INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Les régions 17 et 27 de chaque diode 11 sont délimitées latéralement par des tranchées d'isolation 19, par exemple des tranchées d'isolation dites peu profondes. A titre d'exemple, les tranchées 19 s'étendent horizontalement parallèlement aux régions 17. Les tranchées d'isolation 19 s'étendent en outre verticalement dans la région 15, de part et d'autre des régions 17 et 27, par exemple à partir de sa face supérieure. A titre d'exemple, les tranchées 19 s'étendent jusqu’à une profondeur inférieure à la profondeur de la région 15 et, par exemple supérieure à la profondeur de la région 17 et de la région 27. La tranchée d'isolation 19 a, par exemple, une profondeur comprise entre 0,05 µm et 1,5 µm, par exemple de l'ordre de 0,3 µm. A titre d'exemple, la largeur de la région 17 est compris entre 0,1 µm et 20 µm, par exemple compris entre 0,3 µm et 11 µm. La largeur des tranchées d’isolation 19 est par exemple inférieure à 20 µm, par exemple inférieure à 10µm. Les tranchées d'isolation 19 sont, par exemple remplies d’un matériau électriquement isolant, par exemple un oxyde, par exemple en oxyde de silicium.
Chaque diode à capacité variable 11 comprend, de part et d'autre de la région 17, une zone 21 de reprise d’un contact électrique. Plus précisément, dans cet exemple, deux zones de reprise de contact 21 s’étendent, pour chaque diode 11, au contact des tranchées 19 de part et d'autre de l'ensemble formé par la région 17 et les tranchées 19. Les zones de reprise de contacts 21 s'étendent, par exemple, horizontalement parallèlement aux tranchées 19 et aux régions 17. Dans l'exemple des figures 1A et 1B, la structure comporte alors une zone de reprise de contact 21 dite interne entre les tranchées 19 des deux diodes à capacité variable 11, au contact des tranchées 19 et deux zones de reprise de contact 21 dites externes de part et d'autre de l'ensemble formé par les deux diodes 11.
A titre d'exemple, la structure comprend, au niveau de sa face supérieure, dans l'ordre, une alternance entre les zones de reprise de contact et les région 17, les régions 17 et les zones de reprise de contact 21 étant séparées par des tranchées 19. Les zones de reprise de contact 21 sont dopées du deuxième type de conductivité, par exemple du type N. A titre d'exemple, les zones de reprise de contact 21 sont plus fortement dopée que la région 15. A titre d'exemple, les régions 17 et les zones de reprise de contact 21 ont des niveaux de dopages similaires. Les zones de reprise de contact 21 sont, par exemple, très fortement dopées, par exemple de niveau de dopage supérieur à 8.10 19 atomes/cm 3 , par exemple supérieur à 1.10 20 atomes/cm 3 .
La zone de reprise de contact 21 et la région 17 de chaque diode définissent par exemple respectivement une zone de reprise de contact de cathode et une zone de reprise de contact d’anode de la diode à capacité variable 11.
Les diodes à capacité variable 11 sont, par exemple entourées latéralement par une tranchée d'isolation 23. Plus particulièrement, dans cet exemple, les zones de reprise de contact 21 externes sont délimités par la tranchée 23 et en contact avec celle-ci. A titre d'exemple, la tranchée d'isolation 23 s'étend dans le substrat 15 par exemple à partir de sa face supérieure, et délimite latéralement la région 15. La tranchée d'isolation 23 est, par exemple une tranchée d'isolation dite profonde, par exemple s'étendant plus profondément que la tranchée d'isolation 19. La tranchée d'isolation 23 a, par exemple, une profondeur supérieure à la profondeur de la région 15. La tranchée d'isolation 23 a, par exemple, une profondeur comprise entre 3 µm et 4,5 µm, par exemple de l'ordre de 3,9 µm. La tranchée 23 a par exemple, en vue de dessus, une forme annulaire. La tranchée d'isolation 23 a, par exemple, une largeur inférieure à 20 µm, par exemple inférieure à 10µm. La tranchée d'isolation 23 est, par exemple remplie d’un matériau électriquement isolant, par exemple un oxyde, par exemple de l’oxyde de silicium. A titre d'exemple, la tranchée d'isolation 23 et la tranchée d'isolation 19 sont en le même matériau.
