INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
- des éléments coniques (« tapers » en anglais) et/ou d’épaisseur variable permettant de réduire ou d’élargir les modes des faisceaux lumineux transmis ;
- des guides intermédiaires, par exemple en silicium et permettant le passage d’un guide à base d’InP vers une guide à base de SiN ;
- des lentilles, comme par exemple une lentille convergente disposée en bout de fibre pour réduire le diamètre du mode de la fibre et le rapprocher de celui du guide d’onde auquel la fibre est couplée ;
- des guides structurés de type SWG (« Sub-Wavelength Grating » en anglais) permettant de dé-confiner, ou agrandir, le mode du guide et le rapprocher de celui d’une fibre à laquelle le guide est couplé ;
- des réseaux de couplage (« Grating Coupler » en anglais, ou GC) qui, via un « taper » et un changement de direction, permettent d’adapter la taille du mode via le design du GC ;
- « Photonic Wire Bonding » en anglais, ou PWB, consistant à créer, par nano-impression 3D de polymère, une fibre réalisant cette adaptation ;
- un dispositif de type MOB (« Micro-Optical Bench » en anglais) permettant, via un jeu de lentille, prisme, miroir et GC, de coupler un laser dans un guide d’onde.
En outre, le couplage optique peut se faire :
- en « butt-coupling », ou « edge-coupling », c’est-à-dire parallèlement à l’axe de propagation de la lumière, comme c’est le cas par exemple pour une lentille disposée en bout de fibre ou pour un guide SWG ;
- de type adiabatique, ou évanescent, verticalement (avec changement du plan dans lequel la lumière se propage) ou latéralement (les directions de propagation avant et après le couplage se trouvant dans un même plan), comme c’est par exemple le cas pour un « taper ».
Quel que soit le type de couplage optique réalisé, des contraintes d’alignement importantes doivent être respectées. Par exemple, dans le cas d’assemblage de puces lasers (par exemple de type VCSEL ou barrette laser) sur un wafer photonique de silicium, l’alignement doit se faire avec une précision inférieure à la taille du mode optique, soit de l’ordre de ± 0,2 à ± 2 µm suivant le type de guide et la longueur d’onde. Garantir une telle précision d’alignement inférieure à 20 µm requière de réaliser un alignement actif nécessitant une mesure de la transmission optique, ce qui est onéreux. De plus, le temps nécessaire à chaque alignement et collage est long (de l’ordre de quelques secondes). Enfin, les pertes dues à la différence de taille de mode et au désalignement sont typiquement de l’ordre de plusieurs dB.
La illustre un cas de réacteur 1 obtenu par la simulation numérique de couplage précitée, pour un liquide combustible à mélange de sels NaCl-25%UCl3-9%PuCl3 avec du plutonium issu du MOX . On rappelle ici que le MOX est un combustible nucléaire constitué d'environ 8,5 % de dioxyde de plutonium (PuO 2 ) et 91,5 % dioxyde d'uranium appauvri (UO 2 ).
- diamètre externe de la cuve de réacteur 2 égal à 1,58m,
- facteur de multiplication effectif des neutrons keff, qui exprime le facteur par lequel le nombre de fissions se trouve multiplié d'une génération de neutrons à la suivante égal à 1,005 +/- 0,2;
- τ conv égal à 1,01.
On rappelle ici que τ conv désigne le taux de conversion qui est calculé selon la méthodologie suivante :
- déterminer, pour chaque isotope possible d’U et de Pu, de sa contribution à la réaction en chaîne et l’exprimée en noyaux de Pu-239 équivalents. Par exemple, un noyau d’U-235 vaut environ 0,7 noyau de Pu-239, tandis qu’un noyau de Pu-241 en vaut environ 2,0; faire le bilan de production/destruction de ces isotopes pour calculer le rapport entre nombre de noyaux équivalents de Pu239 produits et le nombre de noyaux équivalents de Pu239 détruits.
On pourra se référer à la publication [6] qui explicite en détail cette méthodologie.
