INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Ainsi, la couche de passivation de la structure semi-conductrice selon un premier aspect présenté à titre d'exemple de la présente invention comprend du nitrure de silicium et/ou une couche d'oxyde qui joue le rôle de couche de passivation. La couche d'oxyde présente une interface électriquement propre avec la deuxième couche III-N active, une constante diélectrique élevée pour rendre maximal le couplage électrostatique entre les contacts électriques formés sur la structure semi-conductrice et le 2DEG, cela conduisant par exemple à une augmentation de la transconductance de transistors à haute mobilité d'électrons fabriqués à l'aide de la structure semi-conductrice, et à une épaisseur suffisante pour éviter un claquage diélectrique et des fuites par effet tunnel quantique.
Selon un deuxième aspect présenté à titre d'exemple de la présente invention, il est fourni un procédé de fabrication d'une structure semi-conductrice, dans lequel le procédé comprend les étapes consistant à : fournir un substrat de Silicium sur Isolant, cela consistant à : fournir une couche de base comprenant du silicium ; fournir une couche intermédiaire sur la couche de base, cela consistant à : fournir une couche riche en pièges ; et fournir un isolant enterré formé sur le dessus de la couche riche en pièges ; et fournir une couche supérieure comprenant du silicium dopé de type n et formée sur le dessus de la couche intermédiaire ; fournir un empilement de couches épitaxiales de semi-conducteurs III-N sur le dessus du substrat de Silicium-sur-Insolant, l'empilement de couches épitaxiales de semi-conducteurs III-N comprenant une couche active épitaxiale ; dans lequel la fourniture de la couche active épitaxiale comprend les étapes consistant à : fournir une première couche III-N active sur le dessus de la couche supérieure ; fournir une deuxième couche III-N active sur la première couche III-N active ; pour former ainsi un gaz d'électrons bidimensionnel entre la première couche III-N active et la deuxième couche III-N active.
Conformément au procédé de fabrication d'une structure semi-conductrice selon la présente invention, la diffusion ou la migration d'éléments du Groupe III depuis les couches épitaxiales de l'hétérostructure de nitrure du Groupe III vers le substrat de Silicium sur Isolant est contenue dans une région de surface du substrat de Silicium sur Isolant proche des couches épitaxiales de l'hétérostructure de nitrure du Groupe III, par exemple dans la couche supérieure et facultativement à proximité de l'interface entre la couche intermédiaire et la couche supérieure. En effet, conformément au procédé selon la présente invention, la couche intermédiaire du substrat de Silicium sur Isolant limite la diffusion ou la migration d'éléments du Groupe III dans la région de surface du substrat de Silicium sur Isolant proche des couches épitaxiales de l'hétérostructure de nitrure du Groupe III, par exemple dans la couche supérieure et facultativement à proximité de l'interface entre la couche intermédiaire et la couche supérieure, réduisant ainsi la distance de diffusion des impuretés dans le substrat de Silicium sur Isolant.
Conformément au procédé de fabrication d'une structure semi-conductrice selon la présente invention, le dopage de type n de la couche supérieure du substrat de Silicium sur Isolant compense la concentration d'éléments du groupe III qui diffuse depuis les couches épitaxiales vers le substrat de Silicium sur Isolant. En d'autres termes, le dopage de type n de la couche supérieure du substrat de Silicium sur Isolant équilibre la concentration en dopants de type p à l'interface entre les couches épitaxiales et le substrat de Silicium sur Isolant, dans lequel la concentration de ces dopants de type p résulte d'une diffusion d'atomes du Groupe III depuis ledit empilement de couches semi-conductrices III-N épitaxiales vers la couche supérieure du substrat de Silicium sur Isolant.
La sonde de température 70 peut en outre inclure un fil de capteur 80 configuré pour déceler ou détecter une température des gaz d’échappement de combustion 34. Dans certains exemples, il peut être prévu une gaine 82 entourant le fil de capteur 80. La gaine 82 peut être espacée de la paroi extérieure 50 du logement 40.