A titre d'exemple, la région 15 comprend, sous et en contact avec chaque zone de reprise de contact 21, une région 25 dopée du deuxième type de conductivité, par exemple du type N. Les régions 25 sont, par exemple, plus fortement dopées que la région 15. A titre d'exemple, les régions 25 sont moins fortement dopées que les zones de reprise de contact 21. A titre d'exemple, les régions 25 présentent un niveau de dopage compris entre 1.10 17 atomes/cm 3 et 1.10 19 atomes/cm 3 . Les régions 25 sont, par exemple délimitées de part et d'autre par des tranchées 19 d'une part et la tranchée 23 d'autre part. A titre d'exemple, la région 25 s'étend moins profondément que la tranchée 19. A titre d'exemple, les régions 25 sont similaires aux régions 27 par leur profondeur et leur niveau de dopage.
La tranchée 23 est, par exemple, entourée d'une région 29 située à la surface du substrat 13. A titre d'exemple, la région 29 est dopée du premier type de conductivité, par exemple du type P. La région 29 est, par exemple, plus fortement dopée que le substrat 13. A titre d'exemple, la région 29 présente un niveau de dopage supérieur à 3.10 19 atomes/cm 3 , par exemple supérieur à 5.10 19 atomes/cm 3 . La région 29 et la région 17 ont, par exemple, des niveaux de dopage identiques. A titre d’exemple, la région 29 s’étend latéralement depuis la paroi extérieure de la tranchée 23.
A titre d'exemple, la région 29 est située sur et en contact d'une région 31 du substrat 13, aussi appelée caisson. A titre d’exemple, la région 31 s’étend latéralement depuis la paroi extérieure de la tranchée 23. La région 31 s'étend, par exemple, moins profondément que la tranchée 23. La région 31 s'étend, par exemple, sur une profondeur similaire à la profondeur des régions 25. A titre d'exemple, la région 31 est moins fortement dopée que la région 29. A titre d'exemple, la région 31 est plus fortement dopée que le substrat 13. La région 31 présente par exemple un niveau de dopage compris entre 1.10 1 7 atomes/cm 3 et 1.10 1 8 atomes/cm 3 .
Le fonctionnement d'une diode à capacité variable 11 telle que décrite ci-avant repose principalement sur la jonction PN établie entre les régions 17 et 27 et, plus précisément, sur la différence de dopage entre les deux régions de la jonction. Dans une telle diode, un compromis est à trouver dans les niveaux de dopages des régions 17, 27 et 15 afin que la différence de dopage entre les régions N et P de la jonction soit importante, que la région 27 ne soit pas trop fortement dopée afin de limiter les courants de fuite et que les régions 27, 15, 25 et 21 soient suffisamment dopées afin de ne pas augmenter les résistances parasites présentes entre l'anode et la cathode de la diode.
la est une vue en coupe, partielle et schématique, d'un dispositif électronique comportant des diodes à capacité variable 51 selon un mode de réalisation.
La structure illustrée en comportant les diodes à capacité variable 51 se différentie de la structure illustrée en figures 1A et 1B comportant les diodes à capacité variable 11 en ce que, en la structure comporte, sous chaque tranchée d’isolation 19, une zone 33 du deuxième type de conductivité, par exemple du type N. La zone 33 a un niveau de dopage supérieur à celui des régions 25 et 27. A titre d'exemple, les zones 33 présentent un niveau de dopage relativement élevé, par exemple compris entre 1.10 17 atomes/cm 3 et 1.10 20 atomes/cm 3 , par exemple de l’ordre de 1.10 19 atomes/cm 3 .
