个实施例(例如图1-15)描述的一个或多个方面的一个或多个可选附加特征。
[0125]例如，电池元件1600可包括电连接到多个沟槽1620内的固态电池结构1630的第一电极的第一电池元件电极和电连接到多个沟槽1620内的固态电池结构1630的第二电极的第二电池元件电极。
[0126]可选地，衬底1610例如是晶片的至少一半以上。
[0127]图17示出根据一实施例的电池1700的示意性横截面。电池1700包括以堆叠的方式布置的多个晶片1710。每个晶片1710包括电池结构。
[0128]通过堆叠具有在沟槽内布置的电池结构的多个晶片，提供期望电压或期望容量的电池可以是可行的。可以以低的努力堆叠电池元件。以该方式，可提供具有高功率密度的电池。
[0129]可选地，电池结构可以是固态电池结构。替换地，电池结构可以例如是聚合物电池结构或凝胶电池结构。
[0130]可选地，电池结构可以被布置在到达相应晶片内的沟槽内。替换地，电池结构可以例如在相应晶片的基本上平的表面上沉积。
[0131]晶片1710的堆叠体可以被布置在电池1700的封装1720内。至少两个外部可访问电池电极1730可透过封装1720以提供电池电压到外部设备。
[0132]结合提出的概念或上面描述的一个或多个实施例(例如图1-16)来描述电池1700的更多细节和可选方面(例如衬底、沟槽尺寸、固态电池结构、电极、封装)。换言之，电池1700可包括对应于结合提出的概念或上面描述的一个或多个实施例(例如图1-16)描述的一个或多个方面的一个或多个可选附加特征。
[0133]一些实施例涉及具有高能量密度的晶片电池。提出的电池设计可使能得到高或最高的可能能量密度。
[0134]相比于例如在一角色上的层压材料的多次堆叠，其中一个电极层的电阻随着在该角色上的堆叠的层压材料的数量而增大，提出了例如在晶片矩阵上的3维结构作为基于硅的晶片电池(例如在晶片的两侧上具有两个电极)。电池层可被布置为3维的。在该情况下，可以例如增大或最大化电池层的表面。
[0135]例如，提出了使用晶体取向的Si蚀刻技术来实现用于高或最大电池层压材料表面的低或最小硅矩阵体积。例如，可以使用KOH或NH4OH或其它取决于晶体的蚀刻来形成硅的网格作为用于电池层沉积的矩阵。
[0136]可利用晶片形成提出的电池，其中通过晶体取向的蚀刻工艺来修改Si矩阵以形成具有低或最小稳定娃体积的高或最大表面。
[0137]在晶片电池的表面上的沟槽的紧密或最优布置可以例如是六角形或方形。
[0138]利用结晶蚀刻，可以增大电池层表面，而不改变在两个沟槽之间的最小厚度并且不改变晶片大小例如超过20%。在一些应用中，功率密度是例如不被牺牲的。
[0139]示例实施例可进一步提供具有程序代码的计算机程序，当计算机程序在计算机或处理器上执行时程序代码用于执行上面的方法之一。本领域技术人员将容易认识到，可以通过编程的计算机来执行各个上述方法的步骤。本文中，一些示例实施例还旨在覆盖程序储存设备，例如数字数据储存介质，其可以是机器或计算机可读的并且对机器可执行或计算机可执行指令程序进行编码，其中该指令执行上述方法的一些或所有动作。程序储存设备可以是例如数字存储器、诸如磁盘和磁带的磁储存介质、硬盘或光学可读数字数据储存介质。另外的示例实施例还旨在覆盖被编程为执行上述方法的动作的计算机，或被编程为执行上述方法的动作的(现场)可编程逻辑阵列((F)PLA)或(现场)可编程门阵列((F)PGA)。
[0140]描述和附图仅仅图示本公开的原理。因此将认识到，本领域技术人员将能够设想尽管未在本文中明确描述或示出但体现本公开的原理并且被包括在其精神和范围内的各个布置。此外，本文记载的所有示例在原理上清楚地旨在是仅为了教学目的以在理解本公开的原理和由一个或多个发明人为促进该领域而贡献的概念中帮助阅读者，并且应当被解释为不具有对这样的具体记载的示例和条件的限制。而且，本文中记载本公开的原理、方面和实施例以及其具体示例的所有陈述旨在包含其等同形式。
[0141]被标记为“用于……的模块”(执行某一功能)的功能块应当被理解为分别包括被配置为执行某一功能的电路的功能块。因此，“用于什么的模块”也可以被理解为“被配置为或适于什么的模块”。被配置为执行某一功能的模块因此并不暗示这样的模块一定在执行该功能(在给定时刻)。
[0142]图中示出的各个元件的功能，包括被标注为“模块”、“用于提供传感器信号的模块”、“用于生成发射信号的模块”等的任何功能块，可以通过专用硬件以及能够执行与适当软件相关联的软件的硬件的使用来提供，该专用硬件例如是“信号提供器”、“信号处理单元”、“处理器”、“控制器”等。而且，本文中被描述为“模块”的任何实体可以对应于或被实施为“一个或多个模组”，“一个或多个设备”、“一个或多个单元”等。当由处理器提供时，功能可通过单个专用处理器，通过单个共享处理器，或通过多个个体处理器(其中一些可以是共享的)来提供。而且，术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应当被解释为排他地指代能够执行软件的硬件，并且可暗含地在不具有限制的情况下包括数字信号处理器(DSP)硬件、网络处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、用于储存软件的只读存储器(R0M)、随机访问存储器(RAM)和非易失储存器。也可包括其它硬件，常规和/或定制的硬件。
