D'UNE MEMBRANE PAR UN DIELECTRIQUE

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Domaine technique

La présente invention concerne le domaine des systèmes microélectromécaniques, communément désignés MEMS, ou nanoélectromécaniques communément désignés NEMS. Dans ce domaine

0 elle a pour objet un nouveau dispositif microélectromécanique ou

nanoélectromécanique, qui est du type comportant une membrane électriquement conductrice et mobile en translation parallèlement à un substrat, et au moins une électrode d'actionnement, qui est formée sur ledit substrat, et qui permet d'actionner électrostatiquemement ladite membrane.5 L'invention a également pour objet un procédé de fabrication de ce nouveau

dispositif microélectromécanique ou nanoélectromécanique. Ce dispositif microélectromécanique ou nanoélectromécanique peut être utilisé dans différentes applications, et en particulier peut être utilisé pour réaliser un commutateur ohmique ou capacitif, et notamment un commutateur RF (Radio

0 Fréquence), ou peut être utilisé pour réaliser un micro-commutateur ou nano- commutateur optique.

Art antérieur

Parmi les dispositifs MEMS ou NEMS mettant en œuvre une membrane électriquement conductrice, qui peut être actionnée

5 électrostatiquement au moyen d'une électrode d'actionnement, il existe une

catégorie de dispositifs MEMS ou NEMS dans laquelle la membrane, qui est supportée au-dessus d'un substrat isolant, n'est pas ancrée au substrat isolant, mais est mobile en translation par rapport au substrat, le long d'au moins un axe sensiblement parallèle au substrat. La ou les électrodes

0 d'actionnement de la membrane sont déposées sur le substrat au-dessous de

la membrane, avec un espace électriquement isolant, et notamment un espace d'air, entre la membrane et chaque électrode d'actionnement. De préférence, la membrane est plus particulièrement flexible et déformable électrostatiquement en utilisant la ou les électrodes d'actionnement.

Des exemples de dispositif à membrane flexible et mobile en translation sont décrits notamment dans la demande de brevet internationale W02006/099945 et dans la demande de brevet internationale W02010/105827.

Pour fabriquer ce type dispositifs MEMS ou NEMS, on met en œuvre des technologies de fabrication standards consistant à former et à graver des couches minces de matériaux superposées à la surface d'un substrat isolant, dont au moins une couche sacrificielle, qui est interposée entre la ou les électrodes d'actionnement et la membrane. Cette couche sacrificielle permet, après suppression, de réaliser l'espace isolant, et notamment un espace d'air entre la membrane et la ou les électrodes d'actionnement sous-jacentes formées à la surface du substrat.

Lors du fonctionnement de ce type de dispositifs MEMS ou NEMS à membrane actionnable électrostatiquement, il est important que la membrane, qui est électriquement conductrice, ne vienne pas en contact direct avec une électrode d'actionnement sous-jacente, afin d'éviter un court- circuit. Il est également important d'éviter la formation préjudiciable d'arcs électriques entre la membrane et chaque électrode d'actionnement. La répétition dans le temps de ces arcs électriques entre la membrane et l'électrode d'actionnement peut en outre occasionner des transferts de matériau entre la membrane et l'électrode d'actionnement, avec le risque dans le temps de former un court-circuit entre la membrane et l'électrode d'actionnement.

Pour réduire les risques d'apparition de ces défauts de fonctionnement (court-circuit entre la membrane et une électrode d'actionnement ; formation d'arcs électriques entre la membrane et une électrode d'actionnement), une première solution technique consiste à dimensionner le dispositif MEMS ou NEMS, de telle sorte que la distance entre chaque électrode d'actionnement et la membrane est suffisamment importante, de sorte que lorsque la membrane est actionnée dans sa position extrême la plus proche de l'électrode d'actionnement, il subsiste toujours, entre l'électrode et la membrane, un espace isolant de dimension suffisante pour éviter un court-circuit par contact entre la membrane et l'électrode d'actionnement, et pour réduire la formation d'arcs électriques. Dans cette solution, un compromis doit néanmoins être trouvé sur le choix de cette distance entre chaque électrode d'actionnement et la membrane, car il est préférable que cette distance soit la plus faible possible.

Une deuxième solution technique connue consiste à prévoir, sous la membrane ou à la surface de l'électrode d'actionnement, des plots diélectriques permettant d'éviter un contact direct entre la membrane et l'électrode d'actionnement, et de maintenir mécaniquement une distance minimale suffisante entre la membrane et l'électrode d'actionnement sous- jacente.

Une troisième solution technique connue, et divulguée notamment dans la demande de brevet internationale W02006/099945 susvisée, consiste à recouvrir la totalité de la face supérieure (face orientée vers la membrane) de chaque électrode d'actionnement, avec une couche de matériau diélectrique, qui permet d'isoler électriquement la membrane de la totalité de la face supérieure de l'électrode d'actionnement.

Cette troisième solution peut paraître plus efficace que les deux autres solutions. Cependant en mettant en œuvre cette troisième solution, on constate à l'usage que la couche diélectrique à la surface de l'électrode d'actionnement se charge électriquement dans le temps, ce qui modifie dans le temps, et notamment atténue, la force d'actionnement électrostatique appliquée sur la membrane. Cette modification est préjudiciable à la répétabilité du fonctionnement du dispositif, et peut même dans le temps aboutir à un défaut de fonctionnement du dispositif.

Pour les dispositifs MEMS ou NEMS comportant une membrane, qui est ancrée par rapport au substrat, et qui n'est pas mobile en translation parallèlement au substrat, les solutions ci-dessus sont en pratique relativement efficaces pour réduire les risques de court-circuit et de formation d'arc électriques entre la membrane et une électrode d'actionnement

En revanche, la demanderesse a mis en évidence que dans le cas particulier des dispositifs MEMS ou NEMS, comportant une membrane qui est mobile en translation parallèlement au substrat, ces solutions n'étaient pas totalement satisfaisantes, et que les risques d'apparition des défauts de fonctionnement susvisés (court-circuit entre la membrane et une électrode d'actionnement et formation d'arcs électriques entre la membrane et l'électrode d'actionnement) pouvaient subsister de manière importante.

Objectif de l'invention

Un objectif de l'invention est de proposer une nouvelle solution technique, qui permet de réduire l'apparition des défauts de fonctionnement susvisés (court-circuit et formation d'arcs électriques) dans un dispositif microélectromécanique ou nanoélectromécanique, à membrane mobile en translation parallèlement à un substrat, et actionnable électrostatiquemement par au moins une électrode d'actionnement sous-jacente formée sur le substrat.

Un objectif plus particulier de l'invention est de proposer une nouvelle solution technique, qui permet de conserver la possibilité de fabriquer le dispositif microélectromécanique ou nanoélectromécanique en utilisant des technologies de fabrication par dépôt de couches minces, notamment par croissance épitaxiale, qui sont standards dans ce domaine.

