INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
De façon générale, l’épaisseur e l du logement 90 est comprise entre 5 mm et 10 mm, étant par exemple ici de l’ordre de 8 mm, et la largeur l du logement 90 est comprise entre 20 mm et 86 mm, étant par exemple ici de l’ordre de 86 mm.
Par ailleurs, l’épaisseur e’ de la plaque chauffante 95 est comprise entre 5 mm et 10 mm, étant par exemple ici de l’ordre de 5 mm, la largeur l’ de la plaque chauffante 95, notamment sa surface chauffante, est comprise entre 20 mm et 86 mm, étant par exemple ici de l’ordre de 84 mm, et la longueur L’ de la plaque chauffante 95, notamment sa surface chauffante, est comprise entre 210 mm et 220 mm, étant par exemple ici de l’ordre de 260 mm.
Les logements 90, ou ouvertures, formées dans les plaques de serrage supérieure 45 et inférieure 46 peuvent être réalisées de différentes manières. En particulier, elles peuvent être obtenues par procédé d’électroérosion par enfonçage (ou encore EDM pour « Electrical Discharge Machining » en anglais) et/ou par procédé de fabrication additive, comprenant notamment l’impression 3D.
D’une part, l'électroérosion par enfonçage est un procédé d'usinage qui consiste à enlever de la matière dans une pièce en utilisant des décharges électriques. On parle aussi d'usinage par étincelage. Cette technique se caractérise par son aptitude à usiner tous les matériaux conducteurs de l'électricité, tels que métaux, alliages, carbures, graphites, etc., quelle que soit leur dureté. Ce procédé d'usinage consiste à faire passer un courant dans un diélectrique, afin de générer une « bulle » de vapeur ou de vide qui s'ionise et se résorbe en implosant, entraînant la destruction de la matière. Cette destruction, micro-implosion, provoque l'étincelle. Le courant de forte intensité ionise un canal à travers le diélectrique. Une décharge disruptive se produit alors, de l'électrode vers la pièce à usiner, détériorant celle-ci très localement, de l’ordre de quelques µm². Le diélectrique refroidit alors les particules détériorées qui tombent dans le bac de la machine sous la forme d'une boue (microparticules de matière et diélectrique).
D’autre part, la technologie de fabrication additive permet à partir d’un modèle de fichier numérique et à l’aide d’une machine utilisant un procédé comme l’extrusion ou la solidification de poudre métallique, polymère et fil polymère, de créer, étape par étape, un objet. On parle d’impression «couche par couche». L’impression 3D se résume à un dépôt de la matière en fusion, un filtrage sélectif à l’aide d’une source d’énergie (laser, résistances, faisceaux d’électrons, ou lumière ultraviolette) qui permet de rassembler l’objet et enfin la solidification du matériau lors de la période de refroidissement, sauf dans le cas de la stéréo lithographie où intervient un phénomène chimique de polymérisation sur des résines photoréticulables. La machine imprime séquentiellement chaque couche, l’une au-dessus de l’autre, construisant ainsi un objet réel à l’intérieur de la chambre de construction de la machine. Une fois que l’imprimante 3D termine la dernière couche, un cycle de séchage court commence. Puis l’objet réel peut être retiré, et potentiellement subir un traitement de finition si nécessaire, tel que ponçage, cuisson pour la dureté, etc. Fabriquer ne consiste donc plus à soustraire de la matière, comme le font les techniques traditionnelles avec le laminage ou l’usinage mais au contraire en ajouter couche par couche afin d’obtenir l’objet final imaginé dans la matière désirée.
Par ailleurs, afin de pouvoir fonctionner dans les gammes de température attendues pour un empilement de cellules à oxydes solides de type SOFC/COEC, les plaques chauffantes 95 comportent des résistances chauffantes dont la puissance maximale est d’au moins 1200 W. Ainsi, elles peuvent atteindre une puissance d’approximativement 1200 W ± 10% sous 230 V, ce qui correspond à une température maximale de la zone chaude de 1000°C avec une bonne isolation et une régulation adaptée, permettant ainsi de couvrir la puissance dissipée par l’enceinte isolée. Les plaques chauffantes 95 peuvent être obtenues dans le commerce, notamment par le biais d’entreprises spécialisées dans les hautes températures.
