另一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)將是負(fù)側(cè)。溝槽231可以沿著直線分離導(dǎo)電結(jié)構(gòu)110和120，但是可替代地，可以使用更復(fù)雜的形狀來分離它們，所述更復(fù)雜的形狀諸如是兩個相互交錯的電極的指部之間的曲折空間。
[0019]作為示例，分離件130可以是可滲透的薄膜或其他多孔聚合物分離件。一般地，分離件在允許離子電荷載流子的轉(zhuǎn)移的同時防止陽極和陰極的物理接觸(其可能導(dǎo)致設(shè)備中的電氣故障)。除聚合物分離件外，若干其他分離件類型是可能的。這些包括無紡布纖維片或其他無紡布分離件、液膜、聚合物電解質(zhì)、固態(tài)離子導(dǎo)體、玻璃纖維、紙張、陶瓷等。在一些實施例中，無紡布分離件是纖維的濃縮，這些纖維被隨機地定向或者以有向圖案被布置。
[0020]應(yīng)當(dāng)注意的是，盡管分離件在圖2中被示出，但是其在那里圖示的配置中可能不是必要的，因為例如支撐結(jié)構(gòu)102可以用于維持結(jié)構(gòu)110和120之間的物理分離。作為另一示例，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)110和120可以均附著到陶瓷封裝(未示出)，陶瓷封裝將保持兩個導(dǎo)電結(jié)構(gòu)彼此物理地分離。
[0021]作為示例，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)110和120的多孔結(jié)構(gòu)可以由濕法蝕刻工藝來創(chuàng)建，其中，被施加于導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的表面的液體蝕刻劑以在至少某種程度上與水能夠切開巖石中的溝道的方式類似的方式蝕刻掉導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的部分。這是溝道中的每一個溝道都具有到導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的表面的開口的原因；濕法蝕刻方法不能在多孔結(jié)構(gòu)內(nèi)創(chuàng)建完全封閉的腔，即，不具有到表面的開口的腔，像陷入巖石內(nèi)部的氣泡那樣。這并不是說那些開口不能用其他材料覆蓋或者由于其他材料的存在或添加而以其他方式閉合一事實上這很可能在若干實施例中發(fā)生一但是，無論被覆蓋與否，所描述的到表面的開口是根據(jù)本發(fā)明的至少一個實施例的每個多孔結(jié)構(gòu)中的每個溝道的特征。(其中開口可被覆蓋起來的一個實施例是這樣的實施例，其中作為電路或其他布線的位置的外延硅的層在溝道頂上生長)。
[0022]利用正確的蝕刻劑，應(yīng)當(dāng)有可能從各種各樣的材料制作具有所描述的特性的多孔結(jié)構(gòu)。各種形式的硅——包括冶金級硅、單晶硅、多晶硅和絕緣體上硅——是很好地工作的一種材料。作為示例，可以通過用氫氟酸(HF)和乙醇或異丙醇的混合物蝕刻硅襯底來創(chuàng)建多孔硅結(jié)構(gòu)。更一般地，可以通過諸如陽極化和染色蝕刻之類的處理來形成多孔硅和其他多孔結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的實施例的蝕刻技術(shù)將在下文中更詳細(xì)地加以討論。
[0023]除已經(jīng)提及的多孔硅外，可特別好地適合于根據(jù)本發(fā)明的實施例的能量存儲設(shè)備的一些其他材料是多孔鍺和多孔錫。使用多孔硅的可能的益處包括其與現(xiàn)有硅技術(shù)的兼容性和其在地殼中的豐富度。多孔鍺享有與用于該材料的現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)果類似的益處，并且與硅相比，多孔鍺享有進一步可能的益處:其自然氧化物(氧化鍺)是可溶于水的且因此容易被移除。(在硅的表面上形成的自然氧化物可能俘獲電荷，這是不期望的結(jié)果。)多孔鍺還與硅技術(shù)高度兼容。使用多孔錫的可能益處包括其相對于某些其他傳導(dǎo)和半導(dǎo)體材料的增強的傳導(dǎo)性，多孔錫是零帶隙材料。
