INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
En référence à présent aux figures 2 à 7, il va être décrit les différentes étapes d’une opération de préhension du piston 23, qui s’effectue avec le capillaire 21 emmanché sur l’embout 16, et en appui dans un support sur un plan de travail. L’opération de préhension présente un caractère automatique, mais elle est déclenchée suite à la mise en mouvement de l’équipement mobile 35 vers le bas, par le biais du bouton et de la tige de commande.
Avant le déplacement vers le bas de l’équipement 35, le piston se trouve dans une position quelconque dans le capillaire, c’est-à-dire qu’il ne repose pas nécessairement dans le fond 21a du capillaire correspondant ici à la portion de rétrécissement de section à partir de laquelle le capillaire présente une tige creuse de faible diamètre dans laquelle coulisse le piston (partie hydraulique du système piston-capillaire). Alternativement, selon la conception du système piston-capillaire, le fond pourrait correspondre à l’extrémité basse du capillaire, habituellement de forme conique et destinée à coopérer avec l’extrémité basse du piston. Cette conception est préférentiellement adoptée en l’absence de collerette en bas de l’extrémité haute du piston.
Par ailleurs, la bague de serrage 40 est maintenue en position haute de desserrage, via l’organe de maintien 50, comme cela est montré sur la .
Au cours du déplacement axial de l’équipement mobile 35, le doigt de commande 64 entre en contact avec la butée axiale 66 du corps fixe 15, puis fait pivoter la pièce de commande 60 autour de son axe 62, dans le premier sens S1. Le début de cette phase de pivotement de la pièce de commande 60 est schématisé sur les figures 5A et 5B. Ce pivotement de la pièce de commande 60 a pour conséquence le déplacement relatif de l’organe de commande 50 dans la portion transversale de blocage 70 du chemin de guidage 68. Etant donné l’orientation transversale de la portion 70, l’organe de maintien 50 continue de maintenir la bague de serrage 40 dans sa position haute de desserrage.
Pendant le déplacement de l’équipement 35 vers le bas, l’organe d’enfoncement de piston 42 qui se présente dans sa position de saillie maximale entre en contact axial avec l’extrémité haute 23a du piston, et conduit ce dernier à se déplacer jusque dans le fond 21a du capillaire, si cette position du piston n’est pas déjà occupée au moment de l’initiation de l’opération de préhension. Il est donc ici observé un appui entre la collerette 23b du piston située sous son extrémité haute 23a, et le fond de capillaire 21a. A titre de rappel, il est indiqué que la collerette 23b se trouve agencée de manière classique axialement entre l’extrémité haute 23a du piston, et l’extrémité basse de piston qui coulisse dans la tige creuse fine du capillaire 21.
Lors de la poursuite du déplacement axial vers le bas de l’équipement de pipetage mobile 35, l’appui de l’organe d’enfoncement 42, sur le piston logé dans le fond 21a du capillaire, conduit cet organe 42 à se déplacer relativement au corps principal mobile 36 vers sa position de saillie minimale, en contrant l’effort généré par le premier ressort 46a.
Ce déplacement relatif de l’organe d’enfoncement 42 constitue une sorte de sécurité qui permet de s’assurer que le piston 23 se trouve bien logé dans le fond 21a du capillaire 21 au moment où se produira la fermeture du système de pince destiné à agripper le piston. Pour l’obtention d’une telle fonctionnalité, il est donc important de faire en sorte que les efforts de frottements du piston en déplacement dans son capillaire, soient inférieurs à l’effort de rappel développé par le premier ressort 46a.
Après l’initiation du déplacement relatif de l’organe d’enfoncement 42 vers sa position de saillie minimale, la poursuite de la descente de l’équipement 35 conduit le corps principal mobile 36 à atteindre une position axiale prédéterminée par rapport au corps fixe 15, représentée sur les figures 6A et 6B. Cette position particulière du corps principal mobile 15 conduit également, grâce à la rotation appliquée par le doigt 64, à amener la pièce de commande 60 à un niveau prédéterminé de rotation selon le premier sens S1 autour de l’axe 62. Ce niveau de rotation est tel qu’il amène l’organe de maintien 50 à l’extrémité de la portion transversale de blocage 70 du chemin de guidage 68, dans la zone de jonction 74.
