INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
On peut prévoir de former une couche de siliciure de métal 140 (désigné "siliciure") à l'interface entre la région semiconductrice 122, 124 et le contact 150. Une telle couche de siliciure permet de réduire fortement la valeur de la résistance électrique d'accès du contact, c’est-à-dire la résistance entre la région semiconductrice et le contact. Par exemple, comme illustré en , les régions de drain, de source, voire de grille, peuvent comporter des parties en siliciure de métal en regard des contacts pour permettre de réduire la résistance d’accès.
En outre, comme illustré en , une couche d’arrêt de gravure 138, typiquement en nitrure de silicium (SiN), pour la future gravure du contact, peut être disposée sur les régions de drain, de source et de grille, et notamment sur les couches de siliciure. La couche d’arrêt de gravure est surmontée par une région en un matériau diélectrique 142, par exemple un matériau diélectrique connu par la personne du métier sous l'acronyme anglo-saxon "PMD" (Pre Metal Dielectrique). Selon un exemple, le PMD est du dioxyde de silicium (SiO 2 ) plus ou moins dopé.
Un exemple de procédé de fabrication d’un contact, comprenant la formation préalable d’une couche d’interface en siliciure de métal est le suivant, est décrit en reprenant les références numériques des figures 1A et 1B.
Après un recuit des régions semiconductrices concernées, par exemple une région de source et/ou une région de drain, effectué par exemple à 1030°C pendant quelques secondes, on protège avec un masque spécifique, généralement formé d'une bicouche d'oxyde de silicium et de nitrure de silicium, les régions qui ne doivent pas être siliciurées.
Puis, on effectue un dépôt pleine plaque d'une bicouche cobalt/nitrure de titane (Co/TiN). On procède ensuite à un premier traitement thermique rapide (recuit rapide), typiquement à 530°C pendant quelques secondes, de façon à former du mono-siliciure de cobalt (CoSi). Un tel traitement thermique rapide est connu par la personne du métier sous l'acronyme anglo-saxon "RTP" (Rapid Thermal Processing).
On retire ensuite la bicouche Co/TiN, et on procède à un recuit de densification, typiquement à 830°C pendant quelques secondes, ce qui conduit à transformer le mono siliciure de cobalt en di-siliciure de cobalt (CoSi 2 ) formant la couche de siliciure 140 sur chaque région semiconductrice, puis on effectue un dépôt d'une couche d'arrêt 138 pour la future gravure du contact, par exemple du nitrure de silicium (SiN).
Puis, on forme une région diélectrique 142 à l'aide d'un matériau diélectrique, par exemple un PMD, sur la couche d’arrêt 138.
On procède ensuite à une gravure d'un orifice traversant 151 dans la région diélectrique 142 de façon à former l'emplacement du futur contact électrique. De préférence, l'orifice traverse la couche d’arrêt 138 jusqu’à la couche de siliciure 140 (CoSi 2 ).
On dépose sur les parois latérales et au fond de l'orifice (sur la couche de siliciure) une couche de titane (Ti) 152 puis une couche de nitrure de titane (TiN) 154 formant couche barrière de diffusion. Ensuite, on comble l’orifice avec un métal de remplissage 156, par exemple en tungstène (W).
Un premier niveau de métal 162 de la partie d'interconnexion 160 peut alors être formé sur chaque contact, par exemple des plots en cuivre (Cu) ou en aluminium (Al), lesdits plots en métal étant isolés par un matériau diélectrique 164, par exemple un oxyde de silicium contenant du carbone (SiOC), ou un phosphure de silicium connu sous l'abréviation anglo-saxonne "PSG" (Phospho-Silicon Glass). Une couche d’arrêt de gravure 166, par exemple un nitrure de carbone et silicium (SiCN), peut être prévue avant de former le premier niveau de métal, en prévision de la gravure (du métal ou du diélectrique selon le procédé mis en œuvre) pour former ledit premier niveau de métal dans le matériau diélectrique de la partie d’interconnexion.
