Thèse soutenue

Résonateurs de couche mince à onde acoustique de volume FBAR : fabrication, intégration hétérogène avec technologie CMOS et applications comme capteur
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Auteur / Autrice : Humberto Campanella Pineda
Direction : Pascal NouetJaume Esteve
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Électronique, optronique et systèmes
Date : Soutenance en 2008
Etablissement(s) : Montpellier 2

Résumé

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Une technologie novatrice de fabrication des FBAR a tout d'abord été développée : en particulier des techniques de dépôt et de micro-mécanisation de la structure en couches du résonateur ont été mises au point. La modélisation électrique sous la forme d'un circuit équivalent, la modélisation mécanique par la méthode des éléments finis (FEM), ainsi que les caractérisations structurale et électrique des FBARs, ont été réalisées. Par ailleurs, une variation du procédé de fabrication aboutissant à des dispositifs FBAR avec compensation de température (TC) a aussi été développée. Un autre résultat marquant de cette thèse a été l'implémentation d'une nouvelle procédure d'ajustement de la fréquence résonance du FBAR basée sur l'utilisation d'un faisceau d'ions focalisé (FIB). Basée sur la technologie FBAR déjà mentionnée, une méthode permettant de réaliser l'intégration hétérogène à niveau wafer des FBARs avec substrats CMOS a été conçue et implémentée. De cette manière, et pour la première fois, des dispositifs FBAR localisés sur substrat CMOS ont été fabriqués avec succès. De plus, cette méthode de co-intégration a été démontrée pour plusieurs technologies : avec une CMOS commerciale [AMS035] mais aussi avec la CNM25, développée au CNM. Enfin, différentes applications de dispositifs FBAR en tant que capteurs ont été proposées, la plus pertinente étant une implémentation comme capteur de masse localisée, ce qui représente un première pour des FBARs. Par ailleurs, le concept de capteur mécanique basé sur un FBAR a été introduit et expérimentalement démontré à travers deux exemples : accéléromètres encastrés et capteurs de force pour des applications de microscopie à force atomique (AFM). Pour terminer, la fabrication et la caractérisation d'un résonateur acoustique sans contact entre électrodes et couche mince d'AlN ont été proposées