Résumé de l'invention

Lorsque l'on utilise les technologies standards pour fabriquer un dispositif MEMS ou NEMS à membrane mobile en translation parallèlement à un substrat, et actionnable électrostatiquemement par au moins une électrode d'actionnement sous-jacente formée à la surface du substrat, afin de réaliser l'espace isolant, et notamment un espace d'air, entre la membrane et l'électrode d'actionnement, on est en pratique conduit, au cours de la fabrication, à former une couche sacrificielle, qui recouvre le substrat et l'électrode d'actionnement, et dont l'épaisseur est sensiblement constante.

Il en résulte en pratique que la face inférieure de la membrane (face orientée vers le substrat), d'une part comporte une partie active, généralement plane, qui est positionnée au droit de l'électrode d'actionnement, et dont la zone la plus proche de l'électrode d'actionnement est située dans un premier plan de référence lorsque la membrane n'est pas actionnée, et d'autre part comporte également un décrochement, qui est orienté en direction du substrat, qui normalement n'est pas positionné au droit de l'électrode d'actionnement, mais qui s'étend en direction du substrat jusqu'à un plan plus proche de l'électrode d'actionnement que le plan de référence susvisé de la partie active de la face inférieure de membrane.

Or la demanderesse a mis en évidence que ce décrochement en combinaison avec la mobilité en translation de la membrane parallèlement au substrat est une source importante des défauts de fonctionnement susvisés (court-circuit ou formation d'arcs électriques). En effet, il a été mis en évidence que dans certains cas la membrane peut avoir subi un faible déplacement ou décalage en translation, non intentionnel, parallèlement au substrat et en direction de l'électrode d'actionnement. Ce défaut de positionnement en translation de la membrane, combiné à la présence de ce décrochement dans la face inférieure de la membrane, peut ainsi aboutir à une réduction préjudiciable de la distance entre ce décrochement et l'électrode d'actionnement, ce qui peut occasionner les défauts de fonctionnement susvisés (court-circuit ou formation d'arcs électriques).

Pour pallier ces défauts de fonctionnement, l'invention a ainsi pour objet un dispositif microélectromécanique ou nanoélectromécanique présentant les caractéristiques suivantes. Le dispositif microélectromécanique ou nanoélectromécanique comporte une membrane, qui est supportée au-dessus d'un substrat, en étant espacée dudit substrat, et au moins une électrode d'actionnement, qui est formée sur ledit substrat, et est positionnée au moins en partie au-dessous de la membrane, avec un espace électriquement isolant, et notamment un espace d'air, entre la membrane et l'électrode d'actionnement, et qui permet d'actionner électrostatiquemement la membrane. La membrane est mobile en translation le long d'au moins un premier axe de translation (XX') sensiblement parallèle au substrat, et dans au moins une première direction (X1 ) le long de ce premier axe de translation (XX'). La face inférieure de la membrane orientée vers le substrat comporte d'une part une partie active, qui est positionnée au droit de l'électrode d'actionnement, et dont la zone d'actionnement électrostatique la plus proche de l'électrode d'actionnement est située dans un premier plan de référence (P1 ) lorsque la membrane n'est pas actionnée, et d'autre part au moins un décrochement, qui est orienté en direction du substrat et qui s'étend en direction du substrat jusqu'à un deuxième plan (P2) plus proche de électrode d'actionnement que ledit plan de référence (P1 ) de la face inférieure de membrane. Ledit décrochement comporte au moins une première portion qui, pour au moins une partie des positions en translation de la membrane, n'est pas positionnée au droit de l'électrode d'actionnement et qui est proche d'au moins une première portion de la tranche de l'électrode d'actionnement, laquelle première portion de tranche est transversale au premier axe de translation (XX'). Ledit dispositif comporte :

(a) une couche diélectrique, qui recouvre au moins ladite première portion de tranche de l'électrode d'actionnement,

et/ou

(b) une couche diélectrique, qui recouvre la face inférieure de la membrane au moins dans une zone correspondant à ladite première portion du décrochement.

De manière facultative, le dispositif de l'invention peut comporter les caractéristiques techniques optionnelles suivantes, prises isolément ou en combinaison les unes avec les autres :

(a) la couche diélectrique (7) recouvre également une première zone de bordure (Z1 ) de la surface supérieure (5a) de l'électrode d'actionnement (5 ou 5'), laquelle première zone de bordure (Z1 ) s'étend depuis ladite première portion (50a) de tranche (50), sur une première largeur (L1 ) limitée, de sorte qu'au moins une zone centrale (51 ) de la face supérieure (5a) de l'électrode d'actionnement (5 ou 5'), située au droit de la partie active (31 ) de la face inférieure de la membrane (3), n'est pas recouverte par la couche diélectrique (7) et est à nue.

(b) la couche diélectrique (7') recouvre la face inférieure de la membrane (3) également dans une première zone (Z1 ) de la partie active (31 ) de la face inférieure de la membrane (3), qui s'étend depuis ladite première portion (30a) du décrochement (30), sur une première largeur de recouvrement (L1 ) limitée, de sorte qu'au moins une zone centrale de la partie active (31 ) de la face inférieure (3a) de la membrane n'est pas recouverte par cette couche diélectrique

(

la première largeur de recouvrement (L1 ) est supérieure à la course maximale de la translation de la membrane (3) dans la première direction (X1 ).

la membrane (3) est mobile en translation le long dudit premier axe de translation (XX') dans une deuxième direction (X2) opposée à la première direction (X1 ) ; ledit décrochement (30) comporte au moins une deuxième portion (30b) qui, pour au moins une partie des positions en translation de la membrane (3), n'est pas positionnée au droit de l'électrode d'actionnement (5 ou 5'), et qui est proche d'au moins une deuxième portion (50b) de la tranche (50) de l'électrode d'actionnement (5 ou 5'), laquelle deuxième portion (50b) de tranche (50) est transversale au premier axe de translation (XX') et est située à l'opposé de la première portion (50a) de tranche (50) ; dans ce dispositif :

(a) la couche diélectrique (7), recouvre au moins ladite deuxième portion (50b) de tranche (50) de l'électrode d'actionnement (5 ou 5') et/ou

(b) la couche diélectrique (7') recouvre la face inférieure (3a) de la membrane (3) au moins dans une zone correspondant à ladite deuxième portion (30b) du décrochement (30).