[0024]其他材料也可以用于多孔結(jié)構(gòu)，包括諸如砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)、氮化硼(BN)、碳化硅(SiC)以及合金(諸如硅和鍺的合金)之類的半導(dǎo)體材料，。也可以使用有機半導(dǎo)體。在一些實施例中，半導(dǎo)體材料——或者甚至絕緣材料——可以被處理以使它們導(dǎo)電(或者更高地傳導(dǎo))。示例是簡并摻雜有硼的硅。除多孔半導(dǎo)體襯底外，多孔傳導(dǎo)襯底還可以用于EC，在某些實施例中包括由碳或金屬構(gòu)成的襯底，所述金屬諸如是銅、鋁、鎳、鈣、鎢、鑰以及猛。
[0025]用于制作多孔結(jié)構(gòu)的蝕刻可以是使用電化學(xué)蝕刻來完成的，電化學(xué)蝕刻利用HF和異丙醇(或乙醇等)的稀釋混合物來形成可延伸通過襯底的顯著部分的納米孔。作為示例，諸如多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)510之類的多孔結(jié)構(gòu)可以是通過使用上文提及的HF混合物之一作為蝕刻劑向具有0.7毫歐厘米(πιΩ-cm)初始電阻率的固體硅晶片應(yīng)用電化學(xué)蝕刻技術(shù)來制備的。可以使用范圍為約25毫安每平方厘米(mA/cm2)到500 mA/cm2的電流密度。(這些值中的面積分量是指在孔形成之前襯底表面的面積)。
[0026]上文的討論已經(jīng)參照根據(jù)本發(fā)明的實施例的多孔結(jié)構(gòu)而做出。如所提及的這些多孔結(jié)構(gòu)可以被形成在各種材料內(nèi)，包括硅(各種形式的硅，包括冶金級硅、單晶硅、多晶硅和絕緣體上硅)、鍺、GaAs、InP、BN、CdTe、錫、銅、鋁、鎳、鈣、鎢、鑰、錳、碳化硅、有機半導(dǎo)體以及硅鍺合金。在至少一些實施例中，由其制作多孔結(jié)構(gòu)的材料可以摻雜有增加其傳導(dǎo)性的元素；這可以是使用本領(lǐng)域中已知的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)來完成的。在一個實施例中，其中形成多孔結(jié)構(gòu)的材料是硅，并且摻雜劑種類是硼，其可以以例如1019個原子/cm3的濃度被引入到硅中。其他可能的摻雜劑包括磷和砷(盡管這些及其他η型摻雜劑需要P型摻雜劑不需要的在蝕刻期間的照明處理)。
[0027]依賴于電化學(xué)蝕刻作為溝道創(chuàng)建技術(shù)的本發(fā)明的實施例具有另一理由將摻雜劑引入到要從其制作多孔結(jié)構(gòu)的材料中。在硅和HF蝕刻劑被涉及的情況下，認(rèn)為高電場在缺陷處以及在孔的尖端處吸引空穴，這有助于硅與來自蝕刻劑的氟之間的反應(yīng)。認(rèn)為該過程涉及液體形式的SiF4分子的形成。SiF4被拉遠(yuǎn)且最終從溝道中被洗出，留下鍵合到側(cè)壁的氫原子并且還形成H2，H2然后作為氣體冒泡離開。一些氫原子保留；這些與剩余的硅原子鍵合。與以各向同性方式橫向擴充(這將在不形成溝道的情況下簡單地拋光表面)相對，該過程向下蝕刻溝道(各向異性地)。下文闡述了如最佳理解的附加細(xì)節(jié)(盡管必須要說的是，多孔硅形成的機制的精確細(xì)節(jié)至少在某些程度上仍然不清楚)。
[0028]概括而言，在溝道形成期間，半導(dǎo)體的直接溶解幾乎始終與氧化外加氧化物的后續(xù)溶解競爭。因此，蝕刻劑(例如，HF)必須能夠溶解氧化物。溶解反應(yīng)以及由此在半導(dǎo)體中的溝道形成的第二個先決條件是電子空穴的可用性。與水性HF溶液接觸的硅表面變得氫飽和、電子空穴耗盡，且相對于電解質(zhì)而言趨于化學(xué)惰性(這在蝕刻處理期間保護溝道側(cè)壁)。如果電壓被施加于電極，則硅晶片中存在的空穴開始朝硅電解質(zhì)界面遷移。在界面處，空穴移除一個硅鍵，且由此使一個硅原子對于與電解質(zhì)的相互作用更易受影響。最終，硅原子被轉(zhuǎn)移至溶液中。電極分解成具有最優(yōu)電流密度的區(qū)域，并且溝道被形成在幾乎沒有電流密度的區(qū)域中。根據(jù)不同的模型，溝道生長的啟動可以在微腔、結(jié)構(gòu)缺陷、機械應(yīng)變區(qū)域或者表面勢場的局部擾動處開始。
[0029]再次參照圖1和2，能量存儲結(jié)構(gòu)100還包括(在圖1中圖示的實施例中)多孔結(jié)構(gòu)的至少一部分上以及溝道111和/或溝道121中的至少一些中的導(dǎo)電涂層140。為了維持或增強多孔結(jié)構(gòu)的傳導(dǎo)性，這樣的導(dǎo)電涂層可能是必要的，維持或增強多孔結(jié)構(gòu)的傳導(dǎo)性還可以降低ESR，由此改進性能。例如，具有較低ESR的設(shè)備能夠輸送較高的功率(這可以在更大加速度、更多馬力等方面得到證明)。相比之下，較高ESR(在典型電池內(nèi)部通常普遍存在的狀況)限制了可用能量的量，這至少部分地歸因于許多能量作為熱量而被浪費的事實，這是長期性能和安全二者的關(guān)鍵考慮。
