FR3059312A1 - Procede de realisation d’un dispositif electromecanique - Google Patents

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Abstract

L'invention est un procédé de réalisation d'un dispositif électromécanique, comportant une partie mobile apte à se déformer par rapport à une partie fixe. Le procédé met en œuvre des étapes basées sur des microtechnologies de fabrication, appliquées à un substrat comportant une couche supérieure, une couche intermédiaire et une couche inférieure. Ces étapes sont : la formation de premières ouvertures dans la couche supérieure ; la formation d'une cavité creuse dans la couche intermédiaire, étape dite de prélibération d'une partie centrale de la couche supérieure s'étendant entre les premières ouvertures ; l'application d'une couche dite d'obturation sur la couche supérieure, cette couche recouvrant les premières ouvertures, la couche d'obturation assemblée à la partie centrale formant une microstructure suspendue au-dessus de la cavité creuse ; la réalisation d'un sillon de délimitation dans la microstructure suspendue, de façon à former, dans cette microstructure, une partie mobile et une partie fixe, la partie mobile formant un organe mobile du dispositif électromécanique.

Description

Titulaire(s) : COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE ET AUX ENERGIES ALTERNATIVES Etablissement public.
Demande(s) d’extension
Mandataire(s) : INNOVATION COMPETENCE GROUP.
PROCEDEâDEâREALISATIONâD'UNâDISPOSITIFâELECTROMECANIQUE.
FR 3 059 312 - A1 (57) L'invention est un procédé de réalisation d'un dispositiFelectromécanique, comportant une partie mobile apte à se déformer par rapport à une partie fixe. Le procédé met en oeuvre des étapes basées sur des microtechnologies de fabrication, appliquées à un substrat comportant une couche supérieure, une couche intermédiaire et une couche inférieure. Ces étapes sont: la formation de premières ouvertures dans la couche supérieure; la formation d'une cavité creuse dans la couche intermédiaire, étape dite de prélibération d'une partie centrale de la couche supérieure s'étendant entre les premières ouvertures;
l'application d'une couche dite d'obturation sur la couche supérieure, cette couche recouvrant les premières ouvertures, la couche d'obturation assemblée à la partie centrale formant une microstructure suspendue au-dessus de la cavité creuse; la réalisation d'un sillon de délimitation dans la microstructure suspendue, de façon à former, dans cette microstructure, une partie mobile et une partie fixe, la partie mobile formant un organe mobile du dispositif électromécanique.
Procédé de réalisation d'un dispositif électromécanique
Description
DOMAINE TECHNIQUE
Le domaine technique de l'invention est la fabrication de dispositifs électromécaniques de type MEMS ou NEMS, destinés à former des résonateurs, des commutateurs, ou des détecteurs de mouvement.
ART ANTERIEUR
Les dispositifs électromécaniques de type MEMS (acronyme de Micro Electro Mechanical System) ou NEMS (acronyme de Nano Electro Mechanical System) sont d'usage courant dans de nombreux domaines industriels, où ils sont utilisés en tant qu'actionneurs ou en tant que détecteurs. Pour ne donner que quelques exemples, on trouve de tels dispositifs dans des accéléromètres, des capteurs de pression ou de mouvement, des téléphones portables et cette liste est loin d'être exhaustive. Les applications de ces dispositifs dans l'analyse pour la biologie ou la santé font également l'objet de nombreux développements.
Un grand nombre de dispositifs électromécaniques comportent une fine structure mobile, dite suspendue au-dessus d'un substrat, la structure suspendue étant apte à se déformer sous l'effet d'une contrainte, qu'il s'agisse d'une contrainte de pression, ou de l'application d'un champ électrique, par effet capacitif, ou de l'effet de la gravité ou encore de l'application d'une onde acoustique. De tels dispositifs associent un aspect mécanique, en l'occurrence un mouvement ou une déformation de la structure suspendue, ainsi que des moyens électriques pour induire et/ou détecter ce mouvement, d'où l'utilisation du terme électromécanique. Un dispositif électromécanique peut être obtenu selon différents procédés de fabrication, au cours desquels différentes étapes de microfabrication s'enchaînent, permettant de délimiter une structure mobile dans un substrat et de former, sur ce même substrat, des électrodes en vis-à-vis permettant une transduction par couplage capacitif avec cette structure mobile. Certains procédés permettent de former un matériau piézoélectrique superposé ou adjacent à la structure mobile ; on peut alors actionner ou mesurer un déplacement de la structure mobile par transduction piézoélectrique. L'une de ces étapes est particulièrement critique : il s'agit de l'étape dite de libération, dans laquelle une couche sacrificielle est retirée de façon que la partie mobile surplombe le substrat, et soit apte à se mouvoir. La libération permet à la partie mobile de pouvoir se déplacer ou se déformer relativement au substrat, en décrivant par exemple des ondulations ou des vibrations.
Les figures IA à 1D illustrent un procédé usuel de fabrication d'un dispositif électromécanique. Le procédé met en œuvre un substrat 100 semi-conducteur, comportant une couche 101 dite couche supérieure. Cette couche supérieure 101 est superposée à une couche sacrificielle 102 cette dernière étant elle-même superposée à une couche inférieure 103. La couche sacrificielle 102 peut être réalisée avec une résine photosensible, de l'oxyde de silicium, ou autre diélectrique, ou encore une couche métallique, par exemple en Or, ou Aluminium ou un alliage d'Aluminium ou de Silicium. La figure IB montre une étape de réalisation, par photolithographie, de plots de contacts métalliques 109, ou de pistes conductrices métalliques sur la couche supérieure 101. Il s'agit de déposer, sur la couche supérieure 101, des matériaux fonctionnels ayant une fonction particulière, par exemple une fonction de conduction électrique. La figure IC représente une étape de structuration d'une partie mobile 105 du dispositif, dite microstructure. Au cours de cette étape de structuration, un motif est gravé dans la couche supérieure 101, en combinant photolithographie et gravure. Cette étape permet de graver un sillon 104, dit entrefer, délimitant la partie mobile 105 dans un plan selon lequel s'étend la couche supérieure 101. La partie mobile 105 est alors disposée en vis-à-vis d'une partie fixe 106, l'entrefer 104 séparant la partie fixe de la partie mobile. La largeur £ de l'entrefer 104 doit être suffisamment faible pour permettre un bon couplage capacitif entre la partie fixe 106 et la partie mobile 105 du dispositif, de telle sorte qu'un mouvement ou une déformation de la partie mobile 105 soit induit par couplage capacitif et/ou détectable par couplage capacitif, par des électrodes formées dans la partie fixe 106.
L'étape de libération, illustrée sur la figure 1D, consiste à libérer la microstructure 105 de la couche sacrificielle 102. Cette phase est usuellement réalisée par gravure chimique en phase liquide ou en phase vapeur ou par plasma, permettant un retrait sélectif de la couche sacrificielle 102. On forme alors une cavité s'étendant en dessous de la microstructure 105 ainsi qu'à un retrait du matériau de masquage remplissant l'entrefer. Cette étape libère la microstructure 105, cette dernière devenant alors mobile par rapport à la couche supérieure résiduelle 101, formant la partie fixe 106. Cette gravure est usuellement réalisée avec une solution de gravure de type HF (acide fluorhydrique) ou BHF (acide fluorhydrique dilué) lorsque la couche sacrificielle 102 est constituée d'oxyde de silicium. Elle est suivie d'un rinçage, afin d'éliminer le liquide de gravure chimique. Par retrait sélectif, on entend que la gravure concerne principalement, voire exclusivement, la couche sacrificielle 102 et n'affecte pas, ou le moins possible, les autres couches constituant le dispositif, notamment la couche supérieure 101 ou la couche inférieure 103.
Un tel procédé comporte certains inconvénients. Le premier inconvénient est le risque d'endommagement de la microstructure 105 du dispositif lors de l'étape de libération. En effet, l'entrefer 104 étant mince, une partie de la microstructure peut se déformer et adhérer à la partie fixe 106 ou à la couche inférieure 103. Un tel phénomène, désigné par le terme stiction, est schématisé sur les figures 1E et 1F, représentant respectivement, en vue de dessus, une microstructure 105 avant et après libération. Sous l'effet de la création d'un ménisque avec un liquide résiduel, qu'il s'agisse de la solution de gravure ou de la solution de rinçage, ou sous l'action de forces de tensions superficielles d'une telle solution, la microstructure 105 peut se déformer et se plaquer, de façon irréversible, contre la partie fixe 106 ou contre la couche support 103. Ce risque est d'autant plus élevé que l'entrefer 104 est étroit et que la raideur de la microstructure 105 est faible. En effet, l'adhésion de la microstructure 105 à une paroi fixe lui faisant face est due à des forces capillaires apparaissant lors de la formation d'un ménisque, et/ou à des forces inter-surfaciques lors du contact de la microstructure avec ladite paroi. Ces forces peuvent surpasser la raideur de la microstructure 105, auquel cas la microstructure adhère durablement à une paroi lui faisant face, et ne retrouve pas sa configuration initiale.
Par ailleurs, la phase de gravure peut avoir un impact sur l'intégrité de certaines structures, en particulier la microstructure 105 ou la partie fixe 106 lui faisant face. Cette phase de gravure peut également dégrader certains éléments fonctionnels rapportés à la surface de la couche de silicium 101, par exemple les contacts métalliques 109 précédemment décrits. En effet, bien que la vitesse de gravure de certains matériaux, différents de celui constituant la couche sacrificielle 102, soit faible, elle n'en est pas pour autant nulle et les structures réalisées selon ces matériaux peuvent être endommagées et rendues non fonctionnelles.
