INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Dispositif de du type mémoire EEPROM à architecture du type à « tension partagée ». Des modes de réalisation concernent les mémoires non volatiles, par exemple les mémoires électriquement effaçables et programmables, dites mémoires EEPROM, notamment les mémoires ayant une architecture du type à « tension partagée » (« split voltage » en langue anglaise) pour leur effacement et leur programmation et plus particulièrement le pilotage des signaux commandant, à travers des éléments de commande du type inverseur, les grilles des transistors d’état des cellules-mémoires des mots-mémoires lors des cycles d’écriture comportant des effacements de ces mots-mémoires suivis de programmations de ces mots-mémoires.
En effet, la réduction lithographique, c’est-à-dire l’augmentation de la finesse de gravure, conduit à une diminution des tensions de fonctionnement, et cette haute tension devient plus problématique en termes notamment de fuites des jonctions source/substrat et drain/substrat ou localisées dans le canal entre drain et source des transistors ainsi qu’en termes de contraintes sur les oxydes de grille (« gate stress »), voire de claquage de ces oxydes de grille, des transistors.
Plusieurs séries d’impulsions peuvent ainsi être appliquées, successivement et par zone 100, jusqu’à recristallisation éventuellement complète de la couche amorphe 10.
Pour chaque série, le nombre de tirs laser, N i , est compris entre 1 et 1000, typiquement entre 5 et 50.
La variation de densité d’énergie δED d’une série à l’autre est choisie de sorte à maintenir la densité d’énergie toujours très proche du seuil de fusion E M sans jamais le dépasser ; elle est typiquement comprise entre 10 et 100 mJ/cm² dans le cas d’une laser UV (par exemple d’une longueur d’onde sensiblement égale à 308 nm) avec une durée d’impulsion de 160 ns, par exemple mesurée comme la largeur à mi-hauteur (ou « full width at half maximum (FWHM) » selon la terminologie anglo-saxonne) de l’impulsion 2. Ainsi, de préférence, la densité d’énergie est maintenue, pour chaque énième série, entre E M n -2%×E M n et E M n -20%×E M n , de préférence entre E M n -2%×E M n et E M n -15%×E M n , et encore plus préférentiellement entre E M n -2%×E M n et E M n -10%×E M n , de sorte à cristalliser la couche amorphe 10 le plus efficacement possible, et notamment avec le moins de tirs laser possibles par série.
Notons que l’intervalle de temps entre deux impulsions 2 sur une même zone 100 est de préférence suffisamment important pour que la structure 0 en cours de traitement, et en particulier l’empilement 1, ait le temps de refroidir avant qu’un nouveau tir laser vienne de nouveau irradier la zone 100. Avec un laser UV (par exemple d’une longueur d’onde sensiblement égale à 308 nm) et une durée d’impulsion de l’ordre de 50 à 200 ns, un intervalle de temps strictement supérieur à 1 ms suffit.
Notons encore que, la valeur du seuil de fusion E M , dépend non seulement de l’empilement 1 via les matériaux et l’épaisseur des différentes couches, notamment Ep, mais aussi de la durée des impulsions 2 et donc du choix du laser pour faire ce recuit. A longueur d’onde constante, plus la durée des impulsions 2 sera courte, plus les valeurs de E M seront faibles.
Le procédé de cristallisation tel qu’introduit ci-dessus prévoit ainsi d’adapter dynamiquement, entre séries d’impulsions 2, la densité d’énergie ED à laquelle la couche amorphe 10 est soumise pour être recuite, de sorte à ne jamais dépasser le seuil de fusion E M de la couche amorphe 10, et donc de sorte à rester en phase solide, malgré la variation du seuil de fusion E M du fait en particulier de la cristallisation progressive de la couche amorphe 10, au cours de la mise en œuvre du procédé. Plus particulièrement, la densité d’énergie ED est adaptée à la hausse ou à la baisse, au fur et à mesure que la cristallisation consomme l’épaisseur Ep de la couche amorphe 10 et change donc la densité d’énergie laser ED nécessaire pour atteindre la fusion. Il est ainsi permis de cristalliser entièrement, ou au besoin partiellement, la couche amorphe 10, y compris lorsque celle-ci présente une épaisseur initiale supérieure à 20 nm, de préférence supérieure à 30 ou 50 nm, et pouvant aller jusqu’à au moins 200 nm. En outre, et comme nous le détaillerons plus bas, moins d’impulsions laser 2 sont requises, relativement aux techniques de cristallisation existantes, afin de parvenir à une même épaisseur cristallisée, ce qui fait du procédé proposé ici une technique de cristallisation plus efficace que les techniques de cristallisation existantes.