Les plaques chauffantes peuvent préférentiellement être réalisées en céramique. Différentes dimensions et tailles peuvent être produites. De telles plaques chauffantes peuvent présenter une zone chaude avec une plage de fonctionnement jusqu’à 1000°C et une zone froide dans la zone de contact jusqu’à 600°C, pouvant être protégée par un gainage en laine céramique. Toutefois, de grandes plaques chauffantes plates peuvent être fabriquées sans zone froide. Les propriétés spéciales et la faible masse du matériau céramique peuvent permettre des vitesses de chauffage rapides, une répartition uniforme de la température et une précision de contrôle. L’émissivité élevée et le large spectre d’émission du rayonnement thermique peuvent faire du matériau céramique, obtenu à partir de nitrure de silicium, un élément de chauffage radiant idéal. Une puissance de 15 W/cm² à 1000°C peut être atteinte.
Les plaques chauffantes peuvent encore être réalisées en alliage métallique. Par exemple, elles peuvent être réalisées en acier inoxydable, par exemple en inox 316L, ou en alliage à base de Nickel, notamment en Inconel®, par exemple en Inconel® 600. Dans ce cas, elles sont avantageusement traitées avec un revêtement d’aluminisation sur leurs surfaces afin de ne pas se souder avec les surfaces avec lesquelles elles pourraient être en contact.
De plus, les plaques chauffantes peuvent être constituées de câbles chauffants, notamment composés d’une âme chauffante à isolant minéral, par exemple de type oxyde de magnésium (MgO) à 96-99%, sous une gaine en Inconel® 600 et de terminaisons froides intégrées, illustrées par la référence 95t sur la . L’âme chauffante peut présenter un diamètre compris entre 1 et 2 mm à ± 0,05 mm sur une longueur déterminée.
Par ailleurs, comme visible sur la , il faut noter qu’un jeu J est présent entre la surface externe de la plaque chauffante 95 et la surface interne du logement 90. Ce jeu J peut présenter notamment une dimension comprise entre 0,2 et 0,5 mm.
Lors de l’introduction de la plaque chauffante 95 dans son logement 90, elle peut être enduite de graisse thermique, ce qui va avoir pour effet de combler le jeu J et de réaliser un bon transfert de chaleur.
Chaque plaque de serrage 45, 46 est par exemple ici en matériau réfractaire de type inox 310s. Son coefficient de dilatation thermique à 850°C est par exemple de 18,2 (en 10 -6 .K -1 ), ce qui donne un déplacement de 0,012 mm pour une largeur l de 86 mm du logement 90. Il est à noter que la dilatation du nitrure de silicium (céramique) est négligeable pour une largeur de 86 mm.
est une vue schématique éclatée d’une partie d’un électrolyseur à oxydes solides à haute température (SOEC) comprenant des interconnecteurs selon l’art antérieur,
illustre le principe de l’architecture d’un dispositif sur lequel un empilement d’électrolyse à haute température (SOEC) ou de pile à combustible (SOFC) fonctionnant à haute température est placé,
représente, en perspective et par observation du dessus, un exemple d’un ensemble comprenant un empilement de cellules à oxydes solides de type SOEC/SOFC et un système de serrage de l’empilement,
représente, en perspective et par observation du dessus, un exemple d’ensemble conforme à l’invention comprenant un empilement de cellules à oxydes solides de type SOEC/SOFC, un système de serrage de l’empilement, et deux plaques chauffantes insérées dans des logements correspondants formés dans les plaques de serrage,
représente, selon une vue en perspective et par observation du dessus et en transparence, une plaque de serrage supérieure d’un ensemble conforme à l’invention, représentée de manière isolée,
est une vue partielle latérale selon VII de ,
représente, par observation du dessous, une plaque de serrage inférieure d’un ensemble conforme à l’invention, tel que celui de , et
est une vue partielle latérale en perspective de l’ensemble conforme à l’invention de .