En corollaire, le recours à une gravure chimique conditionne le choix des matériaux à utiliser. Le matériau composant la couche sacrificielle doit présenter une vitesse de gravure élevée, tandis que les autres matériaux, dits de structure, ou les matériaux fonctionnels, par exemple les électrodes métalliques 109, doivent présenter une vitesse de gravure faible. Cette caractéristique, désignée par le terme de sélectivité d'attaque, impose le choix des matériaux de structure ainsi que leur épaisseur. Le choix de la solution de gravure dépend des différents matériaux composant le substrat et les éléments rapportés sur ce dernier.
Une alternative est alors de couvrir les éléments les plus sensibles par un matériau de protection, par exemple un capot de verre ou un film de Polyimide. Mais une telle alternative nécessite ensuite un retrait du matériau de protection, pouvant également affecter certains matériaux.
Un autre procédé pour libérer une microstructure, dit par la face arrière, est présenté en lien avec les figures 2A à 2F. Ces figures présentent un exemple de fabrication d'un résonateur électromécanique, décrit dans la publication Agache V « High Q. factor plate resonators for ultrasensitive mass sensing applications », Proc. Of Transducers 2009, Denver, USA, pp. 16301633, 2009. Le procédé met en œuvre un substrat 200 de type SOI, acronyme de Silicon on Insulator, signifiant Silicium sur Isolant, comportant une couche supérieure de silicium monocristallin 201, d'épaisseur 3 pm, ayant subi une croissance par épitaxie. Cette couche supérieure 201 est superposée à une couche sacrificielle d'oxyde de silicium 202, cette dernière étant elle-même superposée à une couche inférieure 203, cf. figure 2A. La figure 2B représente une étape de structuration d'une partie mobile 205 similaire à l'étape décrite en lien avec la figure IB. Cette étape permet de graver un sillon 204, dit entrefer, délimitant ladite partie mobile 205 du dispositif, dite microstructure. Dans cet exemple, la largeur £ du sillon est de 0.3 pm. La figure 2C représente le substrat après remplissage de l'entrefer 204 avec de l'oxyde à haute température 208, désigné par l'acronyme HTO (High Température Oxyde), ainsi que la réalisation de plots métalliques 209 de contact sur la couche supérieure 201, sans risque d'endommager la microstructure 205 ou l'entrefer 204. Ces plots métalliques sont ensuite recouverts d'une couche de protection 210 en TEOS (Orthosilicate de Tétraéthyle), ce qui est représenté sur la figure 2D. La libération de la microstructure 205 est illustrée sur la figure 2E. Contrairement à l'étape illustrée sur la figure 1E, le retrait de la couche sacrificielle 202 n'est pas effectué par l'avant, c'est-à-dire à travers la couche supérieure du substrat, mais par la face arrière, c'est-à-dire à travers la couche support 203. Cette gravure, entraîne également le retrait progressif de la couche d'oxyde 208 et de la couche de protection 210, représenté sur la figure 2F, mais elle peut détériorer les éléments fonctionnels 209 rapportés à la surface de la couche supérieure 201. Le fait de prévoir une gravure humide par la face arrière diminue le risque de stiction verticale (c'est-à-dire une adhésion de la microstructure 205 sur la couche inférieure 203), mais augmente la complexité du procédé. D'autre part, l'écueil de la stiction latérale, c'està-dire l'adhésion de la microstructure 205 sur la couche supérieure 201, à travers l'entrefer 204, subsiste. Enfin, cela suppose un choix de matériaux présentant une sélectivité d'attaque appropriée, de façon à ne pas endommager la microstructure mobile libérée par le retrait de la couche sacrificielle 202. La vitesse de gravure de la microstructure doit être soigneusement contrôlée dans le cas où les dimensions de cette dernière sont faibles, comme dans le cas d'une nanostructure mobile d'un NEMS.
La gravure en face arrière peut être réalisée, en face arrière, par gravure sèche, par exemple par gravure plasma à travers une résine, ce qui évite l'écueil de la stiction latérale. Bien que principalement destinée au retrait de la couche sacrificielle 202, une telle gravure sèche peut affecter la microstructure suspendue 205. Ce point est particulièrement délicat lorsque la microstructure suspendue est fine, typiquement dans le cas d'un NEMS, ou dans le cas d'un micro ou un nano canal suspendu, de telles configurations étant explicitées ultérieurement dans cette demande.
Par ailleurs, la gravure par la face arrière nécessite de graver une importante couche de matière, typiquement de l'ordre de 700 pm. Cela nécessite de mettre en œuvre une gravure dont l'homogénéité doit être maîtrisée, ce qui peut s'avérer difficile lorsque différentes cavités, de différentes dimensions, sont à graver sur un même substrat, la gravure étant plus rapide sur les cavités larges que sur les cavités étroites.
Les inventeurs ont cherché un procédé permettant de résoudre les limitations ou contraintes évoquées ci-dessus, à savoir l'effet de stiction, un choix de matériaux structurels conditionné par des contraintes de sélectivité d'attaque, des risques d'endommagement de la microstructure mobile par gravure sèche, ou encore une détérioration possible d'éléments fonctionnels, par exemple des plots de contacts, formés en face avant, c'est-à-dire sur la couche supérieure. Par ailleurs, l'invention permet la réalisation de dispositifs électromécaniques dont la partie mobile peut avoir des formes variées, sans modification des principales étapes du procédé.
EXPOSE DE L'INVENTION
Un objet de l'invention est un procédé de réalisation d'un dispositif électromécanique à partir d'un substrat, dit substrat de base, comportant une couche intermédiaire, disposée entre une couche inférieure et une couche supérieure, chaque couche s'étendant selon un plan, dit plan du substrat, le procédé comportant les étapes suivantes :
a) gravure de la couche supérieure, de façon à former des ouvertures, dites premières ouvertures, transversalement au plan du substrat, lesdites premières ouvertures traversant ladite couche supérieure jusqu'à la couche intermédiaire ;
b) retrait d'une partie de la couche intermédiaire s'étendant entre les premières ouvertures, de façon à former une cavité creuse dans ladite couche intermédiaire, ladite cavité creuse s'étendant, dans le plan du substrat, entre les premières ouvertures, en dessous de la couche supérieure ;
c) formation d'une couche d'obturation sur la couche supérieure, la couche d'obturation recouvrant les premières ouvertures formées lors de l'étape a), la couche d'obturation et la couche supérieure formant une microstructure dite suspendue s'étendant audessus de la cavité formée lors de l'étape b), entre lesdites premières ouvertures ;
d) réalisation d'un sillon de délimitation dans la microstructure suspendue formée lors de l'étape c), le sillon de délimitation débouchant dans la cavité formée lors de l'étape b), le sillon séparant la microstructure suspendue en une partie fixe et une partie mobile, la partie mobile étant apte à se déformer, en surplomb de la cavité, ladite partie mobile formant un organe mobile du dispositif électromécanique.
Lors de l'étape b), la cavité creuse s'étend entre la couche supérieure et la couche inférieure. Lors de l'étape c), la microstructure suspendue correspond à une partie de la couche d'obturation s'étendant entre les premières ouvertures.
L'étape a) forme une portion de la partie supérieure, dite partie centrale, s'étendant entre lesdites ouvertures. La partie centrale est préférentiellement telle que lors de l'étape b), son nombre élasto-capillaire est supérieur à 2.
Selon un mode de réalisation, le procédé peut comporter :
préalablement à l'étape c), la formation d'au moins une ouverture, dite centrale, à travers la couche supérieure, chaque ouverture centrale s'étendant, dans le plan du substrat, entre au moins deux premières ouvertures, de telle sorte que préalablement à l'étape c), ladite ouverture centrale débouche dans ladite cavité;
lors de l'étape c), le recouvrement de ladite ouverture centrale par la couche d'obturation ;
lors de l'étape d), la réalisation d'un sillon autour d'une partie de la couche d'obturation recouvrant l'ouverture centrale, cette dernière formant alors la partie mobile du dispositif électromécanique.
Le procédé peut comporter, préalablement à l'étape c), et de préférence préalablement à l'étape b), la formation d'un canal fluidique dans la couche supérieure, de telle sorte que suite à l'étape d), ledit canal fluidique s'étende dans la partie mobile. De préférence, le canal fluidique ne traverse pas la couche supérieure et ne débouche pas dans la cavité creuse.
Le procédé peut comporter, entre l'étape c) et l'étape d), la formation d'éléments fonctionnels sur la couche d'obturation, lesdits éléments fonctionnels ayant une fonction de connexion électrique, ou une fonction fluidique, en définissant un chemin fluidique sur ladite couche supérieure, ou ayant une fonction de détection d'une déformation mécanique.