Notons que, sur les figures 1A, 1B, 1C et 1D, les flèches horizontales en pointillés illustrent un déplacement du laser d’une zone 100 à une autre. Ce déplacement peut dans l’absolu être continu, mais il est en pratique réalisé par sauts de puce. Notons encore que plusieurs lasers peuvent être utilisés simultanément, chacun pointant vers une zone 100 qui lui est propre. Notons par ailleurs que chaque impulsion définit une zone 100 irradiée, de sorte que l’interface 102 peut être « découpée » en une pluralité de zones 100 ; ces dernières se chevauchant ou non entre elles.
Les figures 2 et 3 illustrent chacune une adaptation dynamique découlant de la mise en œuvre du procédé selon l’invention. La courbe pleine y représente l’évolution du seuil de fusion E M en fonction de l’épaisseur Ep de la couche amorphe 10. La courbe en pointillé de la a été obtenue en soustrayant, à la courbe pleine, 5 % de sa valeur à l’ordonnée. La courbe en pointillé de la a été obtenue en soustrayant, à la courbe pleine, 8 % de sa valeur à l’ordonnée.
La illustre l’adaptation dynamique qui découle de la mise en œuvre du procédé selon l’invention dans le cas d’une évolution monotone du seuil de fusion E M en fonction de l’épaisseur Ep de la couche amorphe 10. On n’y observe que la densité d’énergie des impulsions 2 varie effectivement par étapes, ici en croissant à mesure que l’épaisseur Ep de la couche amorphe 10 diminue.
La mise en œuvre du procédé selon l’invention n’est pas pour autant limitée à une évolution monotone du seuil de fusion E M en fonction de l’épaisseur Ep de la couche amorphe 10. Par exemple, le procédé selon l’invention peut être mis en œuvre lorsque l’évolution du seuil de fusion E M en fonction de l’épaisseur de la couche amorphe 10 varie de la façon illustrée sur la , en présentant un point d’inflexion et/ou un minimum local. La mise en œuvre du procédé s’étend encore à une évolution du seuil de fusion E M en fonction de l’épaisseur de la couche amorphe 10 qui présenterait un maximum local ou qui ne serait pas monotone.
Un des objectifs de la cristallisation permise par la mise en œuvre du procédé selon l’invention consiste à activer des dopants compris dans la couche amorphe 10, de sorte à pouvoir exploiter ses propriétés semi-conductrices une fois la couche amorphe 10 au moins partiellement cristallisée.
Afin d’atteindre cet objectif, le procédé peut comprendre, avant le recuit de cristallisation de la couche amorphe 10, une première implantation configurée pour doper la couche amorphe 10, par implantation, au moins dans la partie à cristalliser de la couche 10, de dopants. De tels dopants peuvent par exemple être au moins l’un choisi parmi : As, Ga, B, P et Sb.
La dose et l’énergie d’implantation des dopants peuvent être paramétrées de sorte à définir un profil de dopage désiré dans la couche amorphe 10. Le procédé selon l’invention permet dès lors d’obtenir une couche à base du premier matériau sous sa forme cristallisée, en présentant un très haut taux d’activation des dopants.
Le procédé peut comprendre en outre, avant le recuit de cristallisation de la couche amorphe 10, et de préférence avant l’étape d’implantation de dopants dans la couche amorphe 10, une deuxième implantation configurée pour amorphiser le premier matériau, destiné à former la couche amorphe 10. Cette deuxième étape d’implantation peut plus particulièrement consister en l’implantation d’ions dits lourds (dont la masse atomique est supérieure ou égale à celle du Si), tels qu’au moins l’un choisi parmi : Si, Ge, Xe et Ar.
