Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Les microsystèmes sont des dispositifs multifonctionnels miniaturisés intelligents, qui associent des éléments mécaniques, optiques, électromagnétiques, thermiques et fluidiques à de l’électronique. Leur capacité à assurer des fonctions de capteurs pouvant identifier des paramètres physiques de leur environnement (pression, accélération ...) leur assure un très bel avenir. L’article traite des microsystèmes, de sa conception à sa fabrication et assemblage, jusqu’à ses principales applications.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Sylvain PAINEAU : Directeur Marketing et Technologies
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Philippe ANDREUCCI : Ingénieur Marketing Produit
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Catherine SCHAFFNIT : Ingénieur Marketing Technique
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Stéphane MAGATON
INTRODUCTION
Les microsystèmes, nés vers la fin des années 1980 et commercialisés à partir des années 1990, connaissent actuellement un essor important. Les technologies des microsystèmes ont en effet été identifiées comme étant les plus prometteuses pour le vingt-et-unième siècle, et comme pouvant révolutionner à la fois le monde industriel et celui du consommateur en combinant la microélectronique et la technologie de microfabrication.
L’article qui suit commence par la conception d’un microsystème, décrit sa fabrication et présente les principales applications des microsystèmes : microsystèmes radiofréquence, microsystèmes optiques et capteurs par exemple. Il complète les articles suivants des Techniques de l’Ingénieur : « Microsystèmes » réf. [37], « Capteurs à semiconducteurs » [E 2 310] réf. [43], « Capteurs microélectroniques » [E 2 315] réf. [44].
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Packaging et assemblage3. Technologies de fabrication
Le but de cette partie est de décrire les différentes technologies de fabrication des microsystèmes.
On utilise pour leur fabrication non seulement des technologies utilisées en microélectronique, mais aussi en micromécanique, en micro-optique, en micromagnétisme, et en chimie, ...
Les techniques les plus couramment utilisées pour réaliser des microsystèmes sont le micro-usinage de volume et le micro-usinage de surface. Ce sont les seules qui seront abordées ici.
Le micro-usinage en volume (bulk micromachining) (cf. § 3.4.1 et figure 9) est une technique qui permet l’obtention de microstructures suspendues par gravure du substrat. Le terme de volume est utilisé ici puisque la gravure forme une cavité dans le volume du substrat sous les couches déposées.
Le micro-usinage en surface (surface micromachining) (cf. § 3.4.2 et figure 11) est basé sur l’emploi de couches sacrificielles. Ces couches sont gravées entièrement en fin de fabrication par une étape de gravure sélective. Pendant la fabrication, les couches déposées sont une succession de couches sacrificielles (dioxyde de silicium ou résine, par exemple) et de couches structurelles (comme le polysilicium ou un métal) que l’on grave au fur et à mesure de l’empilement.
3.1 Types de substrats
Les microsystèmes sont fabriqués par un procédé collectif, ce qui permet de diminuer le coût du composant final.
Les substrats utilisés pour les microsystèmes se présentent, comme pour ceux utilisés en microélectronique, sous forme de wafers. Les wafers sont des tranches très fines de silicium monocristallin dont les dimensions répondent aux normes internationales SEMI.
Ainsi, les équipements utilisés pour la fabrication des microsystèmes sont très proches de ceux utilisés pour la fabrication des semiconducteurs. La taille des wafers sur lesquels sont réalisés les microsystèmes est le plus souvent 100 mm (4 pouces) ou 150 mm (6 pouces), soit généralement plus faible qu’en microélectronique.
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Le silicium est le substrat le plus couramment...
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Technologies de fabrication
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - * - http://www.memsnet.org/links/software.html
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(2) - MADOU (M.) - Fundamentals of Microfabrication. - 752 p. 2002 CRC Press.
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(3) - RAI-CHOUDURY (P.) - Handbook of Microlithography, Micromachining and Microfabrication. - 776 p. 1997 SPIE — The International Society for Optical Engineering.
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(4) - * - http://www.sehamerica.com/http://www.soitec.com/http://www.analog.com/
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(5) - COLE (D.), McNAMARA (C.), SOMASUNDRAM (K.), BOYLA (A.), DEVINE (C.), McKEEVER (J.), McCANN (P.), NEVIN (A.) - Fusion-Bonded Multilayered SOI for MEMS applications. - SPIE Optoelectronics, Photonics and Imaging (Opto Ireland), Galway, Sept. 5-6, 2002.
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(6) - ZHANG (X.), ALURU (N.R.), LIN (L.), FORSTER (F.K.) - Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) 1998 : Micro-Manufacturing Processes in MEMS and other advanced systems - . (Dsc (series) vol. 66)...
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