Le procédé peut comporter l'une des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon les combinaisons techniquement réalisables :
l'étape d) est réalisée par une gravure sèche ;
la couche supérieure comporte ou est formée par un matériau conducteur, en particulier du silicium monocristallin ;
la couche intermédiaire est comporte ou est formée par un matériau diélectrique, en particulier de l'oxyde de silicium ;
la couche d'obturation comporte au moins un des matériaux suivants :
silicium monocristallin, silicium polycristallin, germanium, arséniure de gallium; un matériau diélectrique, notamment choisi parmi l'oxyde de silicium (SiO2), le nitrure de silicium (Si3N4), un polymère, l'oxycarbure de silicium (SiOC), du téflon ; un matériau conducteur, en particulier un métal;
dans l'étape c), la couche d'obturation est formée par dépôt chimique en phase vapeur, ou par pulvérisation sur la couche supérieure ;
dans l'étape c), la couche d'obturation est formée par oxydation thermique de la couche supérieure ;
l'épaisseur de la couche d'obturation est inférieure à 200 pm ;
suite à l'étape d), la largeur du sillon de délimitation, entre la partie fixe et la partie mobile de la microstructure suspendue, est inférieure à 10 pm.
Selon un mode de réalisation, l'étape c) comporte les sous-étapes suivantes :
ci) application d'un substrat dit auxiliaire sur le substrat de base, le substrat auxiliaire comportant une couche support supportant une couche inférieure, l'application étant réalisée de telle sorte que la couche inférieure du substrat auxiliaire soit placée sur la couche supérieure du substrat de base, au contact de cette dernière ;
cii) retrait de la couche support, de façon à laisser tout ou partie de la couche inférieure du substrat auxiliaire solidaire le substrat de base, sous la forme d'une couche inférieure résiduelle, la couche inférieure résiduelle formant la couche d'obturation.
La sous-étape ci) peut comporter un scellement moléculaire de la couche inférieure du substrat auxiliaire sur la couche supérieure du substrat de base.
Selon ce mode de réalisation, le substrat auxiliaire peut être déroulé sur la couche supérieure du substrat de base. Selon ce mode de réalisation, le substrat auxiliaire peut être un substrat souple.
Un autre objet de l'invention est un dispositif électromécanique obtenu par un procédé tel que décrit dans cette demande.
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et représentés sur les dessins énumérés ci-après.
FIGURES
Les figures IA à 1D illustrent un exemple de procédé de réalisation d'un dispositif électromécanique selon l'art antérieur.
Les figures 1E à 1F schématisent respectivement une microstructure avant et après sa libération, cette dernière s'accompagnant d'un effet de stiction latérale.
Les figures 2A à 2F représentent un autre exemple de procédé de réalisation d'un dispositif électromécanique selon l'art antérieur.
Les figures 3A à 3M illustrent un exemple de procédé de réalisation d'un dispositif électromécanique selon un premier mode de réalisation de l'invention.
Les figures 4A et 4B montrent des variantes permettant l'application d'une couche d'obturation, ces variantes pouvant s'appliquer à l'ensemble des modes de réalisation de l'invention.
La figure 5A représente une variante du premier mode de réalisation. La figure 5B illustre une autre variante.
Les figures 6A à 6D illustrent les principales étapes de la réalisation d'un dispositif électromécanique selon le premier mode de réalisation.
Les figures 7A à 7J représentent un exemple de procédé de réalisation d'un dispositif électromécanique selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.
Les figures 8A à 8D illustrent les principales étapes de la réalisation d'un dispositif électromécanique selon le deuxième mode de réalisation.
Les figures 9A à 9B illustrent les principales étapes de la réalisation d'un autre dispositif électromécanique selon le deuxième mode de réalisation.
Les figures 10A et 10B illustrent les principales étapes de la réalisation d'un autre dispositif électromécanique selon le deuxième mode de réalisation, ce que décrivent également les figures 10C et 10D.
La figure 11 représente un autre dispositif électromécanique réalisé selon le deuxième mode de réalisation.
La figure 12 représente un dispositif électromécanique obtenu selon une variante, s'appliquant à tous les modes de réalisation.
Les figures 13A à 131 représentent un exemple de procédé de réalisation d'un dispositif électromécanique selon un troisième mode de réalisation de l'invention.
Les figures 14A à 14E illustrent les principales étapes de la réalisation d'un dispositif électromécanique selon le troisième mode de réalisation.
La figure 15 représente un dispositif électromécanique obtenu par une combinaison des différents modes de réalisation.
EXPOSE DE MODES DE REALISATION PARTICULIERS
Les figures 3A à 3M illustrent les étapes d'un premier mode de réalisation visant à la réalisation d'un dispositif électromécanique de type MEMS (acronyme de Micro Electro Mechanical System) ou de type NEMS (Nano Electro Mechanical System).
On dispose d'un substrat 10, dit substrat de base, de type SOI (Silicon On Insulator) signifiant silicium sur isolant. Ce substrat comprend une couche intermédiaire 2 d'isolant, disposée entre une couche supérieure 1 en silicium, et de préférence en silicium monocristallin, et une couche inférieure 3 en silicium. Ces trois couches s'étendent parallèlement à un plan Pio dit plan du substrat. La couche intermédiaire 2 est constituée d'une couche d'oxyde dite enterrée, usuellement désignée par l'acronyme BOX (Buried Oxyde), signifiant oxyde enterré. Il s'agit de préférence d'oxyde de Silicium (SiOî). La couche intermédiaire 2 sert de couche d'arrêt de gravure, ainsi que de couche sacrificielle, comme décrit par la suite. L'utilisation d'un matériau diélectrique formant cette couche est privilégiée, car elle permet d'éviter une mise en courtcircuit de plusieurs dispositifs électromécaniques formés sur un même substrat. L'épaisseur de la couche intermédiaire 2 est de préférence comprise entre quelques dizaines de nanomètres à quelques micromètres, typiquement dans la plage 50nm - 5pm, et de préférence entre 100 nm et 2 pm, par exemple 2 pm. Son épaisseur est dimensionnée de telle sorte que lors de son retrait par gravure humide, le risque de stiction soit minimisé, comme décrit en lien avec la figure 3F.
La couche supérieure 1 est, dans cet exemple, en Silicium monocristallin, ce dernier étant préféré, par rapport à un autre semi-conducteur de type Silicium polycristallin, du fait de ses meilleures propriétés acoustiques et mécaniques, ce qui permet de minimiser la dissipation énergétique. La qualité d'un dispositif électromécanique de type résonateur est usuellement quantifiée par un facteur de qualité, représentant la finesse d'un pic de résonance. Ce pic de résonance apparaît sur un spectre fréquentiel, représentant l'amplitude du mouvement du résonateur qu'il s'agisse d'une ondulation ou d'une vibration, en fonction de la fréquence. Le facteur de qualité, à une fréquence de résonance, est déterminé à partir d'une largeur du pic de résonance apparaissant à ladite fréquence de résonance, par exemple sa largeur à mi-hauteur. Il peut notamment correspondre à un ratio entre ladite largeur à mi-hauteur et la fréquence de résonance. L'utilisation de Silicium monocristallin permet d'obtenir des facteurs de qualité élevés, du fait de la minimisation de la dissipation énergétique. Pour cette raison, le substrat de base 10 est préférentiellement un substrat de type SOI.
L'épaisseur de la couche supérieure 1 est de préférence comprise entre quelques dizaines de nanomètres à quelques centaines de micromètres, typiquement dans la plage 50nm - 200pm, et de préférence entre 100 nm et 5 pm, par exemple 500 nm. Cette couche supérieure peut faire l'objet d'une étape préalable de croissance de silicium par épitaxie, ce qui permet d'ajuster son épaisseur. La couche supérieure 1 peut également faire l'objet d'une étape préalable d'implantation de dopants afin d'ajuster sa conductivité électrique. Les dopants peuvent être choisis parmi le bore, le phosphore et l'arsenic. L'implantation de tels dopants est connue de l'homme du métier.
La couche inférieure 3 a une fonction de support des couches intermédiaire et supérieure. Il peut s'agir d'un semi-conducteur de type Si monocristallin ou d'un matériau amorphe, par exemple du verre. Son épaisseur est typiquement comprise entre quelques dizaines de pm et quelques centaines de pm, voire quelques millimètres. Par exemple, lorsqu'on utilise un substrat de diamètre 200mm, l'épaisseur de la couche inférieure 3 est de 725 pm.
De façon alternative, le substrat de base 10 peut accueillir des composants de type MOS ou CMOS, acronyme de Complementary Métal Oxide Semi-Conductor, comportant une couche supérieure en silicium ou polysilicium, et intégrant une couche intermédiaire en oxyde, par exemple S1O2- Dans ce cas, le substrat subit une étape préliminaire de polissage, de façon à ce que l'état de surface de la couche supérieure 1 soit compatible avec les étapes suivantes du procédé, en particulier l'étape de formation d'une couche d'obturation 6 décrite ci-après. Les composants CMOS peuvent être intégrés dans la couche supérieure 1 ou dans la couche inférieure 3. Les composants CMOS peuvent servir à l'adressage électrique du dispositif électromécanique formé par l'invention, ou à la détection d'un mouvement d'une partie mobile du dispositif. Lorsque les composants CMOS sont implantés au niveau de la couche inférieure 3, des vias peuvent traverser la couche intermédiaire 2 pour assurer la connexion électrique avec le dispositif électromécanique formé par l'invention.
Une autre alternative est d'utiliser un substrat multicouches de type graphène / oxyde / silicium monocristallin.
La figure 3B est une vue de dessus du substrat représenté sur la figure 3A.