La sonde de température 70, incluant l’un ou les deux parmi le fil de capteur 80 et la gaine 82, peut inclure un matériau avec une capacité de température élevée. Dans certains exemples, le fil de capteur 80 ou la gaine 82 peut avoir une capacité de température entre -56,7 ºC et 1287,8 ºC, incluant entre 50 ºC et 1280 ºC. Dans certains exemples, le fil de capteur 80 ou la gaine 82 peut inclure au moins l’une parmi un métal réfractaire, du platine, une céramique, une céramique monolithique, et un composite à matrice céramique.
Un trajet d’écoulement de gaz d’échappement 86 peut passer à travers l’intérieur 52 de la partie de sonde allongée 42 s’étendant entre l’entrée 58 et l’au moins une sortie 60. Dans l’exemple illustré, les gaz d’échappement de combustion 34 sont représentés s’écoulant le long du trajet d’écoulement de gaz d’échappement 86 depuis l’entrée 58 jusqu’aux sorties 60 et atteignant la sonde de température 70. Le trajet d’écoulement de gaz d’échappement 86 peut être au moins partiellement défini entre la gaine 82 et la paroi extérieure 50 dans certains exemples. De cette manière, la sonde de température 70 peut être couplée thermiquement au trajet d’écoulement de gaz d’échappement 86. Dans certains exemples, la sonde de température 70 peut être exposée directement au trajet d’écoulement de gaz d’échappement 86. Dans certains exemples, l’extrémité distale 72 peut s’étendre à l’extérieur du logement 40 et atteindre les gaz d’échappement de combustion 34, dans lequel la sonde de température 70 peut être couplée thermiquement au trajet d’écoulement de gaz d’échappement 86 à l’extérieur du logement 40. De plus, le trajet d’écoulement de gaz d’échappement 86 peut se diviser entre le premier ensemble d’ouvertures 62 et le second ensemble d’ouvertures 66 en aval de l’entrée 58.
La illustre une vue en coupe transversale de la partie de sonde allongée 42 le long de la ligne VI-VI. En fonctionnement, les gaz d’échappement de combustion 34 peuvent entrer dans le logement 40 à travers l’entrée 58, s’écouler au-delà de la sonde de température 70 entre la sonde de température 70 et la paroi extérieure 50, et sortir du logement 40 à travers l’au moins une sortie 60. Dans l’exemple représenté, l’entrée 58 est espacée dans la direction axiale 48 de la sortie 60, bien que cela ne soit pas forcément le cas. En outre, dans l’exemple représenté, la sonde de température 70 est espacée de la paroi extérieure 50 avec une distance d’espacement constante ou un entrefer constant le long de toute la partie de sonde allongée 42. Il faut bien comprendre que des parties de la sonde de température 70 peuvent venir en butée contre ou être couplées à la paroi extérieure 50 sans aucun espacement, ou qu’un espacement variable peut être formé entre la sonde de température 70 et la paroi extérieure 50, dans certains exemples non limitatifs.
Les aspects décrits ci-dessus confèrent de multiples avantages à un capteur EGT amélioré. Le profil géométrique allongé du logement de capteur peut réduire considérablement les contraintes aérodynamiques sur le capteur EGT divulgué et réduire un coefficient de pénétration dans l’air pour le capteur EGT. Dans certains exemples non limitatifs, une réduction de contrainte de composant entre 400 % et 750 % a été mesurée pour le capteur EGT divulgué avec un logement allongé par rapport à un capteur EGT traditionnel. Dans d’autres exemples non limitatifs, un coefficient de pénétration dans l’air pour le capteur EGT divulgué est entre 0,15 et 0,6, au lieu d’entre 0,3 et 1,2 pour un capteur EGT traditionnel. Dans d’autres exemples non limitatifs, une réduction de la force de traction de 100 % a été mesurée pour le capteur EGT divulgué par rapport à un capteur EGT traditionnel. Une telle réduction de la contrainte aérodynamique peut également réduire le chauffage supplémentaire du capteur EGT en raison de l’empiètement d’écoulement de fluide, ce qui peut réduire l’usure de composant, augmenter la durée de vie des pièces et améliorer la précision du capteur.