Concernant le contact 150 formé par ce procédé, et en particulier l'interface entre la région semiconductrice siliciurée et le contact, on constate que les couches 152, 154 respectivement en Ti et TiN sont intercalées entre la couche de siliciure et le tungstène, ce qui augmente la résistance d’accès du contact. En outre, en ajoutant la résistance du tungstène, la résistance globale du contact entre la région semiconductrice siliciurée et le premier niveau de métal reste importante du fait de l’empilement de résistances des couches 152, 154, 156 respectivement en Ti, TiN et W.
Les inventeurs proposent un contact sur une région semiconductrice et un procédé de fabrication d’un tel contact permettant de répondre aux besoins d'amélioration décrits précédemment, et de pallier tout ou partie des inconvénients des contacts décrits précédemment. En particulier, les inventeurs proposent un contact et un procédé de fabrication d’un tel contact permettant de diminuer la résistance d’accès, ainsi que la résistance globale dudit contact.
Des modes de réalisation de contacs vont être décrits ci-après. Les modes de réalisation décrits sont non limitatifs et diverses variantes apparaîtront à la personne du métier à partir des indications de la présente description.
Dans les modes de réalisation décrits, le contact est un contact électrique d’un composant électronique, par exemple un transistor de type MOS tel que celui décrit en relation avec les figures 1A et 1B. Le contact est de préférence formé sur une région semiconductrice siliciurée, c’est-à-dire surmontée d’une couche d’interface de siliciure, par exemple une région de source et/ou une région de drain, voire une région de grille.
En outre, la structure de départ des modes de réalisation décrits est une structure issue d’un procédé de fabrication d’un orifice traversant pour l'emplacement du futur contact sur la région semiconductrice, avec formation préalable d’une couche d’interface de siliciure sur ladite région semiconductrice. Par exemple, la structure de départ peut être une structure issue d’un procédé similaire à celui décrit en relation avec les figures 1A et 1B jusqu’à l’étape (incluse) de gravure de l’orifice dans la région diélectrique 142. L'orifice 251 traverse la couche d’arrêt 138 pour déboucher sur la couche d’interface de siliciure 140.
Dans les modes de réalisation représentés, la direction longitudinale de l’orifice correspond sensiblement à la verticale.
La pièce 20 observée par tomographie peut être constituée d’un matériau composite, tel que représenté en détail sur la , qui comprend plusieurs phases distinctes comprenant des matériaux différents.
Un tel matériau composite comprend par exemple des fibres de trames 21 et des fibres de chaines 22 tissées les unes avec les autres sur un plan de tissage P, ou plusieurs plans de tissage P superposés selon une direction d’épaisseur Z. Un tel tissage est désigné comme bidimensionnel. Ces fibres 21, 22 sont également désignées par le terme de torons, et ces deux termes sont utilisés indifféremment par la suite.
Les fibres du matériau composite peuvent, alternativement, suivre un tissage tridimensionnel, avec des fibres s’étendant selon trois directions distinctes.
Les fibres 21 et 22 peuvent être des fibres de carbone, de verre, en polymère synthétique (par exemple de type « Kevlar » (marque déposée)), ou un mélange de plusieurs types de fibres. Elles sont noyées dans une matrice 23 comprenant par exemple un ou plusieurs polymères et/ou résines, qui se solidifient pour former la pièce 20 définitive.
Les niveaux de gris obtenus dépendent entre autres de la densité des matériaux traversés, et varient donc entre les différentes phases du matériau composite.
Un opérateur humain peut alors évaluer la qualité de la pièce, en identifiant les différentes phases de la pièce et en étudiant le schéma de tissage, afin de détecter la présence éventuelle d’une anomalie ou d’un dégât.
En effet, beaucoup de propriétés mécaniques de la pièce définitive dépendent de la bonne tenue des fibres tissées, qui peut être évaluée par plusieurs indicateurs. On peut notamment citer le ratio chaine / trame et le taux volumique de fibre. Ces paramètres peuvent aussi varier au sein même du tissage avec des torons de tailles différentes ou autres.