Il est ainsi possible de contrôler finement l’épaisseur initiale Ep 1 de la couche amorphe 10 et cette épaisseur initiale Ep 1 peut être comprise entre 5 et 200 nm en fonction des paramètres de l’implantation amorphisante, et notamment en fonction de la dose et de l’énergie d’implantation des ions.
En alternative, l’amorphisation pourrait être due à la réalisation d’une gravure par plasma d’une couche de surface. De telles gravures sont en effet connues pour présenter « l’inconvénient » d’amorphiser le matériau sous-jacent, et en particulier le silicium, typiquement sur une épaisseur pouvant atteindre 15 nm.
Selon un exemple, l’un au moins parmi le premier matériau et le matériau à base duquel est constituée la couche cristalline peut être choisi parmi : Si, SiGe, Ge, SiC, GeSn et le diamant.
Selon un exemple, chaque série d’impulsions laser comprend entre 1 et 1000 impulsions, de préférence entre 5 et 50 impulsions.
Selon un exemple, la différence δED de densité d’énergie ED i d’une série à une autre est comprise entre 5 et 100 mJ/cm 2 , en particulier dans le cas d’impulsions laser dont la longueur d’onde se situe dans le domaine spectral des ultraviolets.
Selon un exemple, un intervalle de temps entre deux impulsions laser en une même zone est paramétré de sorte que l’empilement ait le temps de revenir à une température sensiblement égale à sa température avant réception d’une première des deux impulsions laser.
Selon un exemple, un intervalle de temps entre deux impulsions laser en une même zone est au minimum de 1 ms, en particulier dans le cas d’impulsions laser dont la longueur d’onde se situe dans le domaine spectral des ultraviolets.
Selon un exemple, les impulsions laser présentent une longueur d’onde située dans le domaine spectral des ultraviolets, et typiquement choisie parmi les valeurs suivantes : 293 nm, 308 nm et 355 nm.
Selon un exemple, le recuit de cristallisation est poursuivi jusqu’à cristallisation complète de la couche amorphe ou alternativement est arrêtée avant cristallisation complète de la couche amorphe.
Selon un exemple, une durée de chaque impulsion laser est inférieure ou égale à 3000 ns, préférentiellement inférieure ou égale à 1000 ns, et typiquement comprise entre 10 et 300 ns.
Selon un exemple, l’empilement est compris dans une structure micro/nanoélectronique, par exemple de type SOI, de type CMOS, ou de type jonction p-n.
On entend par un film à base d’un matériau A, un film comprenant ce matériau A et éventuellement d’autres matériaux.
Selon les techniques existantes de cristallisation, une série de tirs à énergie constante est pratiquée par zone de la couche à cristalliser. Les présents inventeurs ont constaté que cela ne permet une recristallisation que si la réflectivité et la conductivité thermique de la couche amorphe restent très proches de celles de la couche cristalline adjacente, c’est-à-dire dans le cas d’une épaisseur de la couche amorphe très faible, et typiquement inférieure à 15 nm. Dans l’art antérieur, la cristallisation est donc : peu efficace, si au fur et à mesure que la cristallisation progresse, le seuil de fusion E M s’éloigne de la densité d’énergie appliquée (qui est constante), inadaptée, si au cours de la cristallisation, la densité d’énergie des impulsions, vient à dépasser légèrement le seuil de fusion E M . Dans ce cas, la zone irradiée se met à fondre et cristallise en un matériau polycristallin, donc avec des propriétés dégradées en volume (défauts électriques, …) comme en surface (rugosité).
Par ailleurs, il est connu que, dans une structure micro/nanoélectronique telle que celles concernées ici, la présence d’une couche amorphe modifie à la fois la réflectivité de la surface à cristalliser par rapport au cas d’un cristal parfait, et la conductivité thermique de l’empilement. La densité d’énergie des impulsions laser nécessaire pour atteindre une température donnée, par exemple pour atteindre le seuil de fusion E M de la couche amorphe, dépend donc de l’épaisseur de cette couche.