(a) la couche diélectrique (7) recouvre également une deuxième zone de bordure (Z2) de la face supérieure (5a) de l'électrode d'actionnement (5 ou 5'), laquelle deuxième zone de bordure (Z2) s'étend depuis ladite deuxième portion (50b) de tranche (50), sur une deuxième largeur de recouvrement (L2) limitée, de sorte qu'au moins une zone centrale (51 ) de la face supérieure (5a) de l'électrode d'actionnement (5 ou 5'), située au droit de la partie active de la face inférieure de la membrane (3), n'est pas recouverte par la couche diélectrique (7) et est à nue.

(b) la couche diélectrique (7') recouvre la face inférieure de la membrane (3) également dans une deuxième zone (Z2) de la partie active (31 ) de la face inférieure de la membrane (3), qui s'étend depuis ladite première portion (30a) du décrochement (30), sur une deuxième largeur de recouvrement (L2) limitée, de sorte qu'au moins une zone centrale de la partie active (31 ) de la face inférieure (3a) de la membrane n'est pas recouverte par cette couche diélectrique

(

lequel la deuxième largeur de recouvrement (L2) est supérieure à la course maximale de la translation de la membrane (3) dans la deuxième direction (X2).

la membrane (3) est mobile en translation, dans au moins une troisième direction (Y1 ), le long d'un deuxième axe de translation (ΥΥ'), qui est sensiblement parallèle à la face supérieure (2a) du substrat (2), et qui est perpendiculaire au premier axe de translation (XX'), dans lequel, ledit décrochement (30) comporte au moins une troisième portion (30c) qui, pour au moins une partie des positions en translation de la membrane (3), n'est pas positionnée au droit de l'électrode d'actionnement (5 ou 5'), et qui est proche d'au moins une troisième portion (50c) de la tranche (50) de l'électrode d'actionnement (5 ou 5'), laquelle troisième portion (50c) de tranche (50) est transversale au deuxième axe de translation (ΥΥ') ; Dans ce disposiitf :

(a) la couche diélectrique (7), recouvre au moins ladite troisième portion (50c) de tranche (50) de l'électrode d'actionnement (5 ou 5')

et/ou

(b) la couche diélectrique (7') recouvre la face inférieure (3a) de la membrane (3) au moins dans une zone correspondant à ladite troisième portion (30c) du décrochement (30).

(a) la couche diélectrique (7) recouvre également une troisième zone de bordure (Z3) de la face supérieure (5a) de l'électrode d'actionnement (5 ou 5'), laquelle troisième zone de bordure (Z3) s'étend depuis ladite troisième portion (50c) de tranche (50), sur une troisième largeur de recouvrement (L3) limitée, de sorte qu'au moins une zone centrale (51 ) de la face supérieure (5a) de l'électrode d'actionnement (5 ou 5'), située au droit de la partie active de la face inférieure de la membrane (3), n'est pas recouverte par la couche diélectrique (7) et est à nue.

(b) la couche diélectrique (7') recouvre la face inférieure de la membrane (3) également dans une troisième zone (Z3) de la partie active (31 ) de la face inférieure de la membrane (3), qui s'étend depuis ladite troisième portion (30c) du décrochement (30), sur une troisième largeur de recouvrement (L3) limitée, de sorte qu'au moins une zone centrale de la partie active (31 ) de la face inférieure (3a) de la membrane n'est pas recouverte par cette couche diélectrique

(

la troisième largeur de recouvrement (L3) est supérieure à la course maximale de la translation de la membrane (3) dans la troisième direction (Y1 ).

la membrane (3) est mobile en translation le long dudit deuxième axe de translation (ΥΥ') dans au moins une quatrième direction (Y2) opposée à la troisième direction (Y1 ), dans lequel ledit décrochement (30) comporte au moins une quatrième portion (30d) qui, pour au moins une partie des positions en translation de la membrane (3), n'est pas positionnée au droit de l'électrode d'actionnement (5 ou 5'), et qui est proche d'au moins une quatrième portion (50d) de la tranche (50) de l'électrode d'actionnement (5 ou 5'), laquelle quatrième portion (50d) de tranche (50) est transversale au deuxième axe de translation (ΥΥ') et est située à l'opposé de la troisième portion (50c) de tranche (50) ; dans ce dispositif, dans lequel :

(a) la couche diélectrique (7), recouvre au moins ladite quatrième portion (50d) de tranche (50) de l'électrode d'actionnement (5 ou 5')

et/ou

(b) la couche diélectrique (7') recouvre la face inférieure (3a) de la membrane (3) au moins dans une zone correspondant à ladite quatrième portion (30d) du décrochement (30).

(a) la couche diélectrique (7) recouvre également une quatrième zone de bordure (Z4) de la face supérieure (5a) de l'électrode d'actionnement (5 ou 5'), laquelle quatrième zone de bordure (Z4) s'étend depuis ladite quatrième portion (50d) de tranche (50), sur une quatrième largeur de recouvrement (L4) limitée, de sorte qu'au moins une zone centrale (51 ) de la face supérieure (5a) de l'électrode d'actionnement (5 ou 5'), située au droit de la partie active de la face inférieure de la membrane (3), n'est pas recouverte par la couche diélectrique (7) et est à nue.

(b) la couche diélectrique (7') recouvre la face inférieure de la membrane (3) également dans une quatrième zone (Z4) de la partie active (31 ) de la face inférieure de la membrane (3), qui s'étend depuis ladite quatrième portion (30d) du décrochement (30), sur une quatrième largeur de recouvrement (L4) limitée, de sorte qu'au moins une zone centrale de la partie active (31 ) de la face inférieure (3a) de la membrane n'est pas recouverte par cette couche diélectrique

(

- la quatrième largeur de recouvrement (L4) est supérieure à la course maximale de la translation de la membrane (3) dans la quatrième direction (Y2).

(a) la couche diélectrique (7) sur le substrat (2) est de plus faible épaisseur que l'électrode d'actionnement (5 ou 5').

- (b) la couche diélectrique (7') portée sous la membrane (3) est de plus faible épaisseur que l'électrode d'actionnement (5 ou 5').

(a) au moins une zone centrale (51 ) de la face supérieure (5a) de l'électrode d'actionnement (5 ou 5'), électriquement conductrice et située au droit de la partie active (31 ) de la face inférieure (3a) de la membrane (3), n'est pas recouverte par la couche diélectrique (7) et est à nue.

- la membrane (3), lorsqu'elle est actionnée au moyen d'une électrode d'actionnement (5 ou 5') sous-jacente, ne touche pas la surface électriquement conductrice de l'électrode d'actionnement (5 ou 5').

(b) au moins une zone centrale de la partie active (31 ) de la face inférieure (3a) de la membrane (3) n'est pas recouverte par la couche diélectrique (7').

- pour au moins une partie des positions en translation de la membrane (3), le décrochement (30) de la membrane (3) entoure complètement la tranche (50) de l'électrode (5 ou 5').

- la couche diélectrique (7 ou 7') s'étend de manière continue sur toute la périphérie de l'électrode d'actionnement (5 ou 5').

- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, la membrane (3) est flexible, et la ou les électrodes d'actionnement (5 , 5') permettent de déformer électrostatiquemement la membrane (3).

- la permittivité de la couche diélectrique (7 ou 7') est supérieure à la permittivité dans l'espace électriquement isolant (6), et notamment dans l'espace d'air, entre la membrane (3) et l'électrode d'actionnement (5 ou 5').

- au moins la face inférieure (3a) de la membrane (3) est électriquement conductrice.

- l'électrode d'actionnement (5 ou 5') est positionnée entièrement au- dessous de la membrane (3).

- la zone d'actionnement électrostatique (31 a) est sensiblement plane.

- la zone d'actionnement électrostatique (31 a) est centrée par rapport à l'électrode d'actionnement (5 ou 5'), lorsque la membrane est dans sa position non décalée.

- la membrane (3) permet de réaliser une fonction de commutateur ohmique, capacitif ou optique.

- Le dispositif comporte deux pistes électriquement conductrices (S1 et S2) formées sur le substrat (2) et espacées l'une de l'autre ; la membrane (3) remplit une fonction de commutateur ohmique, de telle sorte que lorsqu'elle est au repos, elle n'est pas en contact avec les deux pistes (S1 et S2), et que lorsqu'elle est actionnée électrostatiquement au moyen d'au moins une électrode d'actionnement (5), elle est en contact avec les deux pistes (S1 et S2) et permet de raccorder électriquement les deux pistes (S1 et S2) entre-elles.

L'invention a pour autre objet un système microélectromécanique ou nanoélectromécanique comportant au moins un dispositif microélectromécanique ou nanoélectromécanique susvisé.

L'invention a pour autre objet un procédé de fabrication d'un dispositif microélectromécanique ou nanoélectromécanique susvisé comprenant au moins les caractéristiques techniques (a) susvisées. Ce procédé comporte les étapes de fabrication suivantes :

(1 ) on fabrique une structure multicouche comportant un substrat sur lequel est formée au moins une électrode d'actionnement,

(2) on dépose une couche mince (CL3) de matériau diélectrique,, recouvrant le substrat et l'électrode,

(3) on dépose une couche de résine photorésistante, au-dessus de la couche de matériau diélectrique,

(4) on réalise une gravure de la structure multicouche de manière à conserver sur le substrat, l'électrode d'actionnement et la couche diélectrique du dispositif formée du matériau diélectrique de la couche de diélectrique (CL3),

(5) on dépose une couche de résine sacrificielle (CL5), recouvrant le substrat, l'électrode et la couche diélectrique, la face supérieure de cette couche sacrificielle (CL5), n'étant pas plane et présentant un profil non rectiligne correspondant au profil de la face inférieure de la membrane du dispositif (1 ),

(6) on dépose au moins une couche de matériau (CL6) au-dessus de la couche sacrificielle (CL5), et plus particulièrement une couche (CL6) de matériau électriquement conducteur,

(7) on réalise une gravure de la couche sacrificielle (CL5) de manière à la retirer, et former la membrane au moyen au moins de la couche de matériau (CL6) déposée à l'étape précédente.

Plus particulièrement, mais non nécessairement, l'épaisseur de la couche (CL3) de matériau diélectrique est inférieure à l'épaisseur de l'électrode.

L'invention a pour autre objet un procédé de fabrication d'un dispositif microélectromécanique ou nanoélectromécanique susvisé comprenant au moins les caractéristiques techniques (b) susvisées.

Ce procédé comporte les étapes de fabrication suivantes :

(1 ) on fabrique une structure multicouche comportant un substrat sur lequel est formée au moins une électrode d'actionnement, (2) on dépose sur la face supérieure du substrat et de l'électrode, une couche sacrificielle (CL2'),

(3) on dépose une couche (CL3') de matériau diélectrique, recouvrant la couche sacrificielle (CL2'),

(4) on dépose une couche (CL4') d'une résine photorésistante, recouvrant la couche diélectrique (CL3'),

(5) on grave la face supérieure de la structure multicouche de manière à conserver sur le substrat, une partie de la couche de diélectrique (CL3') formant la couche diélectrique du dispositif et la couche sacrificielle (CL2'), de telle sorte que la face supérieure de la structure multicouche n'est pas plane et présente un profil non rectiligne correspondant au profil de la face inférieure de la membrane du dispositif,

(6) on dépose au moins une couche de matériau (CL6') au-dessus de la couche sacrificielle (CL2') et de la couche diélectrique, et plus particulièrement une couche (CL6') de matériau électriquement conducteur,

(7) on réalise une gravure de la couche sacrificielle (CL2') de manière à la retirer complètement et former la membrane (3) du dispositif (1 ') au moyen au moins de la couche de matériau (CL6') déposée à l'étape précédente.

Brève description des figures

Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée ci-après de plusieurs variantes particulières de réalisation de l'invention, lesquelles variantes particulières de réalisation sont décrites à titre d'exemples non limitatifs et non exhaustifs de l'invention, et en référence aux dessins annexés sur lesquels :

- la figure 1 est une vue de dessus d'une première variante de réalisation (a) d'un dispositif microélectromécanique ou nanoélectromécanique de l'invention, la membrane étant représentée en transparence,

- la figure 2 est une vue en coupe transversale du dispositif de la figure 1 dans le plan de coupe ll-ll de la figure 1 ou dans le plan de coupe Ι - Ι de la figure 1 , la membrane étant au repos et en position non décalée, et les épaisseurs et dimensions sur cette figure n'étant pas à l'échelle,

la figure 3 est une vue en coupe transversale du dispositif de la figure 1 dans le plan de coupe l ll-ll l,

La figure 4 représente le dispositif de la figure 2, lorsque la membrane est en position non décalée et est actionnée électrostatiquement par l'électrode d'actionnement sous-jacente,

la figure 5 représente le dispositif de la figure 2, lorsque la membrane est faiblement décalée en translation dans la direction X1 (ou Y1 ), la figure 6 représente le dispositif de la figure 2, lorsque la membrane est fortement décalée en translation dans la direction (X1 ou Y1 ), Les figures 7 à 21 représentent les principales étapes de fabrication du dispositif de la figure 2,

La figure 22 est une vue en coupe transversale d'une deuxième variante de réalisation (b) du dispositif de la figure 1 , la membrane étant au repos et en position non décalée, et les épaisseurs et dimensions sur cette figure n'étant pas à l'échelle,

La figure 23 représente le dispositif de la figure 22, lorsque la membrane est en position non décalée et est actionnée électrostatiquement par l'électrode d'actionnement sous-jacente, la figure 24 représente le dispositif de la figure 22, lorsque la membrane est faiblement décalée en translation dans la direction X1 (ou Y1 ),

la figure 25 représente le dispositif de la figure 22, lorsque la membrane est fortement décalée en translation dans la direction X1 (ou Y1 ),

les figures 26 à 33 représentent les principales étapes de fabrication du dispositif de la figure 22.

