Design of Micro and Nanosystems [ LELEC2895 ]

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Ce cours s'inscrit dans l'offre de cours ELEC en MEMS & NEMS, micro et nanotechnologies. LELEC2895 est consacré à la compréhension et à la conception de dispositifs micro-électromécaniques (MEMS), aux transducteurs (capteurs, actuateurs) réalisés dans des technologies de micro et nanofabrication, à leur co-intégration aux circuits intégrés, à leurs simulations et caractérisations multiphysiques, à leur fiabilité et à leur interconnexion.

a. Contribution de l'activité au référentiel AA (AA du programme)

Axe 1 (1.1, 1.2, 1.3), Axe 2 (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5), Axe 3 (3.1, 3.2, 3.3), Axe 4 (4.2, 4.3, 4.4), Axe 5 (5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5, 5.6), Axe 6 (6.1, 6.3, 6.4)

b. À l'issue de ce cours, l'étudiant sera en mesure de :

• Décrire les principes de transduction et les effets d'échelle
• Interpréter un cahier des charges de conception d'un MEMS
• Concevoir des MEMS et NEMS et utiliser des outils pour la simulation  multiphysique
• Identifier les circuits électroniques adaptés aux MEMS et NEMS
• Identifier les techniques de fabrication nécessaire à l'obtention de ces dispositifs et catégoriser les problèmes d'origine thermomécaniques qui conditionnent le bon fonctionnement d'un MEMS
• Analyser la fiabilité des dispositifs miniaturisés
• Présenter par écrit (rapport) et oralement (transparents) les résultats d'un projet de groupe (de 2 à 4 étudiants)

L'évaluation du projet se base sur le contenu et la forme d'un rapport écrit et d'une présentation orale réalisés par groupe. L'examen se déroule à livre ouvert.

Le cours est typiquement organisé en

• 8 séances de cours
• 3 séances d'exercices encadrés
• 2 séances de tutoriel permettant de couvrir les outils logiciels utiles au projet
• 1 séance de séminaire industriel
• 1 projet de conception de MEMS réalisé par groupe (2 à 4 étudiants) et encadré, ce projet doit répondre à un cahier des charges donné.

1. Méthodologie de conception de MEMS

2. Effets d'échelle et principes de transduction

3. Capteurs et actuateurs: électriques, mécaniques, thermiques, optiques, (bio)chimiques, etc...

4. Procédés de micro et de nanofabrication

5. Co-intégration des MEMS avec les circuits de la technologie CMOS

6. Interconnections et encapsulation

7. Simulations multiphysiques et caractérisationS

Supports

• Transparents disponibles sur iCampus
• Livres de référence disponibles à la BST

Le cours LELEC2560 Micro and Nanofabrication Techniques est un pré-requis utile. Des connaissances de base en électronique, physique du solide, science des matériaux et chimie sont un avantage.