INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le terme « matériau III-V » fait référence à un semi-conducteur composé d’un ou plusieurs éléments de la colonne III et de la colonne V du tableau périodique de Mendeleïev. On compte parmi les éléments de la colonne III le bore, le gallium, l’aluminium ou encore l’indium. La colonne V contient par exemple l’azote, l’arsenic, l’antimoine et le phosphore.
On entend par « gravure sélective vis-à-vis de » ou « gravure présentant une sélectivité vis-à-vis de » une gravure configurée pour enlever un matériau A ou une couche A vis-à-vis d’un matériau B ou d’une couche B, et présentant une vitesse de gravure du matériau A supérieure à la vitesse de gravure du matériau B. La sélectivité est le rapport entre la vitesse de gravure du matériau A sur la vitesse de gravure du matériau B. La sélectivité entre A et B est notée S A:B .
Procédé de détermination de la position d’au moins une défectivité sur des substrats semi-conducteurs, procédé de fabrication et dispositif associés DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION Le domaine technique de l’invention est celui de la détection des défectivités sur les substrats (par exemple les plaquettes de silicium) d’une chaine de production.
La présente invention concerne un procédé de détection de la position d’une défectivité et en particulier un procédé dans lequel, lors de la détection, les durées de vie des porteurs de charges sont faibles dans le substrat.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION Lors de la production d’un dispositif électronique, le substrat utilisé pour cette fabrication va être déplacé pour effectuer les différentes étapes du procédé de fabrication. Lors de son transport, le substrat (par exemple, une plaquette de silicium) est en contact avec des éléments de manipulation tels que courroies, préhenseurs à vide, plateaux, etc. Ces contacts peuvent détériorer la surface du substrat en abrasant la surface ou en déposant (voire en incrustant) des contaminants sur cette surface (particules, dépôts divers, etc.). Ces observations s’appliquent également aux substrats après passivation qui peuvent également subir une détérioration due aux manipulations et aux transports (rayures, écrêtage de pyramides ou de texturation, etc.). Dans la suite, les défauts résultant de cette dégradation de surface sont englobés sous le terme « défectivité ».
Or, la surface du substrat (avant ou après passivation) est dégradée au niveau de cette défectivité de sorte que toute étape effectuée sur les zones concernées par ces défectivités sera de moindre qualité. Par exemple une couche nanométrique (par exemple déposée par PECVD – Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition en anglais) ayant pour but de passiver la surface déposée sur ces zones-là sera de moindre qualité (contaminée, mauvaise adhérence, dépôt localement absent, etc.) par rapport une couche de passivation déposée sur une zone sans défectivité.
Il convient donc de supprimer ou réduire cette défectivité en optimisant certaines étapes de fabrication. Cette optimisation nécessite d’abord de connaitre la position précise de la ou des défectivités sur le substrat de sorte à identifier l’étape ou les étapes responsables de leur création.
Pour se faire, le document P.Tomanek et al., « Detection and Localization of Defects in Monocrystalline Silicon Solar Cell, Advances in Optical Technologies » (2010) propose une méthode de caractérisation de la défectivité par couplage de mesures électriques et optiques. Bien qu’efficace, cette méthode ne peut être réalisée qu’après la mise en place d’un contact électrique au niveau du substrat à caractériser (avec une grille métallique par exemple) ce qui limite son champ d’application. De plus, elle nécessite des manipulations additionnelles du substrat qui pourraient ajouter de la défectivité supplémentaire. Pour finir, sa mise en place dans une chaine de production industrielle demanderait d’importants investissements, cette méthode ne s’appuyant sur aucune caractérisation usuellement utilisée dans l’industrie.