C’est à cet instant que se produit la fermeture automatique du système de pince, sous l’effet du second ressort 46b qui peut se détendre et pousser la bague 40 vers le bas, autour des doigts 38 pour les resserrer radialement. Ce mouvement de la bague 40 est autorisé par l’organe de maintien 50 qui peut se déplacer librement vers le bas dans la portion axiale de coulissement 72 du chemin de guidage 68, jusqu’à une extrémité basse de cette portion 72, comme cela est montré sur la avec la bague 40 dans sa position basse de serrage. En même temps qu’il se déplace dans la portion axiale de coulissement 72 du chemin de guidage 68, l’organe de maintien 50 coulisse également vers le bas dans la rainure axiale 54 du corps principal mobile 36.
Enfin, il est noté qu’au cours de la rotation de la pièce de commande 60, la roue dentée 76 portée par cette pièce 60 est déportée transversalement. Ainsi, la pièce de commande 60 est éloignée de l’axe 32, de manière à adopter une position adéquate pour la réalisation d’une opération ultérieure d’éjection du système piston-capillaire, comme cela sera détaillé à présent ci-dessous en référence aux figures 8 à 11.
Une telle opération d’éjection débute par le desserrage du système de pince, consistant à déplacer la bague 40 vers le haut dans sa position haute de desserrage, afin de libérer la tête de piston 23a. Pour ce faire, l’éjecteur 20 est actionné par l’opérateur. Lorsque cet éjecteur atteint un niveau prédéterminé de déplacement axial vers le bas, schématisé sur la , la poursuite de sa descente le conduit à venir buter contre le pion de déviation 82, qui pousse la crémaillère 80 à se rapprocher transversalement en rapport à l’axe 32. Un chemin de came 83 prévu au dos de la crémaillère 80 permet par exemple de coopérer avec le pion de déviation 82, et d’obtenir la déviation transversale souhaitée. En effet, cette déviation observée amène les dents de la crémaillère 80 à engrener avec celles de la roue dentée 76, comme cela est visible sur la . De ce fait, la poursuite de la descente de l’éjecteur 20 conduit la roue dentée 76 à tourner, et à entraîner vers le haut le bras 78 monté de manière excentrée sur cette roue dentée 76. En se déplaçant vers le haut, le bras 78 provoque le déplacement vers le haut de l’organe de maintien 50 dans la portion axiale de coulissement 72, entraînant avec lui la bague 40 vers sa position axiale de desserrage visible sur la . En effet, dans cette position, l’organe de maintien 50 a rejoint sa position la plus haute relativement au corps principal mobile 36, en se logeant dans la zone de jonction 74 du chemin de guidage.
A ce stade, le troisième moyen élastique de rappel 46c se détend en forçant la pièce de commande 60 à pivoter relativement au corps principal mobile 36, selon le second sens S2. Cela conduit à loger l’organe de maintien 50 dans le fond 70a de la portion transversale de blocage 70 du chemin de guidage. Comme visible sur la , la bague de serrage 40 est ainsi sécurisée dans sa position haute de desserrage, libérant ainsi le piston 23 du système piston-capillaire à éjecter.
La remontée de la bague de serrage 40 s’effectue en chargeant le second ressort 46b, qui se comprime entre la bague 40 et le corps principal mobile 36. Il est donc fait en sorte que l’effort de rappel de ce ressort 46b soit inférieur à celui du ressort de pipetage (non représenté) forçant l’ensemble de l’équipement mobile 35 vers le haut.
Suite au pivotement de la pièce de commande 60 sous l’action du troisième moyen élastique de rappel 46c, la roue dentée 76 est à nouveau écartée de la crémaillère 80, en se rapprochant de l’axe 32. Il en résulte une rupture de la coopération entre la roue 76 et la crémaillère 80, cette dernière continuant d’être entraînée vers le bas avec l’éjecteur 20, jusqu’à son appui sur le capillaire et le désemmanchement de celui-ci de l’embout de pipette. Lors de ce désemmanchement (non-représenté), le capillaire est éjecté de la pipette, emportant avec lui le piston qui a été préalablement libéré de sa pince.