[0030]在圖1和2中圖示的是電解質(zhì)150，其引起EDL，如上文所解釋的。電解質(zhì)150(以及本文描述的其他電解質(zhì))在附圖中使用隨機布置的圓加以表示。該表示意圖傳達這樣的思想:電解質(zhì)是包含自由離子電荷載流子的物質(zhì)(液體或固體，包括凝膠狀材料)。這些圓是為了方便而選擇的，而不意圖暗示關(guān)于電解質(zhì)成分或質(zhì)量的任何限制，包括針對離子電荷載流子的大小、形狀或數(shù)量的任何限制。
[0031]在引入電解質(zhì)150之后，雙電層被形成在多孔結(jié)構(gòu)的溝道內(nèi)，如在圖3中示意性地描繪的。在該圖中，雙電層330已經(jīng)被形成在溝道111之一內(nèi)。EDL 330由兩種成分構(gòu)成:溝道111的側(cè)壁的電荷(在圖3中被描繪為正號，但是其在其他實施例中可以是負(fù)號);以及電解質(zhì)中的自由離子電荷載流子。EDL 330因此提供了電荷的分離，為了使電容器起作用，這是必要的。如之前所解釋的，EDL電容器的大電容以及由此的能量存儲電勢的出現(xiàn)部分地歸因于電解質(zhì)離子電荷載流子與電極表面電荷之間的較小(約I納米(nm))分離距離。
[0032]應(yīng)當(dāng)注意的是，圖1和圖2對多孔結(jié)構(gòu)的描繪是高度理想化的，其中，僅舉一個示例，所有溝道111和121被示出為僅垂直延伸。在現(xiàn)實中，溝道可以在多個方向上岔開以創(chuàng)建纏結(jié)無序的圖案，其可以看起來像在圖4a和4b中示出的多孔結(jié)構(gòu)之類的東西。
[0033]圖4a和4b分別是多孔結(jié)構(gòu)400 (在該情況中，多孔硅)的表面和橫截面切片的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像。如所圖示的那樣，多孔結(jié)構(gòu)400包含多個溝道411。應(yīng)當(dāng)理解的是，溝道411很可能沿著它們的長度而扭曲且轉(zhuǎn)向，使得單個溝道可以具有垂直和水平部分二者以及既不完全垂直也不完全水平但落在中間某處的部分。應(yīng)注意的是，在圖4b中，溝道延伸靠近但不完全到達蝕刻后的結(jié)構(gòu)的底部，因此將未蝕刻的硅的層402留在溝道下方。在一個實施例中，未蝕刻的層402充當(dāng)多孔結(jié)構(gòu)400的支撐結(jié)構(gòu)(以及未示出的對應(yīng)能量存儲設(shè)備的支撐結(jié)構(gòu))，且因此是支撐結(jié)構(gòu)102的等同物。
[0034]如上文所提及的，EDLC的能量存儲機制一般歸因于當(dāng)電壓被施加于系統(tǒng)時在電極/電解質(zhì)界面處雙電荷層的形成。本發(fā)明的實施例尋求通過下述操作來改進能量存儲能力，甚至超過EDLC能夠提供的能量存儲能力:以EDLC框架開始(例如，使用如本文描述的多孔硅或另一多孔半導(dǎo)體材料)并且將實現(xiàn)基本上更大的能量存儲能力的高級功能構(gòu)建到該框架上。其他益處也是可能的。例如，與電池等相比，增強的能量存儲隨高的可實現(xiàn)的功率密度而出現(xiàn)，使得電化學(xué)電容器能夠針對諸如微處理器中的渦輪模式(舉一個示例)之類的應(yīng)用提供高功率。
[0035]本發(fā)明的實施例利用諸如可替代離子種類之類的方法來增強可存儲在雙層和/或設(shè)備架構(gòu)中的電荷的量，該設(shè)備架構(gòu)依賴于在電極或電解質(zhì)中電荷存儲的感應(yīng)電流反應(yīng)。作為示例，各種實施例將多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與贗電容器或混合電化學(xué)電容器電池技術(shù)進行組合，所述多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與硅或其他半導(dǎo)體工藝技術(shù)相兼容。一些實施例涉及贗電容膜的使用，其涂覆多孔電極中的一個或全部兩個。其他實施例涉及含電解質(zhì)的金屬離子的使用，該金屬離子可以在兩個納米結(jié)構(gòu)化電極的表面(非體)之間交換。其他實施例涉及電解質(zhì)的使用，這些電解質(zhì)一起構(gòu)成氧化還原系統(tǒng)，使得可以使用可逆的氧化還原化學(xué)過程將電荷存儲在電解質(zhì)溶液中。在下文中更加詳細(xì)地描述了這些實施例，其中每個實施例可以與其他實施例中的任一個或全部兩個結(jié)合使用。