La figure 3C représente une étape de structuration de la couche supérieure 1 par la formation d'ouvertures 4, dites premières ouvertures. Ces ouvertures sont de préférence formées par photolithographie suivie d'une gravure. La photolithographie permet de former un motif sur une résine photosensible déposée à la surface de la couche supérieure 1, ce motif permettant la délimitation des premières ouvertures 4 dans la résine. Les premières ouvertures 4 sont transférées dans le plan Ρί0 du substrat 10 par gravure sèche. Ainsi, les premières ouvertures 4 peuvent prendre la forme de tranchées, de trous de section carrée ou polygonale, ou d'une forme quelconque, préalablement définie par la photolithographie. Les premières ouvertures 4 débouchent dans ou au niveau de la couche intermédiaire 2. La gravure est de préférence une gravure sèche anisotrope, la couche intermédiaire 2 faisant office de couche d'arrêt de gravure. De préférence, au moins une dimension de ces premières ouvertures 4, dans le plan P10 du substrat, est inférieure à 10 pm, et préférentiellement de l'ordre de 1 pm. Les figures 3D et 3E sont des vues de dessus du substrat 10 après formation de premières ouvertures 4 prenant respectivement la forme de tranchées et de trous de section carrée. Les premières ouvertures 4 délimitent une portion de la couche supérieure 1, dite partie centrale le, s'étendant entre lesdites premières ouvertures. La partie de la couche supérieure complémentaire de ladite partie centrale le est appelée partie adjacente la. Par ailleurs, comme visible sur la figure 3D, l'espace entre deux ouvertures peut constituer un ancrage lb, dont l'utilité est démontrée ultérieurement.
La figure 3F illustre une étape, dite de prélibération, au cours de laquelle une partie de la couche intermédiaire 2, s'étendant entre les premières ouvertures 4, en dessous de la partie centrale le, est retirée. La couche intermédiaire 2 fait alors office de couche sacrificielle, de façon analogue aux procédés connus dans l'art antérieur. Cette étape ménage une cavité creuse 5 s'étendant progressivement, parallèlement au plan du substrat Pi0, entre les premières ouvertures 4 et, dans un plan perpendiculaire au plan du substrat, sous la partie centrale le. Cette étape de prélibération peut être mise en œuvre par gravure humide, par exemple une gravure à l'aide d'une solution d'HF (acide fluorhydrique), ou de BHF (acide fluorhydrique tamponné), ou par gravure en phase vapeur (acide fluorhydrique sous forme vapeur). De façon inhérente à une gravure isotrope, le retrait de la couche intermédiaire s'étend au-delà de l'espace délimité par les premières ouvertures. Aussi, au voisinage des premières ouvertures 4, la cavité s'étend sous la partie adjacente la de la couche supérieure 1, comme cela est illustré par la référence 5a sur la figure 3F.
Un élément important est que les dimensions de la partie centrale le et des premières ouvertures 4 sont déterminées de telle sorte que la partie centrale le soit suffisamment rigide pour éviter tout effet de stiction entre la partie centrale le et d'une part la partie adjacente la (stiction latérale) ou, d'autre part, la couche inférieure 3 (stiction verticale). Il s'agit ici d'un avantage notable de l'invention : le retrait de la couche sacrificielle s'effectue alors que la partie centrale le est suffisamment rigide pour éviter la survenue d'un effet de stiction. De plus, en fonction de la topologie des premières ouvertures 4, des ancrages lb peuvent renforcer la rigidité de la partie centrale le. En effet, lors de ce retrait, la partie centrale présente un nombre élasto-capillaire supérieur à 1, ce qui permet d'éviter la survenue d'une stiction. Le nombre élasto-capillaire est défini ultérieurement. En effet, s'agissant des paramètres physiques pouvant favoriser ou non son apparition, la stiction dépend de la raideur élastique de la microstructure le, et de l'épaisseur de la couche intermédiaire 2. Au cours de cette étape, on s'assure que ces paramètres sont dimensionnés de façon à éviter la stiction, ce qui se traduit par un nombre élasto-capillaire supérieur à 1. A la différence de l'art antérieur, le retrait de la couche sacrificielle ne constitue pas une étape finale, au cours de laquelle la partie mobile du dispositif électromécanique serait libérée, mais une étape intermédiaire du procédé, mise en œuvre sans risque de stiction. Le procédé gagne alors en fiabilité par rapport aux procédés de l'art antérieur basés sur une libération d'une microstructure mobile par une gravure humide.
Les figures 3G et 3H représentent une étape d'assemblage d'une couche, dite couche d'obturation, sur la couche supérieure 1. Sur la figure 3G, on a dessiné un substrat 20, dit substrat auxiliaire, dont une extrémité est formée par une couche inférieure 21, dite couche d'obturation. Ce substrat auxiliaire comporte une couche sacrificielle 22, maintenue par une couche support 23. Le substrat auxiliaire 20 peut être un substrat de type SOI, auquel cas la couche inférieure 21 est une couche de silicium monocristallin, la couche sacrificielle 22 est constituée de SiO2 et la couche support 23 est formée de Silicium monocristallin.
Comme montré sur la figure 3H, le substrat auxiliaire 20 est appliqué sur le substrat de base 10, de telle sorte que la couche inférieure 21 du substrat auxiliaire soit plaquée contre la couche supérieure 1 du substrat de base 10, de façon à être assemblée à cette dernière. Selon une première possibilité, la couche supérieure 1 du substrat de base 10 et la couche inférieure 21 du substrat auxiliaire 20 sont scellées l'une à l'autre par scellement moléculaire. La mise en contact de ces deux couches peut être précédée d'un nettoyage chimique et d'une phase de préparation, et est suivie d'un recuit sous vide. La phase de préparation, connue de l'homme du métier, consiste à activer les surfaces de chaque couche en vue de favoriser une adhérence moléculaire entre les deux couches lors de leur mise en contact. Précisons que du fait de la rigidité mécanique de la partie centrale le, les phases de nettoyage et de préparation précédant la mise au contact ne s'accompagnent pas d'un risque de stiction. Un exemple de préparation consiste à rendre les surfaces hydrophobes par un traitement par HF dilué à 1% pendant 15 à 20 secondes. La phase de recuit permet de renforcer l'énergie d'adhésion. Elle peut par exemple être réalisée à une température dépassant 600°C, voire 1200°C, durant 2 heures.
Selon une variante, avant la mise en contact des deux substrats, la couche inférieure 21 du substrat auxiliaire 20 est recouverte d'une couche d'oxyde SiCh avantageusement formée par croissance thermique d'oxyde. Lors de la mise en contact, le scellement de la couche supérieure 1 du substrat de base 10 avec la couche inférieure 21 du substrat auxiliaire 20 est alors un scellement moléculaire hydrophile. Alternativement, ou en complément, une couche d'oxyde peut être formée sur la couche supérieure 1 du substrat de base 10, ce qui permet également d'obtenir un collage de la couche inférieure 21 du substrat auxiliaire 20 sur la couche supérieure 1 du substrat de base 10 par scellement moléculaire hydrophile.
L'étape suivante, illustrée sur la figure 31, consiste à éliminer la couche support 23 du substrat auxiliaire, ainsi que la couche sacrificielle 22 de ce dernier. La couche support 23 peut être retirée par abrasion mécanique, ou par attaque chimique. La couche sacrificielle 22 fait alors fonction de couche d'arrêt pour la gravure. Cette dernière peut ensuite être retirée par attaque chimique, de façon à maintenir l'intégrité de la couche inférieure 21. Lorsque la couche inférieure est constituée de silicium monocristallin et la couche sacrificielle 22 est formée de SiO2, il peut par exemple s'agir d'une attaque chimique HF. Cette dernière forme alors une couche, dite couche d'obturation 6, du substrat de base 10.
Selon une variante, le substrat auxiliaire peut être formé d'une couche support 23, par exemple en silicium monocristallin, recouvert d'une couche inférieure 21 d'oxyde de silicium S1O2. Cette dernière peut être assemblée contre la couche supérieure 1, du substrat de base 10, par scellement moléculaire hydrophile. La couche support 23 est alors retirée par abrasion mécanique suivie d'une attaque chimique avec TMAH, acronyme de (Tetra Methyl Ammonium Hydroxyle). La couche d'obturation 6 est alors la couche d'oxyde de silicium résiduelle, subsistant après le retrait de la couche support 23.
Le principe de l'assemblage d'une couche d'obturation 6 sur la couche supérieure 1 du substrat de base 10 ne se limite pas aux exemples décrits ci-dessus et peut s'étendre à l'assemblage de couches d'obturation 6 formées d'autres matériaux, par exemple du saphir, du carbure de silicium, nitrure de gallium (GaN), LiNbO3, Ge, GaAs, InP, S13N4, des oxydes de type ZrCh, SrTiO3, LaAIO3, MgO...De plus, cette étape d'assemblage par scellement moléculaire suivie d'une étape de retrait peut être réalisée plusieurs fois consécutivement, de façon à former une couche d'obturation composite, formée progressivement par l'assemblage successif de différentes couches, éventuellement de matériaux différents, sur la couche supérieure 1. Alternativement, on peut assembler une couche d'obturation 6 composite, formée d'un empilement de plusieurs couches formées sur un même substrat auxiliaire.
L'épaisseur de la couche d'obturation 6 est de préférence comprise entre 50 nm et 10 pm, et de préférence comprise entre 50 nm et 500 nm. La couche d'obturation prend alors la forme d'une membrane solidaire de la couche supérieure 1. Cette couche d'obturation s'étend sur la partie centrale le précédemment décrite et recouvre les premières ouvertures 4.