Les moteurs sont connectés en parallèle en sortie d’un onduleur 16, via des conducteurs de phase 18A, 18B, 18C représentés schématiquement, chaque conducteur de phase correspondant respectivement une première phase, notée phase A, une deuxième phase notée phase B, et une troisième phase notée phase C. Chaque conducteur de phase 18A, 18B, 18C est connecté entre la sortie de l’onduleur 16 et une borne 15A, 15B, 15C de connexion parallèle, à partir de laquelle des conducteurs 18A 1 ,18A 2 ; 18B 1 ,18B 2 ; 18C 1 , 18C 2 alimentent respectivement la première phase, deuxième phase, troisième phase du premier moteur M1 et du deuxième moteur M2.
L’onduleur 16 est de manière connue un dispositif permettant de générer des tensions et des courants alternatifs à partir d’une source d’énergie électrique de tension ou de fréquence différente. La source d’énergie électrique n’est pas représentée.
L’onduleur 16 est configuré pour délivrer une même tension alternative aux bornes de chaque phase de chacun des moteurs M1, M2.
La tension délivrée par l’onduleur 16 est commandée par un dispositif de commande 20, via un dispositif 22 de modulation de largeur d’impulsion ou dispositif MLI (en anglais PWM pour « Pulse Width Modulation »).
Le dispositif de commande 20 est adapté pour commander le taux de modulation mod et la fréquence fondamentale f s de la tension à appliquer, transmis au dispositif 22 de modulation de largeur d’amplitude qui est adapté pour convertir un vecteur de tension en trois signaux de commande des transistors de puissance (e.g. IGBT) de l’onduleur 16.
Le dispositif de commande 20 et le dispositif 22 de modulation de largeur d’amplitude réalisent la commande des moteurs de traction M1, M2 sans capteur de vitesse.
Le dispositif de commande 20 reçoit en entrée des valeurs de courants Isα et Isβ, obtenues à partir de mesures de courants sur deux phases de sortie de l’onduleur 16, respectivement la phase A et la phase B, notées respectivement I sa_inv et I sb_inv . Ces mesures de courant sont réalisées respectivement par des capteurs de courant 24A, 24B des conducteurs 18A, 18B.
Les valeurs de courants Isα et Isβ sont obtenues à partir des mesures de courants I sa_inv et I sb_inv par une unité 26 qui effectue une transformation de grandeurs triphasées en un vecteur à deux dimensions, par exemple par application de la transformée de Concordia.
Les valeurs de courants Isα et Isβ sont utilisées pour définir la tension à appliquer et sont suffisantes en cas d’absence de surcharge sur un des moteurs commandés.
La chaîne de traction 2 comprend en outre un système 30 de calcul d’écart de couple (en anglais « torque ») entre les moteurs M1 et M2, l’écart de couple étant noté ΔTQ.
Le système 30 de calcul d’écart de couple met en œuvre, avantageusement, deux capteurs de courant appliqués sur une seule phase des moteurs M1, M2 alimentés par l’onduleur 16.
Dans l’exemple illustré, la phase choisie est la première phase A, mais il est entendu que cela fonctionne de manière analogue avec la deuxième phase B ou avec la troisième phase C, et plus généralement avec une seule phase dans le cas de moteurs polyphasés alimentés en parallèle par un même onduleur.
Dans l’exemple de la , le système 30 comprend le capteur de courant 24A, adapté à fournir une mesure de courant de sortie de l’onduleur sur la première phase A, et un autre capteur de courant 32A, qui fournit une mesure de courant I sa-mot2 fourni au deuxième moteur M2 sur la première phase A. Le capteur de courant 32A mesure le courant sur le conducteur 18A 2 .
Le système 30 comporte en outre des unités d’addition/soustraction 34, 36.
