[发明专利]驻极体

说明书

本发明公开了一种驻极体(1)，其包括基板(10)和在所述基板的表面上方形成的驻极体层(2)。该驻极体层是含有两种或更多种不同金属元素的复合金属化合物，并且通过对主要由带隙能量为4eV或更高的无机介电材料构成的薄膜进行极化处理而得到。

技术领域

本公开涉及一种驻极体。

背景技术

作为将环境中存在的能量转换为电力的能量收集技术，已经研究了使用驻极体的振动发电元件等的实际应用。作为驻极体的构成材料，例如，通常使用诸如氟树脂的有机聚合物材料。尽管有机聚合物材料在薄膜形成中具有诸如形状自由度和膜厚度的优异可控性的优点，但是由于是有机物质，在高温环境中存在对表面电位的热稳定性和性能随时间劣化的担忧。

另一方面，已经研究了使用在高温下具有优异稳定性的无机化合物材料形成驻极体。例如，JP 6465377B2提出了一种使用烧结体的驻极体材料，该烧结体具有六方羟基磷灰石的晶体结构并且氢氧根离子含量低于具有化学计量组成的羟基磷灰石。该烧结体是通过在高于1250℃且低于1500℃的高温下对由羟基磷灰石粉末制成的成型产物进行烧结和脱水而获得的，并且人们认为由于氢氧根离子的缺陷，在极化处理之后表达(express)高的表面电位。

发明内容

通过将使用无机驻极体的发电元件等并入在基板上形成的集成电路等中，可以使发电装置小型化并在高温环境中使用，并且有望应用于各种用途。但是，JP 6465377 B2的驻极体材料是使用粉末原料的块状烧结体，并且例如难以制备0.1mm或更小的薄膜，使得难以将电气材料应用于装置的基板。可选地，如果采用在基板上烧结电气材料的方法，则处理温度变为超过1000℃的高温。因此，由于与基板或基板上的其他膜的热膨胀系数的差异，电气材料可能剥离。

进一步地，在作为用于形成装置的一般方法的Si工艺中，在基板上构建各种元件以形成通过金属配线等连接的电路。因此，当处理温度超过1000℃时，对配线等的损坏也是不可避免的。此外，由于处理温度接近通常用作基板的Si或玻璃的熔点，因此很难说使用烧结体是现实的方法。

鉴于上述主题，本公开的目的是提供一种薄膜驻极体，其可以在不使用超过1000℃的高温工艺的情况下形成，并且在使用环境中表现出稳定的特性。

根据本公开的一个方面的驻极体包括基板和在所述基板的表面上方形成的驻极体层。该驻极体层是含有两种或更多种不同金属元素的复合金属化合物，并且通过对主要由带隙能量为4eV或更高的无机介电材料构成的薄膜进行极化处理而得到。

具有以上构造的驻极体可以通过使用含有两种或更多种金属元素的无机介电材料来控制带隙能量、缺陷等，并且可以通过具有4eV或更高的带隙能量来增加介电击穿电压。因此，通过在极化处理中在例如100℃或更高的温度下施加高压，可以获得高的表面电位，并且在高温环境和长期使用中表面电位不太可能降低。进一步地，由于薄膜驻极体层在基板上方形成，并且通常可以通过1000℃或更低的膜形成工艺形成，因此驻极体可以应用于装置，同时抑制层的剥离和对基板上配线的影响。

如上所述，根据以上方面，可以提供薄膜驻极体，该膜驻极可以在不使用超过1000℃的高温工艺的情况下形成，并且在使用环境中表现出稳定的特性。

附图说明

根据以下参照附图进行的详细描述，本公开的以上和其他目的、特征和优点将变得更加明显。在图中：

图1是示出了根据第一实施方案的驻极体的示例性构造例的示意图；

图2是示出了包括多个导电层的驻极体的另一示例性构造的示意图；

图3是示出了根据第二实施方案的驻极体的示例性构造例的示意图；

图4是示出了根据第二实施方案的驻极体的另一示例性构造例的示意图，其中改变了基板的构造和布置；和