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION Les figures 1 à 4 ont déjà été décrites précédemment dans la partie relative à l’état de la technique antérieure et au contexte technique de l’invention. Il est précisé que, pour les figures 1 et 2, les symboles et les flèches d’alimentation de vapeur d’eau H 2 O, de distribution et de récupération de dihydrogène H 2 , d’oxygène O 2 , d’air et du courant électrique, sont montrés à des fins de clarté et de précision, pour illustrer le fonctionnement des dispositifs représentés.
En outre, il faut noter que tous les constituants (anode/électrolyte/cathode) d’une cellule électrochimique donnée sont préférentiellement des céramiques. La température de fonctionnement d’un empilement de type SOEC/SOFC haute température est par ailleurs typiquement comprise entre 600 et 1000°C.
De plus, les termes éventuels « supérieur » et « inférieur » sont à comprendre ici selon le sens d’orientation normal d’un empilement de type SOEC/SOFC lorsque dans sa configuration d’utilisation.
Les figures 5 à 9 sont relatives à un exemple de réalisation d’un ensemble 80 conforme à l’invention. En particulier, la représente un exemple d’ensemble 80 conforme à l’invention semblable à celui décrit précédemment en référence à la . Aussi, les éléments communs aux figures 4 et 5 ne seront pas décrits de nouveau.
Conformément à l’invention, chaque plaque de serrage supérieure 45 et inférieure 46 comporte un logement 90. Les caractéristiques de tels logements 90 sont mieux visibles en référence aux figures 6 à 8.
Chaque logement 90 est formé dans l’épaisseur e p de chaque plaque de serrage supérieure 45 et inférieure 46. Il comporte une première extrémité 90a et une deuxième extrémité 90b, opposées l’une à l’autre, qui débouchent toutes les deux sur la face latérale FL de chaque plaque de serrage 45, 46.
La partie logique LG comporte des cellules pré-caractérisées CPC, chacune adaptée pour mettre en œuvre une fonction logique élémentaire, telle que par exemple des portes logiques « et », « ou », des verrous ou des bascules, etc, en technologie CMOS. Ainsi chaque cellule pré-caractérisée CPC est formée sur un premier caisson semiconducteur PW dopé d’un premier type, c’est-à-dire par exemple le type P, et sur un deuxième caisson semiconducteur NW dopé d’un deuxième type opposé au premier type, c’est-à-dire par exemple le type N.
En outre l’organisation des cellules pré-caractérisées CPC dans la partie logique LG est faite par un agencement des cellules pré-caractérisées CPC dans des rangées RG parallèles le long d’une première direction X, qui définit la longueur des rangées RG, et ayant une largeur fixe W_RG, dans une deuxième direction Y perpendiculaire à la première direction X, imposée à chaque cellule pré-caractérisées CPC. La longueur des cellules pré-caractérisées CPC est libre et peut varier en fonction de la taille du circuit logique qui la compose.
Les premiers caissons PW et les deuxièmes caissons NW de la partie logique LG sont disposés en alternance, parallèlement le long de la première direction X, de sorte que chaque caisson PW, NW est commun à deux rangées RG adjacentes. Les rangées couvrent ainsi en largeur W_RG, dans la deuxième direction Y, une demi-largeur d’un premier caisson semiconducteur PW et une demi-largeur d’un deuxième caisson semiconducteur NW.
En outre, parmi les cellules pré-caractérisées CPC, la partie logique LG comporte au moins une structure capacitive de remplissage SCR, à des emplacements non-occupé par des cellules pré-caractérisées CPC dans les rangées RG. Chaque structure capacitive de remplissage SCR comporte une interface capacitive entre une armature conductrice et le premier caisson PW.