L’unité 34 reçoit en entrée la mesure de courant I sa_inv sur la première phase A et la mesure de courant I sa-mot2 et fournit en sortie : I sa-mot1 =I sa_inv -I sa-mot2 , où I sa-mot1 est la valeur de courant sur le conducteur 18A 1 .
L’unité 36 reçoit en entrée la valeur de courant I sa_ mot1 et la mesure I sa-mot2 et fournit en sortie : Δi s _a , la différence de courant entre le courant fourni au premier moteur M1 (courant sur conducteur 18A 1 ) et le courant fourni au deuxième moteur M2 (courant sur conducteur 18A 2 ) :
Procédé de croissance verticale d’un matériau III-V La présente invention concerne la croissance de matériaux III-V, tels que le GaN. Elle permet avantageusement la croissance de matériaux III-V pour réaliser des dispositifs micro-électroniques dits verticaux. Elle trouve par exemple pour application particulièrement avantageuse le domaine de l’électronique de puissance.
ETAT DE LA TECHNIQUE Les composants électroniques de puissance, typiquement à base de GaN, sont actuellement confectionnés à partir de dispositifs dits latéraux, comme les transistors à électron à haute mobilité, connus sous le terme anglais de « High Electron Mobility Transistor » (HEMT), ou à partir de dispositifs dits verticaux réalisés principalement sur des substrats de GaN.
Les dispositifs verticaux présentent de nombreux avantages. Du fait de leurs dimensions, ils occupent moins de superficie que les dispositifs latéraux, et rencontrent également moins de problèmes liés à la présence de pièges.
Cependant, les solutions actuelles pour obtenir ces dispositifs verticaux présentent de nombreux inconvénients.
Une solution consiste à faire croître verticalement une couche de GaN à partir de substrats de GaN, également désignés substrats autoporteur ou free-standing GaN substrats. Cette solution permet d’obtenir de bonnes performances. En revanche, cette solution présente comme inconvénient que ces substrats de GaN sont très coûteux et sont uniquement disponibles dans de petites dimensions, typiquement des substrats de 5 cm (5.10 -2 m) de diamètre.
Une alternative à la croissance sur substrat de GaN est la croissance sur substrat silicium (« GaN sur silicium »), qui a l’avantage d’être plus économique et de permettre d’accéder à des substrats de grands diamètres. Cette alternative présente en revanche deux inconvénients majeurs. Les couches de GaN ainsi obtenues présentent des densités de dislocation très élevées, de l’ordre de 10 9 cm -2 . Par ailleurs, du fait de la différence entre le paramètre de maille du GaN et celui du silicium, il est difficile d’obtenir des couches très épaisses, pourtant nécessaires à la fabrication de dispositifs verticaux.
La présente invention vise donc à réduire les inconvénients mentionnés ci-dessus liés à la croissance de couches épaisses de matériaux III-V, et par exemple la croissance de couches épaisses de matériaux III-N et plus particulièrement de GaN sur un substrat de silicium.
RESUME Pour atteindre les objectifs mentionnés ci-dessus, un premier aspect de l’invention concerne un procédé de croissance d’un matériau III-V comprenant : Une fourniture d’un empilement comprenant une couche cristalline en matériau III-V dite couche de germination, une première couche de masquage surmontant la couche de germination, la première couche de masquage présentant au moins une première ouverture exposant une partie d’une face supérieure de la couche de germination, Une formation d’au moins une couche sacrificielle remplissant la première ouverture et s’étendant depuis la première ouverture sur au moins une première région d’une face supérieure de la première couche de masquage, Un dépôt d’une deuxième couche de masquage recouvrant une face supérieure de la couche sacrificielle et recouvrant au moins une deuxième région de la face supérieure de la première couche de masquage, la deuxième région étant non recouverte par la couche sacrificielle, Une formation d’au moins une deuxième ouverture dans la deuxième couche de masquage de sorte à rendre accessible une partie de la face supérieure de la couche sacrificielle, Un retrait de la couche sacrificielle sélectivement par rapport à la première couche de masquage et à la deuxième couche de masquage, de sorte à former au moins une cavité, Une croissance par épitaxie d’un matériau à base du matériau III-V à partir de la couche de germination dans la première ouverture et dans la cavité, de sorte à former au moins une première couche épitaxiée s’étendant dans la première ouverture et dans la cavité et présentant une face supérieure s’étendant principalement dans un plan XY, Une formation d’au moins une troisième ouverture dans la deuxième couche de masquage sur une portion permettant d’exposer une partie de la face supérieure l’au moins une première couche épitaxiée, Une croissance par épitaxie d’au moins un matériau à base du matériau III-V à partir de la première couche épitaxiée, la direction privilégiée de la croissance étant normale au plan XY, de sorte à former au moins une deuxième couche épitaxiée s’étendant depuis l’au moins une première couche épitaxiée.