Dans ce qui suit, les termes « non-conformité », « anomalie », « dégât », « endommagement » ou équivalents sont utilisés indifféremment pour désigner une partie de la pièce où les propriétés maniques de la pièce sont localement dégradées par rapport à celles d’une pièce en bon état.
Deux montants horizontaux 32 sont avantageusement reliés entre eux par une liaison amovible. A cette fin, chaque portion d’extrémité des montants horizontaux peut par exemple être munie d’au moins un connecteur 36 ou d’au moins un alésage (non visible).
Afin de relier deux montants horizontaux 32, le montant horizontal 32 comprenant l’alésage est disposé entre les pattes d’assemblage 36a, 36b du connecteur de l’autre montant horizontal 32 de sorte que les trous des pattes d’assemblage et l’alésage soient alignés. Un élément de liaison amovible 38, telle une tige, peut alors être disposé de sorte à traverser les deux trous du connecteur 36 et l’alésage. Les deux montants horizontaux 32 sont ainsi reliés entre eux et maintenus en position l’un par rapport à l’autre.
Lorsque tous les montants horizontaux 32 sont reliés, ils forment un cadre 40 supérieur du portique 30. Le cadre 40 porte un rail 50 s’étendant selon une direction longitudinale 50 sensiblement parallèle au plan XY. Sur les figures 1 et 2 la direction longitudinale correspond à la direction Y, ceci n’étant pas limitatif. Le rail 50 sera décrit plus en détails ultérieurement.
Chaque portion d’extrémité 32a, 32b est en outre adaptée à relier les montants horizontaux 32 aux montants verticaux 34 comme expliqué ci-après. A cet effet, chaque portion d’extrémité des montants horizontaux 32 peut comprendre au moins un connecteur 36 tel que décrit ci-avant, mais s’étendant sensiblement parallèlement à la direction Z.
Les montants verticaux 34 portent le cadre 40 supérieur du portique, comme clairement montré sur les figures 1 et 2. Sur l’exemple non-limitatif des figures, chaque montant vertical 34 est disposé en vis-à-vis d’un autre montant vertical 34 selon la première direction X, et en vis-à-vis d’un autre montant vertical 34 selon la deuxième direction Y.
Chaque montant vertical 34 comprend une première portion d’extrémité 34a et une seconde portion d’extrémité 34b opposées.
La première portion d’extrémité 34a est adaptée à être reliée à au moins deux montants horizontaux. Plus précisément, la première portion d’extrémité 34a est adaptée à être reliée à l’une des portions d’extrémité 32a, 32b d’au moins deux montants horizontaux.
De préférence, la liaison entre la première portion d’extrémité 34a de chaque montant vertical 34 et les montants horizontaux 32 respectifs est amovible. A cet effet, chaque première portion d’extrémité 34a des montants verticaux 34 comprend un ou plusieurs connecteurs 36 similaires à celui décrit précédemment, et/ou un ou plusieurs alésages (non visibles). Sur l’exemple non limitatif des figures, la première portion d’extrémité 34a de chaque montant vertical 34 comprend un alésage (non visible), un connecteur 36 s’étendant sensiblement selon la première direction X et un connecteur 36 s’étendant sensiblement selon la deuxième direction Y.
Dans cette configuration, pour relier l’un des montants verticaux 34 à l’un des montants horizontaux 32, le montant vertical 34 est placé entre les pattes d’assemblage du connecteur 36 du montant horizontal respectif qui s’étend sensiblement parallèlement à la direction Z. Le montant vertical 34 est en particulier placé entre les pattes d’assemblage de ce connecteur 36 de sorte à aligner les trous des pattes d’assemblage et l’alésage traversant le montant vertical. Un élément de liaison amovible 38, par exemple similaire à celui employé pour relier deux montants horizontaux 32, peut alors être disposé de sorte à traverser les deux trous du connecteur et l’alésage du montant vertical. Le montant vertical 34 et le montant horizontal 32 sont ainsi reliés directement entre eux par l’élément de liaison amovible 38 et maintenus en position l’un par rapport à l’autre.
