INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Les matériaux de cathode de phosphate ferrique de lithium-manganèse obtenus dans les modes de réalisation et les exemples comparatifs, du noir d'acétylène qui a servi d'agent conducteur et du PVDF qui a servi de liant ont été mélangés selon un rapport massique de 8:1:1, une certaine quantité de solvant organique de NMP a été ajoutée, et le mélange a été agité et appliquée en revêtement sur une feuille d'aluminium pour préparer une plaque d'électrode positive. Une pile bouton 2023 comprenant la plaque d'électrode positive ci-dessus, une électrode négative constituée d'une plaque métallique de lithium, un séparateur constitué d'une membrane poreuse de polypropylène Celgard2400 ; un électrolyte comprenant un solvant constitué de EC, DMC et EMC selon un rapport massique de 1:1:1 et un soluté de LiPF 6 avec une concentration de 1,0 mol/L a été assemblée dans une boîte à gants. La batterie a été soumise à un test de performance de cycle de charge/décharge, et la capacité de décharge spécifique à 0,1 C et 1 C a été testée à une tension de coupure de 2,2 à 4,3 V. Les résultats du test de performance électrochimique sont présentés dans le tableau 2.
À partir du tableau 2, il est possible de voir que les performances électrochimiques des modes de réalisation sont évidemment meilleures que celles des exemples comparatifs, indiquant que le phosphate ferrique de lithium-manganèse obtenu par frittage du phosphate ferrique de manganèse préparé selon la divulgation présente une capacité spécifique et des performances de cycle améliorées.
Les modes de réalisation de la divulgation ont été décrits en détail ci-dessus en combinaison avec les dessins. Cependant, la divulgation n'est pas limitée aux modes de réalisation ci-dessus. Pour les hommes du métier, diverses modifications peuvent également être apportées sans sortir du concept de la présente divulgation. En outre, les modes de réalisation dans la divulgation et des caractéristiques dans les modes de réalisation peuvent être combinés mutuellement sans conflit.
Le document D. L. Young et al. , « Reactive ion etched, self-aligned, selective area poly-Si/SiO2 passivated contacts », Sol. Energy Mater. Sol. Cells, vol. 217, p. 110621, nov. 2020, propose de graver par RIE (gravure ionique réactive) une grande partie de l’épaisseur de la couche de polysilicium localisée en face avant, en utilisant les métallisations comme masque de gravure afin de ne pas graver les parties de la couche de polysilicium localisées sous les métallisations. Bien que la cellule obtenue présente des propriétés intéressantes, la mise en œuvre d’une telle gravure RIE est difficile à mettre en œuvre car les équipements de gravure RIE sont peu présents dans l’industrie photovoltaïque.
Le document « Contact electrodes for heterojunction silicon solar cells : Evaluations and optimizations of the electron contact », de Léo Basset, thèse de doctorat de l’Université de Lille, 10 novembre 2020, pages 85-96, décrit, dans le but d’obtenir des résistivités de contact faibles aux interfaces avec le silicium polycristallin et les métallisations, la mise en œuvre d’une gravure par voie humide de la couche d’OTC avec un recours à un masquage sacrificiel, insensible à la solution de gravure de la couche d’OTC. Ce masque est ensuite décapé par une solution chimique, n’affectant pas la couche d’OTC. Les électrodes métalliques sont ensuite déposées en alignant précisément le métal sur les portions de la couche d’OTC. Cette approche nécessite toutefois un nombre important d’étapes, ainsi qu’une précision d’opération importante pour réaliser les électrodes métalliques sur les portions non gravées de la couche d’OTC.
Le document EP 2 963 691 A1 décrit la réalisation d’une cellule à émetteur inversé dans laquelle la couche d’OTC se trouvant en face avant et/ou la couche d’OTC se trouvant en face arrière de la cellule comporte une épaisseur réduite, voire nulle, dans les régions qui ne sont pas surmontées par les électrodes métalliques de la cellule. Ce document ne décrit toutefois aucun procédé qui permettrait de réaliser une telle cellule.