En outre, le seuil de fusion E M pour chaque épaisseur d’une couche amorphe déterminée, et le cas échéant en chaque zone de cette couche, peut être estimé, assez grossièrement, par le calcul (à partir des propriétés optiques et thermiques de l’empilement dont fait partie la couche amorphe) et/ou mesuré expérimentalement. Pour mesurer expérimentalement le seuil de fusion pour une épaisseur Ep donnée de la couche amorphe, il faut exposer plusieurs zones à différentes densités d’énergie laser ED de sorte à identifier la valeur pour laquelle la couche amorphe franchit le seuil de fusion E M . Parmi les techniques de caractérisation permettant cette identification, on peut citer : la réflectivité résolue dans le temps or TRR (pour « time-resolved reflectivity » selon la terminologie anglo-saxonne) qui permet de détecter un changement brutal de réflectivité quand le matériau amorphe passe en phase liquide, la microscopie électronique en transmission (ou TEM pour « Transmission Electron Microscopy » selon la terminologie anglo-saxonne) qui permet d’observer en section transverse la structure après recristallisation dans laquelle la couche initialement amorphe devient polycristalline au-delà du seuil de fusion E M , la scatérométrie (ou scatterometry ou haze measurements selon la terminologie anglo-saxonne).
Au-delà du seuil de fusion, la couche initialement amorphe et transformée en matériau polycristallin diffuse subitement la lumière très différemment en raison des nombreux grains qui la composent et de l’éventuelle rugosité apparue en surface si ladite couche affleure.
Il est donc admis qu’une personne de l’art sait, et saura sans doute d’autant mieux à l’avenir, déterminer, pour une structure donnée, l’évolution du seuil de fusion E M en fonction de l’épaisseur de la couche amorphe à cristalliser.
En plus des composants déjà présentés, la platine 16 comprend également, logé à l’intérieur de la niche :
- un émetteur-récepteur permettant de raccorder la platine 16 au réseau 14,
- un calculateur électronique programmé pour commander les différents équipements de la platine 16 et mettre en œuvre le procédé de la .
Le système 2 comporte aussi, pour chaque appartement, une porte d’appartement située à l’entrée de cet appartement. Sur la , les portes d’appartements des appartements 6 à 9, portent, respectivement, les références numériques 46 à 49. Chacune de ces portes 46 à 49 est déplaçable entre une position fermée et une position ouverte. Dans la position fermée, elle interdit l’accès à l’intérieur de l’appartement. Dans la position ouverte, elle autorise l’accès à l’intérieur de cet appartement.
Enfin, dans cet exemple de réalisation, le système 2 comporte également, pour chaque appartement, un bandeau électronique de porte. Ici, les bandeaux électroniques de porte installés dans chaque appartement sont structurellement identiques. Ainsi, seul le bandeau électronique de porte de l’appartement 6 est maintenant décrit en détail.
La représente la porte 46 de l’appartement 6. La porte 46 comporte une face intérieure 50 tournée vers l’intérieur de l’appartement 6.
Pour verrouiller la porte 46 dans sa position fermée, un bandeau électronique 52 de porte est fixé, sans aucun degré de liberté, sur la face intérieure 50. Ici, le bandeau 52 est un bandeau de porte multipoints.
Ce bandeau 52 se présente sous la forme d’une seule pièce à l’intérieure de laquelle sont logés les différents composants décrits en référence à la . A cet effet, le bandeau 52 se présente sous la forme d’un boîtier rigide 54 à l’intérieur duquel sont fixés ses différents composants. Le boîtier 54 est ici fixé le long de la tranche verticale de la porte 46 située du côté opposé aux gonds. Par exemple, le boîtier 54 est fixé sur la face intérieure 50 à l’aide de vis. Ainsi, avantageusement, la boîtier 54 peut être monté sur une porte pré-existante et, si nécessaire, le boîtier 54 peut être retiré de la face intérieure 50 de la porte 46.