Comme représenté sur les figures 4A et 4B, la formation d'une couche d'obturation 6 sur la couche supérieure 1 du substrat de base 10 peut également être obtenue par un procédé d'apposition d'une couche 21 sur la couche supérieure 1 du substrat de base 10, la couche apposée 21 adhérant à la couche supérieure 1 de façon à former la couche d'obturation 6. La couche 21 peut être souple et déroulée sur la couche supérieure 1, de façon à former la couche d'obturation 6 comme représenté sur la figure 4A. La formation de la couche d'obturation 6 peut également être réalisée en apposant un substrat auxiliaire 23, portant une couche inférieure 21, sur la couche supérieure 1, puis en retirant le substrat auxiliaire 23 tandis que la couche inférieure 21 reste solidaire de la couche supérieure 1, de façon à former la couche d'obturation 6 (fig. 4B). Sur la figure 4B, on a représenté un substrat auxiliaire 23 souple. Un tel substrat auxiliaire 23 est par exemple réalisé en PDMS (Poly Diméthyle Siloxane). La couche d'obturation 6 peut alors prendre la forme d'un film en polymère, par exemple du Kapton (marque déposée), du polyimide, du polytéréphtalate d'éthylène, d'un métal, d'une couche diélectrique. L'adhésion de la couche d'obturation 6 sur la couche supérieure 1 est obtenue en adaptant des paramètres d'application tels que la pression et/ou la température.
De façon alternative, la formation de la couche d'obturation 6 sur la couche supérieure 1 peut être obtenue par un dépôt de type PECVD (acronyme de Plasma Enhanced Chemical Vapor Déposition, signifiant dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma), ou par LPCVD (acronyme de Low Pressure Chemical Vapor Déposition, signifiant dépôt chimique en phase vapeur à basse pression). Ces techniques de dépôt permettent de constituer une couche d'obturation 6 refermant les premières ouvertures 4 sans pénétrer dans la cavité 5 préalablement formée. Ces dépôts peuvent être suivis d'une étape de polissage de type CMP (acronyme de Chemical Mechanical Polishing, signifiant planarisation, ou polissage mécanochimique).
De façon alternative, la formation de la couche d'obturation 6 peut être effectuée par pulvérisation. Ce type de dépôt, connu de l'homme du métier, permet de déposer des métaux et alliages en couches minces. En l'occurrence, l'application de ce procédé permet d'obturer progressivement les premières ouvertures 4 en fonction de l'épaisseur de matériau déposée et conduire à la fermeture complète de celles-ci, notamment lorsque la largeur des premières ouvertures n'excède pas lOpm.
De façon alternative, la couche d'obturation 6 est formée par oxydation thermique de la couche supérieure 1. L'oxydation thermique, également connue de l'homme du métier, est une réaction permettant de faire croître un oxyde de Silicium. Cette réaction nécessite la présence de silicium en surface, et notamment le matériau constituant la couche supérieure 1, incluant les parois internes des ouvertures 4. La cinétique de croissance d'oxyde de silicium augmente avec la température du procédé, et il est possible d'employer ce procédé pour faire croître plusieurs pm de SiO2 ce qui peut être appliqué pour fermer les premières ouvertures 4.
Les méthodes alternatives décrites ci-dessus (dépôt chimique en phase vapeur, pulvérisation, oxydation thermique) sont envisageables du fait que les premières ouvertures sont de faible largeur, c'est-à-dire une largeur inférieure à 10 pm.
A l'issue de l'étape d'application de la couche d'obturation 6 sur la couche supérieure 1 du substrat de base 10, ce dernier comporte une microstructure 7, dite suspendue, formée par les portions de la couche supérieure 1 et de la couche d'obturation 6 s'étendant entre les premières ouvertures 4. Cette microstructure suspendue 7 correspond à la partie centrale le et de la portion de la couche d'obturation 6 lui ayant été assemblée.
Par ailleurs, à l'issue de cette étape, la couche d'obturation 6 présente une surface libre 6e dépourvue de toute topologie. Une telle surface est accessible et est propice à l'implantation d'une architecture fonctionnelle, comportant des éléments fonctionnels 9 ayant des fonctions électriques, ou des fonctions microfluidiques, en définissant par exemple un chemin fluidique sur la couche d'obturation 6. Cette architecture fonctionnelle peut comprendre, par exemple, une délimitation de zones hydrophobes et/ou hydrophiles par fonctionnalisation chimique de la couche d'obturation 6 ou par l'application, sur cette dernière, de matériaux aux propriétés hydrophobes ou hydrophiles. Elle peut également comprendre des éléments de détection d'une déformation mécanique, de type de jauges de contrainte, permettant de mesurer une déformation et de produire un signal dépendant de ladite déformation, par exemple par effet piézorésistif. Cette étape, dite de post-traitement, est illustrée sur la figure 3J, où on a représenté l'implantation de plots de connexion électrique 9e. La figure 3K est une vue de dessus du substrat illustré sur la figure 3J. Les éléments fonctionnels 9 de l'architecture fonctionnelle peuvent être structurés en mettant en œuvre des technologies de microfabrication classiques : photolithographie, gravure, dépôt par PECVD, évaporation ou pulvérisation.
L'étape illustrée sur la figure 3L est une étape de délimitation d'une partie mobile du dispositif électromécanique. Cette étape comprend la formation d'un sillon de délimitation 8 selon un motif prédéterminé, à travers la microstructure suspendue 7, et débouchant dans la cavité 5. Le sillon de délimitation permet de segmenter la microstructure suspendue 7 en une partie mobile 7.1, apte à se déformer, de manière statique ou dynamique, et en une partie fixe 7.2, solidaire du substrat 10. Par apte à se déformer, on entend apte à onduler ou à vibrer, dans le plan du substrat ou transversalement à ce plan, ce qui correspond à une déformation dynamique, ou à se déformer de manière statique, la partie mobile effectuant alors un simple déplacement. Le sillon de délimitation 8 est par exemple une ligne brisée ouverte, telle que représentée sur la figure 3M, formée par trois tranchées 8.1, 8.2 et 8.3 deux à deux orthogonales. Cette étape comporte une phase de définition d'un motif représentant le sillon sur la couche d'obturation 6, et plus précisément sur la face libre 6e de la couche d'obturation, puis l'étape de gravure proprement dite. Le motif du sillon peut être réalisé par lithographie, par exemple une photolithographie. Cette phase de définition du motif est suivie d'une phase de gravure sèche, par exemple par plasma. Le procédé confère une grande liberté quant à la détermination de la forme de la partie mobile 7.1 du dispositif, cette dernière étant conditionnée par la lithographie du motif définissant le sillon. La partie mobile 7.1 peut ainsi présenter différentes formes, en particulier une forme de disque, d'anneau, d'ellipse, de plaque, de poutre, ou une combinaison de telles formes. Quelle que soit la forme du sillon 8, ce dernier peut être segmenté en plusieurs segments, de façon à former des ancrages entre la partie mobile 7.1 et la partie fixe 7.2 entre deux segments adjacents.
Contrairement aux procédés de l'art antérieur, la délimitation de la partie mobile 7.1 du dispositif est réalisée après le retrait de la couche sacrificielle 2, ce qui évite les écueils précédemment évoqués, en particulier le risque de stiction ou le risque d'endommagement de la partie mobile 7.1 lors du retrait de la couche sacrificielle. De plus, ce procédé permet un choix plus important des matériaux utilisables, y compris les matériaux constituant les éléments fonctionnels 9, sans être soumis à des contraintes de sélectivité d'attaque affectant les procédés de l'art antérieur. Il est également à noter que ce procédé ne nécessite pas d'opérations par la face arrière du substrat, c'est-à-dire mettant en œuvre une gravure de la couche inférieure 3.
La couche d'obturation 6 permet également la formation d'une architecture fonctionnelle sur sa surface libre 6e, sans exposer les premières ouvertures 4 aux étapes de gravure permettant la formation des éléments fonctionnels 9 de cette architecture.
Ainsi, le procédé comporte 4 étapes principales :
la formation des premières ouvertures 4 (cf. figure 3C) ;
le retrait de la couche sacrificielle 2, pour obtenir une partie dite centrale le, suspendue en dessus du substrat inférieur 3 (cf. figure 3F) ;
l'application de la couche d'obturation 6 (cf. figures 3G à 31), sur la couche supérieure 1, de façon à former une microstructure suspendue 7 correspondant à l'assemblage de la couche d'obturation 6 sur la partie centrale le ;
la délimitation de la microstructure suspendue par la gravure du sillon de délimitation 8 (cf. figure 3L), de manière à délimiter, une partie mobile 7.1 et une partie fixe 7.2 dans la microstructure suspendue 7.
Lors du retrait de la couche sacrificielle 2 par gravure humide le risque de stiction est évité du fait de la raideur mécanique de la partie centrale le. L'homme du métier sait dimensionner une telle partie centrale, de telle sorte que ce risque de stiction soit évité, en se basant par exemple sur des modèles analytiques décrits dans les publications Mastrangelo « Mechanical stability and adhesion of microstructures under capillary forces - part I : basic theory »,J. Microelectromech. Sys., 2, N°1 pp 33-43, 1993 et Mastrangelo « Mechanical stability and adhesion of microstructures under capillary forces-part II :experiments »,J. Microelectromech. Sys., 2, N°1 pp 44-55, 1993. Plus précisément, ces modèles permettent de déterminer des paramètres adimensionnels, dépendant des caractéristiques structurelles liées aux dimensions et des matériaux mis en œuvre. Les paramètres déterminés, et définis dans ces publications pour différentes géométries, sont notamment le nombre élastocapillaire et le nombre de décollement. Lorsque ces nombres sont supérieurs à 1, le risque de stiction est évité : les forces de rappel élastique surpassent les forces de capillarité. L'avantage du procédé est que l'étape, dite de prélibération, consistant à définir une partie centrale le de la couche supérieure 1, suspendue au-dessus de la cavité 5, s'effectue alors que la partie centrale le présente des dimensions supérieures aux dimensions de la partie mobile 7.1 du dispositif qui sera ménagée par la suite. Cela permet de se placer dans des configurations dans lesquelles, selon les modèles analytiques précédemment évoqués, le risque de stiction est négligeable.