De plus, la réduction de la résistance aérodynamique du logement de capteur peut réduire une baisse de pression dans l’écoulement de gaz de combustion. Une telle réduction de baisse de pression peut accroître le rendement du moteur à turbine en fonctionnement, puisque le logement du capteur EGT divulgué engendre une perturbation minimale de l’écoulement de gaz de combustion tout en maintenant les performances de décèlement ou de détection de température.
En outre, le logement de capteur allongé ou profilé peut avoir un moment d’inertie centroïde accru par rapport aux logements de capteurs EGT traditionnels. Dans un exemple non limitatif, le moment d’inertie centroïde pour le capteur EGT divulgué a été accru de plus de 850 % par rapport à un capteur EGT traditionnel. Il faut bien se rendre compte qu’un tel accroissement du moment d’inertie du capteur EGT peut engendrer une réduction considérable des contraintes dans le capteur EGT en fonctionnement.
De plus, l’utilisation de matériaux de capacité de température élevée dans le capteur EGT amélioré peut renforcer la résistance à l’environnement chaud à l’intérieur de ou directement adjacent à la chambre de combustion. Le renforcement de la tolérance ou de la résistance à la chaleur grâce à l’un ou aux deux parmi le logement allongé et les matériaux de capacité de température élevée peut également permettre le positionnement du capteur EGT divulgué plus près de la chambre de combustion que les capteurs EGT traditionnels. Un positionnement de capteur plus proche peut en outre améliorer la précision de mesure de température de gaz. Dans certains exemples, le capteur EGT divulgué peut être couplé au revêtement de chambre de combustion pour une mesure de température directe à l’intérieur de la chambre de combustion. Dans certains exemples, le capteur EGT divulgué peut être positionné directement adjacent ou en aval de la chambre de combustion.
Dans la mesure où cela n’a pas été déjà décrit, les différentes caractéristiques et structures des divers modes de réalisation peuvent être utilisées en combinaison entre elles selon les besoins.
D’autres aspects de la divulgation sont fournis par l’objet des clauses suivantes :
Un moteur à turbine à gaz, comprenant une section de compresseur, une section de combustion, et une section de turbine dans un agencement d’écoulement en série, avec au moins l’une parmi la section de combustion et la section de turbine qui comporte un passage de gaz d’échappement à travers lequel s’écoulent des gaz d’échappement de combustion ; et un capteur de température de gaz d’échappement comprenant un logement avec une partie de sonde allongée définissant une direction axiale et comportant une paroi extérieure délimitant un intérieur et définissant une coupe transversale de profil aérodynamique s’étendant depuis un bord d’attaque jusqu’à un bord de fuite, avec la partie de sonde allongée comprenant un matériau avec une capacité de température entre 50 ºC et 1280 ºC ; un trajet d’écoulement de gaz d’échappement à travers l’intérieur de la partie de sonde allongée et s’étendant entre une entrée dans la paroi extérieure au bord d’attaque et une sortie dans la paroi extérieure en aval du bord d’attaque, avec l’intérieur de la partie de sonde allongée en communication fluidique avec l’entrée et la sortie ; et une sonde de température à l’intérieur du logement et couplée thermiquement au trajet d’écoulement de gaz d’échappement.
Le moteur à turbine à gaz selon l’une quelconque des clauses précédentes, dans lequel la sonde de température est exposée directement au trajet d’écoulement de gaz d’échappement.
Le moteur à turbine à gaz selon l’une quelconque des clauses précédentes, dans lequel le matériau comprend au moins l’un parmi un composite à matrice céramique, un métal réfractaire, un platine, un platine stabilisé en gain, un superalliage à base de nickel, un superalliage à base de cobalt, une céramique, et une céramique monolithique.
Le moteur à turbine à gaz selon l’une quelconque des clauses précédentes, dans lequel l’entrée comprend une fente.