Le confinement lors de la croissance de la première couche épitaxiée, ainsi que la forme en coude de cette dernière, permet d’éviter la propagation des dislocations et d’obtenir une première couche épitaxiée présentant une densité de défauts très faible, propice à la croissance verticale, à partir de cette même première couche épitaxiée, d’une deuxième couche épitaxiée épaisse et présentant elle-même peu de défauts. Ainsi, le procédé permet de réaliser une croissance verticale d’un matériau III-V en évitant les problèmes liés à la propagation des dislocations.
Selon un autre aspect, l’invention porte sur un dispositif microélectronique, comprenant un empilement de couches selon une direction verticale, ledit empilement comprenant, à partir d’une surface inférieure dudit empilement, une couche de germination cristalline en un matériau III-V, une première couche cristalline à base de ce même matériau et une deuxième couche cristalline à base de ce même matériau, caractérisé en ce que la première couche cristalline présente une zone qui forme saillie, en projection dans le plan XY, par rapport à la deuxième couche.
De préférence, la première couche s’étend selon une direction Z normale au plan XY sur une épaisseur H 110 et la deuxième couche s’étend selon cette direction Z sur une épaisseur H 120 , avec H 120 >2*H 110 et de préférence H 120 >3*H 110 . De préférence la couche de germination et la première couche épitaxiée d’une part, et la première couche épitaxiée et la deuxième couche épitaxiée d’autre part, sont en contact.
Les figures 1 à 12 représentent les étapes principales d’un exemple de procédé de réalisation.
La représente un empilement comprenant une couche cristalline d’un matériau III-V, dite couche de germination et une première couche de masquage surmontant la couche de germination.
Les figures 2 à 12 présentent des étapes appliquées à l’empilement illustré en . La illustre un exemple de structure que l’on peut obtenir, et qui comporte une couche épaisse épitaxiée de matériau III-V.
A un point réel de coordonnées (X,Y,Z) dans le référentiel terrestre correspond un point image de coordonnées (x,y) dans le repère image, via les paramètres de calibration (f, θ, c).
Plus précisément, on peut obtenir une représentation homogène (xh,yh,wh) d’un point image par multiplication par la matrice de projection P de la représentation homogène (Xh,Yh,Zh,1) d’un point réel correspondant, selon la relation suivante :
En repassant en coordonnées cartésiennes, nous obtenons la relation suivante entre un point image de coordonnées (x,y) dans le repère image et un point réel de coordonnées (X,Y,Z) dans le référentiel terrestre:
Selon les approximations faites par l’estimateur 21 du calculateur 20, toute personne dans le champ de vision du dispositif 10 a un segment pied-tête PT vertical et de hauteur H.
Ainsi, pour une personne, nous pouvons écrire que dans le référentiel terrestre: Xp=Xt, Zp=Zt, Yp=0 et Yt=H.
Ainsi, les coordonnées image (xt, yt) d’un point tête (pt) et les coordonnées image (xp, yp) d’un point pied (pp), peuvent être exprimées en fonction de leur coordonnées réelles (Xt, Yt, Zt), (Xp, Yp, Zp) et des paramètres de calibration (f, θ, c) de la manière suivante :
Sur la base de ces expressions et après simplification, l’estimateur 21 du calculateur 20 détermine des coordonnées image estimées (x’t, y’t) d’un point tête pt d’une personne dans une image i selon les équations suivantes : et
Les unités relatives à ces équations sont les suivantes : - la hauteur H moyenne d’une personne est en centimètres, - la distance focale f est en pixels, - l’angle θ est en radians, - la hauteur c est en centimètres.
