JP7319114B2

JP7319114B2 - 薄膜型全固体電池、電子機器、および薄膜型全固体電池の製造方法

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Publication number: JP7319114B2
Application number: JP2019127402A
Authority: JP
Inventors: 孝保岡
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2019-07-09
Filing date: 2019-07-09
Publication date: 2023-08-01
Anticipated expiration: 2039-07-09
Also published as: JP2021012840A

Description

本実施形態は、薄膜型全固体電池、電子機器、および薄膜型全固体電池の製造方法に関する。

近年、自動車、電子機器、及び家庭用蓄電池等の用途に適した二次電池の研究が盛んに行われている。なかでも、負極、正極、電解質のすべてが固体からなる全固体電池は、安全性、高エネルギー密度、長寿命を兼ねそろえた電池としてその開発が期待されている。

例えば、電子機器が小型化されるにつれて電池のサイズも小さくなっているが、電子機器の小型化に合わせて電池の性能も向上させる必要がある。また、半導体プロセスを用いて電池を小型化することも可能である。小型化された電池の一つである薄膜型電池は、形状や大きさに制限はない。そのため、電子機器の電源として使用する場合、薄膜型電池を比較的小型に製造することができ、したがって、薄膜型電池に適合させることができる。

米国特許第６４９５２８３号

本実施形態は、半導体プロセスを用いた新規な薄膜型全固体電池を提供する。また、本実施の他の形態は、当該薄膜型全固体電池を備えた半導体装置を提供する。さらに、本実施の他の形態は、当該薄膜型全固体電池の製造方法を提供する。

本実施形態の一態様は、一対の電極と、前記一対の電極に挟まれる固体電解質と、を備え、前記一対の電極の一方は、溝部を有するシリコン基板を含み、前記固体電解質は、前記シリコン基板上にある薄膜型全固体電池である。

また、本実施形態の他の一態様は、一対の電極と、前記一対の電極に挟まれる固体電解質と、を備え、前記一対の電極の一方は、シリコン基板と、前記シリコン基板上の溝部を有する活物質層と、を備え、前記一対の電極の他方は、前記固体電解質上にある薄膜型全固体電池である。

また、本実施形態の他の一態様は、前記薄膜型全固体電池を備える電子機器である。

また、本実施形態の他の一態様は、溝部を有するシリコン基板上に固体電解質を形成し、
前記固体電解質上に正極を形成し、前記溝部は、前記シリコン基板の下面に不純物を添加し、ｎ型層を形成する工程と、前記シリコン基板の上面に窪み部分を形成する工程と、前記ｎ型層の下面に前記窪み部分と重畳しないように金属層を形成する工程と、前記シリコン基板を下面側から照射することにより前記窪み部分における前記シリコン基板を陽極酸化する工程と、を経て形成される薄膜型全固体電池の製造方法である。

また、本実施形態の他の一態様は、シリコン基板上に金属触媒を形成し、前記シリコン基板中のシリコンと前記金属触媒を合金化して液滴を形成し、前記液滴にシリコンを供給し、前記液滴中のシリコンを飽和及び析出させて、針状構造を有するシリコン基板を形成し、前記針状構造を有するシリコン基板上に固体電解質を形成し、前記固体電解質上に正極を形成する薄膜型全固体電池の製造方法である。

本実施形態によれば、半導体プロセスを用いた新規な薄膜型全固体電池を提供することができる。また、本実施の他の形態は、当該薄膜型全固体電池を備えた半導体装置を提供することができる。さらに、本実施の他の形態は、当該薄膜型全固体電池の製造方法を提供することができる。

