具有一个或者更多个可限定层的层式阻挡物结构和方法

专利名称：具有一个或者更多个可限定层的层式阻挡物结构和方法
技术领域：
本发明涉及一种固态储能器件和这些器件与被封装的电路的集成。更具体地说，本发明涉及一种给不同的设备提供环境阻挡物的方法和系统，例如具有诸如锂电池的固态薄膜储能器件和其他器件的设备，其中所述阻挡物包括光可限定(photodefinable)材料，和/或者通过所述光可限定材料所限定(defined)。
背景技术：
电子设备已经被应用到许多便携式设备，如电脑、移动电话、跟踪系统和扫描器等中。便携式设备的一个缺点是需要包括给它供电的电源。便携设备通常使用电池作为电源。电池必须具有足够的容量以能够来给所述装置供电至少所述装置在使用时的时间长度。足够的电池容量可能导致与所述其余的装置相比时电源非常重或者非常大。换言之，当前的电池通常非常大并且不能并入小的封装中。需要可以被形成而用在与电子设备集成的小封装中的小电池。
当今大多数电池相当贵。结果，经济因素阻止了电池的广泛应用。换言之，当前，零售商很少考虑提供电池作为与许多物品相关的封装的一部分。通常，电池可作为船运产品的部分而非作为封装的部分来提供的。
对于特定类型的电池化学，由于有害的环境物质(例如氧和/或者水蒸汽)而存在质量下降的问题。
这样，进一步需要可靠的、具有较长储藏寿命并可以便宜和大规模制造的电池。进一步地，仍然需要更小和更轻的、具有足够的储能的电池(即，电源)，所述电池可以与电子设备一起封装，来实现至少一个功能。也需要可以从非毒性材料制造的电池。也需要改进对有害的环境物质的密封。

发明内容
本发明提供一种环境阻挡物(environmental barrier)(即，对例如氧气、水蒸汽、氮气或者二氧化碳或者对例如锂或者锂化合物的、器件中的特定化合物有害的其他物质的阻挡物)。所述阻挡物可选地对于提供或者用作导体或者其他电路部件有用，例如在具有薄膜电池(例如包括锂或者锂化合物的薄膜电池)的电路中的电容器、电感或者其他器件，其连接到电子芯片。
在一些实施例中，本发明提供了一种系统，包括衬底，与衬底连接的电路，和与衬底连接、并与电路连接的薄膜电池。该薄膜电池给电路供电。在一些实施例中，环境阻挡物被沉积作为交替的层，至少所述层中的一个提供了平滑、平面化和/或平整(leveling)物理配置功能，至少所述层中的另外一个提供扩散阻挡功能。在一些实施例中，提供物理配置功能的层包括光致抗蚀、光可限定、能量可限定和/或者可掩模化(maskable)的层，其中可限定指的是横向范围(lateral extent)可限定(即，以尺寸、面积和/或者形状的范围)。在一些实施例中，物理配置层是电介质。在一些实施例中，扩散阻挡层包括电介质。在其它实施例中，扩散阻挡层包括金属。
因此，本发明提供了一种设备以及制造和使用所述设备的方法。通常，所述设备利用锂离子从一个电极到另外一个电极的运动，从而产生电流。在一些实施例中，所述设备可以用作电池。在一个实施例中，所述电池被溅射或者作为膜形成到所述衬底上，所述电路被形成在电池上。在另外一个实施例中，电路被溅射或者作为膜形成到所述衬底上，电池被溅射或者作为层或者膜被形成到所述电路上。所述电路和电池通过具有一个或者更多个可限定的层的层式阻挡物结构而从环境污染物密封。在一些实施例中，一个或者更多个可限定层包括一个或者更多个物理配置层和一个或者更多个扩散阻挡层。例如，一些实施例包括物理配置层，所述物理配置层包括用于在被密封的区域之上(例如在固态锂电池之上)平滑和平整(level)的光刻胶材料。在一些这样的实施例中，光刻胶也在所述器件的其他区域之上提供了光可限定的掩模功能，允许导电接触部(conductive contacts)根据需要可选地放置。对于扩散阻挡层，一些实施例使用了铝金属材料和/或者氧化硅材料。在一些实施例中，金属和电介质的交替层被用于提供功能电路部件，例如电容器，以及提供用于下面的部件的扩散阻挡物。
在一些实施例中，粘合剂连接到衬底，其中密封系统被可粘附地连接到一些物体或者器件。例如，射频电池操作跟踪标识可以连接到封装上，用于在装运期间进行跟踪。
有利地，在一些实施例中，所述系统包括一个或者更多个电池和可选的器件，从而使能或者激活电池，可以形成电路并在膜上用环境阻挡物密封，并放在小的封装或者产品中。此外，电池、激活(activation)器件和电路可以被形成在其上具有形成有粘合剂的柔性片上，这样所述封装主要是标识(label)，所述标识可以被放在所述封装的外部上，或者与产品封装一起放置或者被放置在产品或者器件上。完整的系统也可以被并入到一个产品或者器件上，从而控制所述器件的一方面，或者记录关于产品或者器件的信息。
在一些实施例中，利用包括多个被沉积的层对的层式结构，每一对包括具有低气体渗透速率(gas-transmission rate)(例如小于每天每平方米0.1ml)的物理配置层和阻挡物层。在一些实施例中，这样的具有几对层的层式结构对于将透气减小至对于减小了与电池中的材料或者其他密封的部件的腐蚀和其他有害反应的水平(即，至低于渗透速率确定工具的检测限度之下的水平)是有效的。
在一些实施例中，整个系统是便宜的。结果，这些系统在较广的基础上可支付得起地得到使用。结果，制造商、批发商、甚至零售商可以提供这样的系统，所述系统连接到器件或者作为与许多器件或者产品相关联的封装的一部分。此外，这些系统轻且提供足够的能量存储，从而实现至少一个功能。所述系统从非毒性材料制造，这样当与产品或者器件一起使用时不会产生危险。


图1A是具有根据如所制造的本发明的环境阻挡物的储能器件100A的剖视图；图1B是在被充电之后、具有根据本发明的环境阻挡物的储能器件100B的剖视图；图1C是对应图1B的设备100B的示意图100C；图1D是使用在一些实施例中的设备190的剖视图，以通过固体可渗透电解保护层电镀锂来形成阳极(anode)；图2A是具有根据本发明的环境阻挡物的储能器件200A的剖视图；图2B是具有根据本发明的环境阻挡物的储能器件200B的剖视图；图2C是具有根据本发明的环境阻挡物的储能器件200C的剖视图；图2D是具有多层环境阻挡物的储能器件200D的剖视图；图2E是具有多层环境阻挡物的储能器件200E的剖视图；图2F是具有多层环境阻挡物的储能器件200F的剖视图；图3A是在制造的过程中具有平面化环境阻挡物的储能器件300A的剖视图；图3B是在制造的过程中具有平面化环境阻挡物的储能器件300B的剖视图；图3C是在制造的过程中具有平面化环境阻挡物的储能器件300C的剖视图；图4A是具有平面化多层环境阻挡物的储能器件400A的剖视图；图4B是具有平面化多层环境阻挡物的储能器件400B的剖视图；图4C是具有平面化多层环境阻挡物的储能器件400C的剖视图；图5A是具有在制造的过程的早期、包括光可限定部分的环境阻挡物的储能器件500A的剖视图；图5B是具有在制造的过程的早期、包括光可限定部分的环境阻挡物的储能器件500B的剖视图；图5C是具有在制造的过程的早期、包括光可限定部分的环境阻挡物的储能器件500C的剖视图；图6A是具有在制造的过程的稍后、包括光可限定部分的环境阻挡物的储能器件600A的剖视图；图6B是具有在制造的过程的稍后、包括光可限定部分的环境阻挡物的储能器件600B的剖视图；图6C是具有在制造的过程的稍后、包括光可限定部分的环境阻挡物的储能器件600C的剖视图；图7A是具有在制造的过程的更稍后、包括光可限定部分的环境阻挡物的储能器件700A的剖视图；图7B是具有在制造的过程的更稍后、包括光可限定部分的环境阻挡物的储能器件700B的剖视图；图7C是具有在制造的过程的更稍后、包括光可限定部分的环境阻挡物的储能器件700C的剖视图；图8A是具有在制造的过程的再稍后、包括光可限定部分的环境阻挡物的储能器件800A的剖视图；图8B是具有在制造的过程的再稍后、包括光可限定部分的环境阻挡物的储能器件800B的剖视图；图8C是具有在制造的过程的再稍后、包括光可限定部分的环境阻挡物的储能器件800C的剖视图；图9A是具有在制造的过程的再稍后、包括光可限定部分的环境阻挡物的储能器件900A的剖视图；图9B是具有在制造的过程的稍后、包括光可限定部分的环境阻挡物的储能器件900B的剖视图；图9C是具有在制造的过程的稍后、包括光可限定部分的环境阻挡物的储能器件900C的剖视图；图10A是具有在制造的过程的再稍后、包括光可限定部分的可选环境阻挡物的储能器件1000A的剖视图；图10B是具有在制造的过程的再稍后、包括光可限定部分的可选环境阻挡物的储能器件1000B的剖视图；图10C是具有在制造的过程的再稍后、包括光可限定部分的可选环境阻挡物的储能器件1000C的剖视图；图11是具有环境阻挡物的一般器件的剖视图和立体图；图12A是具有包括光可限定部分的环境阻挡物的器件的剖视图和透视图；图12B是图12A的器件1200的示意电路图；图13是作为系统的一部分的器件的实施例的分解透视图；
图14是作为便携式系统的一部分的器件的另一实施例的分解透视图；图15是智能卡装置的透视图；图16示意了使用刮刀1622沉积平滑层、然后光限定所述平滑层的范围的卷至卷(roll-to-roll)过程1600；图17示意了使用限定平滑层的范围的胶印机沉积平滑层的卷至卷过程1700。
在这些附图中，多幅附图中相同的参考标号实质上表示相同的部件。信号和连接也可以用相同的参考标号描述，其含义从上下文的描述中将会变得清楚。
