1 - GÉNÉRALITÉS ET PROCÉDÉS DE FABRICATION

• 1.1 - Micro-usinage en volume
  Figure 6 - (a) Micropoutre et (b) Microrésonateur usinés par DRIE (source : NXP-ESIEE) Figure 7 - Étapes technologiques d’un microrésonateur (source : NXP-ESIEE) Figure 8 - Capteur MEMS de densité-viscosité pour applications pétrolières (source : Schlumberger MEMSTC-ESIEE) Figure 9 - Capteurs en fin de fabrication – zoom sur un élément (source : Schlumberger Doll Research-ESIEE)
• 1.2 - Couche sacrificielle
  Figure 10 - Étapes technologiques de MEMS libérés par couche sacrificielle [4] Figure 11 - Exemples de réalisations sur substrat SOI (source : Université catholique de Louvain [4])

2 - TRANSDUCTIONS UTILISÉES DANS LES MEMS

• 2.1 - Rappel d'élasticité
  Figure 12 - Représentation des contraintes sur les faces d'un cube
• 2.2 - Transduction capacitive
  Figure 13 - Capacité plan à entrefer variable Figure 14 - Capacité plan à taux de recouvrement des électrodes variable Figure 15 - Capacité plan à entrefer variable et électrode mobile déformable Figure 16 - Microtransducteur capacitif en peigne [6] Figure 17 - Zone agrandie des peignes Figure 18 - Mise en évidence des forces de lévitation
• 2.3 - Transduction piézoélectrique
  Figure 19 - Effet piézoélectrique direct Figure 20 - Effet piézoélectrique inverse Tableau 1 - Valeurs des coefficients piézoélectriques du ZnO, du PZT et de l'AlN
• 2.4 - Transduction piézorésistive
• 2.5 - Couches chimiquement sensibles
  Figure 21 - Principe d'un capteur chimique

3 - ÉLECTRONIQUE DE CONDITIONNEMENT

• 3.1 - Électronique des capteurs MEMS non résonants
  Figure 22 - Exemple d'amplificateur de charge Figure 23 - Amplificateur de charge effectuant une modulation Figure 24 - Bruit en 1/f Figure 25 - Étage amplificateur à capacités commutées Figure 26 - Polarisation en tension du capteur résistif [15] Figure 27 - Polarisation en courant du capteur résistif Figure 28 - Linéarisation par l'utilisation d'un AOP Figure 29 - Origine de la tension de mode commun Figure 30 - Tensions en sortie du câble de liaison Figure 31 - Amplificateur différentiel Figure 32 - Amplificateur d'instrumentation à trois AOP Figure 33 - Taux de réjection du mode commun (CMR) en fonction de la fréquence (d'après la documentation AD 620 Analog Devices) Figure 34 - Capteur de pression Figure 35 - Compensation de la dérive thermique par des diodes Figure 36 - Sources d'erreurs de capteurs de type PRT [16] Figure 37 - MAX 1457 [16] Figure 38 - Chaîne d'acquisition conventionnelle Figure 39 - Spectre d'un signal échantillonné Figure 40 - Représentation d'un système bouclé Figure 41 - Architecture du circuit de conditionnement Figure 42 - Électronique d'asservissement (principe) Figure 43 - Modulateur ΣΔ 1 bit de degré 1 Figure 44 - Étalement du bruit de quantification Figure 45 - Répartition fréquentielle du bruit de quantification Figure 46 - Exemple de capteur asservi numériquement
• 3.2 - Exemple d'électronique de conditionnement analogique pour capteur MEMS résonant
  Figure 47 - Schéma électrique équivalent d’un résonateur Figure 48 - Électronique conventionnelle d’un capteur résonant Figure 49 - Module et phase de l’admittance Figure 50 - Cercle de Kennelly : représentation de l’admittance sur le plan complexe Figure 51 - Représentation simplifiée du cercle de Kennelly avec une capacité parasite Figure 52 - Représentation précise de l’admittance dans le plan complexe avec une capacité parasite non nulle Figure 53 - Compensation en fréquence de l’amplificateur transimpédance Figure 54 - Ajout de la compensation de C 0 par une branche supplémentaire

4 - CONCLUSION