図１は、本実施形態に係る薄膜型全固体電池の一態様を示す断面模式図である。図２は、本実施形態に係る薄膜型全固体電池の一態様を示す断面模式図である。図３は、本実施形態に係る薄膜型全固体電池の一態様を示す断面模式図である。図４は、本実施形態に係る薄膜型全固体電池の一態様を示す断面模式図である。図５は、本実施形態に係る薄膜型全固体電池におけるシリコン基板又は負極活物質層の俯瞰図である。図６は、本実施形態に係る薄膜型全固体電池におけるシリコン基板又は負極活物質層の俯瞰図である。図７は、本実施形態に係る薄膜型全固体電池におけるシリコン基板又は負極活物質層の俯瞰図である。図８は、本実施形態に係る薄膜型全固体電池におけるシリコン基板又は負極活物質層の俯瞰図である。図９は、本実施形態に係る薄膜型全固体電池におけるシリコン基板又は負極活物質層の俯瞰図である。図１０は、本実施形態に係る薄膜型全固体電池の一態様の製造方法を示す断面模式図であり、（ａ）シリコン基板１０を用意する工程、（ｂ）ｎ型層を形成する工程、及び（ｃ）レジストパターンを形成する工程を示す図である。図１１は、本実施形態に係る薄膜型全固体電池の一態様の製造方法を示す断面模式図であり、（ａ）シリコン基板に窪みを形成する工程、（ｂ）金属層を形成する工程、及び（ｃ）シリコン基板１０を陽極酸化する工程を示す図である。図１２は、本実施形態に係る薄膜型全固体電池の一態様の製造方法を示す断面模式図であり、（ａ）固体電解質１２を形成する工程、及び（ｂ）正極活物質層１４及び正極集電体１６を形成する工程を示す図である。

次に、図面を参照して、本実施の形態について説明する。以下に説明する図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各構成部品の厚みと平面寸法との関係等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

また、以下に示す実施の形態は、技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、各構成部品の材質、形状、構造、配置等を特定するものではない。本実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。

本実施形態の一態様は、以下の通りである。

［１］一対の電極と、前記一対の電極に挟まれる固体電解質と、を備え、前記一対の電極の一方は、溝部を有するシリコン基板を含み、前記固体電解質は、前記シリコン基板上にある薄膜型全固体電池。

［２］前記一対の電極の一方は、負極である［１］に記載の薄膜型全固体電池。

［３］前記シリコン基板は、ｎ型である［１］又は［２］に記載の薄膜型全固体電池。

［４］前記シリコン基板は、針状構造を有する［１］～［３］のいずれか１項に記載の薄膜型全固体電池。

［５］前記シリコン基板は、負極集電体として機能する［１］～［４］のいずれか１項に記載の薄膜型全固体電池。

［６］さらに、前記シリコン基板と前記固体電解質との間に負極活物質層を備える［１］～［５］のいずれか１項に記載の薄膜型全固体電池。

［７］前記シリコン基板は、さらに負極活物質として機能する［１］～［５］のいずれか１項に記載の薄膜型全固体電池。

［８］前記シリコン基板を俯瞰するとき、前記シリコン基板は、三角格子構造、円形構造、トリロッド構造、格子構造、及びハニカム構造からなる群から選択される１種を有する［１］～［７］のいずれか１項に記載の薄膜型全固体電池。

［９］一対の電極と、前記一対の電極に挟まれる固体電解質と、を備え、前記一対の電極の一方は、シリコン基板と、前記シリコン基板上の溝部を有する活物質層と、を備え、前記一対の電極の他方は、前記固体電解質上にある薄膜型全固体電池。

［１０］前記一対の電極の一方は、負極である［９］に記載の薄膜型全固体電池。

［１１］前記シリコン基板は、ｎ型である［９］又は［１０］に記載の薄膜型全固体電池。

［１２］前記シリコン基板は、負極集電体として機能する［９］～［１１］のいずれか１項に記載の薄膜型全固体電池。

［１３］前記活物質層を俯瞰するとき、前記活物質層は、三角格子構造、円形構造、トリロッド構造、格子構造、及びハニカム構造からなる群から選択される１種を有する［９］～［１２］のいずれか１項に記載の薄膜型全固体電池。