Le moteur à turbine à gaz selon l’une quelconque des clauses précédentes, dans lequel la sortie comprend une pluralité d’ouvertures sur la paroi extérieure.
Le moteur à turbine à gaz selon l’une quelconque des clauses précédentes, dans lequel la pluralité d’ouvertures comprend un premier ensemble d’ouvertures sur un premier côté de la paroi extérieure.
Dans tout le document, la ou les faces appelées « faces principales » d’un élément désignent les faces de plus grandes dimensions de cet élément.
Les faces latérales du substrat peuvent être perpendiculaires aux faces principales du substrat.
Le revêtement antireflet peut recouvrir en outre la première couche d’oxyde transparent conducteur et les contacts électriquement conducteurs disposés contre la première couche d’oxyde transparent conducteur.
Le revêtement antireflet peut être diélectrique et peut recouvrir en outre au moins partiellement la deuxième couche d’oxyde transparent conducteur et les contacts électriquement conducteurs disposés contre la deuxième couche d’oxyde transparent conducteur.
Les bords de la première face principale peuvent former, dans un plan parallèle à la première face principale, un contour de largeur inférieure ou égale à 500 µm. De manière avantageuse, cette largeur peut être comprise entre 100 µm et 500 µm.
Le revêtement antireflet peut comporter au moins l’un des matériaux suivants : nitrure de silicium, oxyde de silicium, oxynitrure de silicium, oxyde de zinc dopé aluminium.
Le revêtement antireflet peut comporter un indice de réfraction dont la valeur est comprise entre celle de l’indice de réfraction de la première couche d’oxyde transparent conducteur et celle d’un matériau d’encapsulation de la cellule photovoltaïque.
Le revêtement antireflet peut former une couche d’épaisseur comprise entre 5 nm et 100 nm.
Le semi-conducteur du substrat et des première et deuxième couches collectrices de charges peut comporter du silicium.
Dans une première configuration, la cellule photovoltaïque peut être une cellule à hétérojonction, et :
- les première et deuxième couches de passivation peuvent comporter du semi-conducteur amorphe, ou nanocristallin, ou microcristallin, et non dopé intentionnellement, et
- les première et deuxième couches collectrices de charges peuvent comporter du semi-conducteur amorphe, ou nanocristallin, ou microcristallin, dopé.
Dans une deuxième configuration, la cellule photovoltaïque peut être une cellule de type TOPCon, et :
- les première et deuxième couches de passivation peuvent correspondre à des couches d’oxyde tunnel, et
- les première et deuxième couches collectrices de charges peuvent comporter du semi-conducteur polycristallin dopé.
Dans une troisième configuration, la cellule photovoltaïque peut être de type tandem sur semi-conducteur, et :
Néanmoins, en fonctionnement normal, la tension entre chacune des bornes du système et la terre atteint la tension maximale, soit 1500 Volts pour la configuration de la . Aussi, en présence d’un court-circuit sur l’une des bornes, la valeur absolue de la tension entre l’autre borne et la terre atteint la tension maximale, soit 3000 Volts pour la , et dépasse ainsi la tension pour laquelle l’isolement a été prévu pour un système à un seul bloc.
Il existe donc un besoin pour un système de stockage d’énergie réalisant une montée en tension de systèmes de stockage du commerce tout en respectant les contraintes d’isolement.
A cet effet, la présente description a pour objet un système de stockage d’énergie comprenant plusieurs blocs de batteries raccordés en série, chaque bloc de batteries ayant une borne positive et une borne négative, la tension aux bornes de chaque bloc de batteries étant égale à la différence de potentiel entre la borne positive et la borne négative du bloc, la tension aux bornes du système étant égale à la somme des tensions des blocs de batteries raccordés, chaque bloc de batterie étant supporté par un châssis, chaque châssis étant mis à un potentiel de référence, le potentiel de référence de chaque châssis étant compris au sens large entre le potentiel de la borne positive et le potentiel de la borne négative du bloc de batteries supporté par le châssis.