Un but de la présente invention est de proposer une cellule photovoltaïque à contacts passivés en double face dont les propriétés optiques et électriques soient améliorées, et dont la réalisation soit possible avec des équipements classiquement utilisés dans l’industrie photovoltaïque.
Pour cela, la présente invention propose une cellule photovoltaïque comportant au moins : - un substrat semi-conducteur cristallin d’un premier type de conductivité, comprenant une première face disposée du côté d’une face avant de la cellule destinée à recevoir une lumière incidente, et une deuxième face disposée du côté d’une face arrière, opposée à la face avant, de la cellule ; - une première couche de passivation disposée contre la première face du substrat, et une deuxième couche de passivation disposée contre la deuxième face du substrat ; - une première couche de semi-conducteur sélective de charge dopée selon le premier type de conductivité et disposée contre la première couche de passivation, et une deuxième couche de semi-conducteur sélective de charge dopée selon un deuxième type de conductivité, opposé au premier type de conductivité, et disposée contre la deuxième couche de passivation ; -une première couche d’oxyde d’indium disposée entre des contacts électriques de face arrière de la cellule et la deuxième couche de semi-conducteur sélective de charge ; - des premières portions d’oxyde transparent conducteur comportant du zinc, disposées entre des contacts électriques de face avant de la cellule et des premières régions de la première couche de semi-conducteur sélective de charge ;
et dans laquelle des deuxièmes régions de la première couche de semi-conducteur sélective de charge, localisées entre et/ou à côté des premières régions de la première couche de semi-conducteur sélective de charge, ne sont pas recouvertes d’oxyde transparent conducteur comportant du zinc ou sont recouvertes de deuxièmes portions d’oxyde transparent conducteur comportant du zinc de plus faible épaisseur que celle des premières portions d’oxyde transparent conducteur comportant du zinc.
Dans cette cellule photovoltaïque, il est proposé d’utiliser un oxyde transparent conducteur à base de zinc localisé soit uniquement sous les électrodes métalliques avant, soit majoritairement sous ces électrodes métalliques avant. Cette configuration particulière permet notamment d’augmenter le courant dans la cellule grâce à la suppression de l’absorption parasite provoquée, dans les cellules de l’art antérieur, par l’oxyde transparent conducteur épais présent au niveau de toute la surface avant de la cellule.
L’utilisation, au niveau de la face avant de la cellule, d’un oxyde transparent conducteur comportant du zinc permet de réduire la consommation d’indium pour la réalisation de la cellule étant donné que l’oxyde d’indium n’est pas nécessairement utilisé au niveau de la face avant de la cellule.
En outre, cette absence ou cette plus fine épaisseur d’oxyde transparent conducteur au niveau des régions de la face avant localisées entre les contacts électriques avant de la cellule a pour conséquence d’augmenter la stabilité dans le temps de la cellule grâce à la suppression des phénomènes de vieillissement optique de l’oxyde transparent conducteur (opacification sous l’effet du rayonnement UV notamment).
L’oxyde transparent conducteur comportant du zinc ne comporte pas d’indium.
Les couches de semi-conducteur sélectives de charge peuvent correspondre à des couches de semi-conducteur polycristallin ou amorphe.
De manière avantageuse, la cellule photovoltaïque peut être telle qu’au moins l’une des propriétés suivantes soit vérifiée : - l’oxyde transparent conducteur comportant du zinc peut être de l’oxyde de zinc dopé à l’aluminium (AZO) ou dopé au bore (BZO), ou de l’oxyde de zinc dopé aux deux éléments bore et aluminium (BAZO) ; - l’oxyde d’indium peut être dopé avec au moins l’un des éléments suivants : étain, hydrogène, zinc, cérium, tungstène ; - les première et deuxième couches de passivation peuvent comporter de l’oxyde de silicium SiO X et/ou du silicium amorphe intrinsèque hydrogéné a-Si:H(i) ; - les contacts électriques de face avant et/ou les contacts électriques de face arrière peuvent comporter au moins l’un des éléments suivants : argent, cuivre, aluminium ; - le semi-conducteur du substrat et des première et deuxième couches de semi-conducteur sélectives de charge peut comporter du silicium.