［１４］前記シリコン基板は、単結晶シリコンを含む［１］～［１３］のいずれか１項に記載の薄膜型全固体電池。

［１５］［１］～［１４］のいずれか１項に記載の薄膜型全固体電池を備える電子機器。

［１６］溝部を有するシリコン基板上に固体電解質を形成し、前記固体電解質上に正極を形成し、前記溝部は、前記シリコン基板の下面に不純物を添加し、ｎ型層を形成する工程と、前記シリコン基板の上面に窪み部分を形成する工程と、前記ｎ型層の下面に前記窪み部分と重畳しないように金属層を形成する工程と、前記シリコン基板を下面側から照射することにより前記窪み部分における前記シリコン基板を陽極酸化する工程と、を経て形成される薄膜型全固体電池の製造方法。

［１７］シリコン基板上に金属触媒を形成し、前記シリコン基板中のシリコンと前記金属触媒を合金化して液滴を形成し、前記液滴にシリコンを供給し、前記液滴中のシリコンを飽和及び析出させて、針状構造を有するシリコン基板を形成し、前記針状構造を有するシリコン基板上に固体電解質を形成し、前記固体電解質上に正極を形成する薄膜型全固体電池の製造方法。

［１８］前記金属層は、金及びクロムを含む［１６］に記載の薄膜型全固体電池の製造方法。

［１９］前記金属触媒は、金を含む［１７］に記載の薄膜型全固体電池の製造方法。

［２０］前記シリコン基板は、ｎ型である［１６］～［１９］のいずれか１項に記載の薄膜型全固体電池の製造方法。

［２１］前記シリコン基板は、負極集電体として機能する［１６］～［２０］のいずれか１項に記載の薄膜型全固体電池の製造方法。

［２２］さらに、前記シリコン基板と前記固体電解質との間に負極活物質層を形成する工程を備える［１６］～［２１］のいずれか１項に記載の薄膜型全固体電池の製造方法。

［２３］前記シリコン基板は、さらに負極活物質として機能する［１６］～［２１］のいずれか１項に記載の薄膜型全固体電池の製造方法。

本実施形態に係る薄膜型全固体電池について説明する。

図１～４は本実施形態に係る薄膜型全固体電池の一態様を示す断面模式図、図５～９は本実施形態に係る薄膜型全固体電池におけるシリコン基板又は負極活物質層の俯瞰図である。

（構造１）
図１に示す薄膜型全固体電池は、溝部を有するシリコン基板１０と、シリコン基板１０上の固体電解質１２と、固体電解質１２上の正極活物質層１４と、正極活物質層１４上の正極集電体１６と、を備える。なお、シリコン基板１０は負極として機能し、正極活物質層１４及び正極集電体１６は合わせて正極として機能する。当該負極及び正極は、薄膜型全固体電池の一対の電極として機能する。つまり、固体電解質１２は一対の電極に挟まれる構成となっている。本構造において、シリコン基板１０が負極集電体及び負極活物質としての機能を担っている。

シリコン基板１０は、リン、ヒ素、アンチモンなどの不純物を含み、ｎ型の性質を示す（ｎ型である）。また、変換効率が高い、耐久性が高い、及び信頼性が高いなどの観点から、シリコン基板１０は、単結晶シリコンを含むことが好ましい。負極材料としてシリコン基板１０を用いると、理論容量密度が黒鉛と比べて１０倍ほど高く、エネルギー密度を向上させることができる。

シリコン基板１０を負極に用いる電池の充電に伴ってシリコンの体積が膨張し、電池の寿命が短くなってしまうが、シリコン基板１０に炭素を含ませることでシリコン基板１０がシリコンと炭素を含む複合材料からなり、複合材料は体積変化を起こしにくいため、シリコンの凝集又は電気化学的焼結が減少する。これにより、シリコンの膨張を抑え、電池の安定性を向上させることができる。