Avantageusement, chaque montant vertical 34 relié directement au montant horizontal 32 respectif par l’élément de liaison amovible 38 est articulé en rotation sur le cadre 40 autour d’un axe parallèle au plan parallèle aux montants horizontaux 32, en l’occurrence le plan XY. L’axe de rotation de chaque montant vertical 34 est par exemple aligné avec l’élément de liaison amovible 38 qui permet de relier directement chaque montant vertical 34 au montant horizontal 32 respectif. Comme il va être détaillé par la suite, chaque montant vertical 34 peut ainsi être déplacé entre une première position dans laquelle le montant vertical respectif forme un angle inférieur à 90° avec le cadre 40, et une seconde position, visible sur les figures 1 et 2, qui correspond à une position de service de chaque montant vertical 34. Par « position de service » de chaque montant vertical 34 on entend la position de chaque montant vertical lorsque le portique 30 est opérationnel, c’est-à-dire, lorsqu’il est possible de l’employer pour soulever une pièce mécanique. Sur les figures 1 et 2, dans la position de service les montants verticaux 34 s’étendent sensiblement perpendiculairement au plan XY, c’est-à-dire, suivant la direction Z.
La seconde portion d’extrémité 34b est placée sur une zone inférieure, par rapport à la direction Z, du montant vertical 34 respectif. La seconde portion d’extrémité 34b forme ainsi un pied de chaque montant vertical 34. Comme cela est visible sur les figures 1 et 2, chaque pied 34b peut être muni d’un élément de roulage 42 et d’un organe de levage 44 du portique.
L’élément de roulage 42 est par exemple une roue permettant de déplacer le portique suivant le plan XY. De préférence, la roue 42 est apte à tourner autour d’un axe sensiblement parallèle au montant vertical respectif d’un angle de 360°. Le portique peut ainsi être facilement déplacé selon toutes les directions comprises dans le plan XY, même par un seul opérateur.
Avantageusement, la roue 42 comprend un frein d’arrêt qui bloque le mouvement de la roue, et donc, le mouvement du portique dans le plan XY, lorsqu’il est actionné.
L’organe de levage 44 est par exemple un vérin. De préférence, l’organe de levage 44 est relié au pied 34b de manière amovible.
Selon un mode de réalisation particulier, l’étape de formation comprend en outre la formation d’une couche de barrière de diffusion avant la couche du premier métal, et en contact avec ladite couche du premier métal.
Selon un mode de réalisation particulier, l’étape de formation comprend en outre la formation d’une couche d’accroche sur les parois latérales et au fond de l’orifice, avant la couche du premier métal, et en contact avec ladite couche du premier métal, ou avant la couche de barrière de diffusion, et en contact avec ladite couche barrière.
Selon un mode de réalisation particulier, l’étape de formation comprend une étape de gravure, au moins au fond de l’orifice, d’une portion de la couche de barrière de diffusion et/ou d’une portion de la couche d’accroche, l’étape de gravure étant avant la formation de la couche du premier métal.
Selon un mode de réalisation particulier, la formation de la couche de polysilicium correspond à un comblement de l’orifice.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre une étape de planarisation des couches de l’empilement, adaptée à faire affleurer le contact à la première surface de la région diélectrique, l’étape de planarisation comprenant par exemple un polissage mécano-chimique.
Un mode de réalisation prévoit un composant électronique comprenant au moins un contact sur au moins une région semiconductrice d’un composant électronique, le contact étant disposé dans un orifice traversant une région diélectrique du composant électronique selon une direction longitudinale à partir d’une première surface de ladite région diélectrique, le fond de l’orifice débouchant au droit de la région semiconductrice, ledit contact comprenant une couche de siliciure de métal comprenant au moins une portion s’étendant dans la direction longitudinale de l’orifice.
