[发明专利]用于制造薄膜电池的方法与工厂

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求享有于2009年9月22日提交的美国临时申请No.61/244,800的优先权，将所述申请的全部内容引入本文以供参考。

背景

领域

本发明的实施例涉及薄膜电池的领域，特别地，本发明的实施例涉及用于制造薄膜电池的方法与工厂。

相关技术的描述

目前技术的制造薄膜电池方案通常基于常规技术的调整，所述调整是通过(1)利用遮光掩模进行图案化技术与(2)执行单步图案化式整合方案。利用上述方法的复杂性问题相当明显。例如，沉积腔室或工具通常配有具有特定大气条件的手套箱，所述手套箱被设计为管理和保护薄膜电池中的材料层并保护沉积负载掩模，所述材料层是对正常环境敏感的。手套箱的使用可能操作麻烦且会对工艺增加明显的成本以及可能影响产量，所述成本为资本与操作费用二者。此外，遮光掩模式图案化会增加其他有害问题以及拥有成本的增加，所述有害问题例如是对准精度和潜在缺陷造成的产量影响，所述拥有成本的增加是由于为了图案转移的精确与降低缺陷的额外部件与频繁的掩模再生工艺。

目前，尚未组装出制造薄膜电池的完整工厂，尽管已经公开根据常规技术的某些部件。图1描绘用于制造薄膜电池的常规设备配置的实例。参照图1，适于制造薄膜电池的沉积工具100设有手套箱102。例如，手套箱102通常包括与溅射工艺相关的沉积工具100。虽然未显示，但通常需要额外的手套箱以用于例如是随后的气敏层沉积工艺的锂腔室或其他腔室或处理工具。

附图简要说明

图1描绘用于制造薄膜电池的常规配置设备的实例。

图2描绘根据本发明实施例的预期通过本文所述的制造工艺与工具配置所制造的典型薄膜电池的截面图。

图3描绘根据本发明实施例的利用掩模式工艺的200毫米薄膜电池制造工厂的方块图。

图4描绘表示根据常规方法的用于制造薄膜电池的整合方案中的操作的流程图。

图5描绘表示根据本发明实施例的用于制造薄膜电池的整合方案中的操作的流程图。

图6描绘表示根据本发明实施例的用于制造薄膜电池的整合方案中的操作的流程图。

图7描绘根据本发明实施例相对于常规处理设备的配置的适于包括锂阳极并入与阴极的锂化的薄膜电池方法的200毫米群集工具的配置。

图8描绘根据本发明实施例相对于常规处理设备的配置的适于包括合金阳极的形成的薄膜电池方法的200毫米群集工具的配置。

图9描绘根据本发明实施例的利用优化掩模式工艺的200毫米薄膜电池制造工厂的方块图。

图10描绘根据本发明实施例的利用无掩模整合工艺的200毫米薄膜电池制造工厂的方块图。

图11描绘根据本发明实施例的利用无掩模整合工艺的在线(in-line)大面积涂覆器薄膜电池制造工厂的方块图。

图12描绘根据本发明实施例的设计用于高产量的利用无掩模整合工艺的在线大面积涂覆器薄膜电池制造工厂的方块图。

图13描绘根据本发明实施例的组合式200毫米与在线大面积涂覆器薄膜电池制造工厂的方块图。

图14描绘根据本发明实施例的具有包括原位掩模管理的掩模式整合的用于制造薄膜电池的高容量制造工具组的方块图。

图15描绘根据本发明实施例的利用标准锂蒸镀工具的200毫米薄膜电池制造工厂的方块图。

图16描绘根据本发明实施例的设计用于高产量的利用单一掩模整合工艺的在线大面积涂覆器薄膜电池制造工厂的方块图。

具体描述

本文描述用于制造薄膜电池的方法与工厂。在以下描述中，提出诸如制造条件与材料方案之类的多个特定细节以提供本发明的完整理解。可在不具有这些特定细节下执行本发明，对于本领域技术人员来说是显而易见的。在其他实例中，并不详细描述诸如薄膜电池应用之类的公知方面，以免不必要地模糊本发明。另外，可理解附图中所示的各种实施例为描述呈现用而非一定按比例绘制。此外，本文实施例中可能没有明确地公开其他配置与构造，但仍被视为位于本发明的精神与范围中。

本文公开用于制造薄膜电池的方法。在实施例中，方法包括用于制造薄膜电池的操作。

本文还公开用于制造薄膜电池的工厂。在实施例中，工厂包括用于制造薄膜电池的一个或更多个工具组。