INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Avantageusement, les structures de guidage 21, 31 et 31’ sont réalisées avec le même matériau supraconducteur utilisé pour réaliser la première couche C1 de chaque composant de connexion 10. Cela permet d’exploiter la supraconductivité du premier matériau pour une transmission plus efficace. De plus, cela permet de réaliser la première couche C1 de chaque composant de connexion et les structures de guidages 21, 31 et 31’ à partir de la même couche du matériau supraconducteur. Le procédé de fabrication du dispositif 1 de transmission de signaux radiofréquence est ainsi simplifié et les coûts sont réduits.
La illustre une vue en perspective d’un second mode de réalisation d’un dispositif 2 de transmission de signaux RF comprenant un composant de connexion 10 selon l’invention.
Le dispositif de transmission 2 comprend une piste de transmission 20, un composant de connexion 10 selon l’invention et une microstructure 40 sous forme de « mésa ». La microstructure 40 est réalisée par l’empilement d’une première couche 41 réalisée avec le premier matériau supraconducteur, et d’une couche métallique 42 formant une électrode d’alimentation. La piste de transmission 20 du second mode de réalisation est identique à celle du premier mode de réalisation.
La microstructure 40 est connectée à la piste de transmission 20 à travers le composant de connexion 10. La première électrode de connexion EL1 est mise en contact (ou en continuité) avec la structure de guidage 21 et la seconde électrode de connexion EL2 est mise en contact (ou en continuité) avec la première couche 41 de la microstructure 40.
La piste de transmission 20, le composant de connexion 10 et la microstructure 40 sont réalisés sur une première face SUB_a du substrat SUB. Le dispositif de transmission 2 comprend en outre un plan de masse 50 métallique déposé sur la face opposée SUB_b du substrat SUB. Avantageusement, le substrat est réalisé en saphir ou en MgO ou en SrTiO3 ou en silicium. L’électrode d’alimentation de la structure 40 est connectée électriquement au plan de masse 50 par exemple par l’intermédiaire d’un fil 51 réalisé par la technique dite de « wire bonding ».
Ainsi, il est possible d’activer ou désactiver la transmission à travers la piste de transmission 20 en configurant l’état de conductivité du composant de connexion 10 entre un état isolant ou supraconducteur.
Alternativement, il est possible d’atténuer le signal Vs transmis à travers la piste de transmission 20. Les composants de connexion 10 sont configurés par les signaux de contrôle à un état résistif intermédiaire. Ainsi, l’impédance des composants de connexion 10 est variable en continu dans la plage de valeurs définissant l’état résistif intermédiaire. Cela permet de contrôler l’atténuation de l’amplitude du signal transmis Vs.
L’état de la technique connait ainsi des systèmes manœuvre, typiquement à chariots, voire des systèmes robotisés tels que par exemple divulgué par WO2022/223927A1 de la présente Demanderesse, ou encore JPS634312 qui permettent de mettre œuvre une extraction des cylindres usées, puis leur remplacement par des cylindres de travail neufs.
Selon les constatations des inventeurs, les systèmes de manœuvre de l’état de la technique tels que les que les systèmes robotisés selon WO2022/223927A1 ou encore JPS634312 comprennent un outil de saisie qui est configuré pour être déplacé par le système de manœuvre typiquement selon au moins trois directions de l’espace, voire également suivant un ou plusieurs degrés de rotation.
Les opérations de changement de cylindre requièrent d’arrêter les opérations de laminage, y compris d’arrêter le défilement de la bande métallique, et de procéder à l’ouverture de la cage du laminoir en desserrant les deux cylindres de travail, voire lorsque la cage comporte deux parties, respectivement inférieure et supérieure, mobiles l’une par rapport à l’autre, en écartant les deux parties afin de faciliter l’accès aux cylindres de travail.
L’outil de saisie est alors configuré pour saisir un cylindre de travail en vue de procéder à son retrait, puis à sa dépose typiquement sur un rack, fixe, à distance de la cage laminoir comme divulgué par WO2022/223927A1 ou encore JPS634312.
