Fabrication et caractérisation mécanique de systèmes micro-électromécaniques (MEMS) à base de La0.7Sr0.3MnO3, application aux bolomètres résonants

Cette thèse propose une nouvelle approche de l’électronique grâce à l’utilisation d’oxydes fonctionnels. Depuis une vingtaine d’années, le domaine de l’électronique a connu un essor considérable, reposant principalement sur l’utilisation du silicium comme matériau de base. L’évolution vers des dimensions micro- et nanométriques a donné naissance à la microélectronique, apportant des avantages remarquables mais aussi de nombreux défis techniques.Récemment, de nouveaux matériaux innovants tels que les oxydes fonctionnels ont été introduits, ouvrant des perspectives prometteuses, notamment dans le domaine des capteurs. Cependant, l’intégration de ces matériaux représente un véritable défi, car les procédés actuels sont optimisés pour le silicium. L’industrie reste encore prudente, en raison du manque de recherche approfondie et de la difficulté à maîtriser complètement leurs propriétés exotiques. Cela souligne la nécessité d’une étude rigoureuse et d’une caractérisation approfondie.Dans ce travail, nous proposons l’intégration d’un oxyde pérovskite particulier, La\textsubscript{2/3}Sr\textsubscript{1/3}MnO\textsubscript{3} (LSMO), avec le silicium pour la fabrication d’un nouveau type de système microélectromécanique (MEMS). Une introduction générale à l’industrie des MEMS et à la complexité des procédés de fabrication est d’abord présentée, avec un accent particulier sur les capteurs à résonateurs mécaniques (MMR). Les principes de la nanomécanique sont expliqués, car ils sont essentiels à la compréhension et à la caractérisation des dispositifs.La suite du manuscrit explore les oxydes pérovskites et le rôle de l’ingénierie de la contrainte dans l’optimisation de leurs propriétés. Le matériau principal utilisé dans cette étude, le LSMO, est présenté en détail, ainsi que ses applications potentielles dans les MEMS.Les chapitres suivants décrivent deux études de cas : la caractérisation mécanique de micro-ponts suspendus à base de LSMO, réalisée dans deux laboratoires européens (CNR-SPIN à Gênes et TU Delft), et l’intégration d’une couche piézoélectrique PZT sur les dispositifs LSMO. Enfin, des mesures de la fréquence de résonance en fonction de la température et de la puissance du laser sont discutées, ouvrant la voie à l’utilisation de ces dispositifs comme bolomètres résonants.