Développement de couches magnétiques dures pour MEMS (application à un microswitch magnétique bistable )

Abstract

Le but de ce travail de thèse est de réaliser un microswitch magnétique bistable à base d'aimants permanents. De nouveaux designs de tels microswitch ont été dessinés afin d'obtenir à la fois des forces de contact plus élevés et des courants de commutation plus faibles que les systèmes semblables existants déjà. Des logiciels de simulations magnétiques ont été utilisés afin d'évaluer le comportement statique et dynamique de c~s micro relais. Des couches épaisses (> 1 /lm) de matériaux magnétiques durs hautes performances (NdFeB, SmCo) ont été déposées par pulvérisation cathodique triode. Cette technique de pulvérisation permet d'avoir des vitesses de dépôt élevées sur de grandes surfaces. Les conditions de dépôt et de traitements thermiques de ces couches ont été étudiés afin d'obtenir de grandes coercivités, de grandes rémanences et des textures particulières. Enfin, des briques de base technologiques ont été développées afin d'intégrer ces films magnétiques dans un process de microtechnologie et de réaliser fmalement de nouveaux microsystèmes magnétiques. Ce travail est inclus dans le projet ANR Nanomag2 dont le but final est de fabriquer des micro-relais RF pour des applications spatiales.The aim of this PhD thesis is to realize a bistable microswitch using integrated magnets. New designs of such microswitches have been drawn in order to obtain both higher contact forces and lower commutation currents compared to such existing systems. Magnetic simulation softwares have been used to assess static and dynamic behaviour of the micro-switches. Then thick films (> 1 /lm) of high performance hard magnetic materials (NdFeB, SmCo) have been deposited with triode sputtering, which enables high deposition rates on large areas. Conditions of sputtering and heat treatments were studied to get high coercivities, high remanences and special textures. Basic technological steps have been developed to integrate these magnetic films into a micro-technological process in order to finally realize new magnetic micro-systems. This work was part of the project Nanomag2 whose final goal is to fabricate a RF-microswitch for spatial applications.GRENOBLE1-BU Sciences (384212103) / SudocSudocFranceF