JPH0311763A - 情報記憶素子 - Google Patents

情報記憶素子

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JPH0311763A
JPH0311763A JP1147897A JP14789789A JPH0311763A JP H0311763 A JPH0311763 A JP H0311763A JP 1147897 A JP1147897 A JP 1147897A JP 14789789 A JP14789789 A JP 14789789A JP H0311763 A JPH0311763 A JP H0311763A
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silver
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solid electrolyte
ion conductive
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Kazunori Takada
和典 高田
Koji Yamamura
康治 山村
Shigeo Kondo
繁雄 近藤
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Semiconductor Memories (AREA)
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  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明(よ 半導体メモリ素子等の情報記憶素子、特へ
 一体化したバックアップ用電源を有する情報記憶素子
に関すも 従来の技術 小型電池の電子機器における使われ方ζよ 半導体メモ
リ素子等の高密度情報記憶素子の発達により、・主電源
が切れた場合においてもメモリされた情報を損なわない
ようへ 補助的な電源として、いわゆるメモリバックア
ップ用の電源としての使われ方が多くなっている。
補助用の電源として(よ 放電容量や出力電流が小さく
と杖 機器あるいはプリント基板よりメモリ素子を着脱
する際にメモリされた情報を損なわないよう、電池とメ
モリ素子とが切り離されることなく一体化されているこ
とが望まし1〜以上の状況に鑑へ 電池とメモリ素子を
一体化した従来の情報記憶素子として、以下のようなも
のが提案されていも 実開昭58−5518号公報において(よ 一体化に使
用される小型電源としてNi−Cd電池を用いた素子の
提案がなされていも しかしなが収 パッケージ内に収納される電源としてN
i−Cd電池など電解液を有する電池を選んだ場合、電
解液を入れるための金属容器が必要となるといった関係
玉 電池の小型化には技術的な限界を有していも また
このN i −Cdi池ではガス抜き機構が必要なたべ
 実際にはパッケージ内に収籠 一体化することは困難
であるといった問題を有していも これに対して、固体電解質を用いた全固体電池あるいは
全固体電気二重層キャパシタを電源として半導体パッケ
ージ内に組み込む提案がなされていも 具体的には 特開昭57−109183号公報において
は L i 4S i 04−L i*POs化合物薄
K  Li*N−LiI化合物薄膜などの固体電解質膜
を用いた全固体リチウム電池東Rb e Cu s l
5cIv、L iaS i 04−L 1sPOi等の
固体電解質を用いた大容量コンデンサを電源とした素子
の提案がなされている。まな 特開昭60−12679
号公報においてはRbCu4I*−買C1s・×で表わ
される銅イオン導電性固体電解質を用いて一体化した全
固体電池を用いた素子の提案がなされていも 発明が解決しようとする課題 しかし 従来例として挙げた固体電解質を用いた素子を
半導体と同一パッケージ内に収納した場合に(よ パッ
ケージの封止材の硬化時あるいは素子を半田付けする際
に素子が高温に晒されること、さらに素子が高温下に置
かれることで以下に述べるような付随的な問題が生ずる
全固体リチウム電池を用いた場合、負極として用いられ
る金属リチウムあるいはLi−Pb合金等のウッドメタ
ルの融点が低いため版 素子が高温下におかれた際に該
電池内の負極が溶解する危険性を有していも また金属リチウムと情報記憶素子として用いられるシリ
コン半導体を同一パッケージ内に収納すると、特に高温
においてリチウムがシリコン内に拡散していき、半導体
の特性を損なってしまうといった問題を有していも また RbCu4l2−xcIz・翼で表わされる銅イ