De manière alternative, le document Chen et al. « Solar cell surface defect inspection based on multispectral convolutional neural network », J. Intell. Manuf. (2020) propose quant à lui une technique de caractérisation par une analyse multispectrale de la surface du substrat. Cette technique présente l’avantage de ne nécessiter que peu de manipulations et n’ajoute donc pas de défectivité. De plus, elle est rapide, ce qui la rend compatible avec des cadences industrielles. Toutefois, cette caractérisation ne permet l’identification de défauts que s’ils sont sur la surface du substrat et ne permet donc pas d’identifier ceux liés à la présence de contaminants situés sous les couches de passivation par exemple.
A l’inverse, la photoluminescence est une technique de caractérisation des défauts éprouvée qui permet l’identification de tous types de défauts. En outre, elle ne nécessite que peu de manipulations et est compatible avec des cadences industrielles. A titre d’illustration, la montre une image de photoluminescence typique d’un substrat ayant subi une dégradation par le système de transport et ayant été successivement passivée par une couche d’environ 10 nm de silicium amorphe hydrogéné (a-Si:H – dépôt PECVD). Sur cette figure, les zones sombres (associées à une faible photoluminescence noté PL sur la ) correspondent aux zones dégradées, alors que les zones claires (associées à une forte photoluminescence) correspondent aux zones où l’état de surface a été préservé et où la passivation est de bonne qualité.
Classiquement la longueur d’onde utilisée pour l’excitation des électrons dans le substrat à caractériser est dans le proche infrarouge (environ 900 nm). Cette longueur d’onde a une profondeur de pénétration dans le silicium de l’ordre de 80 µm (la profondeur de pénétration est une donnée statistique qui représente la profondeur à laquelle 63% des photons ont été absorbés). Aussi, dans ce matériau, bien que la photogénération se fasse principalement proche de la surface exposée à la lumière, une part non négligeable se produit plus profondément dans la cellule puisque 37% des photons sont absorbés au-delà de la profondeur de pénétration.
De plus, lorsque le matériau utilisé pour la fabrication est de très bonne qualité (c’est le cas notamment pour la fabrication de dispositifs photovoltaïques), la longueur de diffusion des porteurs qui y sont photogénérés est en général très grande devant l’épaisseur du substrat utilisé. Par conséquent, les porteurs photogénérés lors de l’excitation lumineuse ont statistiquement autant de chance de recombiner sur un défaut situé sur la face éclairée que sur un défaut situé sur la face opposée.
Aussi, la mise en œuvre de la technique de photoluminescence rend difficile l’identification de la surface (avant ou arrière) du substrat sur laquelle sont situés les défauts. Cette difficulté est illustrée à la qui montre la comparaison d’une première image relative à un défaut en face avant (à gauche) et d’une image relative à un défaut en face arrière (à droite). En outre, cette difficulté devrait aller croissante avec l’évolution technologique qui prévoit une augmentation de la durée de vie des porteurs de charge dans les matériaux ainsi qu’un amincissement des substrats utilisés pour la fabrication des dispositifs semi-conducteurs, par exemple des cellules photovoltaïques.
Il existe donc un besoin d’une méthode compatible avec une fabrication industrielle et permettant d’identifier la position (incluant la face) d’une ou plusieurs défectivités sur un substrat dans une chaine de fabrication.
L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en modulant, lors de la caractérisation, la longueur d’onde utilisée et/ou la durée de vie (et donc la longueur de diffusion) des porteurs de charge dans le substrat témoin utilisé de sorte à pouvoir différentier le signal d’un défaut selon qu’il se situe sur l’une ou l’autre des faces du substrat témoin.
Un aspect de l’invention concerne un procédé de détermination de la position d’au moins une défectivité sur des substrats semi-conducteurs dans une chaine de production, le procédé étant mis en œuvre à l’aide d’au moins un substrat témoin comportant une première face et une deuxième face, le procédé comprenant, pour chaque substrat témoin : une étape de caractérisation par photoluminescence de chaque face du substrat témoin en au moins un point de la chaine de production, cette étape de caractérisation comprenant, pour au moins un défaut présent sur le substrat témoin ; une sous-étape de mesure du signal photoluminescent du défaut lorsque la première face du substrat témoin est illuminée de sorte à déterminer une première amplitude associée au défaut mesurée; une sous-étape de mesure du signal photoluminescent du défaut lorsque la deuxième face du substrat témoin est illuminée de sorte à déterminer une deuxième amplitude associé au défaut mesurée.