具体实施例方式
在下面优选实施例的详细描述中，将参考形成其一部分的附图，其中附图是通过实施本发明的解释和具体的实施例来显示的。应该明白其它的实施例也可以使用，在不脱离本发明保护范围的情况下可对其结构作出修改。
应该明白在本发明的不同实施例中，附图或描述中的每个电池能够通过使用一个或多个电池单元实现，如果使用多个电池单元(cell)来实现，电池单元可以用导线进行串联或并联。因此，如果描述或显示一个电池或多个电池单元，其它的实施例就使用单个电池单元，如果描述或显示单个电池单元，其它的实施例就使用一个电池或多个电池单元。而且，对相关术语，如顶端、底端、上部、底部，和其它相关术语的引用指的是举例性指向，如在附图中使用，不一定是在制造或使用过程中使用的指向。
这里所使用的术语晶片和衬底包括具有膜或层沉积在其上面的暴露表面的任何结构，例如，以形成集成电路(IC)结构或储能器件。术语衬底可被理解为包括半导体晶片、塑料膜、金属箔(foil)、玻璃、无机聚合物、有机聚合物、硅酸盐、聚酯薄膜和根据本公开的教导可在其上面制造储能器件的其它材料和结构。衬底也可以包括已经在其上制造的额外的层。这些额外的层可以包括例如半导体、线圈、天线等的额外的结构。例如，晶片和衬底可以包括掺杂和未掺杂的半导体、受基部半导体或绝缘体支撑的外延半导体层，以及本领域技术人员公知的其它半导体结构。“衬底”这里还可用作描述任何与此处所述制造方法一起使用的任何原始材料，在此期间，膜或者层被沉积到所述衬底上。
这里使用的术语电池指的是储能器件，电池具有单个电池单元或更多个电池单元，所述储能器件在连接到负载时通过离子穿越电解质传输提供电流。离子的运动是在阳极和阴极之间，离子的方向依赖于电池是充电或者放电。固态电池的一个示例是具有LiPON电解质的锂离子电池。电池可以由单个电池单元或者串联或者并联的多个电池单元所形成。电池单元是将化学能，如离子能，转换为电能的原电池单元。电池单元典型地包括由电解质彼此隔离的两个电极，阴极和阳极，离子通过所述电解质(electrolyte)可以移动。
电极可以由相同的材料或者不同的材料所形成。在电池中，电极包括阳极和阴极。如此处所使用，阳极将是负电极，阴极将是正电极。在电容器中，电极是与电介质相邻安置的板。可以单独或者组合使用来制造阴极的材料的示例包括锂钴氧化物、锂镁氧化物、锂铁磷酸盐、锂钒氧化物、锂镍氧化物等。在一些实施例中，例如镍的阴极收集器(cathode collector)被用于对阴极提供改进的电导率。在一些实施例中，阴极在非氧化条件下制造。混合的金属氧化物(例如，包括上述金属组合的金属氧化物)，例如锂镍钴氧化物也可以被用于制造阴极。可以被用于制造负电极(即阳极)的电流收集器部分的材料的示例包括铜、铂、镍等。在一些实施例中，该负电极(阳极)的电流收集器部分是锂金属将被形成(例如电镀或者沉积)的地方。在其他实施例中，锂离子插入(intercalate)例如石墨的材料中的阳极结构中。在一些实施例中，阳极由其他适当的金属和金属合金(例如可逆地与锂离子组合的金属和金属合金)来制造。在电流产生期间离子从其离开的电极可以由离子释放材料制造。在电流产生期间离子流动到其的电极可以根据电池是否可充电而由离子保持材料或者由离子释放材料制造。如果电池可充电，离子释放材料可以被用于制造在电流产生期间离子流动到其的电极。如果电池不可充电，离子释放材料或者离子保持材料可以被用于制造在电流产生期间离子流动到其的电极。
电解质(electrolyte)是允许电流通过电池或者电池单元的电极之间的离子的运动而允许传导电流的材料。电解质不传导电子。电解质可以是液体的。电解质也可以是离子可以通过其中的固体、半固体或者多孔固体和液体的组合。在一些实施例中，电解质将大体上是化学惰性的，或者对于离子和电极材料非反应，所述电极材料被用于在电池或者电池单元之内产生电流。可以用作电解质的材料的示例包括锂磷氮氧化物(LiPON)等，其可以被沉积作为玻璃膜或者层，如果锂离子源和锂离子的目的地被设置，锂离子可以通过所述玻璃膜或者层。
电介质是其中电场可以保持0或者接近0功率耗散的材料，即其中电导率是0或者接近0的材料。电介质材料是电绝缘体。在电介质中，电子被绑定到原子和分子，因此，具有很少自由电子。注意，如果夹持在不提供锂离子的电极之间，例如如果在铜、铝、多晶硅等的层之间，LiPON膜或者层可以用作电介质。这样的导体-LiPON-导体结构将形成电容器。
电池的电极可以可操作地连接到电流收集器，这样电极与电流收集器电接触。例如，阳极可以连接到阳极电流收集器，阴极可以连接到阴极电流收集器。这样的典型由例如铜或者铝的金属所形成的电流收集器提供可以被用于引导通过电池所产生的电流的电接触部(contact)。电流收集器可以由例如铜、铝、镍、铁、金、银、铂、钼、镁、金属合金、导电陶瓷的导电材料、例如重掺杂的多晶硅的导电半导体等制造。在一些实施例中，阴极电流收集器横过阴极的外侧面而电连接，阳极电流收集器横过阳极的外表面而电连接，从而减小通过这些电极的电流阻抗，并减小在电流的产生期间电极之间的不均匀离子流的产生。
本发明的设备可以包括绝缘体层。绝缘体层通常由很少传导或者不传导电流的材料制造。绝缘体的材料包括氧化硅、氮化硅、氧化铝、LiPON(依赖于界面材料)、聚合物或者其他适当的电绝缘体。
在一些实施例中，本发明的设备包括平滑层。平滑层可以由一种材料或者多种不同的材料制造。在一些实施例中，平滑层可以包括粘合层。这样的粘合层通过包含铬的层来典型实施。平滑层是在所述设备的制造期间所涂布的层，从而在例如阻挡层或者电流收集器的另外一层被施加到其上的设备上提供均匀的表面。平滑层可以被处理来将所述平滑层成形为所需的配置。例如，平滑层可以在本发明的设备的制造期间施加，然后研磨来产生平的表面。可以产生多种其他配置。在一些实施例中，绝缘体层被用作平滑层。多种材料可以被用于产生平滑层。这样的材料的示例包括聚合物、玻璃、光刻胶、墨等。在一些实施例中，平滑层被旋涂上(spun on)。在其他实施例中，平滑层被浸涂(dip coated)。在其他实施例中，平滑层被铸上(cast on)。在一些实施例中，平滑层被在位“用橡皮滚子碾滚(squeegeed)”和/或者刮刀刮到卷至卷衬底上的器件。在一些实施例中，平滑层通过主要是胶印机的设备所沉积，其中平滑材料和/或者溶剂混合(“墨”)印刷到这样的区域在其上平滑层是所需的。
多个平滑层和/或者阻挡层可以被添加到本发明的设备。此外，平滑层和阻挡层可以被涂布到本发明的设备上，从而产生阻挡物结构。因此，多个阻挡物结构可以通过重复地交替将平滑层和一个或者多个阻挡层涂布到所述设备而被涂布到本发明的设备上。
本发明的设备可以包括阻挡层。阻挡层的一些示例通常在美国专利号6,413,645中进行了描述。阻挡层可以被涂布到设备上，从而防止来自环境的有害的物质进入所述设备。例如，阻挡层可以被用于阻挡氧气、水蒸汽或者水自环境进入到所述设备中。多种材料可以被用于制造阻挡层。这样的材料的示例包括以铜、铬、铝、银、金、铂等为例的金属。例如金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物、金属氧氮化物、金属氧硼化物的金属化合物以及其组合可以被用于制造阻挡层。金属氧化物的示例包括氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化铟、氧化锡、铟锡氧化物、氧化钽、氧化锆、氧化铌等。金属氮化物的示例包括氮化铝、氮化硅、氮化硼等。金属氧氮化物的示例包括锂磷氮氧化物(LiPON)、铝氮氧化物、硅氮氧化物、硼氮氧化物等。其他的材料包括玻璃、聚合物、陶瓷和金属陶瓷(例如氮化锆、氮化钛、氮化铪、氮化钽、氮化铌、钨二硅化物、钛二硼化物和锆二硼化物)。可以被用作阻挡层的玻璃的示例包括非晶型玻璃(例如氧化硅、氮化硅等)。在一些实施例中，一个或者多个阻挡层也用作电极导体(例如，作为电池单元的电池的阳极或者阴极的电导体)。例如，金属阻挡层可以电连接到阳极，从而提供电连接到所述阳极，或者可以电连接到所述阴极，从而提供到所述阴极的电连接。阻挡层可以是阻挡物结构的部件。阻挡物结构可以包括一个阻挡层或者更多的层。例如在一些实施例中，阻挡物结构可以包括一个阻挡层和平滑层。在一些其他实施例中，阻挡物结构可以包括两个或者更多个阻挡层以及平滑层。在一些实施例中，阻挡物结构可以包括两个或者更多个阻挡层和两个或者更多个平滑层。
在一些实施例中，本发明的设备包括吸气剂(getter)层。吸气剂层在美国专利号5,654,084中进行了一般描述，并是意于与环境中的有害物质的至少一个成分反应或者吸收环境中的有害物质的至少一个成分的层，从而防止被有害物质穿透所述阻挡层。例如，包含钛、钽、磷、钯、铒、铷、钛-锆合金、氧化钴、碳、肼、亚硫酸钠等的层可以被用于减小水或者氧传输通过所述设备的阻挡层。
在一些实施例中，本发明的设备包括，通过由电介质所分开的两个或者更多个导电层的制造，例如通过具有介电常数的电介质材料所分开的、电连接到所述设备的阴极的导电层和电连接到本发明的阳极的导电层，而形成的一个或者更多个电容器。所述电容器的电学特性可以通过调节分开导电层的电介质材料的厚度来控制或者变化。例如，电容器的电容与两个导电层之间的电介质材料的厚度成反比关系。这样，所述电容可以通过减小两个导电层之间的电介质材料的厚度来增加。为了形成高质量的电容器，介电层必须厚度均匀且没有间隙或者小孔，所述间隙或者小孔将允许电极具有导电接触部，这样用于沉积电容器层的相对平滑的表面是有利的。在一些实施例中，平滑层被首先沉积，从而提供用于沉积后续的电容器沉积层的适当表面。在一些实施例中，光刻胶可以被用于平滑层以及电介质材料。