[0036]圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施例的能量存儲設(shè)備500的部分的橫截面視圖。能量存儲設(shè)備500類似于圖1和2的能量存儲結(jié)構(gòu)100且與其共享許多特性，但以更大比例示出以便更清楚地示出將在下文中討論的某些結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。
[0037]如圖5中所示，能量存儲設(shè)備500包括通過分離件530 (等同于能量存儲結(jié)構(gòu)100的分離件130)分離的多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)510 (等同于能量存儲結(jié)構(gòu)100的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)110)和多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)520 (等同于能量存儲結(jié)構(gòu)100的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)120)。多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)510包括多個溝道511 (僅示出了其中的一個)，多個溝道511包含電解質(zhì)514，并且多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)520包括多個溝道521，多個溝道521包含電解質(zhì)524。
[0038]電解質(zhì)514和524之一或二者可以包括非水系電解質(zhì)，其在某些實施例中可以是有利的，因為非水系電解質(zhì)可以去往更高電壓且可以因此有助于增加可由能量存儲設(shè)備500存儲的能量的量(因為電容器的能量與其電壓的平方成比例)。也可以使用其他類型的電解質(zhì)，包括上文公開的那些電解質(zhì)中的任一個。
[0039]在一些實施例中，第一和第二電解質(zhì)至少之一包含多個金屬離子，諸如鋰離子(Li+)、鈉離子(Na+)和/或氟離子(F-)等(在圖5中由點516指示)。這將實現(xiàn)將能量存儲在高表面積架構(gòu)的表面上的非感應(yīng)電流反應(yīng)。所得到的設(shè)備可以被設(shè)想為EDLC和金屬離子電池的組合，其中，在材料的表面上(而非在體中)捕捉金屬離子以存儲電荷。金屬離子通過電解質(zhì)遷移到納米結(jié)構(gòu)化陰極，進入孔并到達陰極內(nèi)部的表面，而不必經(jīng)受固態(tài)插層。這實現(xiàn)了比對于EDLC真實存在的高得多的能量密度和比能，且還實現(xiàn)了非常高的功率密度(基于高表面積的材料容納大量金屬離子的能力(與扁電池的體可比較))，且在保留使用多孔硅(或如本文公開的其他材料)對于常規(guī)EDLC的所有益處的同時給出了逼近EDLC的壽命的顯著更長壽命的承諾(即，幾十萬到幾百萬個循環(huán)，假設(shè)優(yōu)化的設(shè)備性能)。
[0040]為了確保理想的長期的循環(huán)行為，多孔電極可以在一些實施例中涂覆有鈍化勢壘(在下文中進一步描述)，以便防止金屬插層和/或保護半導(dǎo)體材料免受氧化。在不存在這樣的勢壘的情況下，電極可能結(jié)束時為金屬插層陽極，其具有極低的固態(tài)擴散速率和差的可循環(huán)性。在材料的體中存儲鋰離子或其他金屬離子意味著:離子必須在再充電期間離開陰極的內(nèi)部并最終進入陽極的體，且在放電期間反過來。如下文進一步描述的，將ALD用作處理電極表面的技術(shù)可以實現(xiàn)對小金屬離子吸收的優(yōu)化以最大化這樣的設(shè)備的能量密度。
[0041]贗電容也可以源自電解質(zhì)溶液中的氧化還原反應(yīng)。相應(yīng)地，在一些實施例中，電解質(zhì)514和524被選擇為使得它們合在一起包括氧化還原系統(tǒng),這意味著:電解質(zhì)以電子可以在它們之間可逆地交換的這種方式彼此相互作用(因此允許能量被存儲在電解質(zhì)內(nèi))。氧化還原系統(tǒng)的一個不例涉及第一電解質(zhì)(即，514或524)和第二電解質(zhì),第一電解質(zhì)是堿性金屬碘化物水溶液，第二電解質(zhì)是氧釩溶液。
