CA2496320A1 - Microstructure a surface fonctionnalisee par depot localise d'une couche mince et procede de fabrication associe - Google Patents

Microstructure a surface fonctionnalisee par depot localise d'une couche mince et procede de fabrication associe Download PDF

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Abstract

Microstructure électromécanique (1) comprenant une première partie appelée partie mécanique (102) réalisée dans un premier matériau conducteur de l'électricité, et qui comprend d'une part une zone déformable de manière élastique (104) ayant une valeur d'épaisseur et une surface exposée (2), et d'autre part un premier film organique (4) ayant une épaisseur, présent sur l'ensemble de la surface exposée (2) de la dite zone déformable (104), caractérisé en ce que l'épaisseur du premier film (4) est telle que la répon se élastique de la zone déformable (104) munie du premier film (4) ne change pa s de plus de 5 % par rapport à la réponse de la zone déformable nue (104) ou e n ce que l'épaisseur du premier film (4) est inférieure à dix fois l'épaisseur de la zone déformable (104). Application à la fabrication de microstructures électromécaniques.

Claims (32)

1. Microstructure électromécanique 1 comprenant une première partie appelée partie mécanique 102 réalisée dans un premier matériau conducteur de l'électricité, et qui comprend d'une part une zone déformable de manière élastique 104 ayant une valeur d'épaisseur et une surface exposée 2, et d'autre part un premier film organique 4 ayant une épaisseur, présent sur l'ensemble de la surface exposée 2 de la dite zone déformable 104, caractérisé en ce que l'épaisseur du premier film 4 est telle que la réponse élastique de la zone déformable 104 munie du premier film 4 ne change pas de plus de 5% par rapport à la réponse de la zone déformable nue 104 ou en ce que l'épaisseur du premier film 4 est inférieure à dix fois l'épaisseur de la zone déformable 104.
2. Microstructure électromécanique 1 selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'épaisseur du premier film 4 est telle que la réponse élastique de la zone déformable 104 munie du premier film 4 ne change pas de plus de 1%.
3. Microstructure électromécanique 1 suivant l'une des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que le premier film 4 est constitué d'un film organique lié
de façon covalente à la surface exposée 2 de la zone déformable 104.
4. Microstructure électromécanique 1 suivant la revendication 3, caractérisée en ce que le premier film 4 est constitué d'une couche d'une molécule de longueur fixe liée de manière covalente à la surface exposée 2 de la zone déformable 104 et en ce que le premier film 4 est réalisé dans une matière qui peut être déposée à
partir d'une réaction électro-initiée.
5. Microstructure électromécanique 1 suivant la revendication 4, caractérisée en ce que le taux de couverture de la surface exposée 2 par le premier film 4 est supérieur à 60%.
6. Microstructure électromécanique 1 suivant la revendication 4, caractérisée en ce que le taux de couverture de la surface exposée 2 par le premier film 4 est supérieur à 90%.
7. Microstructure électromécanique 1 suivant l'une des revendications 4 à 6, caractérisée en ce qu'elle comporte à la surface de la partie mécanique 102, une zone annulaire 5, entourant la surface exposée 2, ayant elle-même une surface 6 et réalisé dans un deuxième matériau conducteur de l'électricité, différent au sens de la réaction électro-initiée du premier matériau de la partie mécanique 102, et en ce qu'un deuxième film organique 7 est présent sur la surface 6 de la dite zone annulaire 5, ce deuxième film 7 étant un film réalisé dans une matière pouvant être déposée à partir d'une réaction chimique électro-initiée.
8. Microstructure électromécanique 1 suivant l'une des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que le premier matériau constituant la partie mécanique 102 est un semi-conducteur dopé et en ce qu'elle comporte à
la surface de la partie mécanique 102, une zone annulaire 5, entourant la surface exposée 2, ayant elle-même une surface 6 et réalisé dans un deuxième matériau réalisé par dopage de type opposé à celui du premier matériau et en ce qu'un deuxième film organique 7 est présent sur la surface 6 de la dite zone annulaire 5, ce deuxième film 7 étant un film réalisé
dans une matière pouvant être déposée à partir d'une réaction chimique électro-initiée.
9. Microstructure électromécanique 1 suivant l'une des revendications 7 à 8, caractérisée en ce que la partie mécanique 102 comporte un ou plusieurs plots de contact 8 sur une position extérieure à la zone annulaire 5.