这里使用的术语“插入”涉及允许离子方便地迁入和迁出材料而材料没有改变其相态的材料属性。因此，固态插入薄膜在储能器件放电和充电的过程中保持在固态状态。
图1A是构建具有根据本发明的一些实施例的环境阻挡物的储能器件的设备100A的剖视图。提供了衬底110。例如镍(例如通过真空沉积为膜)的阴极电流收集器131机械连接到衬底110，阴极138电连接和机械连接到所述阴极电流收集器131上(例如通过真空沉积为膜)。电解质135被形成在阴极138之上并连续地接触阴极电流收集器131和衬底110。阳极电流收集器137被形成在阴极138之上，电解质135位于阳极电流收集器137和阴极138之间。在一些实施例中、用作平滑层且接触(例如覆盖)电解质135、阳极电流收集器137、阴极电流收集器131和衬底110的绝缘体层141也被显示。在一些实施例中，开口148在阳极电流收集器137的中心处或者附近被形成通过平滑绝缘体层141，且沉积导电扩散阻挡物142。在一些实施例中，该导电扩散阻挡物142形成用于阳极电流至阳极接触部149的导电体。在一些实施例中，扩散阻挡物142完全覆盖电池101，所述电池101通过将所述器件充电而形成，并在一些实施例中，侧向充分延伸直至超出容易受到环境劣化影响的部件的边沿一毫米。
在一些实施例中，第二平滑层243被沉积以与阳极电流收集器137接触。在一些实施例中，也是导电的阻挡层244被沉积与第二平滑层243接触，并与阴极电流收集器131电接触。在一些实施例中，阳极电接触区域149和阴极电接触区域249被设置。在一些实施例中，导电层142、介电绝缘体243和导电层244形成电容器，所述电容器与电池101电学并联，如图1B中所示形成。在一些实施例中，扩散阻挡物也设置在电池101之下。
图1B是大体上与图1A的100A相同的设备100B的剖视图，除了图1B显示了在电池101被充电之后的设备100B之外，其通过电解质135电镀来自阴极138的离子并电镀到阳极电流收集器137上，从而形成阳极136。形成阳极136的材料的类型依赖于被形成的电池101的化学和类型。在一些实施例中，锂离子被用于设备100B中，如所形成的阳极136包括锂金属。在一些实施例中，扩散阻挡物也设置在电池101之下，或者在电池层被沉积之前沉积在衬底110的顶部上，或者沉积在衬底110的底部上。
图1C是对应图1B的设备100B的示意图100C。电池单元101与通过由电解质135所分开的板142、244所形成的电容器102电学并联连接。电容器102的电容值是在电介质的任一侧上分开板142、244的重叠部分的电介质243的面积、厚度和介电常数的函数。
图2A是具有根据本发明的一些实施例的环境阻挡物160的储能器件101A的设备200A的剖视图。提供了衬底111。在一些实施例中，衬底111包括衬底基部110、扩散阻挡层121，且在一些实施例中，包括介电或者绝缘层122，导电层130被形成在所述介电或者绝缘层122上。在一些实施例中，扩散阻挡层121包括导电体(例如，诸如铝、金、铜、钼的金属或者其他金属)，且这样需要电学绝缘层122。在一些实施例中，绝缘层122包括一种或者更多种材料，例如氧化硅、LiPON、氧化铝、聚合物或者其他适当的电绝缘体。在其他实施例中，扩散阻挡层121本身电绝缘(例如包括绝缘氧化硅、LiPON、氮化硅、硅氧氮化物、氮化硼、陶瓷、金属陶瓷，或者其他金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物、金属氧硼化物，和/或者金属氧氮化物，其中所述金属是铝、铟、锡、铟-锡、锆、铌、钽或者其他适当的金属)，且可选地层122被省略。在一些实施例中，衬底111被形成作为如下所描述的过程的一部分，例如从聚合物膜衬底基部110开始，并具有在其上沉积的一个或者更多个扩散阻挡层121，所述扩散阻挡层121与一个或者更多个介电或者绝缘层122交替，或者甚至是单独的单个电绝缘扩散阻挡层121。
导电层130(例如铝或者镍)有时沉积作为单独的区域或者光限定为两个部分130、132。在一些实施例中，然后沉积阴极电流收集器133(例如由镍形成)。在一些实施例中，例如LiCoO2的阴极材料138被沉积在阴极电流收集器133上，然后用电解质材料135(例如LiPON)覆盖。在一些实施例中，沉积阳极电流收集器137，然后，在所述器件/设备用一个或者更多个阻挡物结构140密封之后通过电解质135电镀阳极材料。在一些实施例中，阻挡物结构140通过沉积由例如光刻胶、聚亚安酯或者其他塑料的绝缘材料、例如非晶硅氧化物、氮化硅或者LiPON的玻璃或者其他适当的绝缘和平面化材料所形成。然后，沉积扩散阻挡物142。层141的平滑功能有助于提供高质量的阻挡层142，如果下面的层不是光滑的，更难于实现所述高质量的阻挡层142。下面的结构的边沿和破碎件(spits)(来自溅射操作的碎片)、灰尘微粒等在阻挡物结构中引起破裂或者小孔，平滑层提供更缓的坡度，阻挡物可以被沉积在所述坡上。
在一些实施例中，阳极136的横向范围(lateral extent)大致与阴极138的范围共端部(co-terminal)，如图2A中所示。
图2B是包括大体上与图2A的200A结构相同的设备200B的剖视图，除了阳极和阴极被互换之外(位置互换)。阴极和阴极接触部在阳极和阳极接触部之后沉积。在一些实施例中，阳极接触部和电解质被沉积，然后，在沉积阴极和后续的层之前，阳极通过电解质被电镀到阳极接触部上。在一些实施例中，这提供了能够沉积阳极电流收集器的优点，并将阳极电流收集器覆盖以LiPON电解质(也用作抗氧保护层)，然后在液体溶剂(例如碳酸丙烯/LiPF6电解质溶液)中执行预充电操作以通过电解质/保护层将一层锂电镀到阳极电流收集器上，然后沉积剩余的电池层。
图1D是使用在一些实施例中的设备190的剖视图，从而通过液体电解质溶液191和液体可渗透电解质保护层135电镀锂来形成阳极136。在一些实施例中，电镀设备190包括例如可移除盖193的玻璃罐192的闭合容器，所述玻璃罐192包括通电连接194。左手电连接194被夹到部分构建的器件201B，所述器件201B包括衬底110、被所述固体电解质135(可渗透锂离子)覆盖的阳极接触部137。右手电连接194被夹到牺牲锂对电极195上。电极195和器件201B浸入液体电解质191中。例如氩或者干氮的惰性氛围196填充了容器192的剩余部分。
在一些实施例中，锂金属的阳极层136通过在例如碳酸丙烯/LiPF6电解质溶液的液体电解质191中电镀形成在铜阳极接触部137上。LiPON层135大体上不受浸入到有机电解质溶液191中影响，其是锂离子导体和电绝缘体。电解性能允许Li+从牺牲锂电极195通过电解质溶液191和固体电解质135传输，这样锂金属只在LiPON层135之下的铜接触部137处电镀。在一些实施例中，用于电镀的牺牲锂对电极195是锂金属。在一些实施例中，电镀在0.6mA/cm2和1.2mA/cm2之间的电流密度上进行，锂金属对电极195和锂阳极136(在微单元201B上的LiPON之下被电镀)之间的电压在0.6mA处大约是40mV。在一些实施例中，在传输了适当量的电流(例如，0.2mA-hr电荷)之后，终止电镀。在一些实施例中，在电镀锂金属136之后，铜接触金属137转为闪亮的、银色金属。
在一些实施例中，将电池器件101加载到锂电镀设备190中和将电池器件101从锂电镀设备190卸载在干燥的、氮净化的手套箱(glove-box)中执行，以防止对电极195的腐蚀并减小电解质溶剂191中的湿气吸取。在一些实施例中，手套箱只用于将Cu/LiPON试样201B、锂金属箔195和电解质191加载到玻璃罐192中，所述玻璃罐192具有密封的导线194通到电极。罐192通过将氩气吹到顶部(在填充氮气的手套箱中)而被净化(至少在一定程度上)，同时快速关闭盖193。罐设备190然后被传递到室环境条件，用于连接到电源(例如EG&G273A稳压器)，所述电源被用作电镀的电流源。在电镀锂136之后，罐设备190被带回到手套箱中，以移除被电镀的试样201B，用于进一步处理来沉积后续的层。在LiPON之下具有锂的试样201B然后带出至室环境条件，用于修整，例如通过沉积碳/空气阴极和后续的测试。在一些实施例中，尽管室中的相对湿度可以是45％相对湿度，电镀的锂的有光泽的金属外观不会失去光泽。LiPON层135提供了防止快速腐蚀的保护，这否则将由于环境中的氧气和/或者水蒸汽而发生。在一些实施例中，残余的电解质溶液191从部分构建单元201B通过在异丙醇中冲洗和用氮气吹干而清除。
在一些实施例中，阴极138包括碳微粒/聚氟代丙烯酸酯(polyfluoroacrylate)空气阴极镀层。在一些实施例中，为了形成这样的碳空气阴极183，利用聚氟代丙烯酸酯(例如，3M Novec-1700brand，具有5％的固体)溶液形成石墨粉末的浆液(例如类型αAesar、导电、合成、-325网目)。在一些实施例中，溶液是15％重量百分比的碳。微单元201B浸渍在浆液中并快速移开。Novec溶液几乎立即干燥，在LiPON隔离物上留下碳/聚氟代丙烯酸酯的粘合层。在一些实施例中，浸渍程序重复三次或者四次来获得碳/聚氟代丙烯酸酯的半透明外涂层。在一些实施例中，阴极电流收集器被省略。在其他实施例中，导电线的网格(例如铜)被沉积，从而允许下面的器件的后续润湿，从而激活它。