A la différence de la structure illustrée en figures 1A et 1B, la structure illustrée en ne comporte pas de région 15. En , les régions 25 sont, par exemple, plus profonde et s'étendent sur une profondeur supérieure à la profondeur des tranchées 19. Dans cet exemple, les régions 25 ont une profondeur inférieure à la profondeur des tranchées 23. Les régions 25 se confondent ainsi et forment une unique région 25.
200 : ensemble
e : épaisseur de l’élément de support
Es : espacement entre deux éléments de support consécutifs
F : direction d’avancement de l’élément de manutention et/ou de maintien
h : hauteur de l’élément de support
L : dimension d’un bord ou d’un côté du substrat
Rc : région de contact
s : surface de l’élément de support destinée à venir au contact d’un substrat
Z : zone de la face externe de l’élément de manutention et/ou de maintien
Équipement électrique La présente invention se rapporte au domaine des équipements électriques, notamment pour véhicules, par exemple pour véhicules électriques ou hybrides, et concerne plus particulièrement un équipement électrique, notamment un chargeur électrique, un convertisseur de tension, ou un onduleur.
L'invention vise notamment à simplifier l’assemblage de l’équipement électrique.
On connaît déjà dans l'état la technique un équipement électrique, notamment configuré pour être embarqué dans un véhicule, par exemple à propulsion électrique ou hybride, comprenant une carte électronique et un dissipateur thermique. Le dissipateur thermique sert à dissiper la chaleur émise par un composant électronique soudé sur la carte électronique. Le composant électronique est disposé orthogonalement à la carte électronique et est plaqué contre le dissipateur thermique.
Toutefois, une telle disposition complexifie l’assemblage, du fait que l’accès à la carte électronique du côté du dissipateur thermique n’est pas toujours aisé. En outre, l’encombrement vertical d’une telle disposition - par rapport à la carte électronique - est relativement important.
L'invention a notamment pour but d'obtenir un équipement électrique à encombrement limité permettant un assemblage simple afin de relier thermiquement le composant électronique et le dissipateur thermique.
A cet effet l’invention a pour objet un équipement électrique, comprenant : - une carte électronique, - un composant électronique, le composant électronique étant soudé sur la carte électronique et disposé parallèlement à la carte électronique, - un dissipateur thermique, lequel est configuré pour dissiper la chaleur émise par le composant électronique, - un organe de maintien, lequel porte un élément d’appui, l’élément d’appui appuyant sur le composant électronique selon une direction orthogonale à la carte électronique et selon un sens d’éloignement du composant électronique relativement à la carte électronique, l’élément d’appui étant configuré pour appuyer le composant électronique sur le dissipateur thermique.
Ainsi, du fait de la disposition du composant électronique parallèlement à la carte électronique, l’encombrement de l’équipement électrique est limité. Par ailleurs, grâce à cette disposition, du fait de l’appui sur le composant électronique par l’élément d’appui porté par l’organe de maintien, le composant électronique est plaqué de manière simple sur le dissipateur thermique selon une direction orthogonale à la carte électronique. L’assemblage permettant de relier thermiquement le composant électronique et le dissipateur thermique est ainsi réalisé de manière simple.
Les caractéristiques, variantes et les différentes formes de réalisation de l’invention, telles qu’elles ont été décrites ou telles qu’elles vont être présentées dans la description qui va suivre, peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes par rapport aux autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolée des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique et/ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur.
Pour rappel, l’invention propose un cadre de maintien 1 destiné à équiper un pack de batteries d’un véhicule à propulsion électrique et permettant notamment d’assurer une fonction de refroidissement pour une ou plusieurs cellules électrochimiques 2 logées dans un boîtier du pack de batteries. Ce cadre de maintien 1 est particulier en ce qu’il comporte un canal 4 configuré pour autoriser la circulation d’un fluide de refroidissement de sorte à réduire le nombre de pièces habituellement utilisées pour refroidir la cellule électrochimique 2. Un telle cadre de maintien 1 est formé par la jonction de deux demi-cadres 8a, 8b, dont au moins un comprend un dégagement 14 qui participe à la formation du canal 4.
