M.E.M.S

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Micro-électronique Mécanique Système
Omar Cherif Lezzar

Omar Cherif Lezzar
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I. Introduction :
Imaginez une machine si petite qu'elle est imperceptible à
l'œil humain. Imaginez que vous travaillez avec une
machines de la taille d'un grain de pollen. Imaginez des
milliers de ces machines fabriqués sur une seule pièce de
silicium, pour seulement quelques centimes chacun.
Imaginez un monde où la gravité et l'inertie ne sont plus
importantes, mais les forces
atomiques et des sciences de
surface dominent.
Imaginez une puce de silicium avec
des milliers de miroirs
microscopiques de travail à l'unisson,
ce qui permet le réseau optique tous
et de supprimer les goulets d'étranglement de l'infrastructure mondiale des
télécommunications. Vous êtes maintenant dans le micro domaine, un monde
occupé par une explosion technologique connue sous le nom de MEMS. Un monde
de défis et d'opportunités, où les concepts d'ingénierie traditionnelle ont été
bouleversés, et le royaume du "possible" est totalement redéfini.
MEMS sont tranquillement changer la façon dont vous vivez, de manière que vous
ne pourriez jamais imaginer. Le dispositif qui détecte votre voiture a été dans un
accident, et les feux de l'airbag est un dispositif MEMS. La plupart des nouvelles
voitures ont plus d'une douzaine de dispositifs MEMS, rend votre voiture plus sûre,
plus économe en énergie, et plus respectueux de l'environnement. MEMS sont à
trouver leur chemin dans une variété de dispositifs médicaux et des produits de
consommation courante.
Un microsystème électromécanique est un microsystème comprenant un ou
plusieurs éléments mécaniques, utilisant l’électricité comme source d’énergie, en vue
de réaliser une fonction de capteur et/ou d’actionneur avec au moins une structure
présentant des dimensions micrométriques. et la fonction du système est en partie

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assurée par la forme de cette structure. Le terme systèmes micro électromécaniques
est la version française de l’acronyme anglais MEMS (Microelectromechanical
systems). En Europe, le terme MST pour MicroSystem Technology est également
d’usage, bien que nettement moins répandu.
Issus de la technologie de la micro-électronique, les MEMS font appel pour leur
fabrication aux micro technologies, qui permettent une production à grande échelle.
Ils sont utilisés dans des domaines aussi variés que l’automobile, l’aéronautique, la
médecine, la biologie, les télécommunications, ainsi que dans certaines applications
« de tous les jours » telles que certains vidéoprojecteurs, téléviseurs haute-définition
ou coussins gonflables de sécurité pour automobiles (« Airbags »).
II. Historique :
Les MEMS ont été développés au début des
années 1970.
Le premier transistor MEMS a été fabrique
en 1967
 Structure en or : grille mobile
 Couche sacrificielle en Résine
 Modulation du courant Id (MOS)
en tant que dérivés de la micro-électronique et leur première commercialisation
remonte aux années 1980 avec des capteurs de pression sur silicium qui
remplacèrent rapidement les technologies plus anciennes et constituent encore une
part importante du marché des MEMS. Depuis lors les MEMS ont connu un important
développement et restent encore en plein essor.
C'est un domaine de recherche relativement récent qui combine l'utilisation des
techniques électroniques, informatiques, chimiques, mécaniques, optiques. Les
MEMS sont le plus souvent à base de silicium, mais on utilise également d'autres
matériaux suivant l'adéquation de leurs propriétés physiques à certaines
applications, comme les métaux, les matériaux piézoélectriques, divers
polymères, etc.

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En 1997, grâce à l'expérience acquise dans d'autres secteurs, l'utilisation des MEMS
s'est étendue aux communications sans fil et optiques.
La déclinaison des MEMS a donné de nouveaux termes, tels que, en matière optique
MOEMS, signifiant systèmes opto-électro-mécaniques, ou en matière médicale
biomes. Pour des raisons de simplicité, les spécialistes européens utilisent
également le terme générique de MST (technologie microsystèmes) pour désigner
les MEMS.
III. Composition :
Les MEMS sont composés de mécanismes mécaniques (résonateurs, poutres,
micromoteurs, etc.) réalisés sur silicium à l’échelle micrométrique. Ces différents
éléments mécaniques sont mis en mouvement (actionnés) grâce aux forces
générées par des transducteurs électromécaniques. Ceux-ci sont alimentés par des
tensions produites avec des circuits électroniques avoisinants. Les transducteurs

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électromécaniques jouent alors le rôle de
l’interface entre les domaines mécanique
et électrique. Les transducteurs
électrostatiques ou capacitifs y sont
utilisés le plus souvent, bien que l’on
puisse rencontrer des interfaces
électromécaniques basées sur des
phénomènes magnétiques et
thermomécaniques.
IV. De la recherche à la fabrication :
Une des premières applications des MEMS fut un transistor à effet de champ à grille
résonnant conçu par Westinghouse en 1969. Même si ce produit s'est avéré être
principalement un objet de curiosité, il a marqué la naissance d'une technologie
devenue omniprésente. Au début des années 1970, les fabricants utilisaient des
plaquettes de substrat gravé pour produire des capteurs de pression. Des
expériences furent ensuite menées au début des années 1980 avec la technique du
micro-usinage pour créer des actionneurs en silicium polycristallin utilisés dans les
têtes de lecture de disque. A la fin des années 1980, le potentiel des MEMS devint
largement reconnu et leurs applications commencèrent à pénétrer plus avant le
monde de la microélectronique et du biomédical.
Dans les années 1990, les MEMS reçurent l'attention toute particulière des Etats-
Unis et des agences gouvernementales commencèrent à soutenir des projets
MEMS. C'est ainsi que le Bureau de recherche scientifique de l'Armée de l'Air
(AFOSR) donna son appui pour de la recherche fondamentale sur les matériaux,
tandis que l'Agence de projets de recherche avancée pour la Défense (DARPA) créa
son service de fonderie en 1993. Dans le même temps, le NIST (Institut national des
normes et de la technologie) commença son aide aux fonderies civiles pour des
dispositifs MEMS et des composants CMOS (complementary metal-oxyde