また、シリコン基板１０は溝部を有しているため単位面積あたりの負極と固体電解質１２との界面の面積を増大させることができ、エネルギー密度を向上させることができる。また、溝部は複数存在し、溝部の深さは数十μｍ、溝部のピッチ間隔は１～５μｍである。

固体電解質１２は、例えば、酸化物系固体電解質又は硫化物系固体電解質を用いることができる。酸化物系固体電解質は、ペロブスカイト型のＬａ－Ｌｉ－Ｔｉ系酸化物（Ｌａ_０．５１Ｌｉ_０．３４ＴｉＯ_２．９４等）、ＮＡＳＩＣＯＮ型のＬｉ－Ａｌ－Ｔｉ系酸化物（Ｌｉ_１．３Ａｌ_０．３ＴｉＯ_１．７（ＰＯ_４）_３等）、ガーネット型のＬｉ－Ｌａ－Ｚｒ系酸化物（Ｌｉ_７Ｌａ_３Ｚｒ_２Ｏ_１２等）、ガラスの５０Ｌｉ_４ＳｉＯ_４・５０Ｌｉ_３ＢＯ_３、アモルファス薄膜のＬｉ_２．９ＰＯ_３．３Ｎ_０．４６（ＬＩＰＯＮ）及びＬｉ_３．６Ｓｉ_０．６Ｐ_０．４Ｏ_４、ガラスセラミックのＬｉ_１．０７Ａｌ_０．６９Ｔｉ_１．４６（ＰＯ_４）_３及びＬｉ_１．５Ａｌ_０．５Ｇｅ_１．５（ＰＯ_４）_３などを用いることができ、ペロブスカイト型のＬａ－Ｌｉ－Ｔｉ系酸化物、ＮＡＳＩＣＯＮ型のＬｉ－Ａｌ－Ｔｉ系酸化物、及びガーネット型のＬｉ－Ｌａ－Ｚｒ系酸化物は室温（２５℃）で１０^－４～１０^－３Ｓｃｍ^－１の高い導電率を有する。酸化物系固体電解質は、大気安定性に優れる。

硫化物系固体電解質は、結晶の硫化リチウム－硫化シリコン系などの二成分系やそこにさらにヨウ化リチウムやリン酸リチウムを加えた三成分系などを用いることができ、例えば、Ｌｉ_１０ＧｅＰ_２Ｓ_１２、Ｌｉ_３．２５Ｇｅ_０．２５Ｐ_０．７５Ｓ_４、３０Ｌｉ_２Ｓ・２６Ｂ_２Ｓ_３・４４ＬｉＩ、６３Ｌｉ_２Ｓ・３６ＳｉＳ_２・１Ｌｉ_３ＰＯ_４、５７Ｌｉ_２Ｓ・３８ＳｉＳ_２・５Ｌｉ_４ＳｉＯ_４、７０Ｌｉ_２Ｓ・３０Ｐ_２Ｏ_５、５０Ｌｉ_２Ｓ・５０ＰＧｅＳ_２、Ｌｉ_７Ｐ_３Ｓ_１１、及びＬｉ_３．２５Ｐ_０．９５Ｓ_４などを用いることができる。

シリコン基板１０と固体電解質１２との界面は、凹凸形状になっており、界面の面積を増大させることができることに加えてアンカー効果を奏する。このため、界面強度を向上させることができ、界面における剥離などを防止することができ、信頼性が高い薄膜型全固体電池とすることができる。また、界面の面積を増大させることができるので、界面抵抗を低減させた高性能な薄膜型全固体電池とすることができる。

正極活物質層１４中の正極活物質は、例えば、ＬｉＣｏＯ_２、ＬｉｘＶ_２（ＰＯ_４）_３（１≦ｘ≦５）等の酸化物系の正極活物質やＬｉ_２Ｓ等の硫化物系の正極活物質を用いることができ、正極集電体１６は、例えば、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｚｎ等の金属またはこれらを主成分とする合金等の金属系材料などを用いることができる。正極活物質層１４には、各極活物質内での電子の移動度を向上させるために、導電性を有する材料、例えば、カーボンなどを添加することができる。