在一些实施例中，这样的碳/聚氟代丙烯酸酯空气阴极138通过施加一滴电解质溶液(例如碳酸丙烯/LiPF6)而激活。溶液穿透碳/聚氟代丙烯酸酯空气阴极的相对开放的结构，并且也润湿了LiPON电解质135的表面。
在一些实施例中，对于该混合物、固态/有机液体电解质单元结构的制造过程被标度(scaled)以得到更高容量的电池。用于标度安培-小时容量的制造技术对于卷至卷、网沉积技术也是现实的，这在2003年1月2日提交的美国专利申请号10/336,621“APPARTUS AND METHOD FORDEPOSITING MATERIAL ONTO A SUBSTRATE USING A ROLL-TO-ROLL MASK”中进行了描述，此处并入以供参考。在一些实施例中，锂电镀在卷至卷过程中执行，且唯一的真空沉积材料是阳极接触金属和LiPON隔离物。这极大地减小了网过程中的制造厚的、真空沉积层的问题。
图2C是设备200C的剖视图。在电极2是阳极且电极1是阴极的实施例中，设备200C大体上与如图2A中所示的设备200A相同，除了阳极136和阳极接触部137被沉积，这样它们横向延伸超出阴极138的横向端部(至图2C中的右边)。在电极1是阳极且电极2是阴极的实施例中，设备200C大体上与如图2B中所示的设备200B相同，除了阴极138和阴极接触部被沉积，这样它们横向延伸超出阳极136的横向端部(至图2C中的右边)。如图2C中所示的配置的需要依赖于阴极和/或者阳极材料的选择。在一些实施例中，该配置不能在组装之后从阴极138电镀阳极材料136获得，如图2A中所描述。
图2D是通过将另外的平滑层243和另外的阻挡层244沉积到如图2A中所示的器件/设备200A所形成的设备200D的剖视图。在一些实施例中，通过另外的平滑层243和另外的阻挡层244所形成的另外的阻挡物结构240通过另外的平滑、另外的阻挡物提供额外的阻挡保护，且进一步地因为在阻挡物142中可能发生的任何小孔将经常不是直接位于可能在层244中发生的小孔(pinhole)之下。可能的小孔之间的该横向偏移提供了加长的横向路径长度(侧向地通过平滑层243的材料)，该长度减小了到达器件101A的有害物质的量。
在一些实施例中，多层环境阻挡物240包括光刻胶层141、铝(或者其他扩散阻挡物)层142、另外的光刻胶(或者氧化硅或者其他电介质)层243和另外的铝(或者其他扩散阻挡物)层244。在一些实施例中，金属(例如，铝)被用作层142，电介质243和金属244的另外的交替层被用于提供功能电路部件，例如电容器，以及提供用于下面的部件的额外的扩散阻挡物。
在一些实施例中，外部电路连接到衬底111上的电池，其被形成和被显示将在下面描述的图12A中(例如，在一些实施例中，外部电路被沉积作为额外的薄膜层)。在其他实施例中，电路可以与电池远离，例如单独形成并不连接到所形成的电池。
图2E是通过将另外的平滑层243和另外的阻挡层244沉积到如图2B中所示的器件/设备200B而形成的设备200E的剖视图。这提供了如上针对图2D的器件200D所述的额外的优点。
图2F是通过将另外的平滑层243和另外的阻挡层244沉积到如图2C中所示的器件/设备200C而形成的设备200F的剖视图。这提供了如上针对图2D的器件200D所述的额外的优点。
在一些实施例中，器件101(例如器件101A、101B或者101C或者多个这样的器件)沉积作为被沉积在衬底111上的连续的薄膜层。在其他实施例中，器件101被单独制造，并且一旦其至少部分地组装时，所述器件101被连接(例如使用粘合剂、热粘合、离子粘合或者其他连接技术)到衬底111。
在一些实施例中，器件101被环境阻挡物160围绕。在一些实施例中，环境阻挡物160包括衬底侧阻挡物120(形成在衬底110的顶侧、底侧或者两侧)，和覆盖阻挡物140。在一些实施例中，衬底111包括衬底基部110(所述衬底基部110可以渗透氧和/或者水蒸汽)，且这样需要阻挡物120，例如阻挡层121和/或者绝缘层122)。在其他的实施例中，衬底基部110本身是阻挡物(例如玻璃晶片、铝箔、或者形成扩散阻挡物的其他材料)，并且在这些情况下，衬底111只包括衬底基部110(因为其不需要单独的阻挡层120)，且这样的衬底只需要覆盖阻挡物140，以完成环境密封。在一些实施例中，如果衬底110是例如铝箔的导体时，衬底基部110可能需要绝缘层122。
在如图2B所示的实施例中，器件200B包括薄膜锂电池101B，所述薄膜锂电池101B包括导体层130，所述导体层130被分开、掩模、沉积或者限定为两个部分，即并排的阴极导体层132和阳极导体层131。在其他实施例中，器件101是任何可以从环境阻挡物160获益的电学部件。在一些实施例中，导体层131、132由铝或者铜制造，并在电池101B和电路的其他部件之间用作导体。在一些实施例中，一个或者更多个接触层139(例如接触层133和接触层134)被沉积分别作为阴极138和阳极136的电流收集器。在其他实施例中，接触层133、134和/或者137的功能由导体层131和133提供，并且省略单独的层133、134和/或者137。
在一些实施例中，阴极138包括锂钴氧化物(例如LiCoO2)。在一些实施例中，电解质135包括锂磷氮氧化物(LiPON)。在一些实施例中，阳极136和/或者阳极接触部137包括由或者包括铜、金、铝或者其他合适的金属所制造的层，从而改进导电性。在一些实施例中，一个或者更多个这些层使用能量协助机构(例如锂协助束)沉积，如美国专利号6,805,998中标题为“METHOD AND APPARATUS FOR INTEGRATED-BATTERY DEVICE”、2001年3月23日提交的美国专利申请序列号09/816,602(律师档案No.1327.010us1)、标题为“Device Enclosures with IntegratedBatteries”，以及2001年3月23日提交的美国专利申请序列号09/815,884(律师档案No.1327.011usl)、标题为“Battery-operatedWireless-Communication Apparatus and Method”所讨论，此处并入以供参考。
在一些实施例中，覆盖阻挡物160包括例如物理配置层141，所述物理配置层141包括用于在被密封的区域之上(例如在固态锂电池之上)平滑和平整(level)的光刻胶材料。在一些这样的实施例中，光刻胶也提供用于自身或者所述器件的其他区域之上的光可限定掩模功能，例如允许导电接触部通过所需的地方的光刻胶层141被可选地放置，或者允许下面的层的可选蚀刻或者离子移除。对于扩散阻挡层142，一些实施例使用沉积在光刻胶层141上的铝金属材料和/或者氧化硅材料。
图3A是设备300A的剖视图，所述设备300A包括在制造的过程中平面化环境阻挡物部分的储能器件。在这些实施例中，可限定层341被沉积，然后平面化为平面349(例如，通过化学机械抛光(CMP))。层341被沉积相对较厚，这样当其被平面化时，整个器件101A位于平面349之下，平面349之上的所有材料被移除。器件101A如上针对图2A所述。在材料被移除到图3A的平面349时，增加一个或者更多个阻挡物结构，例如如图4A中所示。
图4A是设备400A的剖视图，所述设备400A包括在稍后的制造过程中的平面化环境阻挡物440的储能器件。在这些实施例中，多层环境阻挡物440包括平面化光刻胶层341、铝(或者其他扩散阻挡物)层442、另外的光刻胶(或者氧化硅、LiPON或者其他电介质)层443和另外的铝(或者其他扩散阻挡物)层444。在一些实施例中，金属(例如铝)被用作层442，另外的电介质443和金属444的交替层被用于提供功能电路部件，例如电容器，以及提供用于下面的部件的额外的扩散阻挡物。
图3B是设备300B的剖视图，所述设备300B包括在制造的过程中平面化环境阻挡物部分的储能器件。在这些实施例中，可限定层341被沉积，然后平面化为平面349(例如，通过化学机械抛光(CMP))。层341被沉积相对较厚，这样当其被平面化时，整个器件101B位于平面349之下，平面349之上的所有材料被移除。器件101B如上针对图2B所述。在材料被移除到图3B的平面349之后，增加一个或者更多个阻挡物结构，例如如图4B中所示。
图4B是设备400B的剖视图，所述设备400B包括在稍后的制造过程中的平面化环境阻挡物440的储能器件。在这些实施例中，多层环境阻挡物440如上图4A中所描述。
图3C是设备300C的剖视图，所述设备300C包括在制造的过程中平面化环境阻挡物部分的储能器件。在这些实施例中，可限定层341被沉积，然后平面化为平面349(例如，通过化学机械抛光(CMP))。层341被沉积相对较厚，这样当其被平面化时，整个器件101C位于平面349之下，平面349之上的所有材料被移除。器件101C如上针对图2B所述。在材料被移除到图3C的平面349时，一个或者更多个阻挡物结构被增加，例如如图4C中所示。