オン導電性固体電解質を用いた全固体電池を用いた場合
、前記固体電解質は高温下やパッケージを透過する水分
の影響により沃素を遊離しやすく、パッケージ材である
樹脂を汚染させ絶縁性を低下させたり、あるいは同一パ
ッケージ内に収納された半導体の特性を損なわせるとい
った問題を有している。
以上のように 半導体と一体化するために4表熱的にも
高信頼性の電池を開発する必要を有していた 本発明は半導体素子と電源を一体化するための高信頼性
を有する電池を提供することにより、本課題を解決しよ
うとするものであも 課題を解決するための手段 情報記憶素子チップを収納したパッケージ内に収納され
る電源として、銀イオン導電性固体電解質層と、この固
体電解質層を介して配される一対の電極を有し これら
電極のうち少なくとも一方の電極が銀と遷移金属酸化物
よりなる複合酸化物を含む全固体二次電池を用いも 特く 前記銀イオン導電性固体電解質として(飄aAg
X  bAg2O0Mm+0*+(X=I、  Br。
C1,M=W、  Mo、  Si、  V、  Cr
、  P、  B)で表わされる銀イオン導電性固体電
解質またはpAgX  QAgM−*0na(X=I、
Br、  ct。
M=W、  Mo、  Si、  V、  Cr、  
P、  B)で表わされるハロゲン化銀と銀の酸素酸塩
よりなる銀イオン導電性固体電解質を用いる。また 銀
と遷移金属酸化物よりなる複合酸化物としてl;L、A
g−VtQs−y(yは酸素欠損)で表わされる銀とバ
ナジウム酸化物よりなる複合酸化物を用いも作   用 情報記憶素子チップを収納したパッケージ内に一体収納
される電源として、全固体の電池を用いることにより、
電解液を用いた電池と異なり金属容器が不要となり電池
を容易に小型化し パッケージ内に一体化収納すること
ができも また用いられる全固体電池の内において耘 固体電解質
として、 a A g X  b A g 20  c
 M @ 1On+(X=I、  Br、  Cr、 
 M=W、  Mo、  Si。
V、  Cr、  P、  B)で表わされる銀イオン
導電性固体電解質、またはpAgX  QAgMma○
n2 (X=I、  Br、  Cl、  M=W、 
 Mo、  Si、  V。
Cr、  、P、  B)で表わされるハロゲン化銀と
銀の酸素酸塩よりなる銀イオン導電性固体電解質(上水
分や酸素に対しても安定であり、また高温においてもハ
ロゲンを遊離することはないた八 パッケージ内に収納
された半導体の特性を損なうことなく所望の特性を得る
ことができも 特りpAg I   (I  E)) 
Ag*−WOs (0.7≦p≦0゜9)で表わされ黴
 ヨウ化銀とタングステン酸銀よりなる銀イオン導電性
固体電解質(よ ガラス転移温度が他のものに比べて高
く、素子が高温下に置かれた際の固体電解質の結晶化に
よる電池特性の劣化が殆どないことからより好ましく用
いられも また電極活物質として、銀と遷移金属酸化物よりなる複
合酸化物を用いることにより、水分や酸素の影像 ある
いは高温における電極活物質の拡散を防ぐことができ、
安定した特性を得ることができも 特にAgにV2O6
−で表わされる銀とバナジウム酸化物よりなる複合酸化
物を用いた場合にCヨ  サイクル特性等に優れたもの
となりより好ましく用いられも 実  施  例 (実施例1) 本発明の一実施例における情報記憶素子とじてメモリ容
量が256kbのC−MOSスタティックRAMメモリ
を、固体二次電池用の電極材料は銀イオン導電性固体電
解質として4AgI−Ag2 W O4で表わされる銀
イオン導電性の固体電解質を、銀と遷移金属酸化物より
なる複合酸化物としてAg1.7v206で表わされる
銀とバナジウムの複合酸化物を用いたものについて説明
すも4Agl・Ag2WO4で表わされる銀イオン導電
性の固体電解質(よ AgI、Aged、WOsをモル
比で4:  1:  1の比となるように秤量してアル
ミナ乳鉢で混合し この混合物を加圧成形しペレット状
とした後、バイレックス管中に減圧封入して400℃で
17時間溶融 反応させ、その反応物を乳鉢で200メ
ツシユ以下に粉砕することによって得九 Ag*、yVsOsで表わされる銀とバナジウムの複合
酸化物Lt、Vansで表わされるバナジウム酸化。
物と金属銀をモル比で1:  0.7となるよう秤量し
て乳鉢で混合し その混合物を同じくペレット状に加圧
成形し 石英管中に減圧封入して600℃で48時間反
応させ、同じく200メツシユ以下に粉砕することによ
って得へ 固体二次電池用の電極材料ζよ 以上のようにして得ら
れた固体電解質と複合酸化物を重量比で1=1の比で混