Suivant des modes de réalisation particuliers, le système comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :
- la valeur absolue de la différence de potentiel entre, d’une part, le potentiel de chaque borne de chaque bloc et, d’autre part, le potentiel du châssis supportant le bloc, est égale à 0 Volts ou à la tension aux bornes du bloc ;
- le potentiel de référence d’au moins l’un des châssis est différent du potentiel de la terre ;
- chaque châssis comprend un blindage conducteur sur lequel est appliqué le potentiel de référence ;
- chaque châssis comprend une borne additionnelle sur laquelle est appliquée une tension correspondant au potentiel de référence pour la mise du châssis au potentiel de référence ;
- chaque châssis est connecté au pôle positif ou au pôle négatif du bloc de batteries correspondant pour la mise du châssis au potentiel de référence ;
- le système comprend une carcasse encapsulant la pluralité de blocs de batteries ;
- la carcasse est en plastique ;
- la carcasse est métallique et reliée à la terre, la carcasse étant en outre raccordée à chaque châssis par au moins un isolateur ;
- les tensions aux bornes des blocs de batteries sont identiques, par exemple égales à 1500 Volts ;
- la tension aux bornes du système est strictement supérieure à 1500 Volts, de préférence supérieure ou égale à 3000 Volts. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation de l’invention, donnés à titre d’exemple uniquement et en référence aux dessins qui sont :
, , une vue schématique d’un exemple d’un système de stockage d’énergie de l’état de la technique formé d’un bloc de batteries,
, , une vue schématique d’un exemple d’un système de stockage d’énergie effectuant une montée en tension par raccordement de deux blocs de batteries de la , les problématiques relatives à un tel système ayant été exposées dans la partie introductive de la description,
Le deuxième élément de liaison électrique comprend deux rubans métalliques 326 2 , une extrémité de chaque ruban en métal 326 2 est soudée directement sur la face supérieure 308 3 de la plaque principale 306 3 de la pièce de connexion électrique 304 3 par un procédé de soudage. La deuxième extrémité de chaque ruban en métal 326 2 est soudée directement sur le transistor 114 par un procédé de soudage. Les procédés de soudure employés sont par exemple des procédés de soudage par ultrason ou par friction. Ainsi, chaque ruban en métal forme un pont dont une extrémité repose à plat sur la face supérieure du transistor 114 et dont l’autre extrémité repose à plat sur la face supérieure 308 3 de la plaque principale 306 3 de la pièce de connexion électrique 304 3 .
Dans l’exemple décrit, les rubans 326 1 , 326 2 sont en aluminium. Dans une variante de réalisation, les rubans 326 1 , 326 2 sont en or.
Dans l’exemple décrit, le fil 328 est en aluminium. Dans une variante de réalisation, le fil 328 est en or.
Dans l’exemple décrit, les rubans 326 1 , 326 2 ont, vue de dessus, une forme sensiblement rectangulaire.
Dans l’exemple décrit, les connecteurs électriques 312 1 en forme de broche associés aux pièces de connexion électrique 304 servent à la connexion du module de puissance 110 à un module de contrôle 210, afin de commander les transistors 112, 114.
En outre, l’un des connecteurs électriques 312 1 associé à la pièce de connexion électrique 304 3 (celui du haut sur la ) est également destiné à être connecté au module de contrôle 210 pour faire une mesure du courant électrique traversant cette pièce de connexion électrique 304 3 .
Le module de puissance 110 possède un surmoulage 402. Le surmoulage 402 est un isolant électrique et recouvre chaque transistor 112, 114 et au moins une partie des faces supérieures 308, 308 1 , 308 2 , 308 3 des plaques principales 306, 306 1 , 306 2 , 306 3 .
Dans l’exemple décrit ici, le surmoulage 402 recouvre également chaque fil 328 et les rubans métalliques 326 1 , 326 2 .