On procède typiquement par le retrait du cylindre de travail supérieur. A cet effet le système de manœuvre positionne l’outil de saisie au droit d’une fenêtre de maintenance de la cage du laminoir et procède à un centrage de l’outil de selon la direction transversale et/ ou selon la direction verticale, afin d’aligner un axe de l’outil de saisi avec le cylindre à saisir. Après la saisie du cylindre de travail, le système robotisé procède au retrait du cylindre, par un déplacement du cylindre selon son axe parallèle à la direction transversale Y. Le système de manœuvre déplace ensuite le cylindre de travail à distance de la fenêtre, puis dépose le cylindre de travail inférieur sur un emplacement vide sur le rack par déplacement de l’outil de saisi par le système de manœuvre.
Le système de manœuvre déplace à nouveau l’outil de saisie, depuis le rack jusqu’au droit de la fenêtre de maintenance de la cage pour renouveler ces opérations en vue du retrait du cylindre de travail inférieur, puis à la dépose du cylindre de travail inférieur, sur un deuxième emplacement vide du rack.
Le système de manœuvre retourne à nouveau jusqu’au rack pour procéder à la saisie d’un premier cylindre de travail neuf sur le rack, puis le déplace jusqu’à la fenêtre de maintenance pour procéder à son insertion dans la cage du laminoir, par exemple comme cylindre de travail inférieur après centrage avec un logement inférieur dans la cage laminoir. Le système de manœuvre retourne encore jusqu’au rack pour procéder à la saisie d’un deuxième cylindre de travail, neuf, sur le rack, puis le déplace jusqu’à la fenêtre de maintenance pour procéder à son insertion dans la cage du laminoir, par exemple comme cylindre de travail supérieur, après centrage avec un logement supérieur dans la cage du laminoir.
Une fois les opérations de changement terminées, les cylindres de travail peuvent être resserrés sur la bande, qui est mise à nouveau mise en mouvement, pour redémarrer les opérations laminage.
Selon les constatations de la Demanderesse, une telle solution de changement de cylindres de travail impose d’arrêter les opérations de laminage pendant toute la durée des cycles d’aller-retours du laminoir aux racks ce qui diminue le rendement de l’installation laminage.
On connait encore un second état de la technique qui est décrit comme art antérieur dans la WO2022/223927A1 et illustré aux deux premières figures de cette antériorité.
Selon cet état de la technique robotisé le système robotisé comprend un robot comprenant : - un chariot comprenant un premier châssis muni de roues coopérant avec des rails disposés au sol, s’étendant suivant la direction Y, au droit de la fenêtre d’accès de la cage du laminoir, ledit premier châssis configuré pour se déplacer suivant la direction Y, transversale, le long des rails, sous l’action de premier moyen moteur entraînant les roues, - un deuxième châssis et un premier système de glissière reliant le deuxième châssis et le premier châssis configuré pour déplacer le deuxième châssis par rapport au premier châssis suivant la direction X, longitudinale, sous l’action de deuxième moyen moteur - un troisième châssis et un deuxième système de glissière reliant le troisième châssis et le deuxième châssis, configuré pour déplacer le troisième châssis par rapport au deuxième châssis suivant la direction Z, verticale, sous l’action de troisième moyen moteur.
Un outil de saisie est solidaire du troisième châssis et un tel système robotisé selon l’état de la technique est configuré pour assurer l’extraction d’un ou deux cylindre(s), par le maintien d’un seul cylindre à la fois, par la mise en œuvre des étapes suivantes : - aligner l’outil de saisi avec l’axe du cylindre à saisir par déplacement de l’outil orienté suivant la direction X par l’action du deuxième moyen moteur et suivant la direction Z par l’action du troisième moyen moteur, - saisir le cylindre par l’outil de saisie par l’avance du chariot le long des rails, - extraire le cylindre hors de la cage du laminoir par le recul du chariot le long des rails suivant la direction Y, sous l’action du premier moyen moteur.