On entend par amplitude le rapport entre le signal mesuré sur une région sans défaut et le signal mesuré sur le défaut.
- une étape de passage du voile de fibres, le long de la direction longitudinale, à travers un dispositif de bouclage comprenant un ensemble de disques tournants et d’éléments fixes de bouclage, de manière à générer des ondulations,
- suite à l’étape de passage, une étape d’amenée de la nappe sur un convoyeur équipé de brosses, et d’accumulation des ondulations dans les brosses de manière à atteindre une densité prédéterminée,
- une étape de dépôt d’une première nappe e fibres pré-aiguilletée sur les ondulations accumulées,
- une étape d’assemblage des ondulations accumulées avec la première nappe pré-aiguilletée par aiguilletage à travers les brosses pour obtenir une structure,
caractérisé en ce que le procédé comporte :
- une étape d’assemblage de la structure avec une seconde nappe de fibres pré-aiguilletée, afin d’obtenir une structure sandwiche, et
- une étape de séparation de la structure sandwiche pour obtenir deux revêtements velours symétriques,
et en ce que :
- le voile est un voile de carde présentant un angle moyen d’orientation des fibres compris entre 5 et 10°, et une masse surfacique comprise entre 80 et 120 g/m²,
- le procédé comporte, préalablement à l’étape de passage, une étape d’étirement longitudinal du voile, d’un rapport d’allongement compris entre 1,5 et 2, afin de réduire sa masse surfacique.
Le procédé selon l’invention prévoit de réaliser le revêtement à partir d’une structure sandwiche, en la séparant.
A cet effet, il apparait qu’une orientation des fibres présentant un angle moyen compris entre 5 et 10° est optimal pour obtenir une structure sandwiche de hauteur adéquate. Ainsi, un simple voile de carde est utilisé dans le présent procédé.
Afin d’optimiser encore le procédé, un étirage complémentaire est réalisé avant l’étape de bouclage, avec un rapport d’étirement inférieur à 2. Ceci permet de réduire la masse surfacique du voile et de limiter les efforts appliqués aux fibres au cours du procédé.
Un procédé selon l’invention peut comporter en outre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou selon toutes les combinaisons techniquement envisageables.
- Les ondulations sont formées par des boucles présentant chacune une largeur G prédéfinie dans une direction transversale perpendiculaire à la direction longitudinale, et une hauteur H prédéfinie dans une direction d’élévation perpendiculaire aux directions longitudinale et transversale, l’angle moyen α d’orientation des fibres du voile (20) avec la direction longitudinale (X) respectant la relation sinα=G/2H à +/- 5° près.
- Les fibres du voile, les fibres de la première nappe et les fibres de la seconde nappe sont choisies parmi des fibres réalisées à base d’un polymère thermoplastique, tel que du polypropylène, du polyéthylène téréphtalate, du polyamide, de l’acide polylactique, leurs mélanges ou leurs copolymères, ou des fibres d’origine naturelle telles des fibres de lin ou de chanvre utilisées seules ou en mélanges.
En effet, afin de calculer la résistance d’isolement Ri et la position alpha il est nécessaire de commuter l’interrupteur S1 une pluralité de fois selon une période T calculée.
Afin d’optimiser cette période de commutation, le procédé 1 met en œuvre un ensemble d’étapes d’optimisation de la période de commutation T comprenant tout d’abord une étape d’initialisation 120 de la période de commutation T de l’interrupteur S1.
Cette période de commutation peut par exemple être initialisée à une valeur de 2 secondes.
On met aussi en route un compteur de temps Tv.