La hauteur H est un paramètre à ajuster. Il représente une hauteur moyenne des personnes.
Ensuite, un minimiseur 22 du calculateur 20 détermine les paramètres de calibration (f, θ, c) en effectuant une minimisation d’erreur entre lesdites coordonnées image estimées (x’t, y’t) du point tête (pt) par l’estimateur bidimensionnel 21 et lesdites coordonnées image (xt, yt) du point tête (pt) correspondante.
Par exemple, la hauteur H est fixée à une valeur prédéterminée correspondant à une taille moyenne d’une personne, 160 cm.
La minimisation d’erreur comprend par exemple l’utilisation d’un algorithme de régression minimisant une fonction d’erreur quadratique moyenne entre desdites coordonnées image estimées (x’t, y’t) du point tête pt par l’estimateur 21, et lesdites coordonnées image (xt, yt) du point tête pt correspondante.
Pour une pluralité de paires de points (pt, pp) comprenant M paires de points (pt, pp), le but est alors de trouver les paramètres de calibration (f, θ, c) qui minimisent la fonction d’erreur suivante :
Avantageusement, la minimisation d’erreur comprend une recherche exhaustive des paramètres de calibration (f, θ, c) sur un domaine discrétisé prédéterminé.
Selon un exemple de réalisation, le domaine est défini par les trois plages suivantes avec hi étant la hauteur de l’image exprimée en pixels, chaque plage étant discrétisée en cinquante valeurs réparties de manière uniforme sur chacune des plages.
Ainsi, 125000 valeurs de triplets de paramètres de calibration (f, θ, c) sont vérifiées, les paramètres de calibration (f, θ, c) minimisant l’erreur entre les coordonnées image estimées (x’t, y’t) du point tête pt par l’estimateur bidimensionnel et les coordonnées image (xt, yt) du point tête pt étant ceux retenus par le minimiseur 22 du calculateur 20.
- pendant chaque pas temporel unitaire de durée (15 minutes) durant lequel le groupe électrogène 15 est actif (entre l’allumage et jusqu’à atteindre la durée de fonctionnement minimale Dm), le groupe électrogène 15 produit une puissance électrique moyenne ; cette puissance est répartie en une puissance , qui est une puissance moyenne fournie par le groupe électrogène 15 au mini-grid 2 pendant le pas temporel unitaire, et en une puissance , qui est une puissance fournie par le groupe électrogène 15 aux batteries 14 pour leur recharge pendant le pas temporel unitaire ;
- les batteries 14 ont un rendement , l’énergie de recharge fournie aux batteries 14 pour les recharger pendant la durée de fonctionnement du générateur 15 est donc supérieure à l’énergie pouvant être fournie au mini- grid 2 par les batteries 14 alors qu’elles ont été chargées avec l’énergie de recharge (au facteur de rendement près).
L’unité de traitement 7 détermine donc itérativement la première valeur d’un nombre N qui permet de satisfaire les conditions suivantes :
où est la consommation attendue, est l’énergie d’appoint, est une énergie fournie par les batteries 14 au mini-grid 2 pendant la nuit, est une puissance électrique moyenne produite par le groupe électrogène 15 pendant un pas temporel unitaire de durée , est une puissance moyenne fournie par le groupe électrogène 15 au mini-grid 2 pendant le pas temporel unitaire, est une puissance fournie par le groupe électrogène 15 aux batteries 14 pour leur recharge pendant le pas temporel unitaire, est l’énergie de recharge, est une énergie pouvant être fournie au mini-grid 2 par les batteries 14 alors qu’elles ont été chargées avec l’énergie de recharge , et est un rendement des batteries 14, la durée de fonctionnement minimale Dm étant égale à