En fin d’extraction du cylindre opéré par le recul du robot le long des rails, le cylindre extrait est entièrement en dehors de la cage du laminoir, orienté axialement de manière parallèle à la direction Y, transversale. Le cylindre est alors dans une position intermédiaire où le cylindre de travail est situé entre, d’une part, la fenêtre d’accès de la cage du laminoir, laissée ouverte par le système porte, et d’autre part, le chariot du robot.
Dans un tel état de la technique, la dépose du cylindre nécessite un équipement supplémentaire motorisé illustré comme art antérieur dans le document WO2022/223927A1, comportant un système de racks de dépose, motorisé, au moins suivant la direction X horizontalement pour qu’il vienne se positionner entre le laminoir et le robot. Ce système de rack peut encore être déplaçable de manière motorisée suivant la direction Y horizontale.
Le système de rack peut ainsi comprendre lui-même un chariot avec un premier châssis configuré pour se déplacer le long de rails disposés parallèles au rail du robot, latéralement au robot, selon la direction transversale Y par un premier moteur, et un deuxième châssis portant le rack de chargement/déchargement des cylindres, configuré pour être déplacé, par rapport au premier châssis , selon la direction X grâce un système de glissière entre le deuxième châssis et le premier châssis, et des seconds moteurs.
Le rack est ainsi déplacé par le premier châssis le long des rails, selon la direction Y, puis par déplacement du deuxième châssis selon la direction X, en porte-à-faux du premier châssis, pour assurer la dépose du cylindre par le robot sur le rack qui s’opère, par l’action des troisièmes moyens moteurs, alors que le cylindre est toujours orienté selon la direction Y, dans une position où le rack mobile est positionné intermédiaire entre le laminoir et le robot.
Cette implantation au niveau de l’interface entre le point mémoire 200 et la couche d’encapsulation 300 et sur la portion dopée 125 a pour effet de détruire les liaisons se formant entre les espèces chalcogénures et des atomes d’oxygène à cause notamment de la remise à l’air du point mémoire entre la gravure de structuration et l’encapsulation. A la place des liaisons chalcogénure-oxygène (Ge-O, TeO 2 , Sb 2 O 3 …), on forme des liaisons entre les espèces chalcogénures et l’espèce dopante (Ge-C, Ge-As…). Ces liaisons sont, contrairement aux liaisons oxyde, bénéfiques au fonctionnement du dispositif 1. Elles permettent notamment un phénomène de passivation de la portion dopée 125. Cela a pour avantage de retarder la cristallisation des régions pauvres en espèces chalcogénures, coïncidant typiquement avec la portion dopée 125. Le retard à la cristallisation assure une meilleure uniformité et moins de variabilité des cristaux de matériau chalcogénure, alors que des cristaux plus gros et orientés de façon non homogène, typique de dispositifs non implantés, induisent une variabilité intrinsèque.
L’implantation permet également une relaxation structurale du matériau à la base du tronçon chalcogénure 120. Cela a pour effet une baisse de la densité du dispositif PCM 1, notamment au niveau de l’interface entre le point mémoire 200 la couche d’encapsulation 300.
La présence de l’espèce dopante permet également de rendre le tronçon chalcogénure moins impacté par la ségrégation cristalline entre les éléments chimiques le composant. Cela a pour avantage de fiabiliser la programmation de l’état SET.
L’étape d’implantation à partie de la face supérieure 101 et de la surface latérale 203 du point mémoire permet également d’améliorer la propreté de l’interface entre le point mémoire 200 et la couche d’encapsulation 300. Cela permet de réduire voire même d’éviter de potentiels effets parasites de dégénération du matériau constituant le tronçon chalcogénure aux interfaces avec la couche d’encapsulation 300. Cela permet également d’améliorer l’adhérence entre le point mémoire 200 et la couche d’encapsulation 300.
