详情

原文传递纳米孔阱结构和方法

专利名称：	纳米孔阱结构和方法
摘要：	纳米孔电池可包括在阱底部处具有工作电极的阱。阱可以形成在介电层内，其中阱的侧壁可以由涂覆介电层的壁的电介质或其他材料形成。具有不同疏水性和亲水性的各种材料可用于提供所需的电池性能。纳米孔电池中的纳米孔可以插入在阱上形成的膜中。可以使用各种技术来提供例如用于形成阱的材料和方法所需的形状和其他性质。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	瑞士;CH
申请人：	豪夫迈·罗氏有限公司
发明人：	区永基;R.L.西瑟洛;陈国钧;J.福斯特;黄焕岱;P.帕瓦兰德;K.A.亨内
专利状态：	有效
申请日期：	2018-03-14T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-25T00:00:00+0800
申请号：	CN201880018098.X
公开号：	CN110383065A
代理机构：	中国专利代理(香港)有限公司
代理人：	张一舟;谭祐祥
分类号：	G01N33/487(2006.01);G;G01;G01N;G01N33
申请人地址：	瑞士巴塞尔
主权项：	1.纳米孔电池，包括：衬底；设置成覆盖衬底顶部的导电层；覆盖导电层的第一介电层，该第一介电层具有暴露导电层的一部分的开口；设置在第一介电层的开口中的电极层，该电极层具有在第一介电层上延伸的悬垂部分；第二介电层，该第二介电层设置在第一介电层上；在所述第二介电层中的腔，所述腔暴露所述电极层的至少一部分，所述腔包括在所述电极的悬垂部分上方的所述第二介电层的底切部分；以及由腔形成的阱，该阱具有由电极层的顶表面形成的底部基底和由第二介电层形成的阱侧壁。 2.根据权利要求1所述的纳米孔电池，其中电极层包括多孔TiN（氮化钛）。 3.根据权利要求1所述的纳米孔电池，其中所述第二介电层包括聚酰亚胺或有机材料。 4.根据权利要求1所述的纳米孔电池，其中所述第一介电层包括氧化物层。 5.一种纳米孔电池，包括：衬底；设置在衬底的顶部中的导电层；设置在导电层上的电极层；设置在电极层上的介电层；在介电层中的腔，腔暴露电极层的一部分；以及在腔中形成的阱中，阱具有由介电层形成的阱侧壁和在电极层的暴露部分上的阱底部；其中介电层的顶表面和阱侧壁之间的拐角表征为曲率半径r，并且介电层的顶表面和阱侧壁之间的角度表征为角度θ。 6.根据权利要求5所述的纳米孔电池，其中所述阱侧壁具有凹角轮廓，所述凹角轮廓优选为凹形的。 7.根据权利要求5所述的纳米孔电池，其中所述阱底部是亲水性的并且所述阱侧壁是疏水性的。 8.根据权利要求5所述的纳米孔电池，其中所述阱底部是亲水性的，所述阱侧壁的下部是亲水性的，并且所述阱侧壁的上部是疏水性的。 9.根据权利要求5所述的纳米孔电池，其中所述阱底部是亲水性的，所述阱侧壁是亲水性的，并且所述介电层的顶表面是疏水性的。 10.根据权利要求5所述的纳米孔电池，其中所述阱侧壁具有凹角轮廓，其中所述阱底部是亲水性的并且所述阱侧壁是疏水性的。 11.根据权利要求5所述的纳米孔电池，其中所述电极层延伸以覆盖所述阱侧壁的下部。 12.一种用于形成纳米孔电池的方法，包括：提供装置结构，其包括：设置在衬底的顶部中的导电层；覆盖导电层的第一介电层；以及多孔电极层，其设置在第一介电层的开口中的导电层上；在多孔电极层上形成牺牲层，多孔电极层优选为TIN层；在牺牲层上形成第二介电层；去除第二介电层的一部分以形成腔以暴露牺牲层的一部分；去除牺牲层的暴露部分以暴露多孔TiN电极层的一部分以形成阱；其中，阱包括由多孔TiN电极层的顶表面形成的底部基底和由第二介电层形成的阱侧壁，由此防止多孔TiN电极层在形成阱期间接触第二介电层。 13.一种用于形成纳米孔电池的方法，包括：提供具有设置在衬底顶部中的导电层的衬底；在导电层上形成电极层；在电极层上形成第一介电层；图案化第一介电层以形成牺牲性结构，该牺牲性结构具有比其顶表面更宽的基底；在围绕牺牲性结构的电极层上形成第二介电层；以及去除牺牲性结构以形成包括电极层的底部基底和第二介电层的阱侧壁的阱，阱侧壁具有凹角轮廓。 14.一种纳米孔电池，包括：衬底；设置在衬底的顶部中的导电层；设置在导电层上的电极层；设置在电极层上的介电层；在介电层中的腔，腔暴露电极层的一部分；以及由电极层的暴露部分上的腔形成的阱，该阱具有作为底部基底的电极层的暴露部分，以及从顶部开口延伸到底部基底的形成凹角轮廓的侧壁，其中底部基底比顶部开口更宽。 15.一种用于形成纳米孔电池的方法，包括：形成覆盖衬底的导电层；在导电层上形成第一电介质，暴露导电层的一部分的第一介电层中的开口；在第一介电层上形成多孔电极，在第一介电层的开口中暴露的导电层的部分；在多孔电极上形成第二介电层；在第二介电层中形成腔以形成阱，其中多孔电极形成阱的底部；以及利用包括硝酸和HF的混合物暴露电极以增加电极中的孔隙率。
所属类别：	发明专利