Projet Dept. Microélectronique et Microcapteurs T. Mohammed-Brahim 1
Organisation du Département Etude et mise au point de systèmes de détection intégrés Forte spécificité française : fabrication directe du système sur tout substrat y compris substrat flexible et/ou transparent Microélectronique & Microcapteurs (T. Mohammed-Brahim) Dispositifs Electroniques (L. Pichon) (6 chercheurs, 1 IR, 4 ETP) Capteurs Intégrés (F. Le Bihan) (8 chercheurs, 1 IR, 5 ETP) Pôle Technique 2
Fonctionnement du Département Responsables élus par les chercheurs, enseignants-chercheurs et ingénieurs de recherche publiants de l entité (département ou équipe) Equipe de direction du Département: le responsable + les responsables des équipes Séminaire bimestriel du Département: point d information + réunion scientifique (réunions extraordinaires en cas de besoin) Réunions régulières (fréquence > 2 mois) au sein de chaque équipe Dans chaque équipe: Responsable par thème pour maintenir les actuelles réunions hebdomadaires destinées à la coordination des activités et au maintien de l objectif de départ Plateaux Techniques Communs aux 2 équipes et gérés par le Département qui nommera un responsable technique Financement des plateaux à partir des enveloppes technologiques prévues dans les projets des 2 équipes + soutien institutionnel dédié 3
Outils du Département Plateaux Techniques Réacteurs de dépôt de couches minces Centrale de proximité technologique Caractérisation électrique et physique Stations de calcul Centrale de proximité NANO-Rennes (CNRS) Centrale utilisée pour la formation (CCMO-CNFM) 225 m 2 Classes 100 et 1000, 85 m 2 Classe 10000 (CPER 2007-2013) Nécessité d un renforcement en personnel technique (IR) Plate-forme régionale au service des laboratoires et entreprises de la région (Start-up, PME, ) Avenir : Plate-forme dédiée aux capteurs pour l Intelligence Ambiante (Bretagne et Pays de la Loire) 4
Equipe Dispositifs Electroniques 5
Équipe Dispositifs Electroniques: Thématiques Composition: 3 Pr, 3 MCF, 1 IR Electronique Wafer Si Performances vitesse Intégration Electronique+autres fonctions sur un même substrat Nouveaux Dispositifs Nouvelles structures ou nouveaux matériaux Intégration Électronique CMOS Silicium fabriquée à basse température sur tout substrat - Augmentation de la fréquence de travail: matériaux et principalement interfaces - Système démonstrateur - Modèle de simulation Conception 6
Équipe Dispositifs Electroniques: Thématiques Nouveaux Dispositifs Dispositifs à base de nanofils de silicium - Méthodes de synthèse (VLS, Espaceurs et SLS): diminuer la section et orientation - Procédés technologiques pour des dispositifs reproductibles et fiables - Dispositifs innovants à partir de nanofils suspendus Electronique Organique Situation: Grandes possibilités mais nombreux verrous scientifiques et technologiques France: Affichage (OLEDs), Photovoltaïque, Capteurs MAIS pas ou peu d Electronique Opportunité pour l IETR: expérience en technologie électronique basse température et présence d une équipe en Chimie (M. Hissler, IUF) développant des matériaux innovants Collaborations: Consortium Français (LETI, Ecole Polytechnique Palaiseau, IETR) + Sciences Chimiques Rennes Réseau International (CNR Rome, Universités Cambridge (UK) et Princeton (USA) et Kyung Hee Seoul) 7
Équipe Dispositifs Electroniques: Analyse Atouts Moyens technologiques existants Grande expérience en technologie microélectronique basse température Résultats sur silicium Risques Effectif limité dans le nouvel axe de l électronique organique Effectif technique limité en salle blanche 8
Equipe Capteurs Intégrés 9
Équipe Capteurs Intégrés Composition: 1 Pr + 1 Pr (remplacement B. Fortin), 3 MCF HDR, 3 MCF, 1 IR Systèmes de détection intégrés, utilisant des capteurs électroniques ou optiques Détection électronique par la structure générique SGFET et par structures à nanofils Intégration avec un circuit microfluidique Procédé de fabrication à très basse température utilisant des substrats usuels de la biologie Fonctionnalisations spécifiques aux espèces à détecter Diversification des domaines d utilisation possible de la structure (air, eau, ambiances, ) Utilisation des structures (résistances, transistors) à nanofils Système RFID intégré faible coût Implémentation sur un même substrat d une étiquette RFID (antenne+puce) sans report 10
Équipe Capteurs Intégrés Détection optique dans le lointain IR aboutissant à un système électronique intégré Verres de chalcogénures de type GaGeSbS, GeSbS ou GeSbSe dopés ou non terres rares Système compact de détection intégrant sur un même support la source lumineuse, la couche guidante et le système de détection Capteurs de champs magnétiques à fibres optiques Capteurs de champ magnétique (<1nT) à base de fibres optiques spéciales (microstructurées, chalcogénure) ou de systèmes hybrides fibres-guides canalisés Bancs optiques avec production et mesure du champ: caractérisation 11
Équipe Capteurs Intégrés Projets ponctuels Projets intra-ietr Réalisation d antennes de très haute fréquence (> 100GHz) Vitesse de propagation d une onde RF dans le canal d un FET Projets ponctuels applicatifs Réponse aux objectifs d une centrale de proximité Exemples: matrice de capteurs de pression souples, réseau de capteurs en milieu confiné (élevage) Collaborations: Par nature multiples et pluridisciplinaires : Réseau rennais (électronique, physique, chimie, biologie) Collaborations nationales (Lyon) et internationales (Barcelone) 12
Équipe Capteurs intégrés : Analyse Atouts Compétences en conception, fabrication, caractérisation électrique Dispositifs de détection innovants à large spectre d applications Collaborations efficaces Risques Nombre de projets ponctuels Dépendance importante des collaborations pour les tests spécifiques Effectif technique limité en salle blanche 13
Conclusion Etude et mise au point de systèmes de détection intégrés sur tout substrat Objectifs réalistes: Moyens technologiques suffisants Nouvelle organisation en 2 équipes mieux cibler les objectifs intermédiaires maintenir une coordination indispensable à la réalisation de l objectif final. Aide en moyens humains: condition nécessaire 14