Le procédé 1 met ensuite en œuvre, sous forme de boucle 130, à intervalle régulier, espacés d’une durée prédéterminée Δ T , par exemple ici initialisée à 100ms .
On réalise à chaque itération de la boucle :
Une mesure 131 de la tension U m aux bornes de la resistance de filtrage R m .
Puis on calcule 132 la variation de la tension mesurée aux bornes de la résistance R m entre l’itération précédente de la boucle (donc à t- Δ T ) et la mesure de l’tération courante.
On obtient ainsi une valeur de variation ΔU m de la résistance Rm sur une durée de Δ T .
Si cette variation est supérieure à une valeur de seuil prédéterminée, alors on incrémente 134 le compteur de temps Tv de la durée prédéterminée Δ T .
Si cette variation est inférieure ou égale à cette valeur de seuil, on considère que la valeur de la résistance de fuite a convergé vers une valeur stable. On définit 133 alors la période de commutation T comme étant égale à la valeur du compteur de temps Tv.
Puis on recommence la boucle 130 pour l’itération suivante, en s’assurant que le temps entre deux itérations Δ T soit atteint.
Ainsi, comme en parallèle les commutations de l’interrupteur S1 continuent selon cet intervalle de temps T, c’est la nouvelle valeur de cet intervalle de temps qui sera prise en compte, permettant une convergence optimisée pour la mise en œuvre du procédé de détection de la défaillance et de la position de la défaillance de la batterie d’accumulateur électrique.
Ce procédé a été mis en œuvre de manière expérimentale, par simulation du système de détection de défauts d’isolement avec les valeurs de paramètres suivantes :
R d = 2.1 MΩ, R m = 17 kΩ, U d0 = 58.48 V, U ref = 4.096 V.
Dans cette mise en œuvre de l’invention, l’effet capacitif Cm n’est pas directement appliqué tel que représenté dans le schéma de la , mais sous la forme d’un double filtre RC présentant une fréquence de coupure de 200 Hz.
La composition de mastic obtenue est laissée sous agitation et sous pression réduite de 20 mbar durant 15 minutes avant d’être conditionnée dans une cartouche en polyéthylène, pour éviter la présence d’humidité.
La composition est ensuite soumise aux tests suivants.
Mesure du temps de réticulation : Le temps de réticulation est mesuré par la détermination du temps de formation de peau.
A cet effet, un cordon de mastic (d’environ 10 cm de longueur et de diamètre environ 1 cm) est d'abord déposé sur un support cartonné. Ensuite, à l’aide d’un embout de pipette en polyéthylène basse densité (LDPE), la surface du mastic est touchée toutes les minutes pendant 2 heures au maximum, afin de déterminer le temps exact à laquelle se forme la peau en surface. Ce test est réalisé dans des conditions contrôlées d’humidité et de température (23°C et 50% d'humidité relative).
Le résultat obtenu est exprimé en minutes et indiqué dans le tableau 2.
Mesure de la contrainte et de l’allongement à la rupture par essai de traction :
Le principe de la mesure consiste à étirer dans une machine de traction, dont la mâchoire mobile se déplace à une vitesse constante égale à 100 mm/minute, une éprouvette standard constituée de la composition de mastic réticulée et à enregistrer, au moment où se produit la rupture de l'éprouvette, la contrainte de traction appliquée (en MPa) ainsi que l’allongement de l’éprouvette (en %).
L’éprouvette standard est en forme d'haltère, comme illustré dans la norme internationale ISO 37. La partie étroite de l'haltère utilisée a pour longueur 20 mm, pour largeur 4 mm et pour épaisseur 3 mm.
Pour préparer l’haltère, on extrude à température ambiante dans un moule approprié la composition conditionnée comme décrit précédemment, et on la laisse réticuler durant 14 jours dans des conditions standards (23°C et 50 % d’humidité relative).
Cette détermination est répétée sur 5 haltères et la moyenne obtenue est indiquée dans le tableau 2.