Selon un mode de réalisation, le composant électronique comprend une couche d’interface de siliciure entre la région semiconductrice et le contact, le fond de l’orifice débouchant sur ladite couche d’interface de siliciure.
Selon un mode de réalisation, la couche de siliciure de métal présente une forme de U, comprenant des première et deuxième portions s’étendant dans la direction longitudinale de l’orifice, reliées par une troisième portion au niveau du fond de l’orifice.
Selon un mode de réalisation, une portion de la couche de siliciure de métal, par exemple la troisième portion, est en contact direct avec la région semiconductrice ou la couche d’interface de siliciure.
Selon un mode de réalisation, le composant électronique comprend, par exemple est, un transistor de type MOS disposé dans et sur un substrat, le transistor comprenant une région semiconductrice de grille recouvrant une région de canal située entre une région semiconductrice dopée de drain et une région semiconductrice dopée de source, au moins un contact étant disposé sur la région semiconductrice de drain, la région semiconductrice de source et/ou la région semiconductrice de grille, une couche d’interface de siliciure étant par exemple intercalée entre ladite région semiconductrice et le contact.
Selon un mode de réalisation : - le premier métal est choisi parmi : le titane, le cobalt, le platine, le nickel, le tungstène ; - le deuxième métal est le tungstène ou le cuivre ; - le siliciure de métal est un siliciure de titane, un siliciure de cobalt, ou un siliciure de nickel ; - le troisième métal est du titane, du cobalt ou du nickel ; et/ou - la couche de barrière de diffusion comprend du nitrure de titane et/ou une bicouche tantale/nitrure de tantale.
Un mode de réalisation prévoit un dispositif électronique comprenant au moins un composant électronique selon un mode de réalisation.
Selon un mode de réalisation, ledit dispositif est un commutateur de signaux radiofréquences.
la est une vue en coupe d’un exemple de composant électronique ;
la représente schématiquement un détail en coupe d’un contact d’un composant électronique similaire au composant de la ;
Il existe donc un besoin de résoudre les problèmes précités.
BREVE DESCRIPTION DE L’INVENTION Un but de l’invention est donc de proposer une solution permettant d’obtenir des pièces complexes, telles que, par exemple, les distributeurs de turbine ou les aubes de turbine avec des canaux internes, de dimensionnel contrôlé, réalisées en un matériau d’alliage qui ait les mêmes propriétés que le TiAl de fonderie, à savoir une bonne tenue en traction, en fatigue, en fluage et en oxydation/corrosion jusqu’à 700 °C, tout en étant beaucoup moins massif que les alliages à base Nickel et qui de plus, puisse être utilisé dans un procédé de moulage MIM.
Un autre but de l’invention est d’obtenir des pièces pour l’aéronautique présentant un bon état de surface.
A cet effet, l’invention propose une poudre d’alliage à base de titane, caractérisée en ce qu’elle comprend, en pourcentages massiques, 32,0 à 33,5 % d’aluminium, 4,50 à 5,10 % de niobium, 2,40 à 2,70 % de chrome, 0 à 0,1 % de fer, 0 à 0,025 % de silicium, 0 à 100 ppm de carbone, 0 à 100 ppm d’azote, 0 à 1000 ppm de dioxygène, 0 à 50 ppm de dihydrogène et 0 à 500 ppm d’impuretés inévitables, le reste étant constitué par du titane, et en ce qu’elle présente: - une granulométrie D10 comprise entre 3 et 10 µm, - une granulométrie D90 comprise entre 20 et 40 µm et, - une granulométrie D50 comprise entre 10 et 25 µm, les valeurs des granulométries D10, D50 et D90 ayant été mesurées par diffraction laser selon la norme ISO 13322-2.
La composition chimique et la granulométrie de cette poudre d’alliage sont choisies pour que ladite poudre d’alliage puisse être utilisée dans un procédé de moulage par injection de poudre et pour obtenir, à l’issu du procédé, une pièce d’alliage ayant une bonne tenue en traction, en fatigue, en fluage et une bonne résistance à la corrosion et à l’oxydation jusqu’à 700 °C tout en étant moins massif qu’un alliage à base nickel.