10. Microstructure électromécanique 1 suivant la revendication 7, caractérisée en ce que la partie mécanique 102 comporte un ou plusieurs premiers plots de contact 8 ayant une surface 9 réalisés dans un troisième matériau, différent au sens de la réaction électro-initiée des premier et deuxième matériaux, sur une position extérieure à la zone annulaire 5 et en ce qu'un troisième film organique 10 est présent à la surface 9 des premiers plots de contact 8, ce troisième film 10 étant un film réalisé dans une matière pouvant être déposée à partir d'une réaction chimique électro-initiée.
11. Microstructure électromécanique 1 suivant la revendication 8, caractérisée en ce que la partie mécanique 102 comporte un ou plusieurs premiers plots de contact 8 ayant une surface 9 réalisés dans un troisième matériau, différent au sens de la réaction électro-initiée du premier matériau, sur une position extérieure à la zone annulaire 5 et en ce que un troisième film organique 10 est présent à la surface 9 des premiers plots de contact 8, ce troisième film 10 étant un film réalisé dans une matière pouvant être déposée à partir d'une réaction chimique électro-initiée.
12. Microstructure électromécanique 1 selon l'une des revendications 10 à 11, caractérisée en ce qu'elle comporte une deuxième partie 11 conductrice de l'électricité, isolée électriquement et mécaniquement solidaire de la partie mécanique 102 comportant un ou plusieurs deuxièmes plots de contact 12 ayant une surface 13 réalisés dans un matériau différent au sens de la réaction électro-initié du matériau constitutif de la deuxième partie 11 et en ce que un quatrième film organique 14 est présent à la surface 13 des deuxièmes plots de contact 12, ce quatrième film 14 étant un film réalisé dans une matière pouvant être déposée à
partir d'une réaction chimique électro-initiée.
13. Microstructure électromécanique 1 selon la revendication 12, caractérisée en ce qu'elle comporte une troisième partie 15, mécaniquement solidaire des première et deuxième parties mécanique 102 et 11, isolée électriquement de la première partie mécanique 102, réalisée dans un matériau conducteur de l'électricité et en ce que la deuxième partie et la troisième partie sont électriquement reliées.
14. Microstructure électromécanique 1 selon la revendication 12, caractérisée en ce que la première partie 102 est constituée par une première couche de silicium, et en ce que les première et deuxième parties 102 et 11 sont solidaires d'une même couche isolante 16.
15. Microstructure électromécanique 1 selon la revendication 13, caractérisée en ce que la première partie 102 est constituée par une première couche de silicium monocristallin, et en ce que les première et deuxième parties 102 et 11 sont solidaires d'une même couche isolante 16 et en ce que la troisième partie 15 est constitué par une deuxième couche de silicium sur lequel repose la dite couche isolante 16.
16. Microstructure électromécanique 1 selon l'une des revendications 14 ou 15, caractérisée en ce que la couche isolante 16 comporte un évidement 18 situé immédiatement sous la zone déformable 104.
17. Microstructure électromécanique 1 suivant l'une des revendications 1 à 7 ou 10, caractérisée en ce que le premier matériau constituant la partie mécanique 102 est un semi-conducteur dopé et en ce qu'un dopage de type opposé à celui du premier matériau définit un plot d'électrode 19 à la surface de la partie mécanique 102 en dehors de la surface exposée 2.
18. Microstructure électromécanique 1 suivant l'une des revendications 1 à 17, caractérisée en ce que le premier film organique 4 est dans un matériau tel que la surface exposée 2 de la zone déformable 104 couverte de ce film 4 présente des fonctions de biocompatibilité, de non cyto-toxicité et/ou d'anti-adhésion ou anti-prolifération cellulaire.
19. Microstructure électromécanique 1 suivant l'une des revendications 7 à 17, caractérisée en ce que le deuxième film 7 est une film présentant des fonctions de biocompatibilité et de non cyto-toxicité.
20. Capteur de pression incorporant une microstructure électromécanique 1 suivant l'une des revendications 1 à 19.
21. Plaquette 100 comportant un ensemble de microstructures 1 selon l' une des revendications 1 à 7 ou selon la revendication 10, caractérisée en ce qu'elle comporte une première électrode commune 106a reliant électriquement toutes les parties mécaniques 102 entre elles.
22. Plaquette 100 comportant un ensemble de microstructures 1 selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comporte une première électrode commune 106b reliant électriquement toutes les zones annulaires 5 entre elles et en ce que la polarité nécessaire pour électro-initier le premier film 4 correspond au sens passant de la diode créée par le dopage dans le sens zone annulaire 5 vers zone déformable 104 de la partie mécanique 102.