Chaque structure capacitive de remplissage SCR appartient à deux rangées adjacentes et, l’étendue du deuxième caisson NW dans la première direction X est interrompue, c’est-à-dire que le deuxième caisson NW n’est pas formé à cet endroit, sur la longueur de la structure capacitive de remplissage L_SCR. Le premier caisson PW occupe quant à lui, dans la deuxième direction Y, la largeur des deux rangées RG de la structure capacitive de remplissage W_SCR.
En conséquence, comme il sera décrit ci-après en relation avec les figures 2A-2C et 3A-3C, l’interface capacitive peut être formée de manière à s’étendre, dans la deuxième direction Y, sur toute ou quasiment toute la largeur des deux rangées de la structure capacitive de remplissage W_SCR.
En outre, afin d’assurer une continuité électrique dans les deuxièmes caissons semiconducteurs NW, chaque structure capacitive de remplissage SCR comporte une structure conductrice COND (illustrée schématiquement sur la par un trait horizontal (selon X) reliant deux points) reliant électriquement le deuxième caisson NW de part et d’autre de la structure capacitive de remplissage SCR dans la première direction X.
On se réfère à cet égard aux figures 2A-2C et aux figures 3A-3C illustrant en particulier deux exemples de réalisation de la structure conductrice CONDa, CONDb.
La représente une vue du dessus d’un premier exemple de structure capacitive de remplissage SCRa dans un plan (X-Y), la représente une vue en coupe de la structure capacitive de remplissage SCRa dans le plan BB (X-Z) de la , et la représente une vue en coupe de la structure capacitive de remplissage SCRa dans le plan CC (Y-Z) de la . Les directions X, Y, Z correspondent à un repère orthogonal commun aux figures 2A, 2B et 2C.
Dans cet exemple, la structure conductrice CONDa relie électriquement le deuxième caisson NW de part et d’autre de la structure capacitive de remplissage SCRa au moyen d’une piste métallique M1, s’étendant dans la première direction X sur la longueur de la structure capacitive de remplissage L_SCR. La piste métallique M1 est située dans un niveau de métal, par exemple le premier niveau de métal, d’une partie d’interconnexion usuellement désignée par l’acronyme « BEOL » (pour « Back End Of Line » en anglais), formée au-dessus de la face avant FA de la partie semiconductrice, usuellement désignée par l’acronyme « FEOL » (pour « Front End Of Line » en anglais). La face avant FA désigne de façon classique la face du substrat semiconducteur et des caissons semiconducteurs PW, NW sur laquelle sont réalisés les dispositifs semiconducteurs tels que des transistors et des éléments capacitifs de type MOS.
En conséquence, la structure conductrice CONDa n’occupe pas d’espace dans le premier caisson PW en particulier, et laisse complétement libre toute la largeur W_SCR du premier caisson PW pour y former l’interface capacitive.
L’armature conductrice ARM formant l’interface capacitive de type MOS avec le premier caisson PW comprend avantageusement au moins une structure de grille verticale SGV s’étendant verticalement (dans la direction Z) en profondeur dans le premier caisson PW. Les structures de grilles verticales SGV comportent un matériau conducteur, par exemple du silicium polycristallin, remplissant des tranchées gravées dans le premier caisson PW. Une enveloppe diélectrique est prévue sur les flancs et le fond des tranchées de manière à isoler électriquement le matériau conducteur et le premier caisson PW.
Par ailleurs, les structures de grilles verticales SGV s’étendent en longueur dans la deuxième direction Y et sont parallèles entre-elles le long de la deuxième direction Y. La largeur des structures de grilles verticales SGV dans la première direction X est minimisée, afin de multiplier le nombre de structures de grille verticales SGV parallèles contenues dans la longueur L_SCR (première direction X) de la structure capacitive de remplissage SCRa.
D’autre part, dans cet exemple, l’armature conductrice ARM de la structure capacitive de remplissage SCR comprend en outre une structure de grille horizontale SGH située sur la surface du premier caisson PW en regard de ladite au moins une structure de grille verticale SGV. La structure de grille horizontale SGH est électriquement connectée avec les structures de grilles verticales SGV.