L’invention propose également un procédé de fabrication d’une pièce, notamment pour l’aéronautique, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : - une étape de mélange de la poudre d’alliage à base de titane selon l’invention avec au moins un liant plastique, - une étape de granulation de ce mélange, de façon à obtenir des granulés de mélange d’alliage et de plastique - une étape de moulage par injection des granulés de mélange dans un moule, pour l’obtention d’une pièce crue, - une étape de déliantage pour l’obtention d’une pièce déliantée, - une étape de frittage de la pièce déliantée pour obtenir une pièce frittée.
Ce procédé permet d’obtenir, à partir de la poudre d’alliage décrite ci-dessus, des pièces complexes, de dimensionnel contrôlé et présentant un bon état de surface.
Ce procédé permet également d’obtenir des pièces ayant une bonne tenue en traction, en fatigue, en fluage et une bonne résistance à la corrosion et à l’oxydation jusqu’à 700 °C, tout en étant moins massives qu’une pièce réalisée dans un alliage à base nickel.
- le procédé comprend en outre une étape de compactage isostatique à chaud qui consiste en un traitement thermique à une température comprise entre 1175 °C et 1195 °C, préférentiellement une température de 1185 °C, pendant une durée comprise entre 1 heures et 5 heures, de préférence pendant 3 heures sous une pression comprise entre 125 MPa et 150 MPa, cette étape étant réalisée après l’étape E6 de frittage,
- le procédé comprend en outre une étape de trempe de la pièce frittée qui consiste en un traitement thermique de la pièce frittée à une température comprise entre 1140°C et 1160°C pendant 3 heures, sous une pression comprise entre 125 MPa et 150 MPa, pendant les deux premières heures puis sous une pression comprise entre 100 MPa et 125 MPa pendant la dernière heure, cette étape étant réalisée après l’étape de frittage ou après l’étape de compactage isostatique à chaud,
- le taux de charge volumique en alliage des granulés de mélange d’alliage et de plastique est compris entre 50% et 75% et la fluidité à chaud desdits granulés est comprise entre 60 cm 3 /10min et 85 cm 3 /10min à une température comprise entre 190 °C et 230 °C, et en ce que la température d’injection lors de l’étape de moulage est comprise entre 160°C et 200°C, la mesure de la fluidité à chaud étant effectuée selon la norme ISO 1133-1,
- le diamètre des granulés de mélange d’alliage et de plastique est compris entre 1 mm et 5 mm,
- l’étape de déliantage comporte elle-même deux étapes successives : une première étape de déliantage primaire de nature chimique de la pièce crue de façon à obtenir une pièce partiellement déliantée, et une deuxième étape de déliantage thermique de la pièce partiellement déliantée pour l’obtention d’une pièce déliantée,
- l’étape de déliantage primaire est un déliantage catalytique sous azote, en présence de vapeurs d’acide nitrique, pendant une durée comprise entre 2 et 10 heures, le débit des vapeurs d’acide nitrique étant compris entre 2mL/min et 5 mL/min, la température étant comprise entre 100 °C et 150 °C,
- l’étape de déliantage primaire est un déliantage par solvant à l’eau déminéralisée, sous agitation de l’eau, la température de l’eau étant comprise entre 20 °C et 100 °C pendant une durée comprise entre 100 h et 400 h,
est un schéma fonctionnel d'un exemple de système de navigation selon l’invention.
est un organigramme illustrant un exemple de procédé de détermination des facteurs de coût pour les liens dans les données cartographiques.
La , représente un schéma fonctionnel d'un exemple de système de navigation selon la présente invention.
Le système de navigation 1 comprend une unité de traitement 4 configurée pour contrôler le fonctionnement du système de navigation 1 selon des instructions de contrôle pouvant être stockées dans la mémoire 5 ou implémentées par un moyen de saisie d’instructions 3.