Exemple s 1 -5 ( selon l’invention ) :
1) Préparation d'un e composition de copolyuréthane s silylé s ionique s à groupes terminaux triméthoxysilane :
On répète le procédé de l’exemple A en remplaçant dans l’étape (i), l’ACCLAIM® 4200 par les VORANOL® EP1900, VORANO®L P2000 et TERATHANE® 650 dans les quantités indiquées en poids dans le Tableau 1, et avec pour les autres réactifs et ingrédients les poids également indiqués dans le Tableau 1.
2) Préparation d’une composition de mastic comprenant la composition de copolyuréthane s silylé s obtenu e en 1) :
Ce mastic est préparé en répétant l’exemple A 2), sauf que l’on remplace le copolyuréthane silylé ionique A par la composition de copolyuréthanes silylés obtenue en 1).
Les résultats sont indiqués dans le Tableau 2.
deux émetteurs à état solide 1-H et 1-V alimentant respectivement les polarisations horizontale (H) et verticale (V) de l’antenne d’émission; un extracteur de mode (ou orthomode) relié par deux voies aux émetteurs 1-H et 1-V ; une antenne 3 à cornet transmettant ou recevant les deux polarisations ; des circulateurs 4 (tés de filtrage) interposés sur les voies H et V, entre l’extracteur de mode 2 et les émetteurs à état solide 1 ; des moyens de réception analogiques 5-H et 5-V reliés, pour les voies H et V aux circulateurs 4 ; un oscillateur qui synchronise les émetteurs 1-H et1-V et les moyens de réception 5-H et 5-V des moyens 6-H et 6-V d’échantillonnage, puis de traitement des sorties I et Q de ces moyens de réception 5, les moyens de traitement 6 permettant le calcul des transformées de Fourier des séries échantillonnées de I et Q (par FFT ou DFT).
On peut noter ici que de façon plus générale, le traitement qui est proposé ci-dessous s’applique à tout autre technologie de radar météo bipolaire à réception cohérente (et en particulier aux radars à magnétron, klystron ou tube à onde progressive, et au radar FMCW bipolaire]).
Un ordinateur de traitement 7 permettant de calculer, à partir des transformées de Fourier H et V, les spectres de puissances PHH, PVV [illustrés dans la ], et PHV, puis à partir de ces spectres de puissance, les observables ZH, ZDR, ρHV, ΦDP, VR, σV.
Spectre de puissance croisé On repart des séries temporelles du signal analytique comme dans le traitement par « pulse pair » :
On calcule les transformées de Fourier des séries (1) et (2) (par exemple par FFT ou DFT) en ayant pris soin d’appliquer un fenêtrage préalable tel que Hamming ou tout autre, pratique courante de la plupart des fabricants de radars météo. Par exemple, par rapport à la fenêtre rectangulaire, la fenêtre de Hamming abaisse les lobes secondaires du filtre équivalent à -43 dB (contre -13dB avec la fenêtre rectangulaire) au prix d’une détérioration de la résolution spectrale d’un facteur 2.
Le traitement proposé exploite des spectres de Fourier. Si l’on appelle FH(i) et FV(i) les transformées de Fourier de (1) et (2), l’exploitation courante qui en est faite est de calculer les spectres de puissance correspondants.
Comme précédemment, dans (3) et (4) le produit * désigne le produit analytique, et les spectres de puissance PH(i) et PV(i) sont réels et positifs. Ces spectres de puissance peuvent être exploités pour estimer la puissance du signal météo (d’où la réflectivité Z), son décalage Doppler (d’où la vitesse Doppler vR des cibles météo), sa variance (d’où la variance σV des vitesses Doppler).
Cependant, dans PH(i) et PV(i) toute information de phase différentielle ΦDP et de coefficient de corrélation ρHV a disparu.
Le traitement prend en compte le spectre croisé PHV(i) de la façon suivante :
Elle exige en outre des compétences et une précision d’exécution sur site pour l’assemblage des façades préfabriquées, qui excluent le recours à des personnels non formés, en raison notamment des risques d’endommagement des grandes ouvertures des éléments préfabriqués lors des opérations de levage et de transport et surtout de mise en œuvre.