[0042]電化學(xué)電容器可以包括雙電層電容和氧化還原(或者更一般地，電子轉(zhuǎn)移)反應(yīng)(贗電容)二者，它們一起作為電荷存儲機制。為了利用這一點，能量存儲設(shè)備500還包括多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)510和520至少之一上的膜535 (在所說明的實施例中，膜在二者上)，膜535包括能夠展示可逆電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)的材料。這樣的材料的存在使能量存儲設(shè)備500成為贗電容器。膜535起作用以存儲結(jié)晶沉積材料的不同氧化狀態(tài)之間的可逆感應(yīng)電流反應(yīng)中的電荷。
[0043]如上文所提及的，贗電容材料通過高度可逆表面電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)來存儲能量。如果將這樣的材料放置到EDLC上，則所得到的贗電容器從兩種類型的能量存儲均獲益——除電子轉(zhuǎn)移存儲外還有雙電層存儲。該組合產(chǎn)生了這兩種類型的設(shè)備的益處。例如，EDLC中的高度可逆靜電電荷存儲不產(chǎn)生通常伴隨電池中的有效質(zhì)量的氧化還原反應(yīng)的體積改變，因為電荷被存儲在表面上。此外，在贗電容器中，體積改變小，因為活性材料被涂覆在高表面積結(jié)構(gòu)上的薄結(jié)晶膜中。體電極系統(tǒng)中的這樣的體積改變是電池的有限循環(huán)壽命(一般為數(shù)百到幾千循環(huán))的主要起因，該主要起因歸因于跨裂縫的電荷運送中的難度，該裂縫發(fā)展以減輕在適度數(shù)量的充電-放電循環(huán)之后體結(jié)晶膜中的應(yīng)力。本發(fā)明的實施例的EDLC和贗電容器系統(tǒng)實現(xiàn)了十萬到百萬循環(huán)范圍內(nèi)的預(yù)期設(shè)備可循環(huán)性。
[0044]在一些實施例中，膜535的材料是傳導(dǎo)聚合物，諸如聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩等等。在其他實施例中，材料可以包括氮化物、碳化物、氧化物、硅化物、硼化物、硼硅化物、磷化物、硼磷化物、硫化物等。氮化物可以包括鈦、釩、鈮、鉭、鑰、鎢、鉻、釩鈦以及鈦鋁的氮化物。碳化物可以包括鈦、鋯、鉿、釩、鈮、鉭、鑰、鎢的碳化物以及任何其他傳導(dǎo)金屬氮化物或碳化物，包括碳氮化物。硅化物和硼硅化物可以包括鈦、鋯、鉿、鎳以及鈷的硅化物或硼硅化物。磷化物和硼磷化物可以包括鐵、釕、鈷和鎳的磷化物和硼磷化物。氧化物可以包括釕、鉛、銥、鈷、錳、鑰、鎢、鎳、鈮、釩、鉻以及碳/過渡金屬合成物的氧化物。在每種情況中，膜535與其相關(guān)聯(lián)的多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)可以被形成在硅或任何其他合適材料中，包括本文公開的半導(dǎo)體(或其他)材料中的任一種。
[0045]過渡金屬氮化物和碳化物是作為電化學(xué)電容器的電極材料的有前景的候選，這歸因于它們在水系電解質(zhì)中的高電子傳導(dǎo)性和電化學(xué)穩(wěn)定性。較高電容是經(jīng)由羥基鍵合通過一系列可逆氧化還原反應(yīng)來實現(xiàn)的，羥基鍵合被限制于下層傳導(dǎo)氮化物的表面上的幾個原子氧化層。KOH中的VN和H2S04中的Mo2N示出由于它們的1.2V和0.8V的相對大穩(wěn)定性窗口(見表1)導(dǎo)致的特定承諾。釩展示出許多氧化狀態(tài)，且可以使用釩酰胺TDEAV [四(二乙基氨)釩]和氨氣作為前驅(qū)物、利用ALD而沉積。對于高縱橫比，諸如VC14之類的高蒸氣壓前驅(qū)物(例如，在20°C處具有6托的蒸氣壓)將是更優(yōu)選的，其中NH3作為共反應(yīng)劑。

【權(quán)利要求】
1.一種能量存儲設(shè)備，包括: 第一多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其包括第一多個溝道，所述第一多個溝道包含第一電解質(zhì)；第二多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其包括第二多個溝道，所述第二多個溝道包含第二電解質(zhì)；以及所述第一多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和所述第二多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)至少之一上的膜，所述膜包括能夠展示可逆電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)的材料。