图4C是设备400C的剖视图，所述设备400C包括在稍后的制造过程中的平面化环境阻挡物440的储能器件。在这些实施例中，多层环境阻挡物440如上图4A中所描述。
图5A是设备500A的剖视图，所述设备500A包括在图4A之后的制造的过程的稍后、包括具有环境阻挡物的储能器件，所述环境阻挡物包括光可限定部分。在这些实施例中，可限定层141形成有开口505。例如，在一些实施例中，层141是可选地对能量源(例如光或者电子束)曝光(exposed)的光刻胶材料，然后显影来形成开口505。在其他实施例中，用于层141的材料通过防止在开口505处的材料沉积的掩模或者模版(stencil)来沉积(例如通过喷射或者气相沉积)。器件500A的下部如上述的图2A所描述。
图6A是设备600A的剖视图，所述设备600A包括在制造的过程之稍后、包括具有环境阻挡物的储能器件，所述环境阻挡物包括光可限定部分。在一些实施例中，金属(例如铝、铜、或者金或者其他适当的金属或者金属合金或者金属陶瓷)被用作扩散阻挡层642。金属642也被用于提供功能电路部件，在605处通过505处开口的光刻胶141接触下面的导电层131。所述器件600A的下部如图5A中所描述，添加了层642。
图5B是设备500B的剖视图，所述设备500B包括在图4B之后的制造的过程的稍后、包括具有环境阻挡物的储能器件，所述环境阻挡物包括光可限定部分。在这些实施例中，可限定层141形成有开口505。例如，在一些实施例中，层141是可选地对能量源(例如光)曝光的光刻胶材料，然后显影来形成开口505。在其他实施例中，用于层141的材料通过防止在开口505处的材料沉积的掩模或者模版来沉积(例如通过喷射或者气相沉积)。器件500B的下部如上述的图2B所描述。
图6B是设备600B的剖视图，所述设备600B包括在制造的过程之稍后、包括具有环境阻挡物的储能器件，所述环境阻挡物包括光可限定部分。在一些实施例中，金属(例如铝、铜、或者金或者其他适当的金属或者金属合金或者金属陶瓷)被用作扩散阻挡层642。金属642也被用于提供功能电路部件，在605处通过505处开口的光刻胶141接触下面的导电层131。所述器件600B的下部如图5B中所描述，添加了层642。
图5C是设备500C的剖视图，所述设备500C包括在图4C之后的制造的过程的稍后、包括具有环境阻挡物的储能器件，所述环境阻挡物包括光可限定部分。在这些实施例中，可限定层141形成有开口505。例如，在一些实施例中，层141是可选地对能量源(例如光)曝光的光刻胶材料，然后显影来形成开口505。在其他实施例中，用于层141的材料通过防止在开口505处的材料沉积的掩模或者模版来沉积(例如通过喷射或者气相沉积)。器件500C的下部如上述的图2C所描述。
图6C是设备600C的剖视图，所述设备600C包括在制造的过程之稍后、包括具有环境阻挡物的储能器件，所述环境阻挡物包括光可限定部分。在一些实施例中，金属(例如铝、铜、或者金或者其他适当的金属或者金属合金或者金属陶瓷)被用作扩散阻挡层642。金属642也被用于提供功能电路部件，在605处通过505处开口的光刻胶141接触下面的导电层131。所述器件600C的下部如图5C中所描述。
图7C是设备700C的剖视图，所述设备700C包括在制造的过程的更稍后、包括具有环境阻挡物的储能器件，所述环境阻挡物包括光可限定部分141(在图7C的左侧上)。在这些实施例中，可限定层743形成有开口705(在图7A的右侧上)。例如，在一些实施例中，层743是可选地对能量源(例如光)曝光的光刻胶材料，然后显影来形成开口705。在其他实施例中，用于层743的材料通过防止在开口705处的材料沉积的掩模或者模版来沉积(例如通过喷射或者气相沉积)。器件700C的下部如上述的图6C所描述，添加了层743。
图8A是设备800A的剖视图，所述设备800A包括在制造的过程的再稍后、包括具有环境阻挡物的储能器件，所述环境阻挡物包括光可限定部分743、846。在一些这样的实施例中，通过例如蚀刻的过程从光刻胶层743中的可限定开口705移除金属层642和光刻胶层141。可限定层846在后面形成有开口805。例如，在一些实施例中，层846是可选地对能量源(例如光)曝光的光刻胶材料，然后显影来形成开口805。在其他实施例中，用于层846的材料通过防止在开口805处的材料沉积的掩模或者模版来沉积(例如通过喷射或者气相沉积)。在蚀刻或者否则在开口705处移除材料、添加层846和从开口805移除材料之后，器件800A的下部如上述的图7A所描述。
图7B是设备700B的剖视图，所述设备700B包括在制造的过程的再稍后、包括具有环境阻挡物的储能器件，所述环境阻挡物包括光可限定部分141(在图7B的左侧上)。在这些实施例中，可限定层743形成有开口705(在图7B的右侧上)。例如，在一些实施例中，层743是可选地对能量源(例如光)曝光的光刻胶材料，然后显影来形成开口705。在其他实施例中，用于层743的材料通过防止在开口705处的材料沉积的掩模或者模版来沉积(例如通过喷射或者气相沉积)。器件700B的下部如上述的图6B所描述。
图8B是设备800B的剖视图，所述设备800B包括在制造的过程的再稍后、包括具有环境阻挡物的储能器件，所述环境阻挡物包括光可限定部分743、846。在一些这样的实施例中，通过例如蚀刻的过程从光刻胶层743中的可限定开口705移除金属层642和光刻胶层141。可限定层846在后面形成有开口805。例如，在一些实施例中，层846是可选地对能量源(例如光)曝光的光刻胶材料，然后显影来形成开口805。在其他实施例中，用于层846的材料通过防止在开口805处的材料沉积的掩模或者模版来沉积(例如通过喷射或者气相沉积)。在蚀刻或者否则在开口705处移除材料、添加层846和从开口805移除材料之后，器件800B的下部如上述的图7B所描述。
图7C是设备700C的剖视图，所述设备700C包括在制造的过程的更稍后、包括具有环境阻挡物的储能器件，所述环境阻挡物包括光可限定部分141(在图7C的左侧上)。在这些实施例中，可限定层743形成有开口705(在图7C的右侧上)。例如，在一些实施例中，层743是可选地对能量源(例如光)曝光的光刻胶材料，然后显影来形成开口705。在其他实施例中，用于层743的材料通过防止在开口705处的材料沉积的掩模或者模版来沉积(例如通过喷射或者气相沉积)。器件700C的下部如上述的图6C所描述。
图8C是设备800C的剖视图，所述设备800C包括在制造的过程的再稍后、包括具有环境阻挡物的储能器件，所述环境阻挡物包括光可限定部分743、846。在一些这样的实施例中，通过例如蚀刻的过程从光刻胶层743中的可限定开口705移除金属层642和光刻胶层141。可限定层846在稍后形成有开口805。例如，在一些实施例中，层846是可选地对能量源(例如光)曝光的光刻胶材料，然后显影来形成开口805。在其他实施例中，用于层846的材料通过防止在开口805处的材料沉积的掩模或者模版来沉积(例如通过喷射或者气相沉积)。在蚀刻或者否则在开口705处移除材料、添加层846和从开口805移除材料之后，器件800C的下部如上述的图7C所描述。
图9A是设备900A的剖视图，所述设备900A包括在制造的过程的再稍后、包括具有环境阻挡物的储能器件，所述环境阻挡物包括光可限定部分。在一些实施例中，金属(例如，铝)被用作扩散阻挡层947。金属947也被用于提供功能电路部件，在905处通过在805处开口的光刻胶846接触下面的导电层132。在一些实施例中，可限定光刻胶层948在稍后施加到导电层947之上。所述器件900A的下部如上面的图8A所描述，添加了两个更多的层947、948。
图10A是设备1000A的剖视图，所述设备1000A包括在制造的过程的再稍后、包括具有环境阻挡物的储能器件，所述环境阻挡物包括光可限定部分。在一些这样的实施例中，可限定光刻胶层948被移除以在1003和1004处暴露开口。可限定光刻胶层1049然后在1004和1005处施加有开口。开口1006暴露用于外连接的金属层642。开口1007暴露用于外连接的金属层947。器件1000A的下部如上述的图9A所描述，添加了层1049、首先移除了用于开口1003、1004的材料，稍后移除用于开口1005的材料。
图9B是设备900B的剖视图，所述设备900B包括在制造的过程的再稍后、包括具有环境阻挡物的储能器件，所述环境阻挡物包括光可限定部分(参看图9A的说明)。所述器件900B的下部如上面的图8B所描述，添加了两个更多的层947、948。
图10B是设备1000B的剖视图，所述设备1000B包括在制造的过程的再稍后、包括具有环境阻挡物的储能器件，所述环境阻挡物包括光可限定部分(参看图10A的说明)。器件1000B的下部如上述的图9B所描述，添加了层1049、首先移除了用于开口1003、1004的材料，稍后移除用于开口1005的材料。
图9C是设备900C的剖视图，所述设备900C包括在制造的过程的再稍后、包括具有环境阻挡物的储能器件，所述环境阻挡物包括光可限定部分(参看图9A的说明)。所述器件900C的下部如上面的图8C所描述，添加了两个更多的层947、948。
图10C是设备1000C的剖视图，所述设备1000C包括在制造的过程的再稍后、包括具有环境阻挡物的储能器件，所述环境阻挡物包括光可限定部分(参看图10A的说明)。器件1000C的下部如上述的图9C所描述，添加了层1049、首先移除了用于开口1003、1004的材料，稍后移除用于开口1005的材料。