Selon un exemple de réalisation, lors de l'étape de formation des premières ouvertures 4, on peut former une ouverture dite périphérique 4p, n'étant pas situé entre deux premières ouvertures 4. Le retrait de la couche sacrificielle 2 permet la formation d'une cavité périphérique 5p. Le procédé comporte alors, préalablement au dépôt de la couche d'obturation 6, un dépôt et une structuration d'un matériau conducteur, par exemple une électrode 30 apte à polariser la couche inférieure 3. Il est alors possible d'obtenir une différence de potentiel de part et d'autre de la partie mobile du dispositif électromécanique. Cet exemple est représenté sur la figure 5A. Cela permet une formation de capteurs électrochimiques, ou une mesure électrophysiologique. Cette dernière peut alors être recouverte d'une membrane percée, l'électrode 30 effectuant une mesure électrophysiologique comme décrit par exemple en lien avec la figure 7 du document WO2006131679. Le matériau déposé dans la cavité périphérique
5p peut également être un matériau apte à piéger un gaz, de façon à maintenir un niveau de vide au niveau de la partie mobile 7.1. Ce type de matériau est désigné par le terme anglo-saxon getter.
Selon un mode de réalisation, schématisé sur la figure 5B le procédé comporte une structuration de la couche intermédiaire 2 de façon à former des plots 2' en un matériau formant une couche d'arrêt de gravure de la couche intermédiaire. De tels plots préalablement insérés dans la couche intermédiaire lors de la fabrication du substrat 10, comme décrits par exemple dans US6670677.
Ces plots limitent la sous-gravure, c'est-à-dire la gravure de la couche intermédiaire au-delà de l'espace 5a s'étendant entre deux premières ouvertures 4, décrit en lien avec la figure 3F. Lors de l'étape de prélibération, la couche intermédiaire 2, s'étendant entre les premières ouvertures 4, est retirée, à l'exception des plots 2'. Les plots 2' peuvent être disposés à l'aplomb de la microstructure suspendue 7, de façon à former des pions limitant localement l'amplitude du mouvement de la partie mobile 7.1. Lorsque la couche intermédiaire est en oxyde de silicium (S1O2), les plots 2' peuvent être réalisés en nitrure de silicium (S13N4).
Les figures 6A à 6D représentent différentes étapes de réalisation d'un substrat selon ce premier mode de réalisation. Sur la figure 6A, on a représenté la formation de premières ouvertures 4 et la formation d'une cavité 5 par le retrait d'une partie de la couche sacrificielle 2 située entre lesdites premières ouvertures. Sur la figure 6B, on a représenté des étapes dites de posttraitement réalisées après l'application de la couche d'obturation 6 sur la couche supérieure 1, ces étapes de post-traitement aboutissant à la formation d'éléments fonctionnels 9 à la surface de cette couche d'obturation 6. A titre d'exemple non limitatif, on a représenté la formation d'une couche métallique 9.1, de couches diélectriques 9.2 et de couches hydrophobes 9.3. La figure 6C représente le substrat après délimitation d'une partie mobile 7.1 du dispositif en forme de poutre, le sillon de gravure 8 contournant cette partie mobile. La figure 6D représente un autre exemple de réalisation, selon lequel le sillon de gravure 8 délimite non pas une partie mobile 7.1, mais trois parties mobiles en forme de poutre. On comprend alors qu'en fonction du motif de gravure, l'invention permet de former un réseau de dispositifs électromécaniques sur le même substrat, à chaque dispositif électromécanique étant associée une partie mobile.
Les figures 7A à 7J illustrent un autre mode de réalisation, permettant l'obtention d'une partie mobile 7.1 particulièrement fine, dont l'épaisseur correspond à celle de la couche d'obturation
6. La figure 7A représente le substrat de base 10. La figure 7B illustre la formation de premières ouvertures 4, mais également la formation d'une ouverture dite centrale 4c, formée entre au moins deux premières ouvertures 4. La figure 7C est une vue de dessus du substrat représenté sur la figure 7B. La figure 7D montre l'étape de retrait d'une partie de la couche intermédiaire 2 s'étendant entre les premières ouvertures 4 par gravure humide, telle que décrite en lien avec la figure 3F. Les figures 7E à 7G décrivent la formation de la couche d'obturation 6 à partir d'un substrat auxiliaire 20, de la même manière que décrit en lien avec les figures 3G et 31. On note que la couche d'obturation 6 recouvre l'ouverture centrale 4c. Ainsi, à l'issue de l'application de la couche d'obturation 6, la microstructure suspendue 7 comprend une partie dite large, 7L, formée par l'assemblage de la couche d'obturation 6 sur la couche supérieure 1, et une partie dite fine 7f, ne comportant que la couche d'obturation.
La figure 7H montre le dépôt d'éléments fonctionnels 9 sur la couche d'obturation 6, comme décrit en lien avec la figure 3J. Les figures 71 et 7J illustrent la délimitation d'une partie mobile 7.1 par formation d'un sillon de gravure autour de la partie mobile. La figure 7J correspond à une vue de dessus du substrat représenté sur la figure 71.
Le point clef de ce mode de réalisation est l'obtention d'une partie mobile 7.1 dont l'épaisseur correspond à l'épaisseur de la couche d'obturation 6, c'est-à-dire à l'épaisseur de la partie fine 7f. Le procédé permet alors de former une partie mobile dont l'épaisseur peut être inférieure à 200 nm, voire à 100 nm, ce qui permet la réalisation d'un dispositif électromécanique NEMS. Le sillon de délimitation 8 est ménagé de façon à retirer tout ou partie de la partie épaisse 7L, de façon à laisser subsister la couche d'obturation 6 en surplomb de l'ouverture centrale 4c. Cela permet de former une partie mobile 7.1 aussi fine que la couche d'obturation 6.
Les figures 8A à 8D montrent des exemples de réalisation de substrat selon le mode de réalisation exposé en lien avec les figures 7A à 7J. Les figures 8A et 8B illustrent un premier exemple, la figure 8A représentant le substrat de base 10 après formation de premières ouvertures 4 et d'une ouverture centrale 4c disposée entre lesdites premières ouvertures, et après retrait de la couche intermédiaire 2 disposée entre les premières ouvertures 4. La figure 8B montre le dispositif électromécanique obtenu à la suite de la délimitation de la partie mobile 7.1, cette dernière n'étant formée qu'à partir de la couche d'obturation 6. Il en résulte une partie mobile 7.1 très fine.
Les figures 8C et 8D illustrent un deuxième exemple, la figure 8C représentant le substrat de base 10 après formation de premières ouvertures 4 et formation d'une pluralité d'ouvertures centrales 4c, chaque ouverture centrale étant ménagée entre au moins deux premières ouvertures 4, et après retrait de la couche intermédiaire 2 disposée entre les premières ouvertures 4. Lors de l'étape d'application de la couche d'obturation 6, cette dernière recouvre à la fois les ouvertures centrales 4c et les premières ouvertures 4. Le sillon de gravure 8 est alors réalisé de façon à éliminer la microstructure suspendue 7 à l'exception de la couche d'obturation déposée sur tout ou partie de chaque ouverture centrale 4c. De même que dans l'exemple précédent, la gravure du sillon de délimitation 8 permet de former une partie mobile 7.1 fine et contenue dans le périmètre d'une ouverture centrale 4c. Comme représenté sur la figure 8D, on obtient alors un réseau comportant quatre dispositifs électromécaniques, la partie mobile 7.1 de chacun étant aussi fine que la couche d'obturation 6.
Ainsi, le procédé permet l'obtention d'une partie mobile 7.1 fine, formant un NEMS, selon une grande variété de configurations géométriques, ces dernières dépendant essentiellement du motif selon lequel est réalisé le sillon de gravure 8, lors de la dernière étape du procédé préalablement décrit, sans autre contrainte à respecter, par exemple des contraintes liées à la stiction.
Les figures 9A à 9B représentent un exemple de réalisation d'une configuration dite hybride, la partie mobile du dispositif électromécanique comportant une portion fine, constituée uniquement de la couche d'obturation 6, et une portion épaisse, constituée de l'assemblage de la couche d'obturation 6 sur la couche supérieure 1. Sur la figure 9A, on a dessiné le substrat de base 10 après la réalisation des premières ouvertures 4 ainsi que des ouvertures centrales 4c. Sur la figure 9B, on a représenté le dispositif obtenu à l'issue du procédé de réalisation, le sillon de délimitation 8 étant réalisé de telle sorte que sa partie mobile 7.1 présente :
une portion épaisse 7.1a, dont l'épaisseur correspond à la somme des épaisseurs de la couche supérieure 1 et de la couche d'obturation 6 ;
deux portions fines 7.1b, dont l'épaisseur est celle de la couche d'obturation 6, chacune de ces portions s'étendant entre la portion épaisse 7.1a et la partie fixe 7.2 du dispositif électromécanique.