合することによって得九 この電極材料を10mgを秤
量り、  4ton/cm”で4mmx2mmに加圧成
形し正極ペレットを得丸 また同様に20mgを秤量り
、 4ton/cm”で4mmX2mmに加圧成形し負
極ペレットを得丸以上のようにして得られた電極ペレッ
ト2枚を各々正極 負極として固体電解質10mgを介
して配し 全体を4ton/am”で加圧圧接し固体電
池素子を得九 このようにして得られた固体電解質素子を、リードフレ
ームの半導体素子チップの反対側に12個直列に結線し
 全体をエポキシ系の樹脂により180℃で硬(Il、
  バッケージングレ 小型電源を樹脂パッケージ内に
一体化収納した情報記憶素子を得へ この様にして得た情報記憶素子を100℃で100日保
存後、その動作特性を検査したとこへ異常はみられ云 
小型電源を一体化した情報記憶素子が得られていること
がわかつ九 (実施例2) 実施例1において用いた銀イオン導電性固体電解質に変
えて、 4 Ag I−AgtVeosで表わされる銀
イオン導電性の固体電解質を用いた以外は実施例1と同
様の方法によって小型電源を一体化収納した情報記憶素
子を得九 この様にして得た情報記憶素子を100℃で100日保
存徽 その動作特性を検査したとこへ異常はみられず、
小型電源を一体化した情報記憶素子が得られていること
がわかつ丸 (実施例3) 実施例1において用いた銀イオン導電性固体電解質に変
えて、 3AgI・AgtMoOaで表わされる銀イオ
ン導電性の固体電解質を用し\ 銀と遷移金属酸化物よ
りなる複合酸化物として、銀と酸化バナジウムよりなる
複合酸化物に変えてAgMOOSで表わされる銀とモリ
ブデン酸化物よりなる複合酸化物を用いた以外は実施例
1と同様の方法によって小型電源を一体化収納した情報
記憶素子を得た この様にして得た情報記憶素子を100℃で100日保
存後、その動作特性を検査したとこへ異常はみられ哄 
小型電源を一体化した情報記憶素子が得られていること
がわがっ九 (実施例4) 実施例1において用いた銀イオン導電性固体電解質に変
えて、 3AgI・Ag4SiQ*で表わされる銀イオ
ン導電性の固体電解質を用(\ 銀と遷移金属酸化物よ
りなる複合酸化物として、銀と酸化バナジウムよりなる
複合酸化物に変えてAgWO5で表わされる銀とタング
ステン酸化物よりなる複合酸化物を用いた以外は実施例
1と同様の方法によって小型電源を一体化収納した情報
記憶素子を得九 この様にして得た情報記憶素子を100℃で100日保
存後、その動作特性を検査したとこへ異常はみられず、
小型電源を一体化した情報記憶素子が得られていること
がわかっ丸 (比較例1) 固体電解質としてRbCuaIt−wCls−で表わさ
れる銅イオン導電性固体電解質を用t、X、電極活物質
としてCu2Mo*S會で表わされる銅のシェプレル相
化合物を用いた全固体二次電池を小型電源として用いた
以外は実施例1と同様の方法で、小型電源を樹脂パッケ
ージ内に一体化収納した情報記憶素子を得九 ただL 
その際の電極材料重量&よ 正極 負極とも2 orr
tgとしなこの様にして得た情報記憶素子を100℃で
30日保存徽 その動作特性を検査したとこへ 正常に
動作しなかっ九 この情報記憶素子を分解しその不良解
析を行なったとこへ 半導体素子およびパッケージ中に
沃素が検出され 高温保存により固体電解質より遊離し
た沃素が樹脂パッケージ内に拡散していき絶縁不良を起
こすととも圏 シリコン半導体と化合物を作っていたこ
とがわがっ九 (比較例2) 固体電解質としてL i4S 1O4−L 1−PO4
で表わされるリチウムイオン導電性固体電解質を用(X
、正極活物質として二硫化チタン(T i St)を、
負極として金属リチウム箔(4mg)を用いた全固体二
次電池を構成し小型電源として用いた以外は実施例1と
同様の方法で、小型電源を樹脂パッケージ内に一体化収
納した情報記憶素子を得へただし その際の電極材料重
量(飄 正極 負極とも20mgとじ九 この様にして得た情報記憶素子を100℃で30日保存
眞 その動作特性を検査したとこへ 正常に動作しなか
っ九 この情報記憶素子を分解しその不良解析を行なっ
たとこへ 半導体素子中にリチウムが検出され 高温保
存により固体電解質より遊離したリチウムが半導体中に
拡散していき、半導体パターンに短絡状態を引き起こし
ていたことがわかっ九 な抵 上記各実施例における銀イオン導電性固体電解質
に変えて他の銀イオン導電性固体電解覧例えば4 Ag
 I ・Ag5Cr21y、3Ag■・Ag4P2Ot
、A g I−A g tO−2B2O5等を用いても
同様の結果が得られることは勿論であムまた以上の実施