图11是通用器件101的剖视和透视图，环境阻挡物结构140位于衬底111上。如上所述，阻挡物结构140包括平滑层141和扩散阻挡层142。
图12A是设备1200的剖视图，所述设备1200具有带环境阻挡物结构140的器件101(例如薄膜锂电池)。在一些实施例中，阻挡物结构140包括被形成图案为电学部件1201(例如如所示的螺旋感应线圈1201)的导电层142。在一些实施例中，另外的阻挡物结构层(平滑层243和扩散阻挡物244)，与第一扩散阻挡层142一起形成电容器1202。在一些实施例中，电容器1202与电池101并联，这样提供了超过电池101的容量来供给这样的电流的浪涌电流源。在一些实施例中，电感器1201被制造来与电池101串联连接。在其他实施例中，其他电学部件可以使用一个或者更多个阻挡层的一部分来制造。
图12B是图12A的设备1200的示意电路图。在该实施例中，器件101是薄膜锂电池，电容器1202与电池101并联布线，电感器1201与电池101和电容器1202串联布线。
图13是使用储能器件1330的信息处理系统1300(例如膝上型计算机)的分解透视图。例如，在多种典型实施例中，信息处理系统1300体现为计算机、工作站、服务器、超级计算机、手机、汽车、洗衣机、多媒体娱乐系统或者其他装置。在一些实施例中，封装电路1320包括被连接到存储器1321的计算机处理器、电源(储能器件1330)、输入系统1312(例如键盘、鼠标和/或者声音识别设备)、输入-输出系统1313(例如CD或者DVD读和/或写设备)、输入-输出系统1314(例如磁盘读/写设备)、输出系统1311(例如显示器、打印机和/或者声音输出设备)，无线通信天线1340，并封装在具有顶部壳体1310、中间壳体1315和底部壳体1316的封装物之内。在一些实施例中，储能器件1330被直接作为膜层沉积在和大体上覆盖封装物(即，顶部壳体1310、中间壳体1315和/或者底部壳体1316)的一个或者更多个表面。
图14显示具有与图13的相似配置的信息处理系统1400。例如，在多种典型实施例中，信息处理系统1400体现为袖珍计算机、个人数字助理(PDA)或者管理器、寻呼机、BlackberryTM型单元、手机、GPS系统、数码相机、MP3播放器型娱乐系统和/或者其他装置。在一些实施例中，封装电路1420包括被连接到存储器1421的计算机处理器、电源1430、输入系统1412(例如键盘、游戏杆和/或者声音识别设备)、输入/输出系统1414(例如便携式存储卡连接件或者外部接口)、输出系统1411(例如显示器、打印机和/或者声音输出设备)、无线通信天线1440，并封装在具有顶部壳体1410和底部壳体1416的封装物之内。在一些实施例中，储能器件1430被直接作为膜层沉积在和大体上覆盖封装物(即，顶部壳体1410和/或者底部壳体1416)的一个或者更多个表面。
图15显示了信息处理系统1500。例如，在各种典型实施例中，信息处理系统1500体现为可配带计算机、智能识别卡、信用卡、身份识别卡、RFID贴纸(sticker)、小型MP3播放器型多媒体娱乐系统、或者其他装置。在一些实施例中，封装电路1520包括连接到存储器1521的计算机处理器、电源1530、无线通信天线1540，并封装在封装物1510之内。
图16示意了使用刮刀1622沉积平滑层1641、然后光限定平滑层的范围的卷至卷(roll-to-roll)设备或者过程1600。在一些实施例中，源卷1601提供衬底110，器件形成设备1610在衬底110上沉积多个器件110。在一些实施例中，平滑层1641被在位“用橡皮滚子碾滚”和/或者刮刀刮到卷至卷衬底110上的器件101。例如，在一些实施例中，平滑材料和/或者溶剂混合物1625在平滑沉积台1620使用相当软的橡胶滚轴(squeegee)或者刮刀1621被铺到衬底110上，然后使用刮刀组件1622平整，这在印刷和雕版技术领域中是公知的。这在衬底110和附着到其上的器件110的表面上留下平整材料1641。在一些实施例中，被沉积的平滑材料在稍后被光限定来限制其横向范围(即，限定各沉积中的外边界和任何开口)。例如，光限定台1630曝光限定将留下平滑层141的光通掩模1631的图案。显影机台1640移除别的地方的平滑材料。阻挡物沉积台1650沉积阻挡层142。在一些实施例中，然后沉积另外的平滑层和/或者阻挡层，所获得的产品被卷1602拾起。
图17示意了使用限定平滑层的范围的胶印机沉积平滑层的卷至卷设备或者过程1700。在一些实施例中，主要是胶印机的设备1700沉积平滑层141，其中平滑材料和/或者溶剂混合物(“墨”)1625使用相当软的橡胶滚轴或者刮刀1621被铺到胶印板1721上(具有槽或者凹陷1722，在槽或者凹陷1722处需要材料1625)，然后使用刮刀组件1622平整，该印刷板1721然后用被制造的器件101(例如，在一些实施例中，板1721被形成为相对器件衬底滚动的滚筒)挤压来将平滑材料和/或者溶剂混合物1641从印刷板1721上的槽1722传输到需要平滑层141的区域。在一些实施例中，平滑材料和/或者溶剂混合物1641被干燥，从而移除溶剂，并在所需的地方留下平滑层141。在这些实施例中，印刷板上的图案限定平滑层的横向范围。阻挡物沉积台1650沉积阻挡层142。在一些实施例中，然后沉积另外的平滑层和/或者阻挡层，所获得的产品被卷1602拾起。
锂固态电池技术对包括O2、H2O蒸气、N2和/或者CO2的空气成分极其敏感。为了让电池在任何环境中作用延长的时间，利用了防止电池的外部的反应组分传输到活性电池材料的阻挡物。包括一对或者更多对层的层式结构对于将透气减小到低于渗透率确定工具的检测限度的水平是有效的，每对层包括一种或者更多种材料(包括有机聚合物、玻璃、和/或者半固态材料)的一层和一种或更多种金属、陶瓷和/或具有低透气速率(例如小于每天每平方米0.1ml的气体)的其他材料的一层。在O2和水蒸汽的情况下，这些检测极限典型地是每天每平方米0.005mL O2，每天每平方米0.005g H2O。发明人确定了，在一些实施例中，对于固态电池而言，为了达到长期商业可接受，每天每平方米小于0.001mL O2，每天每平方米0.00005g H2O的渗透率是有用的。
物理配置层中的有机聚合物、玻璃或者半固体的功能用于提供光滑层，具有较低气体渗透速率的材料被施加在所述光滑表面上，并从可能在后续的层中引起缺陷的前面的层移除表面形态中的缺陷或者平滑问题。在层式结构中使用光可限定材料的使用和优点被进行了描述。包括固态电池和/或者其他电子部件的器件将需要能够电连接接入所述器件，因此，一些触点焊盘可能没有被任何层或者阻挡物结构完全覆盖。可以通过曝光到电磁辐射(或者其他能量源)或者从所述电磁辐射屏蔽而形成图案的有机聚合物、玻璃或者半固体层比其他材料有利，因为接入触点焊盘和其他图案很容易在不降低阻挡物的质量的情况下来实现。
所述概念已经付诸实施。层式结构具有1.2毫米Al、旋涂的光刻胶(Shipley 1813，3000rpm旋涂、在“trouble lamp”下曝光、并在170摄氏度下固化15分钟)，1.2毫米的Al被沉积在2密耳(two-mil；大约50毫米)的聚酰亚胺膜上。当在Mocon(评估公司)评估时，在50摄氏度以及100％的相对湿度的水蒸汽下透气率低于工具的检测限度(每天每平方米0.005g H2O)。
本发明的一些实施例的一方面提供了一种器件，所述器件具有薄膜电池和具有可限定横向范围的环境阻挡物。
一些实施例包括一种设备，所述设备包括衬底；连接到衬底的第一器件；和层式阻挡物结构，所述层式阻挡物结构密封第一器件，其中所述层式阻挡物结构包括具有可限定的横向范围的第一物理配置层，其中所述层式阻挡物结构也包括第一阻挡层。
在一些实施例中，所述第一物理配置层具有光可限定的横向范围(lateral extent)。
在一些实施例中，第一物理配置层是光刻胶，第一阻挡层是铝。
在一些实施例中，第一物理配置层包括有机聚合物。
在一些实施例中，第一物理配置层包括玻璃。
在一些实施例中，第一物理配置层包括半固体层。
一些实施例还包括光可限定阻挡层。在一些实施例中，至少一个光可限定阻挡层被沉积在所述器件和衬底之间。在一些实施例中，光可限定阻挡层被沉积在衬底上，所述器件在此后被沉积。在一些实施例中，光可限定阻挡层被沉积在所述器件上，得到的产物沉积在衬底上。在一些实施例中，光可限定层被沉积在衬底上，这样衬底安置在所述器件和光可限定层之间。在一些实施例中，阻挡层沉积在光可限定层上。
在一些实施例中，所述设备包括位于所述器件和所述衬底之间的衬底阻挡物结构。在一些实施例中，衬底阻挡物结构包括光可限定层。在一些实施例中，衬底阻挡物结构包括铝扩散阻挡物。
在一些实施例中，所述第一器件包括薄膜锂电池，和第一物理配置层，所述第一物理配置层横向受限并至少覆盖所述电池。
在一些实施例中，所述第一阻挡层包括金属(例如、诸如铝、金、铜、铁及其组合)。
在一些实施例中，所述第一阻挡层包括铝。
在一些实施例中，所述第一阻挡层包括陶瓷材料。
在一些实施例中，所述第一阻挡层具有被限定的横向范围。在一些这样实施例中，第一器件包括薄膜锂电池，所述第一阻挡层包括气体阻挡层，所述气体阻挡层横向受限但是至少覆盖所述电池。在一些实施例中，所述第一阻挡层被光限定。在一些这样的实施例中，所述第一阻挡层提供电路布线功能。