Chacune de ces portions s'étend en dessus d'une ouverture centrale 4c préalablement ménagée dans le substrat 10.
La portion épaisse 7.1a peut alors avoir une fonction de masse sismique, dont le déplacement est détecté par des jauges de contraintes piézorésistives formées sur les parties fines 7.1b. Ce type de structure hybride, combinant une microstructure MEMS (la masse sismique 7.1a) et des nanostructures (les portions fines 7.1b) est désignée par le terme M&NEMS. Dans ce type de structure, il est préférable que chaque portion fine s'étende selon une direction perpendiculaire à l'axe longitudinal Δ selon lequel s'étend la portion épaisse 7.1a, cet axe longitudinal s'étendant entre l'encastrement de ladite portion épaisse 7.1a avec la partie fixe 7.2, et l'extrémité de la portion épaisse 7.1. De préférence, chaque portion fine 7.1b est disposée plus proche dudit encastrement que de l'extrémité de la portion épaisse. Ces caractéristiques avantageuses confèrent une meilleure sensibilité de détection du déplacement de la portion épaisse 7.1a.
La versatilité du procédé permet d'envisager des formes diverses de tels dispositifs électromécaniques hybrides, combinant micro et nanostructures. Par microstructure, on entend une structure dont la plus petite dimension est comprise entre 1 pm et 500 pm. Le terme nanostructure désigne une structure dont la plus petite dimension est inférieure à 1 pm.
Les figures 10A et 10B représentent par exemple un procédé de réalisation d'un dispositif électromécanique dont la partie mobile 7.1 comporte deux portions fines 7.1b s'étendant selon un même axe longitudinal Δ. Chaque portion fine s'étend entre la partie fixe 7.2 du dispositif et une microstructure 7.1a formant une portion épaisse de la partie mobile 7.1, en forme de disque. Cette microstructure peut faire office de masse sismique, à des fins de réalisation d'un accéléromètre.
La figure 10A représente le substrat de base après formation des premières ouvertures 4 ainsi que de deux ouvertures centrales. La figure 10B montre le dispositif électromécanique obtenu à l'issue du procédé de réalisation, les portions fines s'étendant en dessus des ouvertures centrales 4c préalablement ménagées dans le substrat 10.
Les figures 10C et 10D illustrent un exemple de réalisation d'une partie mobile 7.1 de type nanostructure, dont l'épaisseur est typiquement inférieure à 500 nm, par exemple 100 nm, comportant deux portions en forme de poutre, chaque poutre reliant la partie fixe 7.2 du dispositif à une portion centrale de la partie mobile 7.1 en forme de disque. Il pourrait également s'agir d'un anneau. La figure 10C représente le substrat de base après formation des premières ouvertures 4 ainsi que qu'une ouverture centrale 4c de forme complexe, composée d'un puits duquel deux tranchées font saillie. La figure 10D montre le dispositif obtenu à l'issue du procédé de réalisation, les portions fines s'étendant en dessus de l'ouverture centrale précédemment évoquée.
Cela montre que le procédé est apte à former des nanostructures suspendues de formes complexes, sans risque de stiction. Un autre exemple est donné en lien avec la figure 11, qui représente un dispositif électromécanique dont la partie mobile 7.1 comporte une portion épaisse 7.1a, en forme de plaque, reliée à la partie fixe 7.2 du dispositif par une portion fine 7.1b, cette dernière étant en forme de poutre. La plaque 7.1a n'est maintenue au contact de la partie fixe 7.2 que par la poutre fine 7.1b. La plaque 7.1a peut avoir une forme quelconque, par exemple polygonale ou circulaire. A l'instar des dispositifs représentés sur les figures 10A à 10D, la partie fine 7.1b est constituée uniquement de la couche d'obturation 6, tandis que la partie épaisse 7.1a est constituée d'un assemblage de la couche d'obturation 6 sur la couche supérieure 1. Selon cet exemple, la portion fine 7.1b est une structure NEMS formant une poutre de suspension de la plaque MEMS 7.1a.
Comme précédemment indiqué, un des avantages du procédé est la possibilité de former une architecture fonctionnelle, comportant un ou plusieurs éléments fonctionnels 9, à la surface de la couche d'obturation 6, postérieurement au retrait d'une partie de la couche sacrificielle 2 au cours de l'étape dite de prélibération de la microstructure suspendue 7. Cette formation d'éléments fonctionnels est précédemment définie par le terme post-traitement. Le fait que la couche d'obturation 6 referme les premières ouvertures 4 permet de mettre en œuvre des étapes usuelles de microtechnologies de fabrication. Le dispositif électromécanique dessiné sur la figure 12 a été obtenu par l'application d'une couche aux propriétés hydrophobes 9.3, sur la couche d'obturation 6 préalablement à la formation du sillon 8 délimitant la partie mobile 7.1 du dispositif. Dans cet exemple, la couche hydrophobe 9.3 est appliquée sur la microstructure suspendue 7 de la couche d'obturation, à l'exception d'une zone ponctuelle 9p occupant, une fois le sillon 8 formé, une extrémité de la partie mobile 7.1 du dispositif, cette partie mobile prenant la forme d'une poutre. Cette extrémité est alors propice à la formation d'une goutte d'un liquide à analyser au niveau de l'extrémité de cette partie mobile 7.1. La zone ponctuelle 9p peut également être fonctionnalisée de façon à capturer sélectivement certains analytes. Par exemple, la fonctionnalisation peut être le dépôt d'une couche d'anticorps. L'homme du métier comprendra que cette étape de post-traitement peut également permettre la réalisation d'architectures fonctionnelles plus complexes, par exemple la délimitation de chemins électriques et/ou fluidiques configurés pour permettre un déplacement de gouttes par électromouillage ou par diélectrophorèse, selon des principes de microfluidique digitale connus. Comme précédemment décrit, des moyens de détection du mouvement de la partie mobile 7.1 peuvent également faire partie de cette architecture fonctionnelle : il peut s'agir d'électrodes détectant un tel mouvement par effet capacitif, des zones implantées dans la partie mobile 7.1 de façon à détecter une déformation de la partie mobile 7.1 par effet piézorésistif. L'architecture fonctionnelle peut s'étendre sur les différentes parties de la couche d'obturation 6, destinées à former ultérieurement la partie fixe 7.2 ou la partie mobile 7.1 du dispositif électromécanique.
Les figures 13A à 131 représentent un mode de réalisation permettant la réalisation d'une partie mobile 7.1 renfermant un canal fluidique 14 creux, de façon à pouvoir être traversé par un fluide. Selon ce mode de réalisation, préalablement à l'étape dite de prélibération de la microstructure suspendue 7, on forme un canal fluidique 14 destiné à faire partie de ladite microstructure suspendue (cf. figure 13A et figurel3B). Sa profondeur est inférieure à la profondeur de la couche supérieure 1, de telle sorte qu'il ne débouche pas dans la couche intermédiaire 2. Le canal fluidique 14 peut alors s'étendre le long de la couche supérieure, et en particulier à l'intérieur du périmètre de la microstructure suspendue. La figure 13C représente une vue de dessus du substrat de base 10 après formation de ce canal fluidique 14. La section du canal fluidique, dans un plan perpendiculaire au plan du substrat, a une plus grande dimension inférieure à 20 pm, voire à 500nm ou 200 nm. Les dimensions ex, e2, e3, e4 et e5 représentées sur la figure 13D sont par exemple respectivement égales à 400 nm, 400 nm, 200 nm, 200 nm et 200 nm. Ce canal fluidique 14 peut être réalisé par gravure sèche, par exemple par RIE, acronyme de Reactive Ion Etching, signifiant gravure ionique réactive, ou par gravure humide. Il peut être formé avant, après ou simultanément à l'étape de formation des premières ouvertures
4. Cette étape peut ne pas se limiter à la formation d'un seul canal, et peut résulter en la formation d'un réseau microfluidique 14 dans la couche supérieure 1, composé de plusieurs canaux ménagés dans la couche 1.
La figure 13D représente l'étape de prélibération de la partie centrale le, préalablement au dépôt de la couche d'obturation, par le retrait de la couche intermédiaire 2 s'étendant entre les premières ouvertures 4, ce qui forme une cavité 5 sous la partie centrale le. Les figures 13E, 13F, 13G illustrent l'assemblage de la couche d'obturation 6 respectivement, comme décrit en lien avec les figures 3G, 3H et 31. A l'issue de cet assemblage, on dispose d'une microstructure suspendue 7, formée par l'assemblage de la partie centrale le sur la couche d'obturation 6, entre les premières ouvertures 4. Cette couche d'obturation recouvre les premières ouvertures 4, ainsi que le canal fluidique 14. Ainsi, la couche d'obturation 6 referme le canal fluidique 14. La figure 13H représente l'étape de post-traitement, consistant à déposer des éléments fonctionnels 9 à la surface de la couche d'obturation 6. La figure 131 illustre l'étape de formation d'un sillon 8 délimitant une partie mobile 7.1 du dispositif, dans la microstructure suspendue 7.