Description détaillée 1 ^ère variante de réalisation - Figures 1 à 21

En référence à la variante particulière de réalisation des figures 1 et 2, le dispositif m icroélectromécanique ou nanoélectromécanique 1 comporte :

un substrat 2 isolant, comportant une face supérieure 2a sensiblement plane,

une membrane 3 flexible, qui est supportée au-dessus du substrat 2, en étant posée sur deux piliers 4 espacés le long de l'axe XX', des électrodes d'actionnement 5,5' qui sont formées sous forme de couches minces, sur la face supérieure 2a du substrat 2, et qui sont entièrement positionnées au-dessous de la membrane 3, avec un espace d'air 6 ménagé entre la face inférieure 3a de la membrane 3 et la face supérieure 5a sensiblement plane des électrodes 5, 5'.

De manière usuelle, le substrat 2 isolant est une structure monocouche dans un matériau électriquement isolant ou une structure multicouche, dont au moins la couche supérieure est dans un matériau électriquement isolant. Par exemple et de manière non limitative de l'invention, le substrat 2 est une plaque 20, en matériau semi-conducteur, tel que du silicium, recouverte d'une couche supérieure 21 isolante, tel que par exemple du nitrure de silicium.

Dans l'exemple particulier illustré, le dispositif 1 comporte :

- deux électrodes intérieures 5, qui sont positionnées sous la membrane 3 entre les deux piliers 4, chaque électrode 5 étant proche de l'un des deux piliers 4,

- deux électrodes extérieures 5', qui sont positionnées respectivement sous les extrémités de la membrane 3 à l'extérieur des deux piliers 4, chaque électrode 5' étant proche de l'un des deux piliers 4.

Dans cet exemple, l'espace 6 entre la membrane 4 et les électrodes 5, 5' contient de l'air, qui forme un diélectrique constituant un bon isolant électrique. Dans une autre variante, cet air pourrait être remplacé par tout autre gaz, notamment un gaz inerte, permettant de réaliser un espace 6 électriquement isolant.

En référence à la figure 1 , la membrane 3 n'est pas fixée ou ancrée sur les piliers 4, mais est libre en étant mobile en translation d'une part dans les deux directions opposées X1 et X2, le long d'un axe de translation longitudinal XX' parallèle à la face supérieure 2a du substrat 2, et d'autre part dans les deux directions opposées Y1 et Y2, le long d'un axe transversal YY', parallèle à la face supérieure 2a du substrat 2 et perpendiculaire à l'axe longitudinal XX'.

La face inférieure 3a de la membrane 3 est électriquement conductrice. La membrane 3 est par exemple une membrane monocouche ou multicouche réalisée dans un ou plusieurs matériaux électriquement conducteurs, et plus particulièrement dans un métal, tel que par exemple de l'or ou de l'aluminium, ou dans un alliage de métaux. Dans ce cas, la membrane 3 fait office d'électrode mobile. La membrane 3 peut également être une membrane multicouche, comportant une face inférieure 3a, qui est réalisée dans un matériau électriquement conducteur, et plus particulièrement dans un métal, tel que par exemple de l'or ou de l'aluminium, ou dans un alliage de métaux, la ou les couches supérieures de la membrane n'étant pas nécessairement électriquement conductrices. Dans ce cas, seule la couche formant la face inférieure 3a de la membrane 3 fait office d'électrode mobile.

Les piliers 4 sont de préférence réalisés dans un matériau électriquement conducteur, et par exemple dans un métal, tel que par exemple de l'or ou de l'aluminium, ou dans un alliage de métaux, et sont reliés à la masse du dispositif. Les électrodes d'actionnement 5, 5' sont réalisées dans un matériau électriquement conducteur, et plus particulièrement dans un métal, tel que par exemple de l'or ou de l'aluminium, ou dans un alliage de métaux.

Chaque pilier 4 comporte en outre, sur sa face supérieure, deux butées 40 en forme de L qui servent de butées en translation à la membrane 3 dans le plan parallèle au substrat 2, défini par l'axe longitudinal XX' et par l'axe transversal YY' parallèle. Lorsque la membrane 3 est centrée entre les butées 40, tel que cela est représenté sur la figure 1 , il existe un espace E entre le bord de la membrane 3 et chaque butée 40 de telle sorte que la membrane 3 au repos est supportée sur les deux piliers 4 en étant libre en translation dans les deux directions opposées X1 et X2 le long de l'axe longitudinal XX' sur une faible course de translation, et dans les deux directions opposées Y1 et Y2 le long de l'axe transversal YY' sur une faible course de translation. Les butées 40 permettent ainsi de limiter la course de la translation de la membrane 3, afin de maintenir la membrane au-dessus des piliers 4.

Les piliers 4 comportent également sur leur face supérieure des butées 41 (figures 1 et 3) qui permettent de bloquer verticalement la membrane 3, c'est-à-dire de bloquer la membrane 3 en translation au-dessus des piliers 4 le long d'un axe ZZ' (figures 2 et 3) perpendiculaire à la face supérieure 2a du substrat 2.

En référence à la figure 1 , le dispositif 1 constitue plus particulièrement un commutateur ohmique, et comporte une ligne de signal S comportant deux pistes coplanaires électriquement conductrices S1 , S2, qui sont formées à la surface du substrat 2, et qui sont espacées et dans le prolongement l'une de l'autre. L'espace G entre les deux pistes S1 et S2 est positionné sous la membrane 3, et entre les deux piliers 4, de préférence à mi-distance de chaque pilier 4. Ces pistes S1 , S2 sont par exemple constituées d'une couche de métal et par exemple une couche d'or, ou d'aluminium déposée sur la face supérieure 2a du substrat 2.

De manière connue, dans cette variante particulière de réalisation, lorsque toutes les électrodes 5 et 5' ne sont pas alimentées électriquement, la membrane commutatrice 3 est au repos en étant sensiblement plane et espacée de électrode 5, 5' (configuration au repos illustrée sur la figure 2). Dans cette configuration au repos, la ligne de signal S étant interrompue entre les deux pistes S, aucun signal électrique ne peut transiter par cette ligne de signal S. Lorsque les électrodes intérieures 5 sont alimentées électriquement, elles exercent sur la membrane 3 des forces électrostatiques, qui sont orientées en direction du substrat 2, et qui tirent la partie centrale de la membrane 3, entre les deux piliers 4, en direction du substrat 2 et la rapprochent des électrodes d'actionnement 5 (Figure 4), sans que la membrane 3 ne touche les électrodes 5. Ces forces électrostatiques sont suffisamment fortes pour que la membrane flexible commutatrice 3 se déforme en se courbant vers le bas entre les deux piliers 4, et touche les deux pistes conductrices S1 , S2, de manière à raccorder électriquement les deux pistes conductrices S1 , S2. Lors de sa déformation, la membrane 3 n'étant pas ancrée sur les piliers 4 à ses deux extrémités, elle glisse également légèrement sur les deux piliers 4. Dans cette configuration de commutation de la membrane, dite ON, la ligne de signal S est alors fermée et peut être utilisée pour faire transiter un signal électrique.