L’interface capacitive est définie par la surface au niveau de laquelle l’armature conductrice ARM et le premier caisson PW sont en vis-à-vis. L’interface capacitive est ainsi notamment composée des surfaces extérieures des tranchées en contact avec premier caisson PW.
Ainsi, de façon visible sur la , la totalité de l’espace disponible est occupé par l’interface capacitive à l’intérieur des cadres RGDS correspondant chacun au contour d’une cellule pré-caractérisée (CPC) ayant la longueur L_SCR dans une rangée RG respective. La cellule pré-caractérisée est, dans ce cas, absente et remplacée par la structure capacitive de remplissage SCRa.
illustrent des modes de réalisation de l’invention ;
illustrent des modes de mise en œuvre de l’invention.
La illustre un exemple de circuit intégré CI comportant une partie logique LG, ainsi que d’autres parties périphériques, par exemple une partie de mémoire non-volatile NVM et une partie haute tension HV (les proportions ne sont pas respectées sur la ).
Ainsi, la quasi-totalité, par exemple plus de 60%, voire plus de 80%, de l’étendue de la largeur W_SCR des deux rangées RG de la structure capacitive de remplissage SCRb est dédiée l’interface capacitive.
On se réfère désormais aux figures 4A à 4I.
Les figures 4A-4I illustrent des résultats d’étapes d’un procédé de fabrication du circuit intégré CI tel que décrit précédemment en relation avec la , à la fois dans le premier exemple SCRa décrit en relation avec les figures 2A-2C et dans le deuxième exemple SCRb décrit en relation avec les figures 3A-3C.
Le procédé de fabrication comprend en outre, conjointement avec la fabrication des structures capacitives de remplissage SCRa, SCRb, une fabrication de cellules mémoires non-volatiles NVM comportant un transistor d’accès à grille verticale et un transistor d’état à grille flottante, de transistors haute tension appartenant à la partie haute tension HV, et de transistors basse tension appartenant à une partie basse tension LV telle que par exemple la partie logique LG ( ).
En conséquence, comme il apparaîtra dans la suite, toutes les étapes de fabrication des structures capacitives de remplissage SCRa, SCRb peuvent être par ailleurs prévues pour la fabrication des autres dispositifs du circuit intégré CI. En d’autres termes, le procédé de fabrication des structures capacitives de remplissage SCRa, SCRb peut être intégralement cointégré avec un procédé de fabrication existant, et donc être mis en œuvre gratuitement.
Les différentes parties NVM, HV, LV, SCRa, SCRb du circuit intégré CI sont formées à partir d’un même substrat semiconducteur PSUB, typiquement du silicium dopé de type P.
La structure capacitive de remplissage SCRb, correspondant à l’exemple des figures 3A-3C est représentée dans un plan de couple YZ (de façon analogue à la ) ; tandis que la structure capacitive de remplissage SCRa, correspondant à l’exemple des figures 2A-2C est représentée dans un plan de couple XZ (de façon analogue à la ). Bien entendu, les procédés de fabrication des deux exemples mentionnés ci-dessus sont représentés simultanément, mais en pratique, seulement l’un des deux exemples pourra être réalisé.
La illustre le résultat d’une étape de définition du caisson PWNVM des cellules mémoires non-volatiles NVM, ainsi que de formation des tranchées d’isolation peu profondes STI.
La formation des tranchées d’isolation peu profondes STI comprend typiquement une gravure d’ouvertures, appelées tranchées, dans le substrat PSUB et une formation d’un matériau diélectrique remplissant les tranchées. Les tranchées d’isolation peu profondes STI sont typiquement présentes dans toutes les parties du circuit intégré et permettent de définir le contour des « régions active », et d’assurer une isolation électrique latérale entre des dispositifs voisins.
La formation du caisson des cellules mémoire PWNVM est réalisée spécifiquement en raison d’un dopage spécifique relatifs aux tensions d’écritures en jeu, et en raison de l’implantation d’une couche semiconductrice enterrée NISO en profondeur dans le substrat PSUB, permettant d’isoler le caisson PWNVM et de former une ligne de source (ou plan de source) de la mémoire NVM.