23. Plaquette 100 comportant un ensemble de microstructures 1 selon la revendication 8 ou la revendication 11, caractérisée en ce que qu'elle comporte une première électrode commune 106a réliant électriquement toutes les parties mécaniques 102 entre elles et en ce que la polarité nécessaire pour électro-initier le deuxième film 7 correspond au sens passant de la diode créée par le dopage dans le sens de la zone déformable 104 vers la zone annulaire 5 de la partie mécanique 102.
24. Plaquette 100 comportant un ensemble de microstructures 1 selon la revendication 11, caractérisée en ce qu'elle comporte une première électrode commune 106b reliant électriquement toutes les zones annulaires 5 entre elles et en ce que la polarité nécessaire pour électro-initier les premier et troisième films 4 et 10 est identique et correspond au sens passant de la diode créée par le dopage dans le sens zone annulaire 5 vers la zone déformable 104 de la partie mécanique 102.
25. Plaquette 100 comportant un ensemble de microstructures 1 selon l'une des revendications 12 à
13, caractérisée en ce qu'elle comporte une première électrode commune 106a reliant électriquement toutes les parties mécaniques 102 entre elles et une deuxième électrode commune 106c réalisée en surface de la plaquette 100 reliant électriquement toutes les deuxièmes parties 11.
26. Plaquette 100 comportant un ensemble de microstructures 1 selon la revendication 17, caractérisée en ce qu'elle comporte une première électrode commune 106d reliant électriquement toutes les plots d'électrodes 19 et en ce que la polarité
nécessaire pour électro-initier les films organiques 4, 7, 10 correspond au sens passant de la diode créée par le dopage dans le sens du plot d'électrode 19 vers la partie mécanique 102.
27. Microsystème 200 caractérisé en ce qu'il comporte une microstructure électromécanique 1 selon l'une des revendications 1 à 6, assemblée électriquement face avant retournée sur un support d'interconnexion 402 comprenant une ouverture débouchante 405 en regard de la partie déformable 104 de la microstructure 1.
28. Microsystème 200 caractérisé en ce qu'il comporte une microstructure électromécanique 1 selon l'une des revendications 7 à 9, assemblée électriquement face avant retournée sur un support d'interconnexion 402 comprenant une ouverture débouchante 405 en regard de la zone déformable 104 de la microstructure 1, le film 7 de la zone annulaire 5 de la microstructure 1 étant dans une matière isolante thermofusible et venant en contact avec un substrat 900 du support 402 pour réaliser un joint d'étanchéité 1008 autour de la zone déformable 104 de la microstructure 1.
29. Microsystème 200 caractérisé en ce qu'il comporte une microstructure électromécanique 1 selon l'une des revendications 10 à 13, assemblée électriquement face avant retournée sur un support d'interconnexion 402 comprenant une ouverture débouchante 405 en regard de la zone déformable 104 de la microstructure 1, le film 7 de la zone annulaire 5 de la microstructure 1 étant dans une matière isolante thermofusible et venant en contact avec un substrat 900 du support 402 pour réaliser un joint d'étanchéité 7 autour de la zone déformable 104 de la microstructure 1, le film 10 ou 14 des plots de contact 8 ou 12 de la microstructure 1 étant dans une matière conductrice thermofusible et venant en contact de plots 908 du support 402 pour réaliser une connexion mécanique et électrique 10, 14 entre la microstructure 1 et le support 402.
30. Microsystème 200 selon la revendication 29 caractérisé en ce que des plots de contact 908 du support 402 comporte un film réalisé dans une matière thermofusible conductrice obtenue à partir d'une réaction électro-initié, ces plots recouverts venant en contact des films 10, 14 des plots de contact 8, 12 de la microstructure 1 pour assurer une connexion électrique et mécanique entre le support 402 et la microstructure 1 par thermosoudage.
31. Microsystème 200 selon l'une des revendications 28 à 30 caractérisé en ce qu'un substrat 900 du support 402 comporte un film réalisé dans une matière thermofusible isolante obtenue à partir d'une réaction électro-initié, une partie du substrat 900 recouvert venant en contact du film 7 de la zone annulaire 5 de la microstructure 1 pour former un joint d'étanchéité 1008 autour de la zone déformable 104 de la microstructure 1 par thermosoudage.
32. Microsystème 200 selon l'une des revendications 27 à 31 caractérisé en ce que le support 402 est réalisé à partir d'une plaquette en silicium, et en ce qu'il comporte un antenne de couplage 902 connectée à un composant électronique dédié 400 lui-même assemblé sur le support 402.
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