La illustre un cas de réacteur 1 obtenu par la simulation numérique de couplage précitée, pour un liquide combustible à mélange de NaCl-UCl 3 à 34% mol avec de l’uranium naturel U235 enrichi à 20%.
- volume de sel dissous égal à 2,95 m 3 avec 997 kg de Pu fissile;
- facteur de multiplication effectif des neutrons keff, égal à 1,008 +/- 0,2;
Le support 100 sur lequel repose la couche isolante 11 est, dans cet exemple de réalisation particulier, une couche semi-conductrice 10 de support d’un substrat de type semi-conducteur sur isolant, par exemple de type SOI (SOI pour « Silicon On Insulator » ou « Silicium sur isolant »).
Le ou les transistors formé(s) peu(ven)t être prévu(s) en technologie FDSOI (pour “Fully Depleted Silicon On Insulator” ou « silicium sur isolant totalement déplété »).
Dans l’exemple de réalisation illustré, la structure est dotée d’un bloc 25 de grille de transistor. Ce bloc 25 est formé ici d’une région 21 de diélectrique de grille, par exemple en SiO 2 ou en HfO 2 surmontée d’une région 22 de grille formée d’une ou plusieurs couches de matériau de grille par exemple à base de polysilicium ou de TiN ou de W ou d’un empilement d’au moins plusieurs de ces matériaux. Des espaceurs 33 sont réalisés de part et d’autre du bloc 25 de grille. Ces espaceurs 33 peuvent être par exemple à base de SiN ou de SiBCN ou de SiOCN.
Des régions semi-conductrices 42 dites « surélevées », par exemple en silicium, sont ici formées de part et d’autre du bloc 25 de grille, typiquement par épitaxie.
Ensuite, on réalise une amorphisation des régions semi-conductrices 42 et des portions 12a de la couche semi-conductrice 12 superficielle. Cette amorphisation est typiquement mise en œuvre au moyen d’au moins une implantation ionique.
Dans l’exemple illustré sur la , une implantation d’amorphisation inclinée est réalisée. Ainsi, utilise un faisceau d’implantation réalisant un angle α non-nul par rapport à une normale n à un plan principal du support 100 (i.e. un plan du support parallèle au plan [O; x ;y] d’un repère orthogonal [O; x ; y ; z] donné sur la ). On réalise ici de préférence la ou les implantations d’amorphisation après avoir formé des espaceurs isolants 33 de part et d’autre du bloc 25 de grille.
L’amorphisation est ici avantageusement effectuée sur toute l’épaisseur e (e = e 0 + e 1 ) des régions semi-conductrices 42 et de la couche semi-conductrice 12. Ainsi, les régions semi-conductrices 42 surélevées d’épaisseur e 1 sont entièrement rendues amorphes.
Les portions 12a de la couche semi-conductrice 12 superficielle e 0 sont également rendues amorphes sur toute leur épaisseur e 0 et atteignent ainsi la couche isolante 11 de sorte à être en contact avec cette dernière.
Du fait de l’implantation à faisceau incliné, les portions 12a rendues amorphes de la couche semi-conductrice superficielle peuvent comporter des zones 12c qui s’étendent sous les espaceurs 33.
Pour réaliser l’amorphisation, une implantation d’une espèce neutre et non dopante, par exemple des ions Silicium ou Germanium, avec des conditions de dose, d’énergie déterminées par simulation et vérification expérimentales par imagerie TEM (microscopie électronique en transmission) peut être mise en œuvre. Des outils de simulations reposant sur une méthode de Monte-Carlo, en particulier de type TRIM (TRIM pour « TRansport of Ions in Matter », i.e. Transport d'ions dans la matière, et/ou KMC (pour « kinetic Monte Carlo », i.e. méthode de Monte-Carlo cinétique).
Par exemple, une implantation d’ions Ge avec une dose de 6x10 14 ions*cm -2 selon une énergie de 9 keV peut permettre d’obtenir une épaisseur amorphe de l’ordre de 15 nm de silicium.