Selon d’autres configurations, des métaux autres que le cuivre, l’argent et l’aluminium peuvent être utilisés pour réaliser les contacts électriques de la cellule.
La première couche d’oxyde d’indium peut comporter une épaisseur homogène sur l’ensemble de la surface de la deuxième couche de semi-conducteur sélective de charge.
La cellule peut comporter en outre un matériau antireflet, avantageusement du SiO X N Y :H, recouvrant les contacts électriques de face avant et les deuxièmes régions de la première couche de semi-conducteur sélective de charge.
La présence de ce matériau antireflet augmente la stabilité dans le temps de la cellule grâce à l’effet protecteur, ou encapsulant, procuré par ce matériau antireflet. En outre, le dépôt de ce matériau antireflet a également pour avantage d’améliorer la passivation de la première couche de semi-conducteur sélective de charge. Ce matériau antireflet peut permettre un piégeage optique optimal du rayonnement lumineux incident en face avant de la cellule, et ainsi maximiser le courant produit par la cellule.
Selon un mode de réalisation, la structure de blocage est réalisée à une distance supérieure à 200 micromètres de tout composant situé le long de la piste d’interconnexion.
Le composant est réalisé avec des matériaux du groupe III-V. Par exemple, le circuit intégré peut comporter une couche active, comprenant le composant, et réalisée par épitaxie de matériaux du groupe III-V.
Le composant peut être un composant actif, par exemple un transistor à haute mobilité d’électrons.
Selon un autre aspect, il est proposé un procédé de fabrication d’un dispositif électronique intégré comportant au moins un composant sur une structure porteuse qui comporte un substrat semi-conducteur, le procédé comportant - une étape de réalisation, sur la structure porteuse, d’une structure de blocage qui présente une face supérieure opposée à la structure porteuse, - une étape de réalisation d’une piste d’interconnexion qui s’étend depuis le composant jusqu’à une face latérale du dispositif, comportant : - une sous-étape de réalisation d’une couche de matériau oxydable comportant une première portion qui s’étend sur la face supérieure, et au moins une deuxième portion qui s’étend en amont ou en aval de la structure de blocage le long de la piste d’interconnexion, de façon que la première portion ne présente pas de continuité de matière avec la deuxième portion, - une sous-étape de réalisation d’une couche de matériau conducteur continue sur la couche de de matériau oxydable, de façon à former une piste d’interconnexion comportant la couche de matériau oxydable et la couche de matériau conducteur.
est une vue de dessus d’un dispositif selon un mode de réalisation de l’invention,
est une vue en coupe du dispositif de la ,
illustre une première étape d’un procédé de fabrication d’un dispositif selon l’invention,
est une deuxième étape d’un procédé de fabrication d’un dispositif selon l’invention,
est une troisième étape d’un procédé de fabrication d’un dispositif selon l’invention,
est une quatrième étape d’un procédé de fabrication d’un dispositif selon l’invention,
illustre une variante de réalisation du dispositif selon l’invention.
Description détaillée Il va de soi que les circuits intégrés peuvent être orientés de différentes manières, notamment selon la manière dont ils sont intégrés dans les dispositifs électroniques, ces derniers n’ayant par ailleurs pas toujours d’orientation déterminée (ou orientation de référence). Néanmoins, à des fins de simplification de l’exposé, il sera utilisé comme orientation de référence celle qui est classiquement utilisée dans les ouvrages de référence et dans la plupart des documents brevets, c’est-à-dire que le substrat porteur sera considéré être en bas et la face du substrat à partir de laquelle sont réalisée les différentes couches et composants du circuit intégré, classiquement appelée « face avant », sera considérée être la face supérieure du substrat. Ainsi, les termes relatifs tels que « au-dessus », « en dessous », « sur », « sous », « latéral », « inférieur » et « supérieur » doivent être interprété conformément à cette orientation de référence. Cette orientation coïncide avec l’orientation des figures 2 à 7 de la présente demande.