例においては銀イオン導電性固体電解質中のハロゲンと
して沃素を用いた力丈 その他臭素あるいは塩素を用い
たものについても同様の結果が得られることもいうまで
もな(〜発明の効果 以上のように本発明によると、高温での保存等において
も特性が損なわれず、小型電源をパッケージ内に一体化
 収納した情報記憶素子を得ることができも

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)情報記憶素子チップを収納したパッケージ内に、
    銀イオン導電性固体電解質層と、この固体電解質層を介
    して配される一対の電極とを有し、これら電極のうち少
    なくとも一方の電極が銀と遷移金属酸化物よりなる複合
    酸化物を含む全固体二次電池を、外部からの充電が可能
    なように一体的に組み込んだことを特徴とする情報記憶
    素子。
  2. (2)銀と遷移金属酸化物よりなる複合酸化物が、Ag
    _xV_2O_5_−_y(yは酸素欠損)で表わされ
    る銀とバナジウム酸化物よりなることを特徴とする請求
    項1記載の情報記憶素子。
  3. (3)銀イオン導電性固体電解質が、aAgX−bAg
    _2O−cM_m_1O_n_1(X=I、Br、Cl
    、M=W、Mo、Si、V、Cr、P、B)で表わされ
    る銀イオン導電性固体電解質、またはpAgX−qAg
    M_m_2O_n_2(X=I、Br、Cl、M=W、
    Mo、Si、V、Cr、P、B)で表わされるハロゲン
    化銀と銀の酸素酸塩よりなる銀イオン導電性固体電解質
    であることを特徴とする請求項1又は2記載の情報記憶
    素子。
  4. (4)銀イオン導電性の固体電解質が、pAgI−(1
    −p)Ag_2WO_4(0.7≦p≦0.9)で表わ
    される、ヨウ化銀とタングステン酸銀よりなる銀イオン
    導電性固体電解質であることを特徴とする請求項1、2
    又は3記載の情報記憶素子。
JP1147897A 1989-01-24 1989-06-09 情報記憶素子 Expired - Lifetime JPH0766830B2 (ja)

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DE69018279T DE69018279T2 (de) 1989-01-24 1990-01-23 Elektrochemische Festkörperzelle.
US07/468,555 US4965151A (en) 1989-01-24 1990-01-23 Solid-state electrochemical cell
EP90101322A EP0380058B1 (en) 1989-01-24 1990-01-23 A solid-state electrochemical cell
KR1019900000792A KR920010424B1 (ko) 1989-01-24 1990-01-24 고체 상태 전기화학 셀

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004090982A1 (ja) * 2003-04-04 2004-10-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 電池搭載集積回路装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004090982A1 (ja) * 2003-04-04 2004-10-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 電池搭載集積回路装置
US7253494B2 (en) 2003-04-04 2007-08-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Battery mounted integrated circuit device having diffusion layers that prevent cations serving to charge and discharge battery from diffusing into the integrated circuit region
CN100358144C (zh) * 2003-04-04 2007-12-26 松下电器产业株式会社 搭载电池的集成电路装置

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