Lorsque membrane flexible 3 est dans sa configuration de commutation ON, et que l'on cesse d'alimenter électriquement les électrodes intérieures 5, les force électrostatiques susvisées sont supprimées, et la membrane 2, de par sa flexibilité, reprend sa position au repos, ce qui ouvre de nouveau la ligne de signal S.

Lorsque les électrodes extérieures 5' sont alimentées électriquement, elles exercent sur les extrémités de la membrane 3 des forces électrostatiques qui sont orientées en direction du substrat 2, et qui tirent les extrémités de la membrane 3 en direction du substrat 2, et les rapprochent des électrodes d'actionnement extérieurs 5', sans que la membrane 3 ne touche les électrodes 5'. Ces forces électrostatiques sont suffisamment fortes pour que la membrane flexible commutatrice 3 se courbe vers le haut en étant en appui sur les deux piliers 4, ce qui permet d'écarter la partie centrale de la membrane 3 par rapport aux deux pistes conductrices S1 et S2 d'une distance plus importante que celle de la membrane au repos. Dans cette configuration dite OFF, la ligne de signal S est interrompue entre les deux pistes S, et aucun signal électrique ne peut transiter par cette ligne de signal S.

L'invention n'est pas limitée à un dispositif 1 ayant une fonction de commutateur ohmique. Par exemple et de manière non limitative et non exhaustive de l'invention, le dispositif 1 peut être modifié de telle sorte que sa membrane 3 puisse faire office de commutateur capacitif, ou faire office de capacité variable avec une électrode remplaçant la ligne de signal S, ou de telle sorte que sa membrane 3 puisse faire office de commutateur optique.

L'invention n'est pas limitée non plus à un dispositif 1 mettant en œuvre à la fois des électrodes d'actionnement intérieures 5 et des électrodes d'actionnement extérieures 5'. Par exemple et de manière non limitative et non exhaustive de l'invention, dans une autre variante, le dispositif pourrait comporter uniquement des électrodes d'actionnement intérieures 5 ou une unique électrode d'actionnement intérieure 5, positionnée entre les deux piliers 4 et de préférence centrée sous la membrane 3 ; le dispositif pourrait comporter uniquement des électrodes d'actionnement extérieures 5'. En outre, les électrodes d'actionnement 5, 5' n'ont pas nécessairement la même géométrie, ni les mêmes dimensions, et dans le cadre de l'invention une électrode d'actionnement 5 ou 5' peut avoir une géométrie et/ou des dimensions différentes de celles des figures annexées.

En référence à la figure 2, la face inférieure 3a de la membrane 3 (face 3a orientée vers le substrat 2) comporte pour chaque électrode d'actionnement 5, 5', une partie 31 , dite partie active, qui est positionnée au droit de l'électrode d'actionnement correspondante 5 ou 5'. La zone d'actionnement électrostatique 31 a de cette partie active 31 , qui d'une manière générale est la plus proche de l'électrode d'actionnement 5 ou 5', est située dans un premier plan de référence P1 parallèle au substrat 2, lorsque la membrane n'est pas actionnée (membrane au repos). Dans cet exemple, la partie active 31 étant sensiblement plane et parallèle au substrat 2, cette zone 31 a correspond à toute la surface de la partie active 31 . Sur la figure 2, la distance verticale mesurée perpendiculairement au substrat 2 (axe ZZ') entre ce plan de référence P1 et la face supérieure 5a de l'électrode 5 ou 5' est référencée D1 . La zone d'actionnement électrostatique 31 a est prévue pour coopérer avec l'électrode d'actionnement sous-jacente 5 (ou 5'), afin de permettre l'actionnement électrostatique de la membrane 3.

Dans la position en translation non décalée de la membrane 3 illustrée sur la figure 2, cette zone d'actionnement électrostatique 31 a est entièrement positionnée en regard de l'électrode d'actionnement sous- jacente 5 (ou 5').

Dans l'exemple particulier illustré, mais de manière non impérative, dans la position en translation non décalée de la membrane 3, cette zone d'actionnement électrostatique 31 a est centrée au-dessus de l'électrode d'actionnement sous-jacente 5 (ou 5').

La face inférieure 3a de la membrane 3 comporte également un décrochement 30, qui est orienté en direction du substrat 2, et qui s'étend en direction du substrat jusqu'à un deuxième plan P2 qui est parallèle au substrat 2, et qui est plus proche de électrode d'actionnement 5 ou 5' que ledit plan de référence P1 de la partie active 31 de la face inférieure 3a de la membrane 3. Sur la figure 2, la distance verticale mesurée perpendiculairement au substrat 2 (axe ZZ') entre ce deuxième plan P2 du décrochement 30 et la face supérieure 5a de l'électrode 5 ou 5' est référencée D2 (D2 < D1 ).

En référence aux figures 1 et 2, la tranche 50 de chaque électrode 5 ou 5' correspond à l'épaisseur de l'électrode 5 ou 5' et est constituée de quatre portions rectilignes, à savoir : deux portions rectilignes opposées 50a, 50b, transversales, et en l'espèce perpendiculaires, à l'axe de translation longitudinal XX', espacées le long de l'axe longitudinal XX' et correspondant, dans ce cas particulier, à la largeur de l'électrode 5 ou 5' ; deux portions rectilignes opposées 50c, 50d, transversales et en l'espèce perpendiculaires, à l'axe de translation transversal YY", espacées latéralement le long de l'axe latéral YY', et correspondant dans ce cas particulier, à la longueur de l'électrode 5 ou 5'. En référence à la figure 2, le décrochement 30 susvisé n'est pas positionné au droit de l'électrode d'actionnement 5 ou 5', et s'étend de manière continue sur toute la périphérie de l'électrode 5 ou 5', en étant, sur toute la périphérie de l'électrode 5 ou 5', à proximité de la tranche 50 de l'électrode 5 ou 5. Tel que cela apparaîtra plus clairement ultérieurement, ce décrochement 30 de la membrane 3 découle du procédé de fabrication du dispositif 1 , qui sera décrit ci-après, et notamment de la mise en œuvre, au cours de ce procédé de fabrication, d'une couche sacrificielle d'épaisseur constante pour réaliser l'espace d'air 6.