L’invention a pour objet de supprimer le vide sanitaire sur chantier en fournissant une façade complète dont la base comporte un renfort, dénommé « talon » dans ce qui suit, pour palier aux problèmes de transport, de manutention et de pose rappelés ci-dessus.
Dans ce but l’invention propose une solution consistant à intégrer dans la façade dès la fabrication en usine, un élément en béton armé isolé, dénommé talon, remplissant une fonction de renfort, et ainsi de minimiser les opérations sur chantier.
Plus précisément, ce talon sera intégré en partie basse de chacune des façades afin de renforcer les zones fragiles au niveau des ouvertures, essentiellement les portes et les portes-fenêtres.
Cette conception permet d’éviter la construction d’un vide sanitaire sur chantier.
L’invention sera mieux comprise au travers de la description donnée ci-après d’un mode possible de réalisation, et en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
est une vue en coupe du talon objet de l’invention.
est une vue en coupe de l’assemblage du talon (1) formant chaînage.
est un diagramme représentant les différentes étapes du procédé pour la mise en œuvre du talon selon l’invention.
En référence aux figures annexées, et notamment la et la , un talon (1) est réalisé au moyen de fers pliés, formant une armature (10) sensiblement rectangulaire.
On positionne le talon (1) formant une ceinture périphérique à la base du bâtiment sous la forme d’un chaînage isolé coulé en même temps que la façade préfabriquée.
Ce talon (1) sera calculé de façon à supporter les descentes de charges des différentes façades et étages du bâtiment. une fois les éléments préfabriqués assemblés.
Le talon (1) est destiné à être solidarisé à un dallage porté (4) et à un mur (11) par l’intermédiaire d’aciers (2) logés dans des boites d’ancrage (3) noyées dans le béton du talon (1), dans sa partie haute.
Par partie haute du talon (1), on entend sa zone d’extrémité située à l’opposé des fondations (13). Par partie basse du talon (1), on entend sa zone d’extrémité située en regard des fondations.
Les boites d’ancrage (3) renferment des aciers (2) pliés prévus pour être dépliés ultérieurement, pour assurer après dépliage la jonction entre la base de la façade et le dallage porté (4) coulé sur site après la mise en œuvre d’une isolation (12) entre ladite dalle (4) et le sol.
Le mur (11) sera rendu solidaire du talon par des aciers de liaison (9).
DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION La présente invention concerne un dispositif radiofréquence destiné à être mis en œuvre dans un système d’imagerie par résonnance magnétique.
Notamment, le dispositif radiofréquence est configuré pour améliorer la qualité des images susceptibles d’être obtenues par le système d’imagerie par résonnance magnétique.
A cet égard, le dispositif radiofréquence selon la présente invention comprend deux bobines configurées pour améliorer le rapport signal sur bruit du système d’imagerie par résonnance magnétique.
Ainsi, la est une représentation schématique d’un système d’imagerie 1 par résonnance magnétique selon la présente invention.
Le système d’imagerie 1 comprend un aimant, et notamment un aimant permanent 2. L’aimant permanent 2 peut notamment s’étendre selon un axe d’élongation z.
Plus particulièrement, l’aimant permanent 2 définit un logement 3 débouchant par une première ouverture 4 et une deuxième ouverture 5 opposée l’une de l’autre selon l’axe d’élongation z.
A cet égard, l’aimant permanent 2 est agencé pour permettre l’insertion d’un corps, et plus particulièrement d’un corps humain, dans le logement 3 par la première ouverture 3 selon l’axe d’élongation z.
L’aimant permanent 2 est plus particulièrement configuré pour imposer un champ magnétique statique orienté selon un axe perpendiculaire à l’axe d’élongation z, dans une zone, dite zone d’analyse, du logement 3.