Ce mode de réalisation permet de former un dispositif électromécanique comportant un microcanal ou un nano-canal suspendu, ce type de dispositif étant communément désigné, selon ses dimensions, par les termes SMR (Suspended MicroChannel Resonator) ou SNR (Suspended Nanochannel Resonator). Ces dispositifs intègrent un canal étanche de dimensions micrométriques (ou nanométriques) dans leur partie mobile 7.1, permettant la circulation d'un fluide, généralement liquide, alors que le dispositif est placé à l'air libre ou dans un environnement gazeux ou sous vide.
Les figures 14A à 14E sont des vues tridimensionnelles représentant un exemple de dispositif électromécanique obtenu par l'application du mode de réalisation décrit en lien avec les figures 13A à 131. On a représenté quatre étapes du procédé :
formation des premières ouvertures 4 et du canal fluidique 14 : cf. figure 14A ; prélibération de la partie centrale le: cf. figure 14B ;
assemblage de la couche d'obturation 6 sur la partie supérieure 1 cf. figure 14C; post-traitement, avec la réalisation d'une architecture fonctionnelle 9 à la surface de la couche d'obturation 6, après application de cette dernière sur la couche supérieure 1 : cf. figure 14D ;
formation d'un sillon de délimitation 8 délimitant une partie mobile 7.1 du dispositif ; cf. figure 14E.
Les modes de réalisation préalablement exposés sont combinables. Il permet de réaliser un dispositif électromécanique tel que représenté sur la figure 15, comportant :
une partie mobile épaisse de référence 7.1a-ref, dans laquelle est ménagé un canal fluidique de référence 14-ref, destiné à la circulation d'un fluide de référence ; une partie mobile épaisse d'analyse 7.la-s, dans laquelle est ménagé un canal fluidique d'analyse 14s, destiné à la circulation d'un échantillon à analyser ; une partie mobile fine de référence 7.1b-ref, dans laquelle est ménagée une jauge de contrainte permettant de mesurer la déformation de cette partie mobile fine, sous l'effet de la circulation du fluide de référence circulant dans la partie mobile épaisse de référence 7.1-ref ;
une partie mobile fine d'analyse 7.1b-s, dans laquelle est ménagée une jauge de contrainte permettant de mesurer la déformation de cette partie mobile fine, sous l'effet de la circulation de l'échantillon circulant dans la partie mobile épaisse d'analyse 7.la-s;
une poutre centrale fine 7.1b-c, la partie mobile fine de référence 7.1b-ref s'étendant entre ladite poutre centrale et la partie mobile épaisse de référence 7.1a-ref, la partie mobile fine d'analyse 7.1b-s s'étendant entre la poutre centrale et la partie mobile épaisse d'analyse 7.la-s;
une partie fixe 7.2 comportant des éléments fonctionnels 9.
Un tel dispositif permet d'effectuer une mesure différentielle par une comparaison des déformations des parties mobiles de référence et d'analyse, ce qui permet de déterminer, avec précision, une variation de la masse de l'échantillon par rapport au fluide de référence.
Quel que soit le mode de réalisation, le procédé peut comporter une dernière étape d'application d'un substrat de protection, par exemple en verre, sur la couche d'obturation 6, de manière à former un capot de protection de la partie mobile 7.1 et des éléments fonctionnels
9.
L'invention permet de réaliser des dispositifs électromécaniques de formes différentes, comme en témoigne la diversité des exemples représentés, à titre non limitatif, en support à la description. Il s'agit d'un procédé collectif, permettant de réaliser une pluralité de dispositifs de configuration identique sur un même substrat.
L'invention pourra s'appliquer à la fabrication de dispositif électromécanique dans une pluralité de domaines technologiques, par exemple les capteurs de mouvements, les capteurs de gaz, la détection pour la biologie, la santé, l'environnement, l'agroalimentaire, l'industrie chimique, cette liste n'étant pas exhaustive.

Claims (18)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé de réalisation d'un dispositif électromécanique à partir d'un substrat (10), dit substrat de base, comportant une couche intermédiaire (2), disposée entre une couche inférieure (3) et une couche supérieure (1), chaque couche s'étendant selon un plan (Pio), dit plan du substrat, le procédé comportant les étapes suivantes :
    a) gravure de la couche supérieure (1), de façon à former des ouvertures (4), dites premières ouvertures, transversalement au plan du substrat (Pio), lesdites premières ouvertures (4) traversant ladite couche supérieure (1) jusqu'à la couche intermédiaire (2);
    b) retrait d'une partie de la couche intermédiaire s'étendant entre les premières ouvertures (4), de façon à former une cavité creuse (5) dans ladite couche intermédiaire (2), ladite cavité creuse s'étendant, dans le plan du substrat, entre les premières ouvertures (4), en dessous de la couche supérieure (1) ;
    c) formation d'une couche d'obturation (6) sur la couche supérieure (1), la couche d'obturation recouvrant les premières ouvertures (4) formées lors de l'étape a), la couche d'obturation et la couche supérieure (1) formant une microstructure dite suspendue (7) s'étendant au-dessus de la cavité (5) formée lors de l'étape b), entre lesdites premières ouvertures (4) ;
    d) réalisation d'un sillon de délimitation (8) dans la microstructure suspendue formée lors de l'étape c), le sillon de délimitation débouchant dans la cavité (5) formée lors de l'étape b), le sillon de délimitation séparant la microstructure suspendue (7) en une partie fixe (7.2) et une partie mobile (7.1), la partie mobile étant apte à se déformer, en surplomb de la cavité (5), ladite partie mobile formant un organe mobile du dispositif électromécanique (1).
  2. 2. Procédé de réalisation selon la revendication 1, comportant :
    préalablement à l'étape c), la formation d'au moins une ouverture (4c), dite centrale, à travers la couche supérieure (1), chaque ouverture centrale s'étendant, dans le plan du substrat, entre au moins deux premières ouvertures (4), de telle sorte que préalablement à l'étape c), ladite ouverture centrale (4c) débouche dans ladite cavité (5);
    lors de l'étape c), le recouvrement de ladite ouverture centrale (4c) par la couche d'obturation (6) ;
    lors de l'étape d), la réalisation d'un sillon autour d'une partie de la couche d'obturation (6) recouvrant l'ouverture centrale (4c), ladite partie formant alors la partie mobile (7.1) du dispositif électromécanique.
  3. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant, préalablement à l'étape c), et de préférence préalablement à l'étape b), la formation d'un canal fluidique (14) dans la couche supérieure (1), de telle sorte que suite à l'étape d), ledit canal fluidique s'étende dans la partie mobile 7.1.
  4. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant, entre l'étape c) et l'étape d), la formation d'éléments fonctionnels (9) sur la couche d'obturation (6), lesdits éléments fonctionnels (9) ayant une fonction de connexion électrique, ou une fonction fluidique, en définissant un chemin fluidique sur ladite couche supérieure, ou ayant une fonction de détection d'une déformation mécanique.
  5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape d) est réalisée par une gravure sèche.
  6. 6. Procédé de réalisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la couche supérieure (1) comprend ou est formée par un matériau conducteur, en particulier du silicium monocristallin.
  7. 7. Procédé de réalisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la couche intermédiaire (2) est formée par un matériau diélectrique, en particulier de l'oxyde de silicium.
  8. 8. Procédé de réalisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la couche inférieure (3) est formée par un matériau conducteur, en particulier du silicium monocristallin.
  9. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la couche d'obturation (6) est comporte au moins un des matériaux suivants :
    - silicium monocristallin, silicium polycristallin, germanium, arséniure de gallium ;
    - un matériau diélectrique, notamment choisi parmi l'oxyde de silicium, le nitrure de silicium, un polymère, de l'oxycarbure de silicium, du téflon ;
    - soit d'un matériau conducteur, en particulier un métal.
  10. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape c) comporte les sous-étapes suivantes :
    ci) application d'un substrat dit auxiliaire (20) sur le substrat de base (10), le substrat
    5 auxiliaire comportant une couche support (23) supportant une couche inférieure (21), l'application étant réalisée de telle sorte que la couche inférieure (21) du substrat auxiliaire (20) soit placée sur la couche supérieure (1) du substrat de base, au contact de cette dernière ;
    cii) retrait de la couche support (23), de façon à laisser tout ou partie de la couche
    10 inférieure (21) du substrat auxiliaire (20) solidaire du substrat de base (10) sous la forme d'une couche inférieure résiduelle, la couche inférieure résiduelle formant ladite couche d'obturation (6).
  11. 11. Procédé selon la revendication 10 dans lequel la sous-étape étape ci) comporte un scellement moléculaire de la couche inférieure (21) du substrat auxiliaire (20) sur la couche
    15 supérieure (1) du substrat de base (10).
  12. 12. Procédé selon la revendication 10, dans lequel le substrat auxiliaire (20) est déroulé sur la couche supérieure (1) du substrat de base (10).
  13. 13. Procédé selon la revendication 10, dans lequel le substrat auxiliaire (10) est un substrat souple.
    20
  14. 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel dans l'étape c), la couche d'obturation (6) est formée par dépôt chimique en phase vapeur, ou par pulvérisation sur la couche supérieure (1).
  15. 15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel lors de l'étape c), la couche d'obturation (6) est formée par oxydation thermique de la couche supérieure (1).
    25
  16. 16. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'épaisseur de la couche d'obturation (6) est inférieure à 200 pm.
  17. 17. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, suite à l'étape d), la largeur du sillon de délimitation (8), entre la partie fixe (7.2) et la partie mobile (7.1) de la microstructure suspendue (7), est inférieure à 10 pm.
  18. 18. Dispositif électromécanique obtenu par un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 17.
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