[發(fā)明專利]一種電子器件的制備方法、電子器件及信息系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110496608.8
• 申請(qǐng)日: 2021-05-07
• 公開（公告）號(hào): CN113346013B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 向勇;張曉琨;宮勇吉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L45/00
• 分類號(hào): H01L45/00;H01M10/0525;H01M10/058
• 代理公司: 深圳市智享知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44361
• 代理人: 羅芬梅

本發(fā)明涉及電子集成器件的技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電子器件的制備方法、電子器件及信息系統(tǒng)，制備方法包括如下步驟：根據(jù)選取的對(duì)電極材料匹配工作電極材料；工作電極材料具有存儲(chǔ)鋰離子和釋放鋰離子的功能，并可基于鋰離子含量的變化得到對(duì)應(yīng)的狀態(tài)信息；利用該工作電極材料形成工作電極層，在所述工作電極層上形成電解質(zhì)層；在電解質(zhì)層上形成選取對(duì)電極材料的對(duì)電極層，使得制備獲得的電子器件能對(duì)應(yīng)將對(duì)計(jì)算或存儲(chǔ)提供能源供給的過程與其狀態(tài)改變的過程進(jìn)行耦合，本身信息處理無需額外提供電能源，降低功耗和提高效率。其中，信息處理包括信息計(jì)算、信息存儲(chǔ)，提高信息處理的效率，同時(shí)降低功耗，突破了傳統(tǒng)計(jì)算器件計(jì)算能力提升的功耗壁壘。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及電子集成器件的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電子器件的制備方法、電子器件及信息系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】

隨著智能科技的進(jìn)步，超高性能的計(jì)算系統(tǒng)被廣泛使用，且對(duì)計(jì)算能力的要求日益增加。而目前基于馮諾依曼架構(gòu)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由于硅基微電子器件量子隧穿、功耗過高等問題，已經(jīng)日益趨近于摩爾定律極限，若要不斷地提高計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力，則需要不斷增加單位面積上的計(jì)算單元，這加劇了功耗和散熱等問題。隨著計(jì)算器件與系統(tǒng)的不斷發(fā)展，低功耗、高性能便成了新型計(jì)算器件的發(fā)展趨勢(shì)?？赏ㄟ^向人類大腦學(xué)習(xí)，尋找一種新型的高性能、低功耗的計(jì)算架構(gòu)來解決這些問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

為克服目前計(jì)算器件能量效率低、功耗大的缺陷，本發(fā)明提供一種電子器件的制備方法、電子器件及電子系統(tǒng)。

本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題，提供一技術(shù)方案：一種電子器件的制備方法，所述電子器件包括對(duì)電極和工作電極，電子器件的制備方法包括如下步驟：選取對(duì)電極材料，根據(jù)選取的對(duì)電極材料匹配工作電極材料；所述對(duì)電極材料包括具有向所述工作電極提供鋰離子的對(duì)電極材料，所述工作電極材料具有存儲(chǔ)鋰離子和釋放鋰離子的功能，并可基于鋰離子含量的變化得到對(duì)應(yīng)的所述工作電極和所述對(duì)電極之間的電勢(shì)差，且所述電勢(shì)差的變化過程為所述電子器件釋放電能或得到電能的過程與所述電子器件信息處理的過程的耦合；利用該工作電極材料形成工作電極層，在所述工作電極層上形成電解質(zhì)層；在所述電解質(zhì)層上形成選取對(duì)電極材料的對(duì)電極層。

優(yōu)選地，所述工作電極材料包括利用過渡金屬與ⅥA族非金屬元素合成的二維無機(jī)化合物；電子器件的制備方法包括如下步驟：利用CVD方法在預(yù)設(shè)襯底上合成所述工作電極材料并形成工作電極薄膜層；通過離子蝕刻或者光刻顯影的方式對(duì)所述工作電極薄膜層進(jìn)行處理以獲得工作電極層。

優(yōu)選地，電子器件的制備方法中在工作電極層上形成電解質(zhì)層還包括如下步驟：通過光刻顯影的方式對(duì)所述工作電極層進(jìn)行處理以獲得電解質(zhì)圖案；利用磁控濺射方法將電解質(zhì)材料沉積在所述電解質(zhì)圖案上后，洗去用于形成電解質(zhì)圖案的光刻膠以獲得電解質(zhì)層。

優(yōu)選地，電子器件的制備方法中形成對(duì)電極層還包括如下步驟：通過光刻顯影的方式對(duì)所述電解質(zhì)層進(jìn)行處理以獲得鋰源沉積圖案；利用PVD沉積技術(shù)、電鍍或化學(xué)鍍將所述對(duì)電極材料形成在所述鋰源沉積圖案上后，洗去用于形成鋰源圖案的光刻膠以獲得對(duì)電極層，所述對(duì)電極材料包括金屬鋰或者含可遷移鋰離子的化合物。

優(yōu)選地，電子器件的制備方法還包括如下步驟：通過光刻顯影的方式對(duì)所述對(duì)電極層和工作電極層進(jìn)行處理以獲得形成在所述對(duì)電極層上的第一集流體圖案和形成在所述工作電極薄膜層上的第二集流體圖案；利用磁控濺射技術(shù)、電鍍或化學(xué)鍍技術(shù)將第一集流體材料和第二集流體材料分別沉積在所述第一集流體圖案和第二集流體圖案以獲得電芯結(jié)構(gòu)；對(duì)所述電芯結(jié)構(gòu)進(jìn)行封裝和/或與外設(shè)的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行互聯(lián)以獲得電子器件。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供一種電子器件，所述電子器件由上所述的方法制備獲得：所述電子器件包括對(duì)電極，工作電極以及位于對(duì)電極和工作電極中的電解質(zhì)，所述工作電極和所述對(duì)電極匹配，所述對(duì)電極包括具有向所述工作電極提供鋰離子的對(duì)電極材料，所述工作電極具有存儲(chǔ)鋰離子和釋放鋰離子的功能，所述工作電極可基于其中鋰離子含量的變化得到對(duì)應(yīng)的電勢(shì)差。