Les demi-cadres 8a, 8b peuvent être structurellement identiques. Dans un tel cas, l’un des deux demi-cadres est inversé par rapport à l’autre demi-cadre, de sorte à former le cadre de maintien selon l’invention.
La représente à gauche une vue en perspective d’un premier demi-cadre 8a et à droite une vue en perspective d’un deuxième demi-cadre 8b, l’assemblage de ces demi-cadres formant le cadre de maintien de la cellule électrochimique 2.
Tel que détaillé sur la , chaque demi-cadre 8a, 8b comprend deux branches longitudinales 10a, 10b et deux branches latérales 12a, 12b. Les branches latérales 12a, 12b sont disposés entre les deux branches longitudinales 10a, 10b, l’ensemble de ces branches formant un rectangle et délimitant une zone centrale 11 de réception de la cellule électrochimique.
Au moins une des branches longitudinales 10a, 10b et/ou des branches latérales 12a, 12b comprend au moins un dégagement 14, et avantageusement plusieurs dégagements 14 répartis le long de la branche concernée. Dans l’exemple illustré ici, chacune des branches longitudinales 10a, 10b et chacune des branches latérales 12a, 12b comprend un ou plusieurs dégagement 14.
La montre aussi la présence d’un moyen de centrage 13 du premier demi-cadre 8a avec le deuxième demi-cadre 8b. Un tel moyen de centrage 13 a pour rôle d’assurer le bon positionnement de ces demi-cadres 8a, 8b, de sorte à ce qu’ils s’empilent le long d’une direction d’empilement rectiligne.
Selon un exemple de réalisation illustré sur la gauche de la , le moyen de centrage 13 comprend au moins une nervure 16 formée sur au moins l’une des branches longitudinales 10a, 10b du premier demi-cadre 8a. Le moyen de centrage 13 comprend encore au moins une gorge 18 formée dans au moins l’une des branches longitudinales 10a, 10b du deuxième demi-cadre 8b, comme cela est visible sur le schéma de droite de la .
Dans le cas d’espèce, le moyen de centrage 13 comprend en tout six nervures 16 et six gorges 18, en formant deux-à-deux un couple de centreurs. Ce moyen de centrage 13 est réparti en trois nervures 16 et trois gorges 18 disposées sur chacune des branches longitudinales 10a, 10b de chaque demi-cadre 8a, 8b.
On comprend donc que les nervures 16 disposées sur le premier demi-cadre 8a s’associent et s’insèrent dans les gorges 18 disposées sur le deuxième demi-cadre 8b adjacent, constituant ainsi le moyen de centrage 13 pour coupler deux demi-cadres 8a, 8b du cadre de maintien 1 selon l’invention.
L’un et/ou l’autre des demi-cadres 8a, 8b comprend également au moins une oreille 20 pourvue d’un orifice 22. Dans l’exemple de la , chaque demi-cadre 8a, 8b comprend quatre oreilles 22 qui font saillies deux-à-deux de chaque branche latérale 12a, 12b du demi-cadre.
L’orifice 22 offre un passage à un organe de maintien afin de maintenir l’empilement des cadres de maintien 1 entre eux, comme illustré sur les figures 2, 3 et 4.
Tel que détaillé sur la , le premier demi-cadre 8a lorsqu’il est accolé au deuxième demi-cadre 8b forme le cadre de maintien 1 selon l’invention, tel qu’illustré par les pointillés sur la .
Cette combinaison de demi-cadres créée un canal 4 pour la circulation du fluide de refroidissement. La section de ce canal, vue en coupe, est de forme triangulaire.