2.如權(quán)利要求1所述的能量存儲設(shè)備，其中: 所述第一多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和所述第二多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)被形成在從由以下各項構(gòu)成的組中選擇的材料中:硅、鍺、SiC、GaAs和InP。
3.如權(quán)利要求1所述的能量存儲設(shè)備，其中: 所述材料是能夠通過原子層沉積而沉積的材料。
4.如權(quán)利要求1所述的能量存儲設(shè)備，其中: 所述材料是傳導(dǎo)聚合物。
5.如權(quán)利要求1所述的能量存儲設(shè)備，其中: 所述材料包括氮化物、碳化物、氧化物、硅化物、硼化物、硼硅化物、磷化物或硼磷化物。
6.如權(quán)利要求5所述的能量存儲設(shè)備，其中: 所述氮化物是鈦、釩、鈮、鉭、鑰、鎢、鉻、釩鈦或鈦鋁的氮化物； 所述碳化物是鈦、鋯、鉿、釩、鈮、鉭、鑰或鎢的碳化物； 所述硅化物或硼硅化物是鈦、鋯、鉿、鎳或鈷的碳化物或硼硅化物； 所述磷化物或硼磷化物是鐵、釕、鈷或鎳的磷化物或硼磷化物；以及 所述氧化物是釕、鉛、碳/過渡金屬合成物、銥、鈷、錳、鑰以及鎢的氧化物。
7.如權(quán)利要求1所述的能量存儲設(shè)備，其中: 所述第一電解質(zhì)和所述第二電解質(zhì)至少之一包括非水系電解質(zhì)。
8.如權(quán)利要求1所述的能量存儲設(shè)備，其中: 所述第一電解質(zhì)和所述第二電解質(zhì)合在一起包括氧化還原系統(tǒng)。
9.如權(quán)利要求1所述的能量存儲設(shè)備，其中: 所述第一電解質(zhì)和所述第二電解質(zhì)至少之一包含多個金屬離子；以及所述能量存儲設(shè)備還包括勢壘層，所述勢壘層涂覆所述第一多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和所述第二多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)至少之一。
10.如權(quán)利要求9所述的能量存儲設(shè)備，其中: 所述金屬離子包括鋰、鈉和氟至少之一的離子。
11.如權(quán)利要求9所述的能量存儲設(shè)備，其中: 所述勢壘層包括TiN、釕、鎢、銅以及高k氧化物中的一個或多個。
12.一種能量存儲設(shè)備，包括: 第一多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其包括第一多個溝道，所述第一多個溝道包含第一電解質(zhì)；以及第二多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其包括第二多個溝道，所述第二多個溝道包含第二電解質(zhì)，其中所述第一電解質(zhì)和所述第二電解質(zhì)至少之一包含多個金屬離子。
13.如權(quán)利要求12所述的能量存儲設(shè)備，其中: 所述第一多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和所述第二多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)被形成在從由以下各項構(gòu)成的組中選擇的材料中:硅、鍺、SiC、GaAs和InP。
14.如權(quán)利要求12所述的能量存儲設(shè)備，其中: 所述金屬離子包括鋰、鈉和氟至少之一的離子。
15.如權(quán)利要求12所述的能量存儲設(shè)備，其中: 所述第一電解質(zhì)和所述第二電解質(zhì)至少之一包括非水系電解質(zhì)。
16.如權(quán)利要求12所述的能量存儲設(shè)備，還包括: 勢壘層，所述勢壘層涂覆所述第一多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和所述第二多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)至少之
O
17.如權(quán)利要求16所述的能量存儲設(shè)備，其中: 所述勢壘層包括TiN、釕、鎢、銅以及高k氧化物中的一個或多個。