Dans le cas notamment d’une amorphisation réalisée à l’aide d’une espèce neutre, on peut ensuite ( ) réaliser un dopage des parties de la couche semi-conductrice 12 de part et d’autre du bloc 25 de grille et en particulier un dopage de zones d’extension situées de part et d’autre de la grille en regard des espaceurs isolants 33.
Ainsi, dans l’exemple de réalisation illustré sur la , on effectue une implantation dopante à l’aide d’un faisceau incliné et réalisant un angle α’ non-nul par rapport à une normale n à un plan principal du support 100 afin notamment de réaliser un dopage des portions 12a rendues amorphes et des zones 12c situées sous les espaceurs isolants 33.
Selon une possibilité de mise en œuvre, cette implantation dopante peut être prévue à faible dose, c’est à-dire typiquement inférieure à 1.0x10 14 ions*cm -2 et avantageusement inférieure à 5.0x10 1 3 ions*cm -2 .
Ensuite, on peut effectuer une autre implantation dopante ( ) cette fois à plus forte dose et à l’aide d’un faisceau droit c’est à dire parallèle ou sensiblement parallèle à une normale n à un plan principal du support 100. On effectue alors un dopage des régions 42 surélevées et rendues amorphes en particulier sur toute leur épaisseur.
Une décomposition du dopage en une implantation à faible dose et inclinée et en une autre implantation à plus forte dose et droite (i.e. parallèle à une normale au substrat) peut permettre d’éviter de réaliser un dopage trop près d’une zone 121 de la couche semi-conductrice dans laquelle le canal des transistors est prévu. On peut toutefois en variante prévoir de mutualiser ces deux étapes de dopage.
Selon un exemple de réalisation particulier une implantation d’ions P+ avec une dose de 1.5x10 15 ions*cm -2 selon une énergie de 4 keV peut être effectuée afin de rendre amorphe et doper une couche de silicium d’épaisseur de 12 nm.
Une implantation à l’aide d’un faisceau incliné peut être alors employée. Afin d’éviter de réaliser une amorphisation trop près de la zone de canal du transistor, on peut en variante prévoir d’effectuer une amorphisation et un dopage concomitants par implantation à haute dose, par exemple comprise entre 5x10 14 ions*cm -2 et 1.0x10 16 ions*cm -2 ou de l’ordre de 1.5x10 15 ions*cm -2 , avec un faisceau non incliné et parallèle à une normale au plan principal du support.
On effectue alors dans ce cas en outre un dopage de zones d’extension sous les espaceurs 33 par implantation à plus faible dose et éventuellement avec une autre espèce dopante afin d’éviter de réaliser une amorphisation trop proche de la zone de canal.
Dans l’exemple de réalisation illustré sur la , on effectue le dopage et l’amorphisation concomitantes alors que les zones d’extension 122 sous les espaceurs 33 ont déjà été dopées préalablement.
On peut, par exemple, utiliser les conditions d’implantation telles que données plus haut.
Le ou les étapes de dopage, et en particulier de dopage de zones 122 sont typiquement suivies d’au moins un recuit d’activation de dopants.
Le procédé comprend alors typiquement en outre une étape de recuit d’activation des dopants. Ce recuit peut être un recuit conventionnel par exemple un recuit thermique rapide (ou RTA pour « Rapid Thermal Annealing ») ou bien peut être éventuellement effectué à l’aide d’un laser.
Dans l’exemple de réalisation illustré sur les figures 7A-7B, on réalise tout d’abord ( ) un dopage des zones d’extension ainsi qu’une amorphisation et un dopage des régions 123 de part et d’autre des espaceurs.
Puis ( ), on forme ensuite les régions 125 d’alliage de métal et de semi-conducteur. Le recuit d’activation de dopants peut être ensuite réalisé.
Dans une variante de réalisation illustrée sur la , après avoir rendu amorphe des régions semi-conductrices 123 qui ont également été dopées on effectue un recuit d’activation, par exemple à l’aide d’un laser L. Le recuit est alors avantageusement prévu, notamment en termes de durée d’exposition au laser, de sorte à conserver le caractère amorphe A des régions 123 semi-conductrices.