（構造２）
図２に示す薄膜型全固体電池は、シリコン基板１０と、シリコン基板１０上の溝部を有する負極活物質層１８と、負極活物質層１８上の固体電解質１２と、固体電解質１２上の正極活物質層１４と、正極活物質層１４上の正極集電体１６と、を備える。なお、シリコン基板１０及び負極活物質層１８は合わせて負極として機能し、正極活物質層１４及び正極集電体１６は合わせて正極として機能する。当該負極及び正極は、薄膜型全固体電池の一対の電極として機能する。つまり、固体電解質１２は一対の電極に挟まれる構成となっている。本構造において、シリコン基板１０が負極集電体としての機能を担っている。

シリコン基板１０、固体電解質１２、正極活物質層１４、及び正極集電体１６についての説明は、構造１におけるシリコン基板１０の溝部に関する記載以外は本構造に援用することができる。

負極活物質層１８中の正極活物質は、例えば、カーボン、グラファイト等の炭素・黒鉛系材料、Ｓｎ系酸化物、Ｉｎ系酸化物、Ｐｂ系酸化物、Ａｇ系酸化物、Ｓｂ系酸化物、Ｓｉ系酸化物、Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２、ＬｉｘＶ_２（ＰＯ_４）_３（１≦ｘ≦５）等の酸化物系材料、Ｌｉ、Ｉｎ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｎ等の金属またはこれらを主成分とする合金等の金属系材料、ＬｉＡｌ、ＬｉＺｎ、Ｌｉ_３Ｂｉ、Ｌｉ_３Ｃｄ、Ｌｉ_３Ｓｄ、Ｌｉ_４Ｓｉ、Ｌｉ_４．４Ｐｂ、Ｌｉ_４．４Ｓｎ、Ｌｉ_０．１７Ｃ（ＬｉＣ_６）、Ｌｉ_３ＦｅＮ_２、Ｌｉ_２．６Ｃｏ_０．４Ｎ、Ｌｉ_２．６Ｃｕ_０．４Ｎ等のリチウム金属化合物系材料を用いることができる。負極活物質層１８には、各極活物質内での電子の移動度を向上させるために、導電性を有する材料、例えば、カーボンなどを添加することができる。

また、負極活物質層１８は溝部を有しているため単位面積あたりの負極活物質層１８と固体電解質１２との界面の面積を増大させることができ、エネルギー密度を向上させることができる。また、溝部は複数存在し、溝部の深さは数十μｍ、溝部のピッチ間隔は１～５μｍである。

（構造３）
図３に示す薄膜型全固体電池は、シリコン基板１０と、シリコン基板１０上の溝部を有する負極活物質層１８と、負極活物質層１８上の固体電解質１２と、固体電解質１２上の正極活物質層１４と、正極活物質層１４上の正極集電体１６と、を備える。なお、シリコン基板１０及び負極活物質層１８は合わせて負極として機能し、正極活物質層１４及び正極集電体１６は合わせて正極として機能する。当該負極及び正極は、薄膜型全固体電池の一対の電極として機能する。本構造において、シリコン基板１０が負極集電体としての機能を担っている。

本構造と前述した構造２との違いは、固体電解質１２の上面が凹凸形状であるか平坦であるかである。本構造の固体電解質１２はゾルゲル法を用いることで上面が平坦になる。

（構造４）
図４に示す薄膜型全固体電池は、針状構造を有するシリコン基板１０と、シリコン基板１０上の固体電解質１２と、固体電解質１２上の正極活物質層１４と、正極活物質層１４上の正極集電体１６と、を備える。なお、シリコン基板１０負極として機能し、正極活物質層１４及び正極集電体１６は合わせて正極として機能する。当該負極及び正極は、薄膜型全固体電池の一対の電極として機能する。本構造において、シリコン基板１０が負極集電体及び負極活物質としての機能を担っている。