Sur la , seules sont visibles les composants du bandeau 52 qui dépassent du boîtier 54 ou traverse ce boîtier 54. Ainsi, seuls les composants suivants du bandeau 52 sont visibles sur la :
- une poignée 56 qui permet de déplacer la porte 46 entre ses positions ouverte et fermée,
- un écran 58, et
- des pênes 60 d’une serrure électrique.
Chacun de ces pênes 60 est déplaçable entre une position sortie et une position rentrée. Dans la position sortie, chaque pêne 60 est reçu dans une cavité correspondante aménagée dans un dormant ou un châssis 62 fixé sans aucun degré de liberté sur le dormant, pour verrouiller la porte 46 dans sa position fermée. Dans sa position rentrée, chaque pêne 60 est enfoncé à l’intérieur du boîtier 54 et situé en dehors de la cavité aménagée dans le dormant 62. Ainsi, lorsque tous les pênes sont dans leur position rentrée, la porte 46 peut librement être déplacée de sa position fermée vers sa position ouverte.
Sur la , quatre pênes 60 sont représentés dans leurs positions sorties pour les rendre plus visibles même si la porte 46 est dans sa position ouverte. Par exemple, chaque pêne 60 est un barreau cylindrique déplaçable en translation entre ses positions sortie et rentrée.
La représente l’architecture du bandeau 52. Le bandeau 52 comporte les composants suivants :
- un équipement intérieur 70 d'interphonie de l’interphone,
La collerette 20 comporte une base 24 traversée par le corps de la buse 10, et une paroi latérale 25 dressée autour de la base 24. La paroi latérale 25 comporte un alésage 26 pour recevoir l’entrée de gaz 22. Comme représenté à la , la collerette comporte deux alésages tels que 26 pour recevoir deux entrées de gaz telles que 22. Les deux entrées de gaz 22 sont diamétralement opposées et sont orientées de sorte que leurs flux respectifs soient orientés selon le même axe de distribution W. L’axe de distribution W du gaz dans la collerette 20 est sécant avec le corps de la buse 10, comme cela est représenté à la . Selon le mode de réalisation de la , les deux entrées de gaz 22 alimentent la collerette 20 en gaz en amont de l’orifice de pulvérisation 14, de sorte que le gaz distribué est situé autour du corps de buse et entoure le spray pulvérisé par l’orifice de pulvérisation 14. Dans cette configuration, une distance de retrait dg des entrées de gaz 22 relativement à l’ouverture 4 est supérieure à une distance entre l’orifice de pulvérisation et l’ouverture.
Le corps de buse est cylindrique, le fond 24 et la paroi latérale 25 sont aménagés pour définir un volume annulaire autour du corps de buse. La paroi latérale comporte une restriction annulaire interne 27 de sorte que le volume intérieur délimité dans la collerette comporte le volume annulaire 28 autour du corps de buse et un volume cylindrique 29, en continuité fluidique avec le volume annulaire 28. L’orifice de pulvérisation 14 est prévu pour déboucher de manière centrale, de sorte que l’orifice de pulvérisation 14 est en tout point à égale distance de la restriction annulaire interne 27. L’axe de pulvérisation Y de l’orifice de pulvérisation 14 est sensiblement parallèle à l’axe d’allongement principal de la collerette 20.
A l’intérieur de la collerette 20, il y a donc la distribution d’un spray de liquide par l’orifice de distribution 14 et de gaz par la ou les entrées de gaz 22. Le dispositif permet donc une distribution conjointe de liquide et de gaz. Et comme cela a été démontré au niveau expérimental, la présence de la collerette contribue à une amélioration très significative, telle que représentée de la proportion d’ozone dissous dans le liquide pulvérisé avec un dispositif selon l’invention. En effet, la présence d’ozone gazeux dans les premiers centimètres à la sortie de l’orifice de distribution contribue à une hausse très significative de l’ozone dissous dans le liquide qui est pulvérisé. La collerette contribue à la formation d’une chambre de confinement de l’ozone gazeux autour du spray liquide, et mieux encore autour du film de ce spray.