Le recuit peut être réalisé par exemple à l’aide d’un laser de longueur d’onde dans le domaine de l’UV et sous forme d’impulsions de durée typiquement comprise entre 10 et 1000 nanosecondes. L’utilisation d’un laser fonctionnant en régime impulsionnel permet de limiter le budget thermique. La longueur d’onde du laser L, la durée d’impulsion du faisceau laser et de préférence la densité d’énergie du faisceau laser sont choisies de sorte à permettre une activation sans recristalliser les régions 123 rendues amorphe.
Un régime particulier de fusion/resolidification par recuit laser avec une vitesse resolidification suffisante pour obtenir une couche avec une structure de type amorphe peut être en particulier utilisé.
Pour une couche initiale de silicium de l’ordre de 28 à 32 nm d’épaisseur, complètement amorphisée par implantation ionique, un recuit laser avec un laser de longueur d’onde 308 nm et durée d’impulsion entre 100 ns et 200 ns effectué avec une densité d’énergie de 0.7 J/cm² +/-0.05, permet d’obtenir la couche recherchée.
Dans l’exemple de réalisation illustré sur les figures 9A-9 E , après avoir réalisé les régions 125 d’alliage de métal et semi-conducteur, on forme des plots de contact 162 sur ces régions 125.
Pour cela, on forme tout d’abord pour cela un masquage isolant 158.
La réalisation du masquage isolant 158 peut, comme sur la , comprendre la formation d’une couche isolante 153 ici par dépôt par exemple de nitrure de silicium (SiN).
Plus particulièrement, le modem acoustique 30 est adapté pour transformer un signal électronique transmis par le processeur 26 par l’intermédiaire d’un port de communication 32 au modem acoustique 30 en un signal acoustique émis dans l’eau entourant le modem acoustique.
Le port de communication 32 est, par exemple, un port pour une voie de communication de type série, par exemple selon la norme RS-232.
Le modem acoustique 30 est en outre apte à convertir un signal acoustique reçu par le modem acoustique en un signal électronique et à le transmettre au processeur 26 par l’intermédiaire du port de communication 32.
Le processeur 26 est configuré pour gérer l’acquisition de mesures par l’au moins un capteur 18, 20, l’enregistrement des mesures acquises dans la mémoire 22 et la communication par le module de communication 24.
Le processeur est ici agencé à l’intérieur du boîtier 12.
Le processeur 26 est, par exemple, relié à une horloge 34.
L’horloge 34 est, par exemple, une horloge atomique.
L’horloge 34 est agencée à l’intérieur du boîtier 12.
Le processeur 26 est adapté pour associer à une mesure de l’au moins un capteur le moment de la mesure selon l’horloge 34.
Les mesures sont ici acquises par l’au moins un capteur 18, 20 selon une fréquence d’acquisition et une résolution d’acquisition, qui sont, par exemple réglables.
La fréquence d’acquisition est, par exemple, comprise entre 50 Hz et 500 Hz.
Dans un mode de réalisation avantageux, le processeur 26 est configuré pour déclencher l’enregistrement dans la mémoire 22 des mesures acquises par au moins un de l’au moins un capteur 18, 20, lorsque les mesures acquises par un de l’au moins un capteur 18, 20 dépassent un seuil As, ici par exemple les mesures acquises par l’hydrophone 20.
Additionnellement ou alternativement, le processeur 26 est configuré pour déclencher l’enregistrement dans la mémoire 22 lorsque les mesures acquises par le géophone 18 dépassent un seuil As.
Dans un mode de réalisation particulier, l’unité de surveillance 10 comprend un paramètre correspondant au capteur dont les mesures acquises sont considérées pour déterminer le dépassement du seuil As. Le paramètre est susceptible d’être modifié, par exemple entre le géophone 18 et l’hydrophone 20.
