Etude, simulation électrothermique d’un micro capteur de gaz à base d’oxyde semi-conducteur

Abstract

La compatibilité des micro-capteurs de gaz à oxyde métallique avec la technologie de la microélectronique permet leur miniaturisation. L’intérêt de la microélectronique pour la technologie des micro-capteurs de gaz se situe surtout dans l’exploitation des procédés et des équipements associés pour la fabrication des films minces. Après une étude sur le micro-capteur de gaz à oxyde métallique (MOX), et les différents éléments qui le composent, le travail que nous avons abordé dans ce mémoire comporte essentiellement deux grandes parties: La première partie concerne une simulation des différentes étapes technologiques nécessaires pour la réalisation de la plate forme chauffante d’un micro-capteur de gaz (MOX) à l’aide du logiciel CoventorWare cette partie a été effectuée au centre de développement des technologies avancées (CDTA), BABA HASSEN, Alger. La mise au point d’une filière technologique de fabrication demande de définir des opérations technologiques successives indépendantes et compatibles entre elles L’objectif dans cette deuxième partie est de pouvoir simuler le fonctionnement de la plate forme chauffante par une étude électrothermique, afin de prédire ses performances en termes de rendement thermique. C’est l’une des caractéristiques la plus importante des plates formes chauffantes qui doivent assurer le bon fonctionnement du chauffage et de l’homogénéité de la température sur le capteur. L’homogénéité thermique est optimisée par une résistance en poly-silicium dopé malheureusement, cette technologie souffre de dérives dégradant les performances de détection. Il apparait donc nécessaire d’utiliser un autre matériau pour s’affranchir de ce défaut ; des micro-capteurs de gaz dits nouvelle génération sont apparus, utilisant une résistance chauffante en platine. L’optimisation géométrique pour la résistance en platine est ensuite étudiée.. L’étude est menée à l’aide de l’outil de simulation Comsol Multiphysics. Ce logiciel (3D) est basé sur la méthode de résolution par éléments finis , offre un modèle de couplage des équations électriques et les équations thermiques. Les résultats obtenus ont été discutés et confrontés avec ceux fournis dans la littérature