En référence aux figures 1 et 2, le dispositif 1 comporte une couche diélectrique 7, qui est de plus faible épaisseur que l'électrode d'actionnement 5 ou 5', et qui formée sur la face supérieure 2a du substrat 2, de telle sorte :

- qu'elle recouvre au moins la tranche 50 de l'électrode 50 de manière continue sur toute sa périphérie, c'est-à-dire les quatre portions susvisées 50a, 50b, 50c 50d de tranche 50,

- et d'autre part qu'au moins une zone centrale 51 de la face supérieure 5a de l'électrode d'actionnement 5 ou 5', qui est située en regard de la zone d'actionnement électrostatique 31 a de la face inférieure 3a de la membrane 3, n'est pas recouverte par cette couche diélectrique 7 et est à nue.

Cette couche diélectrique 7 peut être constituée de tout matériau électriquement isolant, et notamment de tout polymère présentant une très faible conductivité électrique. De préférence, ce matériau diélectrique est sélectionné de manière à présenter une permittivité diélectrique supérieure à celle du gaz, et dans le cas présent de l'air, dans l'espace 6 entre la membrane 3 et les électrodes 5 ou 5'. A titre d'exemple non limitatif de l'invention, la couche diélectrique 7 est par exemple en nitrure de silicium.

En référence aux figures 1 et 2, et de manière préférentielle, la couche diélectrique 7 recouvre également pour chaque portion 50a, 50b, 50c, 50d de tranche 50 de l'électrode 5 ou 5, une zone de bordure référencée respectivement Z1 , Z2, Z3, Z4 de la surface supérieure 5a de l'électrode d'actionnement 5 ou 5', laquelle zone de bordure Z1 , Z2, Z3, Z4 s'étend depuis ladite portion de tranche correspondante 50a 50b, 50c, 50d, respectivement sur une largeur L1 , L2, L3, L4 limitée. Sur les figures 1 et 2, les largeurs L1 , L2, L3 et L4 sont identiques. Dans une autre variante, elles pourraient ne pas être identiques, l'important étant qu'il subsiste de préférence au moins une zone centrale 51 de la face supérieure 5a de l'électrode d'actionnement 5 ou 5', qui est positionnée en regard de la zone d'actionnement électrostatique 31 a de la face inférieure 3a de la membrane 3, qui est à nue, et qui n'est pas recouverte par cette couche diélectrique 7.

Dans l'exemple de réalisation de la figure 2, la couche diélectrique 7 recouvre également le substrat 2 en dehors des électrodes 5 et 5', ce qui permet avantageusement une passivation de ce substrat 2. Dans le cadre de l'invention, la région de la face supérieure 2a du substrat 2 recouverte par la couche diélectrique 7 peut être plus ou moins étendue.

En référence à la figure 4, le dispositif 1 est conçu de manière connue en soi de telle sorte que, lorsque la membrane 3 n'est pas décalée, (position de la figure 1 ), et qu'elle est actionnée électrostatiquemement au moyen d'une électrode 5 (ou5') et se rapproche de l'électrode 5 (ou 5'), la zone d'actionnement électrostatique 31 a de la face inférieure 3a de la membrane 3 ne touche pas la face supérieure 5a de l'électrode d'actionnement 5 ou 5', afin d'éviter un court-circuit, et il subsiste, entre cette partie active 31 de la membrane 3 et la face supérieure 5a de l'électrode d'actionnement 5 (ou 5'), une distance minimale Dmin à l'état actionné, qui a été calculée afin d'éviter la formation d'arcs électriques entre la membrane

3 et l'électrode 5 (ou 5').

Il convient de noter que dans l'exemple particulier des figures 1 , 2 et 4, la position en translation « non décalée » de la membrane 3 correspond à une position centrée de la membrane 3 par rapport aux butées 40 des piliers 4, car dans cet exemple particulier l'espace résiduel E (Figure 1 ) entre le bord de la membrane et les butées en translation 40 des piliers

4 est sensiblement identique sur les deux piliers 4. Plus généralement, cette position « non décalée » correspond en pratique à la position initiale en translation de la membrane 3 à l'issue du procédé de fabrication du dispositif, la membrane 3 en position « non décalée », n'étant pas nécessairement centrée par rapport aux butées 40 des deux piliers 4. Cette position « non décalée » de la membrane 3 est en pratique le positionnement optimal pour le fonctionnement de la membrane 3.

La membrane 3 étant mobile en translation dans un plan parallèle au substrat 2, il est fréquent que la membrane 3 ne reste pas parfaitement sur les piliers 4, mais se décale en translation le long de l'axe longitudinal XX' et/ou le long de l'axe transversal YY'. Ce décalage peut se produire lorsque la membrane est au repos, ou en cours d'actionnement.

On a représenté sur la figure 5, la membrane 3 après un faible décalage le long de l'axe XX' (ou YY') dans la direction X1 (ou Y1 ). Dans cette position décalée de la membrane 3, du fait de la translation de la membrane 3, la distance entre une portion 30a (ou 30c) du décrochement 30 (portion de gauche sur la figure 5) et une portion 50a (ou 50c) de tranche 50 de l'électrode 5 s'est réduite, et est inférieure à la distance Dmin susvisée. En l'absence de protection de cette portion 50a (ou 50c) de tranche 50 de l'électrode 5 par la couche diélectrique 7, cette réduction de distance non intentionnelle peut occasionner de manière préjudiciable un phénomène de claquage dans l'espace 6 d'air résiduel entre l'électrode 5 et la membrane 3, provoquant la formation d'arcs électriques préjudiciables entre cette portion 30a (ou 30c) du décrochement 30 et cette portion 50a (ou 50c) de la tranche 50 de l'électrode 5. La couche diélectrique 7 isole ainsi avantageusement la membrane 3 de cette portion 50a (ou 50c) de la tranche 50 de l'électrode 5, ce qui permet d'éviter la formation de ces arcs électriques, malgré la réduction de distance sous la valeur Dmin découlant du décalage en translation de la membrane 3. Les mêmes considérations et explications s'appliquent mutatis mutandis à la portion 30b (ou 30d) du décrochement 30 (portion de droite sur la figure 5) et à la portion 50b (ou 50d) de tranche 50 de l'électrode 5, en cas de décalage en translation de la membrane 3 dans la direction opposée X2 (ou Y2).

