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« Microphone électrodynamique MEMS en technologie CMOS : étude, modélisation et réalisation ».

Auteur : F. Tounsi
Directeur de thèse : L. Rufer
Co-directeur de thèse : M. Masmoudi
Président du jury : M. Lihiani
Rapporteur(s) de thèse : P. Nouet, K. Aguir,
These de Doctorat Université de Grenoble
Spécialité : Micro et Nano Electronique
Soutenance : 22/03/2010
ISBN : 978-2-84813-151-1

Résumé

L’objectif de cette thèse est de concevoir et de réaliser une nouvelle génération de microphone MEMS monolithique de type électrodynamique, à base de bobines spirales planaires, réalisée en technologie standard complétée par un post process de micro-usinage en volume par la face avant. Après avoir décrire les différents procédés de fabrication des microsystèmes compatibles microélectroniques et récapituler l’état de l’art des différents principes de transduction des structures de microphones MEMS intégrés micro-usinés. Une modélisation électromagnétique détaillée est réalisée pour étudier le lien inductif entre les deux bobines, constituant le microphone, dans les différents modes de polarisation. Par la suite, une étude de la flexibilité et les constantes de raideur de la membrane suspendue a été menée. Cette analyse mécanique a pour but de concevoir un système de membrane souple qui a permis de placer la fréquence de résonance au milieu géométrique de la bande audible et d'avoir des amplitudes de déplacement suffisantes dans la plage linéaire. Ensuite, une modélisation électro-acoustique est nécessaire pour proposer un modèle théorique équivalent du microphone et évaluer sa sensibilité. Cette modélisation nous a permis de distinguer entre deux types de microphone {i} à conversion en déplacement et contrôlé par compliance et {ii} à conversion en vitesse et contrôlé par résistance. La dernière étape de cette thèse était d’accomplir le dessin des masques et fabriquer le 1er prototype.

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