Le surmoulage 402 laisse apparent la face inférieure 502 1 de la plaque principale 306 1 de la pièce de connexion électrique 304 1 . Cette partie laissée apparente est conçue pour être plaquée contre le dissipateur thermique 206. Ainsi, le dissipateur thermique 206 est en contact thermique avec la face inférieure 502 1 laissée apparente par le surmoulage 402. Ce contact thermique est ici réalisé via un élément de liaison électrique isolant et thermiquement conducteur.
De même surmoulage 402 laisse apparent les faces inférieures 502, 502 2 , 502 3 des plaque principale 306, 306 2 , 306 3 de chacune des autres pièces de connexion électrique 304, 304 2 , 304 3 . Ces parties laissées apparentes sont conçues pour être plaquée contre le dissipateur thermique 206. Ainsi, le dissipateur thermique 206 est en contact thermique avec les faces inférieures 502, 502 2 , 502 3 laissées apparentes par le surmoulage 402. Ce contact thermique est ici réalisé via un élément de liaison électrique isolant et thermiquement conducteur.
Par ailleurs, le surmoulage 402 remplit chaque interstice 310 et présente, dans chaque interstice 310, une face inférieure affleurant les faces inférieures 502 des plaques principales 206.
En référence à la , un procédé 2300 de fabrication du module de puissance 110 va à présent être décrit.
Au cours d’une étape 2302, une plaque conductrice s’étendant selon un plan principal est obtenue.
Au cours d’une étape 2304, la plaque conductrice obtenue à l’étape précédente est découpée pour définir, d’une pièce de cadre 2102 et de plusieurs pièces de connexion électrique 304, 304 1 , 304 2 , 304 3 et, d’autre part, de pattes d’attache 2104 de chaque pièce de connexion électrique 304, 304 1 , 304 2 , 304 3 avec au moins une de la ou des autres pièces 2102, 304, 304 1 , 304 2 , 304 3 .
Certaines pattes d’attache 2104 attachent la plaque principale 306 1 , 306 2 , 306 3 de pièces de connexion électrique à la pièce de cadre 2102.
A l’issue des 72 heures, le virage colorimétrique s’est produit pour chacun des pesticides (virage du jaune brun au marron) pour les deux supports, avec un virage plus marqué pour la lingette en fibres intissées.
EXEMPLE 5 Cet exemple illustre la mise en œuvre du composé préparé à l’exemple 1 pour la détection en phase supportée de composés toxiques de guerre.
Plus spécifiquement, deux prototypes de support sont réalisés par impression jet d’encre sur une imprimante de marque DIMATIX, un support en fibres intissées (fibres de polyester et fibres de cellulose) et un support en polyoléfine. Pour ce faire, la 2,4- bis [p-diméthylamino)styryl]-quinoléine est solubilisée à 100 mM dans le DMSO. L’impression est réalisée au moyen d’une imprimante jet d’encre Dimatix DMP 2800 series (FujiFilm) (Imprimante Dimatix (Fujifilm)). Les motifs d’impression sont des alvéoles de 8 mm de diamètre, prévoyant l’impression de gouttelettes espacées de 150 µm les unes des autres. Ce pas d'impression de 150 µm permet d’obtenir une densité de points imprimés, et donc de couleur, maximale. Dans notre cas, 1/3 des gouttelettes occupe 1/3 de la surface, les 2/3 restants de la surface n’étant pas imprimés.
Les deux supports ainsi recouverts d’alvéoles (11 au total) sont exposés à 10 composés toxiques de guerre (1 goutte de composé toxique de guerre distinct pour une alvéole distincte, la onzième alvéole n’étant pas exposée pour servir de témoin), les 10 composés toxiques de guerre étant les suivants : Sarin, Tabun, phosphonamidofluoridate de méthyl(1-(diéthylamino)éthylidène), phosphoramidofluoridate d’éthyl(1-(diéthylamino)éthylidène), ( bis (diéthylamino)méthylène)phosphoramidofluoridate de méthyle, Ypérite soufrée (HD), Ypérite azotée (HN3), Léwisite (L1), diphénylchlorarsine (C1), diphénylcyanoarsine (C2).