L’implantation provoque en outre une réduction du stress interne du tronçon chalcogénure dans son état amorphe, notamment au niveau de son interface avec la couche d’encapsulation 300. Cela permet une relaxation des contraintes dans cette région, ayant elle-même pour bénéfice une réduction des défauts structuraux créés dans cette région, et ce jusqu’à la fin de l’intégration du dispositif PCM 1.
La présence de l’espèce dopante dans le tronçon chalcogénure 120 ou couche mémoire, notamment à proximité de l’interface avec la couche d’encapsulation 300, permet d’en améliorer les performances thermiques, notamment grâce à une réduction de la conductivité thermique. La cristallisation des espèces chalcogénures est par ailleurs rendue plus uniforme grâce à cette réduction de la conductivité thermique. En effet, suite à l’émission d’une impulsion électrique pour la programmation de l’état SET, la chaleur est évacuée plus lentement. Le processus de cristallisation de la couche mémoire est donc amélioré et rendu plus homogène. Pour la couche mémoire, la variabilité de l’état SET est ainsi diminuée. Pour la couche sélectrice, la variabilité de la tension de seuil et de la tension d’initialisation est diminuée.
Les différents avantages de l’implantation décrits ci-dessus ont pour conséquences positives générales sur le dispositif PCM : Une amélioration du nombre de cycles durant lesquels le dispositif PCM 1 peut fonctionner avec des performances supérieures à des spécifications données. Cela équivaut à une amélioration de l’endurance du dispositif 1. Le fait d’atteindre des performances équivalentes à celles obtenues dans l’art antérieur pour de grandes dimensions (typiquement une largeur prise selon l’axe Y comprise entre 50 et 300 nm), cette fois pour des dimensions réduites du point mémoire 200 (notamment une largeur du point mémoire prise selon l’axe Y inférieure ou égale à 50 nm).
Il est entendu que les avantages décrits ci-dessus relativement à l’étape d’implantation du procédé selon l’invention s’étendent naturellement à la présence de la portion dopée 125 dans le dispositif selon l’invention.
Des dimensions du dispositif PCM 1 sont maintenant données à titre d’exemple non limitatif, en référence aux figures 2, 3F et 4C. Le dispositif PCM 1 peut présenter une largeur L 1 selon la direction y sensiblement comprise entre 5 nm et 100 nm. L’électrode inférieure 110 peut présenter une épaisseur e 110 sensiblement comprise entre 30 nm et 200 nm, par exemple sensible égale à 100 nm. Le cas échéant ( ), l’électrode intermédiaire 140 peut présenter une épaisseur e 140 sensiblement comprise entre 2 et 50 nm, par exemple sensiblement égale à 20 nm. L’électrode supérieure 130 peut présenter une épaisseur e 130 sensiblement comprise entre 10 nm et 100 nm, par exemple sensiblement égale à 50 nm. Le tronçon chalcogénure ( ) peut présenter une épaisseur sensiblement comprise entre 10 nm et 100 nm, par exemple sensiblement égale à 50 nm. Le cas échéant ( ), le premier tronçon chalcogénure 120’ peut présenter une épaisseur sensiblement comprise entre 10 nm et 100 nm, par exemple sensiblement égale à 50 nm. Le cas échéant, le premier tronçon chalcogénure 120’’ peut présenter une épaisseur sensiblement comprise entre 5 nm et 50 nm, par exemple sensiblement égale à 25 nm.
Des résultats obtenus pour des dispositifs PCM 1 comprenant une électrode inférieure 110, un tronçon chalcogénure ou couche mémoire 110, une électrode supérieure 120 et une couche d’encapsulation 300, comme par exemple illustré par la , vont maintenant être décrits. Les dimensions de ce dispositif 1 correspondent aux dimensions décrites précédemment. Dans ces exemples la couche mémoire 110 est faite de Ge 2 Sb 2 Te 5 , la couche d’encapsulation de SiN et l’espèce dopante est du carbone.