La est une vue schématique de dessus d’un dispositif électronique intégré 1, ici un circuit intégré monolithique à fréquence micro-onde (MMIC), qui dans cet exemple est un amplificateur haute puissance. Le dispositif électronique intégré 1 est par exemple réalisée avec des matériaux semi-conducteurs du groupe III-V.
Selon cet aspect, le rapport pondéral entre le peroxyde organique (b) et le peroxyde organique (a) va de 0,003 à 0,04, de préférence de 0,005 à 0,03, encore plus préférablement de 0,01 à 0,025.
Procédé de fabrication de la composition
Un autre objet de la présente invention vise un procédé de fabrication d'une composition telle que définie précédemment comprenant une étape de mélange :
a) d’au moins un peroxyde organique (a) choisi dans le groupe constitué par les peroxydes de dialkyle, les peroxycétals et leurs mélanges,
b) d’au moins un peroxyde organique (b) comprenant dans sa structure au moins une chaîne latérale insaturée, ledit peroxyde organique (b) étant différent du peroxyde organique (a),
c) optionnellement au moins un nitroxyde,
dans lequel le rapport pondéral entre ledit peroxyde organique (b) et ledit peroxyde organique (a) est compris entre 0,003 et 0.04, de préférence entre 0,005 et 0,03, encore plus préférablement entre 0,01 et 0,025.
Procédé de réticulation d'une composition réticulable
Un autre aspect de la présente invention se rapporte à un procédé de réticulation d'au moins une composition réticulable comprenant au moins un polymère réticulable, notamment choisi dans le groupe constitué par les polymères thermoplastiques, les polymères élastomères et leurs mélanges, comprenant:
i) optionnellement, une étape de mélange d’au moins une composition réticulable comprenant au moins un polymère réticulable en présence de:
- au moins un peroxyde organique (a) choisi dans le groupe constitué par les peroxydes de dialkyle, les peroxycétals et leurs mélanges et
- au moins un peroxyde organique (b) comprenant dans sa structure au moins une chaîne latérale insaturée ; ledit peroxyde organique (b) étant différent du peroxyde organique (a),
- au moins un nitroxyde,
- dans laquelle le rapport pondéral entre l’au moins un peroxyde organique (b) et l’au moins un peroxyde organique (a) est compris entre 0,003 et 0,04,
ii) une étape de réticulation de la composition obtenue.
La composition obtenue comprend ledit au moins un polymère réticulable, tel que défini précédemment, ledit au moins un peroxyde organique (a) choisi dans le groupe constitué par les peroxydes de dialkyle, les peroxycétals et leurs mélanges, et ledit au moins un peroxyde organique (b) comprenant dans sa structure au moins une chaîne latérale insaturée, ledit peroxyde organique (b) étant différent du peroxyde organique (a), dans laquelle le rapport pondéral est tel que défini ci-dessus.
Ce cinquième mode de mise en œuvre tel que décrit ci-dessus bien qu’il ne soit pas illustré sur les figures annexées, et donc malgré tout couvert par la portée des revendications annexées. Sa variante ci-dessus décrite s’inscrit dans le cadre de l’approche « RDL first » décrite ci-dessus, mais le cinquième mode de mise en œuvre peut tout aussi bien être décliné selon une autre variante adaptée à l’approche « Die first » décrite ci-dessus.