針状構造を有するシリコン基板１０は、構造１での説明と同様、単位面積あたりの負極と固体電解質１２との界面の面積を増大させることができ、エネルギー密度を向上させることができる。また、針状構造は複数存在し、針状部分の直径は１～２μｍである。

本実施形態において、前述した構造（構造１～４）を用いて説明したがこれらに限られず、適宜これらを組み合わせた構造であってもよく、例えば、構造１において、シリコン基板１０と固体電解質１２との間に負極活物質層１８を備える構造であってもよい。

さらに、本実施形態において、前述した構造において、溝部を有するシリコン基板１０や負極活物質層を俯瞰するとき、溝部を有するシリコン基板１０や負極活物質層は、図５に示すような三角格子構造、図６に示すような円形構造、図７に示すようなトリロッド構造、図８に示すような格子構造、及び図９に示すようなハニカム構造からなる群から選択される１種を有する構造であってもよい。特にハニカム構造は、最密充填構造であり、エネルギー密度をより向上させることができるため好ましい。

ここで、前述の構造１の薄膜型全固体電池の製造方法について図１０～１２を用いて説明する。なお、当該製造方法はシリコン基板１０の加工に半導体プロセスを用いている。

まず、図１０（ａ）に示すように、シリコン基板１０を用意する。

次に、図１０（ｂ）に示すように、シリコン基板１０の下面にリンなどの不純物を添加し、ｎ型層１１を形成する。当該ｎ型層１１は、オーミックコンタクトとして機能する。シリコン基板１０がｎ型である場合、当該ｎ型層１１は、シリコン基板１０より不純物濃度が高い。

次に、図１０（ｃ）に示すように、シリコン基板１０の上面にレジストパターン１３を形成する。

次に、図１１（ａ）に示すように、レジストパターン１３をマスクとしてシリコン基板１０の上面にエッチングなどにより窪みを形成する。当該エッチングには、例えば、水酸化テトラメチルアンモニア（ＴＭＡＨ）を用いることができる。

次に、図１１（ｂ）に示すように、ｎ型層１１の下面に前述した窪みと重畳しないように金属層１５を形成する。当該金属層１５は、例えば、金及びクロムを含む。

次に、図１１（ｃ）に示すように、電解液中でシリコン基板１０を下面側から照射することにより前述の窪み部分におけるシリコン基板１０を陽極酸化してシリコン基板１０に溝部を形成する。当該電解液には、例えば、フッ酸及びエタノール等を含むものを用いることができる。なお、当該溝部のピッチ間隔が短い場合は、例えば、ＴＭＡＨ中で溝部間のシリコン基板１０の一部を除去することで当該溝部のピッチ間隔を長くすることができる。

次に、レジストパターン１３、ｎ型層１１、及び金属層１５を除去し、図１２（ａ）に示すように、シリコン基板１０上にゾルゲル法等を用いて固体電解質１２を形成する。

次に、図１２（ｂ）に示すように、固体電解質１２上にスパッタリング法等を用いて正極活物質層１４及び正極集電体１６を形成する。

以上の工程により、前述の構造１の薄膜型全固体電池を製造することができる。

また、前述の構造４の薄膜型全固体電池における針状構造を有するシリコン基板の形成方法について説明する。

まず、金属触媒となる材料（例えば、金など）をシリコン基板１０上に形成し、基板温度を上昇させることで、シリコン基板１０のシリコンと共晶反応を起こし、合金化した液滴を形成する。

次に、液滴に対して、シリコンを含むガス（例えば、Ｓｉ_２Ｈ_６ガスなど）を導入して、シリコンを液滴に供給する。液滴中のシリコンが飽和状態になると、シリコンが析出される。そのため、液滴はリフトアップされてシリコンが針状になり、針状構造を有するシリコン基板を形成される。