La illustre le résultat d’une étape de définition des caisson haute-tension PW, dopés du premier type, c’est-à-dire l’implantation de dopants de type P à une concentration adaptée aux tensions en jeu dans la partie haute tension lors d’un fonctionnement du circuit intégré CI.
La illustre le résultat d’une étape de gravure de tranchées TR destinées à accueillir les structures de grilles verticales SGV appartenant aux cellules mémoires NVM (transistors d’accès enterrés à grilles verticales) et aux structures capacitives de remplissage SCRa, SCRb. Les tranchées TR sont ouvertes dans les caissons respectifs PW et PWNVM par une gravure directionnelle en voie sèche, du type gravure plasma, à travers les motifs d’un masque de gravure. La profondeur des tranchées TR est la même dans les différentes parties du circuit intégré CI, et le fond des tranchées est situé à une profondeur sensiblement située au niveau du plan de source NISO, légèrement au-dessus.
Une enveloppe de diélectrique de grille est déposée sur les flancs et les fonds des tranchées TR, par exemple par croissance thermique d’une couche d’oxyde de silicium.
En outre, une région NS dopée du deuxième type (type N) est implantée au fond des tranchées TR. La région NS forme une région de source du transistor d’accès enterré à grille verticale des cellules mémoires, au contact du plan de source NISO.
La illustre le résultat d’une étape de formation des structures de grilles verticales SGV, comprenant un remplissage à l’excès des tranchées TR par un matériau conducteur, par exemple du silicium polycristallin P0. L’excès de matériau conducteur débordant des tranchées TR est retiré par exemple par un procédé de planarisation chimio-mécanique.
En outre, une couche d’oxyde haute tension HVOX est déposée sur toute la face avant FA du substrat PSUB, puis amincie dans la partie de mémoire non-volatile NVM à une épaisseur appelée épaisseur tunnel TNOX.
En variante, les éléments 12, 14 peuvent être réalisés dans des matériaux similaires ou identiques, mais dans ce cas, des encoches complémentaires des picots doivent être prévus sur la surface ne portant pas ces picots, afin de les recevoir.
On notera que la surface portant les picots 26 ne porte avantageusement des picots que dans la surface de contact, par exemple sur toute la surface de contact, ou en variante seulement sur une partie de la surface de contact.
Avantageusement, l’élément portant les picots 26 est réalisée par impression tridimensionnelle, ce qui permet de réaliser les picots de manière simple et efficace.
L’autre élément peut également de manière optionnelle être réalisé par impression tridimensionnelle, notamment dans le mode de réalisation où sa surface de contact comporte des encoches pour les picots.
articulation rotule pour instrument de nettoyage de salle propre et zones classées Le contexte technique de la présente invention est celui du nettoyage et de la désinfection des salles propres et des zones classées. Plus particulièrement, l’invention a trait à une articulation rotule stérilisable pour balai et mini-balai ou tout autre instrument de nettoyage de salle propre nécessitant d’être manipulé et déplacés selon de multiples directions, orientations et mouvements. En outre, l’invention a aussi trait à un instrument de nettoyage pour de telles salles propres.
Dans l’eau pure, la capacité de la cellule est fortement limitée autour de 130 mA.h. L’utilisation d’un mélange eau/isopropanol autorise la réduction et l’oxydation du deuxième électron en limitant les phénomènes résistifs ce qui permet de multiplier la capacité de la batterie par cinq.
Exemple 2 : Négolyte N,N’- disulfopropyl viologène - isopropanol
Le N,N’-disulfopropyl viologène a été testé comparativement dans de l’eau et avec un mélange eau/isopropanol 80/20 vol.
La présente les voltampérométries cycliques du N,N’-disulfopropyl viologène à 1mM avec comme sel support KCl à 1M dans les deux conditions : avec un négolyte dans l’ eau pure (comparatif, traits pleins) ou dans un mélange eau/isopropanol 80/20 vol (selon l’invention, traits pointillés).