[發明專利]一種硅基超級電容及其制備方法在審
| 申請號： | 202010172768.2 | 申請日： | 2020-03-12 |
| 公開（公告）號： | CN111446083A | 公開（公告）日： | 2020-07-24 |
| 發明（設計）人： | 朱寶;陳琳;孫清清;張衛 | 申請（專利權）人： | 復旦大學;上海集成電路制造創新中心有限公司 |
| 主分類號： | H01G11/26 | 分類號： | H01G11/26;H01G11/30;H01G11/56;H01G11/84;H01G11/86;H01L49/02 |
| 代理公司： | 上海正旦專利代理有限公司 31200 | 代理人： | 陸飛;陸尤 |
| 地址： | 200433 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 超級 電容 及其 制備 方法 | ||
1.一種硅基超級電容，其特征在于，包括：
硅襯底；
硅納米結構陣列，分布在所述硅襯底背面；
絕緣介質層，覆蓋所述硅納米結構陣列表面；
正電極和負電極，形成在所述絕緣介質層上，且彼此分隔；
固態電解質凝膠，形成在所述正電極和負電極之間的絕緣介質層上，并部分覆蓋所述正電極和所述負電極。
2.根據權利要求1所述的硅基超級電容，其特征在于，所述硅納米結構陣列為硅納米柱陣列或硅納米孔陣列。
3.根據權利要求1所述的硅基超級電容，其特征在于，所述固態電解質凝膠是硫酸和聚乙烯醇，或者氫氧化鉀和聚乙烯醇混合后形成的凝膠。
4.一種硅基超級電容制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
提供硅襯底；
在所述硅襯底背面刻蝕形成硅納米結構陣列；
在所述硅納米結構陣列表面形成絕緣介質層；
在所述絕緣介質層上形成彼此分隔的正電極和負電極；
注入固態電解質凝膠，使其形成在所述正電極和負電極之間的空隙處的絕緣介質層上，并部分覆蓋所述正電極和所述負電極。
5.根據權利要求4所述的硅基超級電容制備方法，其特征在于，所述硅納米結構陣列為硅納米柱陣列或硅納米孔陣列。
6.根據權利要求4所述的硅基超級電容制備方法，其特征在于，形成所述絕緣介質層的方法為化學氣相沉積、原子層沉積或濺射。
7.根據權利要求4所述的硅基超級電容制備方法，其特征在于，在所述絕緣介質層上形成彼此分隔的正電極和負電極的步驟具體包括：
在所述絕緣介質層表面形成電極材料；
以光刻膠為掩膜，刻蝕形成互不相連的正電極和負電極；
在溶劑中溶解或者灰化去除所述光刻膠。
8.根據權利要求7所述的硅基超級電容制備方法，其特征在于，所述刻蝕為離子銑蝕刻、等離子蝕刻、反應離子蝕刻、激光燒蝕、電感耦合等離子體蝕刻或者濕法蝕刻。
9.根據權利要求7所述的硅基超級電容制備方法，其特征在于，所述電極材料是金屬氮化物TiN、TaN或VN，或者是金屬Ni、Co、Mn或Ru，或者是疊層材料NiO/TiN、Co3O4/TiN或MnO2/TiN。
10.根據權利要求4所述的硅基超級電容制備方法，其特征在于，所述固態電解質凝膠是硫酸和聚乙烯醇，或者氫氧化鉀和聚乙烯醇混合后形成的凝膠。
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