La représente les profils d’implantation (concentration en at/cm 3 ) obtenus par simulation TRIM pour une dose de carbone de 10 16 at/cm² et deux valeurs distinctes d’énergie d’implantation (4keV 701 et 5keV 702), en fonction de la profondeur dans une tranche du dispositif 1 s’étendant depuis le flanc extérieur de la couche d’encapsulation 300 et jusque dans la couche mémoire. Pour les deux énergies d’implantation on observe une densité importante de carbone à l’interface entre la couche d’encapsulation 300 en SiN et le tronçon chalcogénure 120, puis que la concentration du carbone dans le tronçon chalcogénure 120 décroit avec la distance à l’interface PCM/encapsulation, sur une quinzaine de nanomètres. A l’interface, la densité de carbone est d’environ 5 at.%.
La illustre des mesures de résistivité (en Ω.cm) en fonction de la température (en °C) de couches mémoires amorphes implantées selon un profil uniforme avec du carbone pour différentes énergies d’implantation (8 keV ou 30 keV) et doses implantées (10 15 ou 10 16 at/cm²). On observe une augmentation de la température de cristallisation pour les exemples implantés à plus forte dose et plus forte énergie. Cela confirme une amélioration de la stabilité de la phase amorphe vis-à-vis de la cristallisation grâce à la présence du carbone.
La illustre des mesures de densité (en g/cm 3 ) et d’épaisseur dopée ou implantée (correspondant à la dimension radiale l 125 ) (en Å) de couches mémoires amorphes implantées avec du carbone pour différentes énergies d’implantation (8 keV ou 30 keV) et doses implantées (10 15 ou 10 16 at/cm²), ainsi qu’une mesure de densité (en g/ cm 3 ) d’une couche mémoire amorphe non implantée (référence). On observe que l’implantation en carbone permet de réduire de plus d’une unité la densité de la couche mémoire, quelle que soit la dose implantée et l’énergie d’implantation, sur une épaisseur comprise entre 2 nm et 6 nm depuis l’interface avec la couche d’encapsulation 300. L’augmentation de la dose implantée permet tout particulièrement de réduire la densité. Ces éléments confirment que l’implantation permet une relaxation structurale et ainsi une réduction de la densité du tronçon chalcogénure.
A travers les différents modes de réalisation décrits ci-dessus, il apparaît clairement que l’invention propose un procédé de fabrication d’un dispositif mémoire en améliorant les propriétés.
L’invention n’est pas limitée aux modes de réalisations précédemment décrits et s’étend à tous les modes de réalisation couverts par l’invention. Notamment, le dispositif PCM peut présenter toute caractéristique résultant de la mise en œuvre du procédé et inversement le procédé peut comprendre toute étape configurée pour l’obtention d’une caractéristique du dispositif.
Selon un mode de réalisation dudit ensemble selon le quatrième aspect, ledit système robotisé présente un robot comprenant : - un chariot comprenant un premier châssis muni de roues coopérant avec des rails disposés au sol, s’étendant suivant une direction Y, au droit de l’ouverture d’accès de la cage du laminoir, ledit premier châssis étant configuré pour se déplacer suivant la direction Y le long des rails, sous l’action de premiers moyens moteurs entraînant notamment les roues, - un deuxième châssis et un premier système de glissière reliant le deuxième châssis et le premier châssis configuré pour déplacer le deuxième châssis (3) par rapport au premier châssis suivant une direction X, sous l’action de deuxièmes moyens moteurs - un troisième châssis et un deuxième système de glissière reliant le troisième châssis et le deuxième châssis, configuré pour déplacer le troisième châssis par rapport au deuxième châssis suivant une direction Z, verticale, sous l’action de troisièmes moyens moteurs, - un système de saisie déplaçable avec la troisième châssis comprenant un actionneur configuré pour commander le verrouillage et le déverrouillage de la saisie de l’ embout de l’outil de saisie.