Notons encore que chacun des quatre premiers modes de mise en œuvre décrits ci-dessus du procédé de fabrication selon l’invention est tel que : l’un parmi le circuit intégré radiofréquence 11 et le palet 12 est d’abord reporté sur l’un ou l’autre parmi le premier substrat support 31 et le deuxième substrat support 32 avant que l’un ou l’autre parmi le premier matériau diélectrique 16 et le deuxième matériau diélectrique 17 ne soit utilisé pour le maintenir mécaniquement dans la position de son report et l’autre parmi le circuit intégré radiofréquence 11 et le palet 12 est d’abord reporté sur l’un ou l’autre parmi le premier substrat support 31 et le deuxième substrat support 32 avant que l’un ou l’autre parmi le premier matériau diélectrique 16 et le deuxième matériau diélectrique 17 ne soit utilisé pour le maintenir mécaniquement dans la position de son report, y compris le cinquième mode de mise en œuvre introduit ci-dessus, et/ou au moins l’une parmi la première piste métallique de connexion électrique 13 et la deuxième piste métallique de connexion électrique 14 est formée avant le report du palet 12, à l’exclusion du cinquième mode de mise en œuvre introduit ci-dessus.
Notons que, si au moins un des palets 12 est épais, il est effectivement plutôt intéressant de mettre en œuvre le procédé selon l’invention conforme à la seconde approche aboutissant à la disposition du circuit intégré 11 et du palet 12 dans un même niveau du module frontal 1. Si à l’inverse le palet 12 est mince, plus mince que le circuit intégré 11, un choix entre première et seconde approches peut être à arbitrer. En effet, la seconde approche implique une étape de procédé supplémentaire pour faire la première piste métallique de connexion électrique 13 reliée à la masse en face arrière 114 du circuit intégré 11 et nécessite des circuits intégrés 11 avec TSV 115. Si le palet 12 est mince, la première approche peut donc être préférable, car la surépaisseur de la couche de redistribution RDL est faible et on a une étape de moins. En outre, quand le circuit intégré 11 et le palet 12 sont sur des couches différentes, on peut en pratique les mettre plus proches, voire les chevaucher, voire même les superposer si le rayonnement magnétique est compatible avec un bon fonctionnement du circuit intégré 11 et gagner en surface.
Il a déjà été fait référence ci-dessus aux figures 43 et 45 qui sont plus complètes et plus détaillées que les figures en référence auxquelles les différents modes de mise en œuvre du procédé de fabrication selon l’invention ont été décrits ci-dessus. Notons que la fait apparaître, sur la face arrière du module frontal 1, une cavité 210 illustrant la variation de niveau de la piste métallique de connexion électrique 13 qui est désignée par la même référence sur la .
Il apparaît en outre, sur les figures 43 à 45, que la technologie de packaging utilisée permet d’intégrer un à plusieurs niveaux métalliques noyés dans un matériau diélectrique, par exemple de type oxyde, de sorte à : réaliser les pads d’entrée/sortie et de masse du module frontal 1, dessiner le plan de masse ainsi que le niveau signal du composant magnétique 20, faire la jonction électrique entre le ou les circuits intégrés radiofréquence 11, 11’ et le composant magnétique, faire la jonction entre les entrées/sortie du ou des circuits intégrés radiofréquence 11, 11’ et des entrées/sortie du module frontal 1, et réaliser des fonctions passives telles que des inductances, des transformateurs, des baluns, etc.
En comparant les figures 45 et 46 entre elles, il apparaît que la peut être vue comme un schéma électrique simplifié du schéma de la . Les figures 46A à 46I illustrent d’autres exemples, que celui donné à la , de tels schémas électriques de modules frontaux pouvant être obtenus selon l’un quelconque des modes de mise en œuvre du procédé de fabrication décrits ci-dessus. Autrement dit, les figures 46A à 46I illustrent des schémas électriques de modules frontaux selon l’invention, bien que ces schémas simplifiés puissent être connus par ailleurs. Il ressort de ses différents exemples donnés que la présente invention peut être vue comme une nouvelle technologie d’intégration pour la fabrication de modules frontaux radiofréquence (ou FEM pour « Front End Module » selon la terminologie anglo-saxonne), d’amplificateur de puissance 5 (ou PA pour « Power Amplifier » selon la terminologie anglo-saxonne) et des modules d’émission et de transmission TRX radiofréquence qui intègre au moins un composant magnétique 20, tel qu’un circulateur. Cette nouvelle technologie d’intégration peut être qualifiée de technologie d’intégration de type FOWLP (pour « Fan-out wafer-level packaging » selon la terminologie anglo-saxonne) à faible coût. Elle est en outre compatible avec l’intégration de plusieurs circuits intégrés et avec un assemblage impliquant diverses technologies.