Le cadre de maintien 1 encadre la cellule électrochimique 2 et un intercalaire 26 par cellule électrochimique. L’intercalaire 26 est au contact d’une des grandes faces de la cellule électrochimique 2. La cellule électrochimique 2 est quant à elle au contact du cadre de maintien 1, son bord périphérique étant interposé entre les deux demi-cadres 8a, 8b. Le cadre de maintien 1 empêche tout déplacement de l’intercalaire 26, de manière à maintenir une pression exercée par l’intercalaire 26 sur la cellule électrochimique 2.
Les cellules électrochimiques 2 sont chacune configurée pour emmagasiner ou restituer de l’énergie électrique, nécessaire au fonctionnement du véhicule à propulsion électrique qu’elles équipent. Dans un mode de réalisation, les cellules électrochimiques 2 sont des cellules de batterie lithium-ion. Bien entendu, d’autres types de cellules de batterie connus de l’homme du métier pourraient être utilisées.
Ainsi, le procédé de fabrication de pseudo-substrat donneur selon l’invention permet avantageusement de former des pseudo-substrats donneurs présentant une épaisseur de pavés initiale plus faible que le substrat donneur dont ils sont issus constitué du même matériau.
A titre d’exemple, le procédé de fabrication de pseudo-substrats donneurs, à partir d’un substrat de phosphure d’indium (InP) de 625 µm d’épaisseur pour 100 mm de diamètre, permet de fabriquer des pseudo-substrats donneurs présentant des pavés d’InP d’épaisseur minimale de 100 µm, de sorte qu’après 15 cycles, on a consommé une épaisseur de 75 µm (à raison de 5 µm par cycle) desdits pavés et qu’on ne met au rebut qu’une épaisseur de 15 µm au lieu d’une épaisseur de 550 µm si on utilisait des pavés dont l’épaisseur initiale était de 625 µm dans le même nombre de cycles.
Procédé de préparation d’un empilement en vue d’un collage La présente invention concerne la préparation d’un substrat, notamment en vue de son collage avec un autre substrat. Elle s’inscrit notamment dans la fabrication de dispositifs optoélectroniques et microélectroniques. Elle trouve par exemple pour application particulièrement avantageuse le domaine de l’assemblage d’un substrat présentant des éléments à base de cuivre avec un substrat recouvert d’un film de cuivre.
ETAT DE LA TECHNIQUE L’assemblage de deux substrats est une opération très courante en microélectronique et optoélectronique. Un tel assemblage peut notamment avoir pour objectif de transférer des éléments, par exemple des photo-éléments tels des pixels, d’un substrat à un autre.
Une technique courante pour l’assemblage de deux substrats illustrée aux figures 1A à 1C repose sur un collage direct entre des protrusions 200’ à base d’un diélectrique, par exemple du SiO 2 , se trouvant à la surface d’un premier des deux substrats, et le deuxième substrat 2’. D’autres éléments du premier substrat 1’, typiquement des piliers de cuivre 100’, se trouvent en retrait par rapport aux protrusions 200’ en SiO 2 . Lors de l’étape d’assemblage des deux substrats, une étape de chauffage provoque une dilatation des piliers de cuivre. La dilatation des protrusions en SiO 2 ayant lieu parallèlement est moins importante que celle des piliers de cuivre. De ce fait, moyennant un juste dimensionnement du retrait des piliers par rapport aux protrusions en SiO 2 , les piliers se trouvent à la fin de l’étape de chauffage de niveau avec les protrusions en SiO 2 et au contact de la surface du deuxième substrat.
Si ce procédé est fonctionnel dans certains contextes, il n’est cependant pas applicable à tous les substrats, et notamment pas lorsque ces derniers comportent des matériaux dont la température de fusion est inférieure à la température à laquelle le matériau des éléments en retrait peut présenter une expansion volumique. A titre d’exemple, la température de recuit du cuivre est de 350°C tandis que certains matériaux utilisés pouvant nécessiter de tels assemblages présentent des températures de fusion de l’ordre de 250°C. Il est donc impossible de mettre en œuvre cette solution lorsque ces matériaux sont impliqués.
