Développement des microcapteurs ChemFETs pour l'analyse de l'eau

par Iryna Humenyuk

Thèse de doctorat en Conception des circuits micrélectroniques et microsystèmes

Sous la direction de Pierre Temple-Boyer.

Soutenue en 2005

à Toulouse, INSA , en partenariat avec Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes L.A.A.S. (Toulouse) (laboratoire) .


  • Résumé

    L'intérêt porté aux microcapteurs électrochimiques ChemFETs (Chemical Field Effect Transistor) ne cesse de croître, stimulé par leurs nombreuses applications. Au cours de cette thèse, différentes structures de ChemFETs à canal non préformé et préformé ont été étudiées, simulées et réalisées. Le procédé technologique et l'encapsulation des ChemFETs à canal préformé ont été mis au point. Les caractéristiques électrochimiques de ces structures ChemFETs ont été effectuées afin de mettre en évidence l'influence du régime de fonctionnement du ChemFETs sur leurs paramètres de détection (sensibilité, linéarité. . . ). Le microcapteur générique pH-ChemFET (grille SiO2/Si3N4) a été adapté à la détection de l'ion ammonium aboutissant à la réalisation de pNH4-ChemFET (grille SiO2/Si3N4/PSX). L'utilisation des techniques de photolithographie a permis la fabrication collective des couches ionosensibles à base d'une matrice organique en polysiloxane (PSX) et d'un ionophore associé: nonactine. La fonctionnalité des pH-ChemFETs et pNH4-ChemFETs a été vérifiée expérimentalement pour la gamme de concentration pH = [2-11] et pNH4 = [1-5] respectivement.

  • Titre traduit

    Development of chemical microsensors ChemFETs for water monitoring


  • Résumé

    The interest in electrochemical microsensors ChemFETs (Chemical Field Effect Transistor) continues unabated, stimulated by its wide range of applications. The simulation, the fabrication and the characterization of different ChemFET's structures (normally-off and normally-on) have been carried out during this work. The technological process and the packaging of normally-on ChemFETs sensors have been successfully developed. An analysis of the influence of the functioning ChemFET's mode on their characteristics (sensitivity, linearity. . . ) has been done using an electrochemical characterization of chemical sensors. Finally, pH-ChemFETs (SiO2/Si3N4 gate) microsensors have been adapted to the ammonium ion NH4+ detection thanks to a polysiloxane (PSX) membrane containing nonactine as ionophore, leading to the realization of pNH4-ChemFETs (SiO2/Si3N4/PSX gate). The ion sensitive film was deposed using photolithography techniques. The performance of the pH-ChemFETs and pNH4-ChemFETs have been experimentally validated for the concentration range pH = [2-11] and pNH4 = [1-5] respectively.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (195 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 176

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées. Bibliothèque centrale.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2005/777/HUM

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  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Sciences de la Terre Recherche - cartothèque - CADIST.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 05 ISAT 0019
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