Les mesures enregistrées pendant l’enregistrement sont, par exemple, l’ensemble des mesures acquises par l’au moins un capteur 18, 20, ici par le géophone 18 et l’hydrophone 20. Alternativement, seules les mesures acquises par le capteur déterminant le dépassement du seuil sont, par exemple, enregistrées.
On définit ici l’instant du dépassement du seuil le moment auquel la mesure réalisée A, qui était préalablement inférieure au seuil, dépasse le seuil As.
La première condition de filtrage de série comporte le filtrage d’une erreur de prédiction de test dans une première plage d’erreurs de test prédéfinie dans la première série d’entraînement, et la sélection d’un modèle de prédiction préliminaire correspondant à l’erreur de prédiction de test filtrée dans la première plage d’erreurs de test prédéfinie dans la première série d’entraînement, dans des modèles de prédiction pour la tige de chauffage de la première série d’entraînement pour former un modèle d’examen de prédiction pour la tige de chauffage de la première série d’entraînement.
La deuxième condition de filtrage de série comporte le filtrage d’une erreur de prédiction de test avec une valeur minimale dans la deuxième série d’entraînement, la sélection d’un modèle de prédiction préliminaire correspondant à l’erreur de prédiction de test filtrée avec la valeur minimale, dans des modèles de prédiction pour la tige de chauffage de la deuxième série d’entraînement, et l’utilisation du modèle de prédiction préliminaire correspondant à l’erreur de prédiction de test avec la valeur minimale comme modèle de prédiction optimal.
Facultativement, pour garantir la précision de la prédiction, le mode de réalisation sélectionne au moins deux séries d’entraînement. L’homme du métier peut définir le nombre de séries d’entraînement selon la situation de mise en œuvre spécifique, et sélectionner des sous-périodes de temps prédéfinies correspondantes selon les séries d’entraînement pour réaliser l’entraînement dans chaque série d’entraînement sur les ensembles de données de différentes sous-périodes de temps prédéfinies. Une sous-période de temps prédéfinie peut comporter des données de la tige de chauffage tout au long du cycle de vie d’une tige de chauffage ou des données de la tige de chauffage avant la maintenance d’une tige de chauffage et des données de la tige de chauffage après la maintenance d’une tige de chauffage, ce qui n’est pas limité dans le mode de réalisation de la présente demande.
À titre illustratif, chaque sous-période de temps prédéfinie sélectionnée dans le mode de réalisation peut être suffisamment longue pour refléter pleinement les caractéristiques des données de la tige de chauffage pendant l’entraînement. Cependant, un période de temps trop longue peut allonger le remps d’entraînement de modèle. Par conséquent, le mode de réalisation permet de sélectionner des données de la tige de chauffage pendant les 30 jours avant la maintenance de tige de chauffage comme ensemble de données. La sélection de temps spécifique peut être définie selon la situation de mise en œuvre spécifique. Les données de la tige de chauffage comportent ici des données de température d’une tige de chauffage et des données de puissance d’une tige de chauffage, et d’autres données connexes de la tige de chauffage peuvent également être utilisées ici comme ensemble de données pour l’entraînement et le test.
Dans le mode de réalisation, le modèle de prédiction pour la tige de chauffage est entraîné et filtré suivant des séries, et des ensembles d’entraînement différents sont sélectionnés selon les différentes séries d’entraînement, de sorte que le modèle de prédiction optimal concordant avec la zone de température actuelle et les propriétés de la tige de chauffage actuelle puisse être sélectionné parmi de nombreux modèles de prédiction pour la tige de chauffage de manière hiérarchique et ciblée ; par conséquent, la précision de la prédiction est améliorée, et une base fiable est fournie pour la prise de décision concernant le vieillissement de tige de chauffage.
Un modèle de prédiction préliminaire du mode de réalisation peut être un modèle de mémoire à long et court terme (LSTM), un modèle de réseau neuronal récurrent (RNN), un modèle de réseau neuronal convolutif (CNN) ou d’autres modèles d’apprentissage profond. Un entraînement et un test sont réalisés à plusieurs reprises sur ces différents modèles de prédiction préliminaires afin de filtrer le modèle de prédiction présentant le résultat de prédiction le plus précis, ce qui permet de garantir efficacement la fiabilité des résultats.
