Thèse soutenue

Etude du procédé d'élaboration et caractérisation de microdispositifs en silicium poreux pour la mesure du taux d'humidité

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Auteur / Autrice : Olivier Garel
Direction : Elisabeth Dufour-Gergam
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance en 2009
Etablissement(s) : Paris 11
Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Les performances des microsystèmes sont extrêmement liés à l’environnement et doivent généralement dépendre le moins possible des perturbations extérieures, comme l’humidité de l’air. C’est pourquoi ces microdispositifs sont généralement encapsulés dans un boitier hermétique qui permet à la fois de les connecter à une électronique, mais également de les protéger des variations du milieu extérieur. Mais ce type de boitiers qui représente plus de 80 % du coût du global d’un composant, est aussi à l’origine de près de 80 % des défaillances. Ainsi, il s’avère intéressant de placer directement sur le capot de silicium de l’encapsulation des capteurs environnementaux (pression, température, gaz) pour pouvoir caractériser in situ l’atmosphère interne du boitier durant la phase d’assemblage, mais également durant la phase d’utilisation. Dans ce travail, nous avons choisi d’utiliser du silicium poreux comme matériau sensible à l’humidité, qui de par sa surface spécifique élevée, permet d’augmenter la capacité d’absorption de l’humidité par rapport à un matériau massif et donc de réaliser des capteurs les plus sensibles possible, tout en restant compatible avec les spécificités induites par la technologie silicium. Pour cela, après avoir mis au point le procédé de fabrication des couches de silicium poreux par anodisation électrochimique et d’avoir caractérisé leur morphologie (porosité, surface spécifique), nous avons développé deux types de micro capteurs d’humidités susceptibles d’être intégrés à une encapsulation sur tranche constituant le boitier : des dispositifs statiques (capteurs impédimétriques) et des structures mobiles résonnantes.