Selon un mode de réalisation dudit ensemble, le système de saisi comprend un châssis tubulaire à l’intérieur duquel est prévu un dispositif de verrouillage/déverrouillage, monté pivotant par l’intermédiaire de roulements, autour d’un axe de rotation, destiné à être parallèle, voire confondu à l’axe de l’arbre support de l’outil de saisie, par l’intermédiaire de moyens moteurs , en particulier de sixième moyens moteurs, et dans lequel le dispositif de verrouillage/déverrouillage comprend l’actionneur, y compris des moyens moteurs configurés pour passer le dispositif de verrouillage d’un état de verrouillage de l’embout jusqu’à un état de déverrouillage de l’embout.
Fig. 1 est une configuration schématique d’un laminoir 20 cylindres.
Fig. 2 est une vue d’un outil de saisie selon un mode de réalisation de la présente divulgation qui comporte un arbre support couplé à un système robotisé, à une extrémité proximale de l’arbre support, ainsi qu’un premier doigt, et un deuxième doigt, coaxiaux, s’étendant l’un vers l’autre, suivant une direction parallèle à l’axe de l’arbre support, le premier doigt, fixe, maintenu par une équerre à une extrémité distale de l’arbre support, le deuxième doigt, positionné à proximité d’une extrémité proximale d’une extrémité de l’arbre support destinée à être manutentionnée, ledit deuxième doigt étant monté mobile suivant la direction de l’arbre support, sous l’action d’un actionneur permettant le passage de l’écartement entre le premier doigt et deuxième doigt, d’une première position d’écartement pour laquelle les doigts sont écartés, suivant la direction de l’arbre support d’une dimension supérieure à la longueur du cylindre de travail autorisant un relâchement du cylindre de travail, et jusqu’à une deuxième position écartement pour laquelle le premier doigt vient pénétrer la première cavité sur le premier flanc, et conjointement le deuxième doigt vient pénétrer la deuxième cavité sur le deuxième flanc, assurant une saisie du cylindre de travail par l’outil, avantageusement, sans contact avec la surface cylindrique du cylindre.
Fig. 3 est une vue en coupe d’un laminoir 20 cylindres, selon un plan de serrage du laminoir passant par les axes des cylindres de travail inférieur et supérieur, dans une position d’ouverture de la cage par écartement d’une partie de cage supérieure par rapport à une partie de cage inférieure, illustrant: - d’une part, le positionnement d’un outil de saisie inférieur, dans la première position d’écartement pour laquelle le premier doigt et le deuxième doigt sont écartés d’une distance supérieure à la dimension en longueur du cylindre, les doigts étant centrés avec l’axe du cylindre de travail inférieur, le premier doigt en regard de la première cavité sur le premier flanc, le deuxième doit en regard de la deuxième cavité sur le deuxième flanc, et - d’autre part, le position d’un outil de saisie, supérieur, dans la deuxième position d’écartement pour laquelle le premier doigt et le deuxième doigt sont rapprochés dans la deuxième position d’écartement avec saisi du cylindre de travail supérieur par ses flancs, le premier doigt en prise avec la première cavité, le deuxième doigt en prise avec la deuxième cavité.
Fig. 4 est une vue de coupe d’un système robotisé convenant pour la manipulation de l’outil de saisie.
Fig. 5 est une vue de la dépose d’un cylindre de travail sur un rack, latéralement aux rails, le cylindre de travail ayant été pivoté de 90° par rapport à sa position dans la cage du laminoir.
Fig. 6a est une vue d’un outil de saisie, selon un second mode de réalisation avantageux, qui comprend : - un premier couple de doigts, comprenant un premier doigt et un deuxième doigt, respectivement agencés au niveau de l’extrémité distale, libre de l’arbre support et de l’extrémité proximale de l’arbre support destinée à être manutentionnée, le premier doigt dans une position escamotée par un bras pivotant pour laquelle le premier doigt est désaxé du deuxième doigt, le premier couple de doigts dans une position libre en vue de la saisie d’un cylindre de travail, supérieur dans le laminoir, - un deuxième couple de doigts, comprenant un troisième doigt et un quatrième doigt engagés respectivement dans des cavités de centrage d’un cylindre de travail neuf, assurant le maintien du cylindre de travail, neuf.