18.如權(quán)利要求12所述的能量存儲設(shè)備，其中: 所述第一電解質(zhì)和所述第二電解質(zhì)合在一起包括氧化還原系統(tǒng).一種能量存儲設(shè)備，包括: 第一多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其包括第一多個溝道，所述第一多個溝道包含第一電解質(zhì)；以及第二多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其包括第二多個溝道，所述第二多個溝道包含第二電解質(zhì)，其中所述第一電解質(zhì)和所述第二電解質(zhì)合在一起包括氧化還原系統(tǒng)。
19.如權(quán)利要求O所述的能量存儲設(shè)備，其中: 所述第一多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和所述第二多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)被形成在從由以下各項構(gòu)成的組中選擇的材料中:硅、鍺、SiC、GaAs和InP。
20.如權(quán)利要求O所述的能量存儲設(shè)備，其中: 所述第一電解質(zhì)和所述第二電解質(zhì)至少之一包括非水系電解質(zhì)。
21.如權(quán)利要求O所述的能量存儲設(shè)備，其中: 所述第一電解質(zhì)和所述第二電解質(zhì)至少之一包含多個金屬離子；以及所述能量存儲設(shè)備還包括勢壘層，所述勢壘層涂覆所述第一多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和所述第二多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)至少之一。
22.如權(quán)利要求21所述的能量存儲設(shè)備，其中: 所述金屬離子包括鋰、鈉和氟至少之一的離子。
23.如權(quán)利要求21所述的能量存儲設(shè)備，其中: 所述勢壘層包括TiN、釕、鎢、銅以及高k氧化物中的一個或多個。
24.—種移動電子設(shè)備,包括: 夕卜殼; 所述外殼內(nèi)的集成電路管芯；以及 所述外殼內(nèi)且與所述集成電路管芯相關(guān)聯(lián)以便能夠給所述集成電路管芯提供能量的能量存儲設(shè)備，其中，所述能量存儲設(shè)備包括: 第一多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其包括第一多個溝道，所述第一多個溝道包含第一電解質(zhì)； 第二多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其包括第二多個溝道，所述第二多個溝道包含第二電解質(zhì)；以及 以下各項中至少之一成立: 所述移動電子設(shè)備還包括所述第一多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和所述第二多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)至少之一上的膜，所述膜包括能夠展示可逆電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)的材料； 所述第一電解質(zhì)和所述第二電解質(zhì)至少之一包含多個金屬離子；以及 所述第一電解質(zhì)和所述第二電解質(zhì)合在一起包括氧化還原系統(tǒng)。
25.如權(quán)利要求24所述的移動電子設(shè)備，其中: 所述第一多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和所述第二多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)被形成在從由以下各項構(gòu)成的組中選擇的材料中:硅、鍺、SiC、GaAs和InP。
26.如權(quán)利要求24所述的移動電子設(shè)備，其中: 所述第一電解質(zhì)和所述第二電解質(zhì)至少之一包括非水系電解質(zhì)。