[0143]本领域技术人员应当认识到，本文的任何方框图表示体现本公开的原理的说明性电路的概念图。类似地，将认识到，任何作业图、流程图、状态转变图、伪码等表示可以基本上在计算机可读介质中表示并且由计算机或处理器如此执行的各个进程，无论是否明确示出这样的计算机或处理器。
[0144]此外，以下权利要求由此被并入详细描述中，其中每个权利要求可独立地作为单独示例实施例。尽管每个权利要求可独立存在作为单独示例实施例，但是应当注意到，尽管从属权利要求可在权利要求书中指代与一个或多个其它权利要求的具体组合，但是其它示例实施例也可包括从属权利要求与每个其它从属或独立权利要求的主题的组合。本文中提出这样的组合，除非陈述了具体的组合不是想要的。此外，旨在对任何其它独立权利要求还包括一权利要求的特征，即使该权利要求未直接从属于该独立权利要求。
[0145]应该进一步注意到，说明书或权利要求书中公开的方法可通过具有用于执行这些方法的相应动作中的每个动作的模块的设备来实施。
[0146]此外，应当理解的是，在说明书或权利要求书中公开的多个动作或功能的公开可以被不解释为将处于特定次序中。因此，多个动作或功能的公开将不将这些限制到特定次序，除非这样的动作或功能由于技术原因是不可互换的。此外，在一些实施例中，单个动作可包括或可被分为多个子动作。这样的子动作可被包括以及该单个动作的公开的部分，除非被明确排除。
【主权项】
1.一种用于形成电池元件的方法，所述方法包括: 蚀刻沟槽到衬底内； 执行所述沟槽的取决于晶体取向的蚀刻；以及 在所述沟槽内形成固态电池结构。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述取决于晶体取向的蚀刻包括湿法化学蚀刻工艺。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述取决于晶体取向的蚀刻包括利用氢氧化钾或氢氧化铵的蚀刻。4.根据权利要求1所述的方法，其中蚀刻所述沟槽到所述衬底内包括执行干法化学蚀刻工艺。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述沟槽包括基本上矩形的横向形状或基本上方形的横向形状。6.根据权利要求1所述的方法，其中根据六角形图案或方形图案在所述衬底上方分布所述沟槽。7.根据权利要求1所述的方法，其中在所述沟槽内形成所述固态电池结构包括在第一电极层和第二电极层之间形成固态电解质层。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述固态电解质层包括锂磷氮氧化物。9.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一电极层包括阳极层，所述阳极层包括碳或硅。10.根据权利要求7所述的方法，其中所述第二电极层包括阴极层和集电极层，所述阴极层包括锂钴氧化物，所述集电极层包括氮化钛。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述沟槽延伸到所述衬底内到大于500μ m的深度。12.根据权利要求1所述的方法，其中所述沟槽包括大于10的长宽比。13.根据权利要求1所述的方法，其中所述沟槽包括小于300μ m的最大宽度。14.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个沟槽中的相邻沟槽间隔开在2μπι和300nm之间的距离。15.根据权利要求1所述的方法，其中所述沟槽包括大于最大横向尺寸的最大深度。16.根据权利要求1所述的方法，其中所述衬底基本上是整个晶片。17.—种包括衬底的电池元件，所述衬底具有从所述衬底的表面延伸到所述衬底内的多个沟槽，其中所述多个沟槽中的每个沟槽的至少一部分被填充有固态电池结构并且其中所述多个沟槽中的每个沟槽在所述衬底的表面处包括基本上矩形形状或基本上方形形状。18.根据权利要求17所述的电池元件，还包括电连接到所述多个沟槽内的所述固态电池结构的第一电极的第一电池元件电极和电连接到所述多个沟槽内的所述固态电池结构的第二电极的第二电池元件电极。19.根据权利要求17所述的电池元件，其中所述衬底是晶片的至少一半以上。20.一种电池，包括以堆叠方式布置的多个晶片，其中每个晶片包括电池结构。21.根据权利要求20所述的电池，其中所述电池结构是固态电池结构。22.根据权利要求20所述的电池，其中所述电池结构被布置在到达相应晶片内的沟槽内。
【专利摘要】本发明涉及用于形成电池元件的方法、电池元件和电池。一种用于形成电池元件的方法包括蚀刻沟槽到衬底内以及所述沟槽的取决于晶体取向的蚀刻。此外该方法包括在所述沟槽内形成固态电池结构。
【IPC分类】H01M10/04
【公开号】CN104953155
【申请号】CN201510138577
【发明人】M.伦克, R.魏斯
【申请人】英飞凌科技股份有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年3月27日
【公告号】DE102015104674A1, US20150280271