上記形成方法は、シリコン基板をエッチングすることなく、針状構造を形成することができる。このため、シリコン基板をエッチングする際のレジストパターンの後退に伴うパターン形状の誤差を抑制することができ、所望の針状構造を容易にシリコン基板上に形成することができる。

本実施形態に係る薄膜型全固体電池は、小型化に適し、エネルギー密度、長寿命を兼ねそろえることができる。

［アプリケーション］
上記実施形態に係る薄膜型全固体電池は、例えば、スマートフォン、タブレット端末等のなどの携帯情報端末、電動工具、掃除機、電気自動車（ハイブリッド自動車）、医療機器、ロボットなどの駆動用電源、建築物の電力貯蔵用電源、家庭用蓄電池などに搭載して使用することができる。

［その他の実施形態］
上記のように、いくつかの実施形態について記載したが、開示の一部をなす論述及び図面は例示的なものであり、限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。このように、本実施形態は、ここでは記載していない様々な実施形態等を含む。

１０…シリコン基板、１１…ｎ型層、１２…固体電解質、１３…レジストパターン、１４…正極活物質層、１５…金属層、１６…正極集電体、１８…負極活物質層

Claims

一対の電極と、
前記一対の電極に挟まれる固体電解質と、を備え、
前記一対の電極の一方は、
シリコン基板と、
前記シリコン基板上の溝部を有する活物質層と、を備え、
前記一対の電極の他方は、前記固体電解質上にある薄膜型全固体電池。
前記一対の電極の一方は、負極である請求項１に記載の薄膜型全固体電池。
前記シリコン基板は、ｎ型である請求項１又は２に記載の薄膜型全固体電池。
前記シリコン基板は、負極集電体として機能する請求項１～３のいずれか１項に記載の薄膜型全固体電池。
前記活物質層を俯瞰するとき、前記活物質層は、三角格子構造、円形構造、トリロッド構造、格子構造、及びハニカム構造からなる群から選択される１種を有する請求項１～４のいずれか１項に記載の薄膜型全固体電池。
前記シリコン基板は、単結晶シリコンを含む請求項１～５のいずれか１項に記載の薄膜型全固体電池。
請求項１～６のいずれか１項に記載の薄膜型全固体電池を備える電子機器。
溝部を有するシリコン基板上に固体電解質を形成し、
前記固体電解質上に正極を形成し、
前記溝部は、
前記シリコン基板の下面に不純物を添加し、ｎ型層を形成する工程と、
前記シリコン基板の上面に窪み部分を形成する工程と、
前記ｎ型層の下面に前記窪み部分と重畳しないように金属層を形成する工程と、
前記シリコン基板を下面側から照射することにより前記窪み部分における前記シリコン基板を陽極酸化する工程と、を経て形成される薄膜型全固体電池の製造方法。
シリコン基板上に金属触媒を形成し、
前記シリコン基板中のシリコンと前記金属触媒を合金化して液滴を形成し、
前記液滴にシリコンを供給し、前記液滴中のシリコンを飽和及び析出させて、針状構造を有するシリコン基板を形成し、
前記針状構造を有するシリコン基板上に固体電解質を形成し、
前記固体電解質上に正極を形成する薄膜型全固体電池の製造方法。
前記金属層は、金及びクロムを含む請求項８に記載の薄膜型全固体電池の製造方法。
前記金属触媒は、金を含む請求項９に記載の薄膜型全固体電池の製造方法。
前記シリコン基板は、ｎ型である請求項８～１１のいずれか１項に記載の薄膜型全固体電池の製造方法。
前記シリコン基板は、負極集電体として機能する請求項８～１２のいずれか１項に記載の薄膜型全固体電池の製造方法。
さらに、前記シリコン基板と前記固体電解質との間に負極活物質層を形成する工程を備える請求項８～１３のいずれか１項に記載の薄膜型全固体電池の製造方法。
前記シリコン基板は、さらに負極活物質として機能する請求項８～１３のいずれか１項に記載の薄膜型全固体電池の製造方法。