Solution générique pour l'adressage matriciel de micro-actionneurs thermiques et optimisation de micro-sources thermiques
Résumé
Nowadays, technology reached a sufficient maturity to guarantee the realization of MEMS with an output of fabrication close to 100%. As a result, high density integration of micro actuators or detectors can be considered to develop new functionalities. This work concerns the set up of matric addressing systems for thermal actuators like realization of heating sources with adjustable temperature profile. First, we will carry out a review of the applications using micro heater sources. This in order to specify the characteristics of each type of application. A generic solution with the problem of addressing heating source will be proposed, based on polysilicon elements with symmetrical thresholds. The development of this solution, implying a control of the polysilicium doping levels by implantation, will be detailed. Then we will present the two projects which allow to validate the use of this addressing system: MicroPyros project aiming to the realization of a matrix of micro pyrotechnical actuators, as well as the project aiming at the realization of a matrix of micro ejectors. For each of the two cases, studies were undertaken, leading to achievements within the technological station of LAAS CNRS. As a result, the various produced matrices were tested and validated. Finally, we will present the results of the last technological process, allowing the comparison of the achievements suspended, on membranes and on silicon and even more to explore new functionalities based on the polysilicium elements with symmetrical thresholds.
La technologie a aujourd'hui atteint une maturité suffisante pour garantir la réalisation de MEMS avec un rendement de fabrication proche de 100%. Dés lors, on peut sereinement envisager l'intégration à haute densité de micro actionneurs ou de détecteurs pour de nouvelles fonctionnalités. Le travail présenté porte sur la mise en place de systèmes d'adressage matriciel pour des actionneurs thermiques, ainsi que sur la réalisation de source de chaleur à profil de température ajustable, voire configurable. Dans un premier temps, nous effectuerons un tour d'horizon des applications utilisant des micro sources de chaleur. Ceci afin de spécifier les caractéristiques propres à chaque type d'application. Une solution générique au problème d'adressage de source de chaleur sera alors proposée, basée sur des éléments à seuils symétriques en polysilicium. La mise au point de cette solution, impliquant un contrôle du dopage du polysilicium par implantation, sera détaillée. Ensuite nous présenterons les deux projets ayant permis de valider l'utilisation de ce système d'adressage : le projet MicroPyros visant à la réalisation d'une matrice de micro actionneurs pyrotechniques, ainsi qu'un projet visant la réalisation d'une matrice de micro éjecteurs. Pour chacun des deux cas, des études ont été menées, conduisant à des réalisations au sein de la centrale technologique du LAAS CNRS. Les différentes matrices réalisées ont ensuite été testées et validées. Enfin, nous présenterons les résultats du dernier run technologique, visant à permettre la comparaison des réalisations suspendues, sur membranes et sur silicium, ainsi qu'à explorer de nouvelles fonctionnalités basées sur les éléments à seuils symétriques en polysilicium.