27.一種制造能量存儲設(shè)備的方法，所述方法包括: 提供第一多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其包括第一多個溝道，所述第一多個溝道包含第一電解質(zhì)； 提供第二多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其包括第二多個溝道，所述第二多個溝道包含第二電解質(zhì)；以及 在所述第一多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和所述第二多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)至少之一上沉積膜，所述膜包括能夠展示可逆電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)的材料。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其中: 提供第一多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和提供第二多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括:提供被形成在從由以下各項構(gòu)成的組中選擇的材料中的第一和第二多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu):硅、鍺、SiC、GaAs和InP。
29.如權(quán)利要求27所述的方法，其中: 沉積膜包括使用ALD技術(shù)。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，其中: 所述膜包括氮化釩；以及 所述ALD技術(shù)是使用TDEAV和氨或肼作為前驅(qū)物來執(zhí)行的。
31.如權(quán)利要求29所述的方法，其中: 所述膜包括氮化釩；以及 所述ALD技術(shù)是使用VCl4和NH3或肼作為前驅(qū)物來執(zhí)行的。
32.如權(quán)利要求29所述的方法，其中: 所述膜包括氮化釩鈦；以及 所述ALD技術(shù)是使用VC14、TiCl4和NH3或肼作為前驅(qū)物來執(zhí)行的。
33.如權(quán)利要求29所述的方法，其中: 所述膜包括RuO2;以及 所述ALD技術(shù)是使用有機釕化合物和O2作為前驅(qū)物來執(zhí)行的。
34.如權(quán)利要求27所述的方法，還包括: 向所述第一電解質(zhì)和所述第二電解質(zhì)至少之一提供多個金屬離子；以及在沉積膜之前在所述第一多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和所述第二多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)至少之一上沉積勢壘層。
35.如權(quán)利要求34所述的方法，其中: 沉積勢壘層包括使用ALD技術(shù)。
36.如權(quán)利要求27所述的方法，還包括: 選擇所述第一電解質(zhì)和所述第二電解質(zhì)使得它們合在一起包括氧化還原系統(tǒng)。
37.一種制造能量存儲設(shè)備的方法，所述方法包括: 提供第一多孔結(jié)構(gòu)，其包括第一多個溝道，所述第一多個溝道包含第一電解質(zhì)； 提供第二多孔結(jié)構(gòu)，其包括第二多個溝道，所述第二多個溝道包含第二電解質(zhì)；以及使用ALD技術(shù)在所述第一多孔結(jié)構(gòu)和所述第二多孔結(jié)構(gòu)至少之一上沉積膜，所述膜包括能夠展示可逆電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)的材料。
38.如權(quán)利要求37所述的方法，其中: 提供第一多孔結(jié)構(gòu)和提供第二多孔結(jié)構(gòu)包括:提供以碳形成的第一和第二多孔結(jié)構(gòu)。
39.如權(quán)利要求37所述的方法，還包括: 向所述第一電解質(zhì)和所述第二電解質(zhì)至少之一提供多個金屬離子；以及 在沉積膜之前在所述第一多孔結(jié)構(gòu)和所述第二多孔結(jié)構(gòu)至少之一上沉積勢壘層。
40.如權(quán)利要求39所述的方法，其中: 沉積勢壘層包括使用ALD技術(shù)。
41.如權(quán)利要求37所述的方法，還包括: 選擇所述第一電解質(zhì)和所述第二電解質(zhì)使得它們合在一起包括氧化還原系統(tǒng)。
【文檔編號】H01G4/005GK104170037SQ201280071862
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月25日
【發(fā)明者】D.S.加德納, C.平特, S.B.克倫德寧 申請人:英特爾公司