L’orifice de pulvérisation est à une distance de retrait « dr » de l’ouverture 4. Et comme cela est schématiquement représenté, des turbulences T sont observées dans l’ozone gazeux du fait d’un phénomène d’aspiration d’air A au niveau de l’ouverture de distribution 4. La distance de retrait est de l’ordre de quelques centimètres, par exemple comprise entre 4 et 10 cm.
Cette chambre de confinement permet de tripler la proportion P3 en gaz dissous dans le liquide pulvérisé comparé à une valeur de référence P1 qui correspond à la proportion en gaz dissous dans le liquide avant pulvérisation. Un autre avantage du dispositif selon l’invention est qu’il permet un enrichissement fort en ozone dissous, et une limitation du phénomène de désorption de l’ozone dissous dans le liquide pulvérisé. Grâce à l’invention, à une distance D de 1 mètre de l’ouverture, cette proportion P3 en ozone dissous est égale à celle du liquide dans le réservoir. Ce résultat permet d’améliorer l’efficience des traitements phytosanitaires à base d’eau ozonée ainsi distribués.
Un dispositif selon l’invention, avec une collerette, démontre une efficacité 20 fois supérieure à celle d’un dispositif simple.
En particulier, cette chambre de confinement comprend le volume annulaire 28 et le volume tronconique 29 minoré de la place prise par le liquide pulvérisé. A minima la chambre de confinement s’étend entre l’orifice de pulvérisation 14 et l’ouverture 4. En effet, dans des variantes de réalisation d’un dispositif selon l’invention, la configuration de la collerette peut être dépourvue du volume tronconique 28, du fait que les entrées de gaz 22 sont aménagées dans la paroi latérale 25 à un emplacement situé entre l’ouverture 4 et l’orifice de pulvérisation 14.
L’orifice de pulvérisation distribue le liquide selon un spray ayant une surface enveloppe. Dans un cas où la collerette définit un volume tronconique 29 de section circulaire, et où la surface enveloppe du spray est également tronconique de section circulaire, alors la largeur du spray et la largeur de l’ouverture peuvent être respectivement mesurés selon n’importe quel axe. Cependant lorsque la buse 10 comporte un orifice de pulvérisation 14 en forme de fente longitudinale le long d’un axe Z, de sorte que le spray se présente sous forme d’un jet d’un film selon l’axe Y perpendiculairement à cet axe Z, alors la largeur du spray de cette surface enveloppe et la largeur de l’ouverture sont mesurées le long de cet axe Z. En particulier, la configuration de la buse 10 et de la collerette 20 est telle que la largeur du spray « ls », mesurée à une distance « dr » de l’orifice de pulvérisation dépourvu de collerette est comprise entre 80% et 140 % de la largeur « lo » de l’ouverture 4 le long de cet axe Z.
Lorsque le film s’étendant à la sortie de la buse dans un plan contenant l’axe Z, et y forme une surface continue 15 bordée de filaments 16 et se terminant en gouttes 17, la largeur « lf » de la surface continue 15, , mesurée le long de l’axe Z à une distance égale à la distance de retrait dr de l’orifice de pulvérisation dépourvu de collerette est comprise entre 40% et 120 % de la largeur de l’ouverture 4 le long de cet axe Z. La distance cumulée D1 et D2 peut en particulier représenter entre 40% et 120% de la distance de retrait « dr ».
Comme cela est visible sur la , l’axe Z de la fente formée par l’orifice de pulvérisation n’est pas nécessairement parallèle à l’axe de distribution du gaz W.
Perpendiculairement aux mesures de largeur, lorsque la buse 10 comporte un orifice de pulvérisation 14 en forme de fente longitudinale, on peut définir une épaisseur maximale « Es » du spray le long d’un axe perpendiculaire à l’axe Z. Dans le cas, l’ouverture 4 est de préférence configurée pour présenter une forme de fente, , de largeur « lo » et d’épaisseur « Eo », telle que l’épaisseur maximale « Es » du spray, mesurée à une distance « dr » de l’orifice de pulvérisation dépourvu de collerette est comprise entre 80% et 140 % de la l’épaisseur « Eo » de l’ouverture 4 perpendiculairement à cet axe Z.