Le mode de réalisation utilise les données de modèle à entrer sélectionnées pour entraîner le modèle de prédiction pour la tige de chauffage, et détermine si l’entraînement du modèle de prédiction est terminé selon la précision des résultats d’entraînement et de test. Si la précision se situe dans une plage d’erreur prédéfinie, le modèle peut être utilisé pour la prédiction.
En S13, des données de la tige de chauffage d’une période de temps avant-prédiction prédéfinie sont entrées dans le modèle de prédiction optimal pour obtenir un résultat de prédiction de la température.
L’homme du métier peut définir la durée de la période de temps avant-prédiction en fonction de la situation réelle, ce qui n’est pas limité dans le mode de réalisation de la présente demande. Par exemple, si une alerte précoce concernant une tige de chauffage doit être donnée 12 heures à l’avance afin de laisser suffisamment de temps pour la préparation des matériaux, les températures dans les 12 heures suivantes sont prédites. Étant donné que les données de puissance de chauffage sont également concernées, les données de puissance de chauffage et les données de température de la zone de température pendant une période de temps précédente sont entrées ensemble en tant que caractéristiques pour prédire les données de température de la tige de chauffage au cours des 12 heures suivantes.
En S14, le résultat de prédiction de la température, soustrait d’une valeur de température prédéfinie pour obtenir une valeur de différence entre le résultat de prédiction de la température et la valeur de température prédéfinie, est obtenu, et une puissance de la tige de chauffage est détectée dans le cas où la valeur de différence est en dehors d’une plage de valeurs de différence prédéfinie.
En S15, dans le cas où la puissance de la tige de chauffage est supérieure à un seuil de puissance maximal prédéfini, un vieillissement de la tige de chauffage est déterminé.
Dans le cas où la puissance de la tige de chauffage est inférieure au seuil de puissance maximal prédéfini, la puissance de la tige de chauffage est régulée selon une règle de régulation prédéfinie, une température d’une zone de température où se trouve la tige de chauffage est détectée après un temps prédéfini, et dans le cas où la température de la zone de température où se trouve la tige de chauffage reste inchangée, ou une valeur croissante de la température de la zone de température où se trouve la tige de chauffage est inférieure à un seuil de température prédéfini, un vieillissement de la tige de chauffage est déterminé.
Par exemple, lorsque la valeur de différence entre le résultat de prédiction de la température et la valeur de température prédéfinie dépasse la plage prédéfinie, comme lorsque la température prédéfinie de la zone de température est définie à 750 degrés Celsius et que le modèle de prédiction de température prédit que la température dans la zone de température est sur le point de chuter à 700 degrés Celsius, la puissance de la tige de chauffage est détectée. Si la puissance est inférieure au seuil de puissance maximal prédéfini, par exemple, la puissance est de 20 %, la puissance de la tige de chauffage est régulée selon la règle définie, par exemple, la puissance peut être régulée à 40 %, et la température de la tige de chauffage est à nouveau collectée ; si la température de la tige de chauffage s’élève de manière significative et régulière, il est indiqué que la tige de chauffage est normale. S’il est détecté que la puissance de la tige de chauffage est supérieure au seuil de puissance maximal prédéfini, par exemple, si la puissance atteint 105 %, il est indiqué que la tige de chauffage est anormale et doit être remplacée.
Dans un mode de réalisation, le procédé fourni dans le mode de réalisation comporte en outre l’étape décrite ci-dessous.
Après avoir déterminé un vieillissement de la tige de chauffage, des informations indiquant que la tige de chauffage doit être remplacée sont envoyées.
Si un vieillissement de la tige de chauffage est déterminé selon les étapes précédentes, une alarme sonore et visuelle peut être émise, ou un message texte peut être envoyé au dispositif de communication de la personne en charge, ou d’autres procédés peuvent être utilisés pour avertir le personnel concerné dès que possible afin de remplacer la tige de chauffage à temps.