La présente invention répond ainsi à un besoin stratégique en matière de modules d’émission et de réception utilisée dans les radars et les plates-formes de communication et qui notamment porte sur la miniaturisation des électroniques à base de semi-conducteurs ainsi qu’à leur intégration avec des éléments de commande magnétique, comprenant notamment de la ferrite, tels qu’un circulateur et/ou un isolateur. Un circulateur est en effet l’un des plus importants éléments pour permettre l’émission et la réception simultanées dans une même bande de fréquence (Full-duplex). De plus, l’amplificateur de puissance PA 5 à faible bruit (ou LNA pour « Low Noise Amplifier » selon la terminologie anglo-saxonne), par exemple tel qu’illustré sur les figures 46A à 46H, peut, par mise en œuvre de la nouvelle technologie d’intégration proposée, être protégé contre les désadaptations de charge d’antenne, ce qui contribue à assurer un fonctionnement optimal des systèmes radiofréquence intégrant des modules frontaux 1 selon l’invention.
Du fait de son haut niveau d’intégration, la nouvelle technologie d’intégration proposée permet de réduire les interconnexions, et en particulier leur longueur, entre le circuit intégré radiofréquence 11 et le composant magnétiques 20. La taille du module frontal 1, les pertes, notamment de charge, et la consommation énergétique sont ainsi avantageusement réduites. En proposant l’intégration du matériau magnétique sous la forme d’un palet 12 solide de ce matériau dans une technologie d’intégration de type FOWLP, la présente approche se distingue des approches qui selon l’art antérieur prévoient l’intégration du matériau magnétique selon des processus micro-électroniques standards. Grâce à l’approche proposée, le positionnement du matériau magnétique est bien contrôlé et ne nécessite pas de colle, tel qu’une époxy ou un adhésif, pour stabiliser mécaniquement le composant magnétiques 20 et ses jonctions. Par ailleurs, la nouvelle technologie d’intégration proposée permet d’éviter le gaspillage de larges zones de substrats semi-conducteurs, ce qui est d’autant plus intéressant que ceux-ci sont parfois très coûteux, spécialement lorsqu’il s’agit de substrats de composition III-V.
Pour aller plus loin, la nouvelle technologie d’intégration proposée rend possible l’intégration d’antenne sur un module frontal 1 selon l’invention, notamment via ses pads 144, et/ou au besoin en utilisant l’option technologique connue sous le sigle TMV. Cette technologie peut encore être utilisée pour réaliser un blindage au champ électrique ou pour créer aussi bien des circulateurs d’architecture plus avancée que celles illustrées sur les figures 47A et 47B, par exemple une topologie de circulateur connu sous le sigle SIW (pour « Substrate Integrated Waveguide » selon la terminologie anglo-saxonne), qu’un dissipateur de chaleur.
En outre, et comme déjà mentionné ci-dessus, les deux approches décrites ci-dessus permettent l’intégration de palet 12 à base d’un matériau magnétique de différentes formes et dimensions.
Chaque étape susmentionnée qui consiste en un report d’un élément sur un autre peut être avantageusement réalisée par une machine de type « pick-and-place ».
Les différentes pistes conductrices, ainsi que les différents niveaux conducteurs, peuvent faire intervenir la technologie TMV, une technologie de placage et/ou du patterning.