Ondes de lamb dans les membranes bimorphes aln sur silicium : applications aux microcapteurs de pression

Lamb waves in aln/silicon bimorph membranes: application to pressure microsensors

• Auteur / Autrice : NICOLAS TIROLE
• Direction : Daniel Hauden
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1993
• Etablissement(s) : Besançon

Résumé

Les ondes elastiques de surface et de volume sont largement utilisees dans le domaine des micro-capteurs. Dans cette etude, un autre type d'onde a ete choisi, les ondes de lamb, qui presentent des caracteristiques tres interessantes pour une utilisation, notamment en capteur de pression. Les ondes de lamb sont des ondes elastiques se propageant dans une plaque d'epaisseur faible devant la longueur d'onde acoustique (lambda) (quelques diziemes de longueur d'onde). La sensibilite en regime non lineaire des ondes de lamb aux perturbations mecaniques exterieures a ete etudiee theoriquement dans le but de realiser un capteur de pression de grande sensibilite utilisant une membrane bimorphe et anisotrope aln/silicium. L'influence des dimensions geometriques de la membrane (largeur, longueur, epaisseur) et de la position des transducteurs d'excitation et de detection sur la sensibilite a la pression a ete evaluee pour les modes a0 et s0 et verifiee experimentalement pour le mode s0. L'aspect technologique de micro-usinage chimique du silicium et du depot des couches piezoelectriques de nitrure d'aluminium (aln) est egalement expose. Les effets de la temperature sur le capteur sont etudies et un capteur thermiquement autocompense a ete realise. En conclusion, il ressort de cette etude que le mode s0 des ondes de lamb se propageant dans une structure aln/silicium est adapte a la realisation de capteurs de pression de haute sensibilite et insensible a l'effet de la temperature