在一些实施例中，所述阻挡层包括具有低气体渗透速率的材料。
在一些实施例中，其中层式阻挡物结构还包括覆盖第一阻挡层的第二物理配置层和覆盖第二物理配置层的第二阻挡层。在一些这样的实施例中，第一物理配置层包括光刻胶，第一阻挡层包括铝，第二物理配置层包括光刻胶，和第二阻挡层包括铝。在一些这样的实施例中，第二物理配置层具有被光限定的横向范围。在一些这样的实施例中，所述第一阻挡层和第二阻挡层作为电容器连接到电路。一些实施例还包括多个具有被限定的横向范围的交替物理配置层和阻挡层。在一些实施例中，至少所述多个被限定的交替层的一些层被电连接到包括锂电池的电路，其中通过层式阻挡物结构密封的第一器件包括锂电池。在一些实施例中，至少多个被限定的交替层的一些层被连接以形成电路的无源部件(passive component)，其中所述器件也形成电路的一部分。
一些实施例还包括第二器件，所述第二器件连接到衬底并被层式阻挡物结构覆盖，其中层式阻挡物结构包括多个被限定的交替层，被连接来形成电路的无源部件，其中第一和第二器件也形成电路的部分。
在一些实施例中，第一物理配置层是光刻胶。
在一些实施例中，所述器件包括薄膜锂电池，第一物理配置光刻胶层使用光刻法而横向受限，从而至少覆盖所述电池。
在一些实施例中，所述第一阻挡层形成电路布线层。
在一些实施例中，所述第一阻挡层包括覆盖第一物理配置光刻胶层的金属。在一些这样的实施例中，层式阻挡物结构还包括覆盖第一阻挡物金属层的第二光刻胶层和覆盖第二光刻胶层的第二金属层，其中第一金属层和第二金属层作为电容器连接到所述器件的电路。
在一些实施例中，所述器件包括电池，所述设备还包括电连接到电池的电路，其中所述电路包括处理器、存储器和输入装置以及输出装置。在一些这样的实施例中，所述电路还包括天线。
本发明的一些实施例包括一种设备，所述设备包括衬底，连接到衬底的第一器件，和如此处描述(基于35U.S.C.112部分第6自然段解释)用于密封第一器件的装置，包括用于物理地配置所述第一器件的表面的装置，用于物理地配置所述第一器件的表面的装置具有可限定横向范围，和用于阻断气体的装置，沉积在用于物理地配置所述第一器件的表面的装置上。
在一些实施例中，用于物理地配置所述第一器件的表面的装置具有被光限定的横向范围。
在一些实施例中，用于物理地配置的装置包括光刻胶，用于阻断气体的装置包括铝。
在一些实施例中，用于物理地配置所述第一器件的表面的装置包括有机聚合物。
在一些实施例中，用于物理地配置所述第一器件的表面的装置包括玻璃。
在一些实施例中，用于物理地配置所述第一器件的表面的装置包括半固体层。
在一些实施例中，用于物理地配置所述第一器件的表面的装置的横向范围是光限定的；其中连接到衬底的第一器件包括具有沉积在衬底上的连续的层的薄膜锂电池；和其中用于物理地配置所述第一器件的表面的装置被光限定，用于至少覆盖所述电池。
在一些实施例中，用于阻断气体的装置包括金属。
在一些实施例中，用于阻断气体的装置包括铝。
在一些实施例中，用于阻断气体的装置包括陶瓷材料。
一些实施例的其他方面包括一种方法，包括提供具有连接到衬底的第一器件的衬底；和形成密封第一器件的层式阻挡物结构，其中形成层式阻挡物结构包括沉积具有可限定的横向范围的第一物理配置层，和沉积第一阻挡层。
所述方法的一些实施例还包括光限定第一物理配置层的横向范围。
在一些实施例中，第一物理配置层的沉积包括沉积光刻胶，第一阻挡层的沉积包括沉积铝。
在一些实施例中，沉积第一物理配置层包括沉积有机聚合物。
在一些实施例中，沉积第一物理配置层包括沉积玻璃。
在一些实施例中，沉积第一物理配置层包括沉积半固体层。
本方法的一些实施例还包括光限定第一物理配置层的横向范围；其中提供具有连接到衬底的第一器件的衬底还包括在衬底上的连续层中沉积薄膜锂电池；和其中第一物理配置层被光限定，从而至少覆盖所述电池。
在一些实施例中，沉积第一阻挡层包括沉积金属。
在一些实施例中，沉积第一阻挡层包括沉积铝。
在一些实施例中，沉积第一阻挡层包括沉积陶瓷材料。
在一些实施例中，形成第一层式阻挡物结构也包括限定第一阻挡层的横向范围。
在一些实施例中，形成第一层式阻挡物结构也包括蚀刻第一阻挡层的横向范围。
在一些实施例中，形成层式阻挡物结构也包括在第一阻挡层的沉积期间掩模化第一阻挡层的横向范围。在一些这样的实施例中，提供具有连接到衬底的第一器件的衬底还包括在衬底上的连续层中沉积薄膜锂电池，其中沉积第一阻挡层包括沉积气体阻挡层，所述气体阻挡层横向受限但是至少覆盖所述电池。
所述方法的一些实施例还包括光限定第一阻挡层。在一些这样的实施例中，光限定第一阻挡层包括光限定电路布线功能。
在一些实施例中，沉积阻挡层包括沉积具有低气体渗透速率的材料。
在一些实施例中，形成层式阻挡物结构还包括在第一阻挡层上沉积第二物理配置层和在第二物理配置层上沉积第二阻挡层。
在一些实施例中，沉积第一物理配置层包括沉积光刻胶；沉积第一阻挡层包括沉积铝；沉积第二物理配置层包括沉积光刻胶；和沉积第二阻挡层包括沉积铝。
所述方法的一些实施例还包括光限定第二物理配置层的横向范围。
在一些实施例中，第一阻挡层和第二阻挡层作为电容器连接到电路。
所述方法的一些实施例还包括具有被限定的横向范围的多个交替物理配置层和阻挡层。
在一些实施例中，至少多个被限定的交替层中的一些层电连接到包括锂电池的电路，其中通过层式阻挡物结构密封的第一器件包括锂电池。
在一些实施例中，至少被限定的交替层中的一些层被连接，从而形成电路的无源部件，其中所述器件也形成电路的一部分。
一些实施例还包括将第二器件连接到衬底，并连接层式阻挡物结构的多个被限定交替层，从而形成电路的无源部件，并连接第一和第二器件，从而形成电路的部分。
在一些实施例中，第一物理配置层是光刻胶。
在一些实施例中，所述器件包括薄膜锂电池，并且使用光刻法横向限定第一物理配置光刻胶层，从而至少覆盖所述电池。
在一些实施例中，第一阻挡层形成电路布线层。
在一些实施例中，第一阻挡层包括覆盖第一物理配置光刻胶层的金属。
在一些实施例中，层式阻挡物结构还包括覆盖第一阻挡物金属层的第二光刻胶层和覆盖第二光刻胶层的第二金属层，其中第一金属层和第二金属层作为电容器连接到器件的电路。
在一些实施例中，所述器件包括电池，所述方法还包括将电路电连接到电池，其中电路包括处理器、存储器和输入装置以及输出装置。
在一些实施例中，所述电路还包括天线。
所述方法的一些实施例还包括沉积衬底光可限定阻挡层，这样衬底光可限定阻挡层位于器件与第一层式阻挡物结构相对的一侧上。
所述方法的一些实施例还包括在所述器件和所述衬底之间沉积光可限定阻挡层。
所述方法的一些实施例还包括在衬底上沉积光可限定阻挡层。
所述方法的一些实施例还包括在所述器件上沉积光可限定阻挡层。
应该理解上面的描述意图是起说明解释用，而不是起限制用。虽然这里所描述的不同实施例的许多特征和效果连同其结构和功能的细节在前面的描述中已经提出，但是对于本领域的技术人员来说，在回顾上面的描述时，其它许多实施例和细节的变化将会是显而易见的。因此，本发明的保护范围应该参考所附的权利要求以及与这些授权的权利要求相等效的全部范围进行确定。在所附的权利要求中，术语“包括(including)”和“其中(in which)”被分别用作各术语“包括(comprising)”和“其中(wherein)”的语言等同物。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等只是用于标识，而不是为了对它们的客体施加各种要求。
权利要求
1.一种设备，所述设备包括衬底；连接到衬底的第一器件；和层式阻挡物结构，所述层式阻挡物结构密封第一器件，其中所述层式阻挡物结构包括具有可限定的横向范围的第一物理配置层，其中所述层式阻挡物结构也包括第一阻挡层。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一物理配置层具有光可限定的横向范围。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，第一物理配置层是光刻胶，第一阻挡层是铝。
4.根据权利要求1所述的设备，其中，还包括位于所述器件和所述衬底之间的衬底阻挡物结构。
5.根据权利要求4所述的设备，其中，衬底阻挡物结构包括光可限定层。
6.根据权利要求5所述的设备，其中，衬底阻挡物结构包括铝扩散阻挡物。
7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一器件包括薄膜锂电池，和第一物理配置层，所述第一物理配置层横向受限并至少覆盖所述电池。
8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一阻挡层包括金属。
9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一阻挡层包括铝。
10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一阻挡层包括陶瓷材料。
11.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一阻挡层具有被限定的横向范围。
12.根据权利要求11所述的设备，其中，第一器件包括薄膜锂电池，所述第一阻挡层包括气体阻挡层，所述气体阻挡层横向受限但是至少覆盖所述电池。
