Modelisation et optimisation en vue de realisations technologiques de MESFET et de TEGFET AlGaAs/GaAs

SIGLECNRS T Bordereau / INIST-CNRS - Institut de l'Information Scientifique et TechniqueFRFranc

Étude et réalisation de matrices de microcapteurs infrarouges en technologie silicium pour imagerie basse résolution

La détection de présence humaine est devenu un enjeu important dans de nombreux domaines comme la domotique ou l'automobile, par exemple, Les détecteurs infrarouges grand public, actuellement disponibles sur le marché ne sont pas aptes à faire la distinction entre une personne ou un animal domestique de façon absolument fiable. Pour répondre à ce problème, les matrices imageantes infrarouges classiques sont beaucoup trop onéreuses et trop performantes. C'est pourquoi nous avons choisi de développer des réseaux de microcapteurs de rayonnement infrarouge de quelques pixels avec le souci permanent de minimiser au maximum le coût de fabrication. Ces microcapteurs de type thermoélectrique, sont basés sur une structure originale permettant de les utiliser à l'air libre, sans encapsulation. Un modèle mathématique, prenant en compte les caractéristiques technologiques du microcapteur ainsi que son environnement thermique, a été mis au point et permet de définir la structure optimale à partir d'un cahier des charges. Une étude approfondie a été menée pour chaque étape technologique nécessaire à la réalisation de ces microcapteurs, depuis la membrane compensée en contrainte, jusqu'au dépôt de la couche de polyimide constituant l'absorbant infrarouge. Les résultats obtenus ont montré une bonne corrélation entre le modèle mathématique et les valeurs expérimentales. Des microcapteurs destinés à optimiser la sensibilité à l'éclairement puis la détectivité spécifique ont été étudiés et fabriqués. L'objectif initial de réaliser une matrice imageante infrarouge basse résolution et faible coût a été atteint.LILLE1-BU (590092102) / SudocSudocFranceF

Microcapteurs de rayonnement infrarouge en technologie silicium

La demande de microradiomètres infrarouge affiche une croissance importante. Des secteurs tels que l'électroménager et l'automobile sont parmi les plus importants consommateurs. Cependant, il n'existe pas de grande variété de microcapteurs thermiques sur le marché et ceux-ci présentent encore un coût élevé. C'est pourquoi, dans le cadre de cette thèse, nous nous sommes attaché à réaliser une nouvelle génération de microcapteurs compétitive en technologie silicium. Un modèle analytique intégrant l'ensemble des propriétés physiques et des paramètres technologiques du microcapteur a été développé de manière à extraire le meilleur compromis de fabrication. Pour améliorer la précision de calcul et compte tenu de la diversité des valeurs contenues dans les bases de données, l'accent a été porté sur la caractérisation des matériaux entrant dans la constitution du microradiomètre. Nous avons donc quantifié le pouvoir thermoélectrique du polysilicium dopé Bore et Phosphore constituant la thermopile ainsi que l'absorptivité de l'absorbant infrarouge. L'exploitation des résultats ainsi que les solutions technologiques apportées dans le cadre du projet INTERLAB nous ont permis d'entreprendre la fabrication de deux prototypes de surface 6*5 et 3*3mmcarré. Bien que ces prototypes soient sous certaines conditions perturbés par les phénomènes de convection et de conduction gazeuse, les performances obtenues en terme de sensibilité à l'éclairement énergétique SindiceE sont nettement supérieures aux réalisations antérieures. De plus les perspectives apportées par la modélisation permettent d'envisager la radiation de microradiomètres insensibles aux signaux parasites dus à la convection et la conduction gazeuse. Les réalisations effectuées ont suscité l'intérêt de PME des secteurs de l'automobile et du textile ainsi que d'un leader mondial de l'électroménager.LILLE1-BU (590092102) / SudocSudocFranceF