L’étape de chauffage peut par ailleurs provoquer des problèmes de distorsions et contraintes mécaniques fortes au sein des substrats lorsque ces derniers contiennent des matériaux présentant des coefficients de dilatation thermique trop différents entre eux. Cela est notamment le cas lorsque le deuxième substrat comprend un support à base de verre recouvert d’un mince film de cuivre.
Un autre inconvénient de cette méthode réside en la précision requise dans le dimensionnement du retrait des piliers de cuivre par rapport aux protrusions SiO 2 . En effet, une variation dans la valeur de ce retrait, par exemple du fait d’aléas de fabrication, pourrait provoquer, au moment de la dilatation des piliers de cuivre, des décollements intempestifs au sein des substrats.
Un objectif de la présente invention est donc de proposer un procédé de préparation d’un substrat en vue d’un assemblage avec un autre substrat, ce procédé ne nécessitant pas de soumettre le substrat à des températures élevées.
RESUME Pour atteindre cet objectif, selon un mode de réalisation on prévoit un procédé de préparation d’un empilement comprenant les étapes suivantes : fournir un empilement comprenant un substrat surmonté d’une pluralité de structures séparées par des tranchées, chaque structure comprenant : un plot comprenant un sommet et au moins un flanc, une première couche à base d’un premier matériau et surmontant le substrat, la première couche recouvrant une partie au moins du flanc du plot, une deuxième couche à base d’un deuxième matériau et recouvrant au moins le sommet du plot, une portion de retrait, recouvrant, de préférence en étant au contact direct de, une partie supérieure du flanc du plot, la partie supérieure du flanc s’étendant depuis le sommet du plot, la portion de retrait étant formée par au moins l’une parmi la première couche et la deuxième couche, une portion de recouvrement, recouvrant, de préférence en étant au contact direct de, une partie inférieure du flanc du plot et s’étendant depuis la portion de retrait, la portion de recouvrement étant formée par la première couche, retirer la deuxième couche, retirer la portion de retrait en laissant en place la portion de recouvrement de sorte à mettre à découvert la partie supérieure du flanc du plot, la partie supérieure du flanc du plot formant une protrusion au-delà de la portion de recouvrement.
La protrusion ainsi formée est propice à un collage sur une autre surface, par exemple la face supérieure d’un support de transfert.
Un deuxième aspect de l’invention concerne un empilement comprenant un substrat surmonté d’une pluralité de structures séparées par des tranchées, chaque structure comprenant : un plot comprenant un sommet et au moins un flanc, une première couche à base d’un premier matériau et surmontant le substrat, la première couche recouvrant une partie au moins du flanc du plot, une portion de recouvrement formée par la première couche, recouvrant, de préférence en étant au contact direct de, une partie inférieure du flanc du plot et laissant à découvert une partie supérieure du flanc du plot, la partie supérieure du plot formant une protrusion par rapport à la première couche.
Un troisième aspect de l’invention concerne un procédé de collage ou de report d’au moins un plot compris dans un empilement selon le deuxième aspect de l’invention sur un empilement de réception : Fournir un empilement selon le deuxième aspect de l’invention, Fournir un empilement de réception présentant une face supérieure, Réaliser un collage direct du sommet de l’au moins un plot de l’empilement sur la face supérieure de l’empilement de réception.
Les protrusions formées lors du procédé de préparation permettent en effet, lors du procédé de collage, un collage efficace. Tout particulièrement, il n’est pas nécessaire de procéder à une étape de chauffage risquant de provoquer des distorsions et/ou contraintes mécaniques fortes au sein des empilements, comme cela était le cas dans l’art antérieur. Il est éventuellement possible de procéder à un recuit de consolidation après le collage direct pour améliorer l’adhésion entre les sommets des plots et la face supérieure de l’empilement de réception, mais un tel recuit s’effectue à des températures inférieures aux températures pour lesquelles des déformations mécaniques peuvent survenir.
Par ailleurs, ce procédé de collage ne nécessite pas un contrôle dimensionnel supérieur au contrôle couramment accessible dans l’industrie.