13.根据权利要求11所述的设备，其中，所述第一阻挡层被光限定。
14.根据权利要求13所述的设备，其中，所述第一阻挡层提供电路布线功能。
15.根据权利要求1所述的设备，其中，所述阻挡层包括具有低气体渗透率的材料。
16.根据权利要求1所述的设备，其中，层式阻挡物结构还包括覆盖第一阻挡层的第二物理配置层和覆盖第二物理配置层的第二阻挡层。
17.根据权利要求16所述的设备，其中，第一物理配置层包括光刻胶；第一阻挡层包括铝；第二物理配置层包括光刻胶；和第二阻挡层包括铝。
18.根据权利要求17所述的设备，其中，第二物理配置层具有被光限定的横向范围。
19.根据权利要求17所述的设备，其中，所述第一阻挡层和第二阻挡层作为电容器连接到电路。
20.根据权利要求16所述的设备，其中，还包括多个具有被限定的横向范围的交替物理配置层和阻挡层。
21.根据权利要求20所述的设备，其中，所述多个被限定的交替层被电连接到包括锂电池的电路，其中通过层式阻挡物结构密封的第一器件包括锂电池。
22.根据权利要求20所述的设备，其中，多个被限定的交替层被连接以形成电路的无源部件，其中所述器件也形成电路的一部分。
23.根据权利要求1所述的设备，还包括第二器件，所述第二器件连接到衬底并被层式阻挡物结构覆盖，其中层式阻挡物结构包括多个被限定的交替层，被连接来形成电路的无源部件，其中第一和第二器件也形成电路的部分。
24.根据权利要求1所述的设备，其中，第一物理配置层是光刻胶。
25.根据权利要求24所述的设备，其中，所述器件包括薄膜锂电池，第一物理配置光刻胶层使用光刻法而横向受限，从而至少覆盖所述电池。
26.根据权利要求25所述的设备，其中，所述第一阻挡层形成电路布线层。
27.根据权利要求24所述的设备，其中，所述第一阻挡层包括覆盖第一物理配置光刻胶层的金属。
28.根据权利要求27所述的设备，其中，层式阻挡物结构还包括覆盖第一阻挡物金属层的第二光刻胶层和覆盖第二光刻胶层的第二金属层，其中第一金属层和第二金属层作为电容器连接到所述器件的电路。
29.根据权利要求1所述的设备，其中，所述器件包括电池，所述设备还包括电连接到电池的电路，其中所述电路包括处理器、存储器和输入装置以及输出装置。
30.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电路还包括天线。
31.一种设备，包括衬底；连接到衬底的第一器件(device)；和用于密封第一器件的装置(means)，包括用于物理地配置所述器件的表面的装置(means)，用于物理地配置所述器件的表面的装置具有可限定横向范围，和用于阻断气体的装置，沉积在用于物理地配置所述器件的表面的装置上。
32.根据权利要求31所述的设备，其中，用于物理地配置所述器件的表面的装置具有被光限定的横向范围。
33.根据权利要求31所述的设备，其中，用于物理地配置的装置包括光刻胶，用于阻断气体的装置包括铝。
34.根据权利要求31所述的设备，其中，用于物理地配置所述器件的表面的装置包括有机聚合物。
35.根据权利要求31所述的设备，其中，用于物理地配置所述器件的表面的装置包括玻璃。
36.根据权利要求31所述的设备，其中，用于物理地配置所述器件的表面的装置包括半固体层。
37.根据权利要求31所述的设备，其中，用于物理地配置所述器件的表面的装置的横向范围是光限定的；其中连接到衬底的第一器件包括具有沉积在衬底上的连续的层的沉积薄膜锂电池；和其中用于物理地配置所述器件的表面的装置被光限定，从而至少覆盖所述电池。
38.根据权利要求31所述的设备，其中，用于阻断气体的装置包括金属。
39.根据权利要求31所述的设备，其中，用于阻断气体的装置包括铝。
40.根据权利要求31所述的设备，其中，用于阻断气体的装置包括陶瓷材料。
41.一种方法，包括提供具有连接到衬底的第一器件的衬底；和形成密封第一器件的第一层式阻挡物结构，其中形成层式阻挡物结构包括沉积具有可限定的横向范围的第一物理配置层，和沉积第一阻挡层。
42.根据权利要求41所述的方法，还包括光限定第一物理配置层的横向范围。
43.根据权利要求41所述的方法，其中，第一物理配置层的沉积包括沉积光刻胶，第一阻挡层的沉积包括沉积铝。
44.根据权利要求41所述的方法，其中，沉积第一物理配置层包括沉积有机聚合物。
45.根据权利要求41所述的方法，其中，沉积第一物理配置层包括沉积玻璃。
46.根据权利要求41所述的方法，其中，沉积第一物理配置层包括沉积半固体层。
47.根据权利要求41所述的方法，还包括光限定第一物理配置层的横向范围；其中提供具有连接到衬底的第一器件的衬底还包括在衬底上的连续层中沉积薄膜锂电池；和其中第一物理配置层被光限定，从而至少覆盖所述电池。
48.根据权利要求41所述的方法，其中，沉积第一阻挡层包括沉积金属。
49.根据权利要求41所述的方法，其中，沉积第一阻挡层包括沉积铝。
50.根据权利要求41所述的方法，其中，沉积第一阻挡层包括沉积陶瓷材料。
51.根据权利要求41所述的方法，其中，形成第一层式阻挡物结构也包括限定第一阻挡层的横向范围。
52.根据权利要求51所述的方法，其中，提供具有连接到衬底的第一器件的衬底还包括在衬底上的连续层中沉积薄膜锂电池，其中沉积第一阻挡层包括沉积气体阻挡层，所述气体阻挡层横向受限但是至少覆盖所述电池。
53.根据权利要求41所述的方法，还包括光限定第一阻挡层。
54.根据权利要求53所述的方法，其中，光限定第一阻挡层包括光限定电路布线功能。
55.根据权利要求41所述的方法，其中，沉积阻挡层包括沉积具有低气体渗透率的材料。
56.根据权利要求41所述的方法，其中，形成第一层式阻挡物结构还包括在第一阻挡层上沉积第二物理配置层和在第二物理配置层上沉积第二阻挡层。
57.根据权利要求56所述的方法，其中沉积第一物理配置层包括沉积光刻胶；沉积第一阻挡层包括沉积铝；沉积第二物理配置层包括沉积光刻胶；和沉积第二阻挡层包括沉积铝。
58.根据权利要求57所述的方法，其中，还包括光限定第二物理配置层的横向范围。
59.根据权利要求57所述的方法，其中，还包括连接第一阻挡层和第二阻挡层，从而形成连接到电路的电容器。
60.根据权利要求46所述的方法，还包括沉积多个交替物理配置层和阻挡层，并限定交替物理配置层和阻挡层的横向范围。
61.根据权利要求60所述的方法，还包括将多个被限定的交替层电连接到包括锂电池的电路，其中形成第一层式阻挡物结构包括密封锂电池。
62.根据权利要求60所述的方法，其中，沉积多个被限定的交替层包括连接多个被限定的交替层，从而形成电路的无源部件，其中所述器件也形成电路的一部分。
63.根据权利要求61所述的方法，还包括将第二器件连接到衬底；用第一层式阻挡物结构覆盖第二器件；和连接第一层式阻挡物结构的多个被限定的交替层，用于形成电路的无源部件，并连接第一和第二器件，以形成电路的部分。
64.根据权利要求61所述的方法，其中，沉积第一物理配置层包括沉积光刻胶。
65.根据权利要求64所述的方法，其中，所述器件包括薄膜锂电池，并且还包括使用光刻法横向限定第一物理配置光刻胶层，从而至少覆盖所述电池。
66.根据权利要求65所述的方法，还包括配置第一阻挡层来形成电路布线层。
67.根据权利要求64所述的方法，其中，沉积第一阻挡层包括在第一物理配置光刻胶层上沉积金属。
68.根据权利要求67所述的方法，其中，形成第一层式阻挡物结构还包括在第一阻挡物金属层上沉积第二光刻胶层，和在第二光刻胶层上沉积第二金属层，并将第一金属层和第二金属层作为电容器连接到所述器件的电路。
69.根据权利要求41所述的方法，其中，所述器件包括电池，所述方法还包括将电路电连接到电池，其中电路包括处理器、存储器和输入装置以及输出装置。
70.根据权利要求41所述的方法，其中，所述电路还包括天线。
71.根据权利要求41所述的方法，还包括沉积衬底光可限定阻挡层，这样衬底光可限定阻挡层位于器件与第一层式阻挡物结构相对的一侧上。
72.根据权利要求71所述的方法，还包括在所述器件和所述衬底之间沉积光可限定阻挡层。
73.根据权利要求71所述的方法，还包括在衬底上沉积光可限定阻挡层。
74.根据权利要求71所述的方法，还包括在所述器件上沉积光可限定阻挡层。
75.根据权利要求41所述的方法，其中，第一层式阻挡物结构的形成也包括蚀刻第一阻挡层的横向范围。
76.根据权利要求41所述的方法，其中，形成第一层式阻挡物结构也包括在第一阻挡层的沉积期间掩模化第一阻挡层的横向范围。
全文摘要
本发明提供了一种系统，所述系统提供了环境阻挡物，也对提供电路有用，例如，具有薄膜电池的电路，例如包括连接到电路的锂或者锂化合物的电路。环境阻挡物作为交替层沉积，至少所述层之一提供平滑、平面化和/或者平整物理配置功能，至少一个另外的层提供扩散阻挡功能。提供物理配置功能的层可以包括光刻胶、光可限定、能量可限定和/或者可掩模的层。物理配置层也可以是电介质。包括多对层的层式结构可以被用于将气体渗透速率减小到超出当前可检测的水平，每对包括物理配置层和具有低气体渗透速率的阻挡层。
文档编号H01M2/00GK1957487SQ200580007083
公开日2007年5月2日 申请日期2005年1月6日 优先权日2004年1月6日
发明者大卫·J·塔诺斯基, 马克·L·金森 申请人:Cymbet公司