Il peut également arriver dans certains cas que le décalage en translation de la membrane 3 le long de l'axe XX' (ou YY') et dans la direction X1 (ou Y1 ) est encore plus important que celui de la figure 5, et est suffisamment important pour que la portion de décrochement 30a (30c) se positionne au droit de la surface 5a de la membrane 3, tel qu'illustré sur la figure 6. Dans cette position décalée de la membrane 3 (Figure 6), la distance entre une portion 30a (ou 30c) du décrochement 30 (portion de gauche sur la figure 6) et la face supérieure 5a de l'électrode 5 s'est réduite, et est inférieure à la distance Dmin susvisée. En l'absence de protection de la zone de bordure Z1 (ou Z3) de la face supérieure 5a de l'électrode 5 par la couche diélectrique 7, cette réduction de distance non intentionnelle peut occasionner de manière préjudiciable un phénomène de claquage dans l'espace 6 d'air résiduel entre l'électrode 5 et la membrane 3, provoquant la formation d'arcs électriques préjudiciables. Dans ce cas, lorsque la membrane est actionnée, cette réduction de distance peut aboutir à un contact entre la membrane 3 et la face supérieure 5a de l'électrode 5. La couche diélectrique 7 isole ainsi avantageusement la membrane 3 de la bordure Z1 (ou Z3) de la face supérieure 5a de l'électrode 5 qui est recouverte par la couche diélectrique 7, ce qui permet d'éviter la formation de ces arcs électriques ou d'un court-circuit, malgré la réduction de distance, sous la valeur Dmin, entre la face inférieure 5a de la membrane 3 et la face supérieure de l'électrode 5.

De préférence, la largeur L1 (ou L3) de cette zone de bordure Z1 (ou Z3) protégée est supérieure ou égale à la course maximale de translation de la membrane 3 dans la direction X1 (ou Y1 ).

Les mêmes considérations et explications s'appliquent mutatis mutandis à la portion 30b (ou 30d) du décrochement 30 (portion de droite sur la figure 6) et à la portion 50b (ou 50d) de tranche 50 de l'électrode 5 en cas de décalage important en translation de la membrane 3 dans la direction opposée X2 (ou Y2).

Dans la variante des figures 1 à 6, la zone centrale 51 de la face supérieure 5a de chaque électrode d'actionnement 5 ou 5' n'est pas recouverte par la couche diélectrique 7. Il en résulte que l'actionnement électrostatique de la membrane 3 n'est pas altéré dans le temps, ce qui est favorable à la répétabilité du fonctionnement du dispositif 1 . On pallie ainsi avantageusement aux problèmes de fonctionnement inhérents à la solution technique divulguée dans la demande de brevet internationale W02006/099945 susvisée, et découlant de la présence d'une couche diélectrique recouvrant toute la face supérieure de chaque électrode d'actionnement.

Dans une autre variante de l'invention, moins performante, il est néanmoins envisageable que la couche diélectrique 7 recouvre toute la surface de la face supérieure 5a d'une électrode 5 ou 5'.

Dans la variante des figures 1 à 6, la couche diélectrique 7 s'étend de manière continue sur toute la périphérie de l'électrode 5 ou 5', car la membrane 3, supportée par les piliers 4, est mobile en translation le long des deux axes XX' et YY'.

Dans une autre variante, lorsque la membrane 3 est mobile en translation uniquement le long d'un axe XX' ou YY', il est envisageable dans ce cas que la couche diélectrique7 ne s'étende pas sur toute la périphérie de l'électrode 5, mais uniquement sur une ou plusieurs portions limitées de la périphérie de l'électrode 5 ou 5' qui peuvent être concernées par la réduction de distance susvisée découlant de la translation de la membrane 3.

1 ^ère variante - Procédé de fabrication

Un exemple de procédé de fabrication du dispositif 1 va à présent être décrit en référence aux étapes successives des figures 7 à 21 . Ces étapes de fabrication sont focalisées sur la fabrication de la partie du dispositif 1 au niveau d'une électrode 5 (ou 5'). Les étapes correspondant à la fabrication des piliers 4 et des pistes conductrices S1 et S1 du dispositif 1 sont par ailleurs déjà connues, et ne seront donc pas décrites.

Figures 7 et 8- Etape 1

On part d'un substrat 2, et on dépose, par exemple par croissance épitaxiale, sur la face supérieure isolante 2a du substrat 2, une couche mince CL1 de matériau métallique, d'épaisseur sensiblement uniforme. Figures 9 - Etape 2

On dépose sur la couche CL1 , une couche CL2 d'une résine photorésistante.

L'épaisseur de cette couche CL2 est sensiblement uniforme.

Figures 10 et 1 1 - Etape 3

On éclaire la couche de résine CL2, au moyen d'un rayonnement de longueur d'onde adaptée à la résine de la couche CL2, par exemple un rayonnement ultraviolet, en utilisant un masque M1 comportant une ouverture traversante 01 , de manière à former dans la couche CL2, au droit de cette ouverture O1 du masque M1 , une région cuite (« cured ») C1 dans laquelle, de manière connue en soi, la structure de la résine été modifiée par le rayonnement.

Figure 12- Etape 4

On grave la face supérieure de l'ensemble multicouche de la figure 7 de manière à attaquer chimiquement et retirer la partie de la couche de résine CL2 qui n'a pas été exposée au rayonnement (en dehors de la région cuite C1 ), ainsi que la partie métallique de la couche CL1 qui lui est sous- jacente, de manière en final à ne conserver que ladite région C1 de la couche de résine CL2 qui été exposée au rayonnement, et la partie métallique de la couche CL1 qui est protégée sous ladite région C1 , et qui est destinée à constituer une électrode d'actionnement 5 (ou 5').

Figure 13- Etape 5

On grave la face supérieure de la structure multicouche de la figure

1 , avec une solution adaptée pour attaquer chimiquement uniquement la partie restante de la couche de résine CL2.

Figure 14 - Etape 6

On dépose une couche mince CL3 de matériau diélectrique, recouvrant le substrat 2 et l'électrode 5 (ou 5'). L'épaisseur de cette couche

CL3 est inférieure à l'épaisseur de l'électrode 5 (ou 5'), et est de préférence sen sensiblement uniforme. Cette couche CL3 est destinée en partie à former la couche de diélectrique 7 du dispositif 1 final.

Plus cette épaisseur de couche CL3 est faible, et plus la durée et les coûts de fabrication sont avantageusement faibles. Il revient toutefois à l'homme du métier de choisir une épaisseur minimale pour la couche CL3, afin que la couche diélectrique 7 remplisse de manière efficace sa fonction d'isolant électrique et de protection contre la formation d'arcs électriques.

Dans un autre variante de l'invention, l'épaisseur de cette couche CL3 peut être supéieure à l'épaisseur de l'électrode 5 (ou 5'),

Figure 15- Etape 7

On dépose une couche de résine photorésistante CL4 au-dessus de la couche CL3 de matériau diélectrique.

L'épaisseur de cette couche de résine photorésistante CL4 est sensiblement uniforme.

Figures 16 et 17 - Etape 8

On éclaire la couche de résine photorésistante CL4, au moyen d'un rayonnement de longueur d'onde adaptée à la résine de la couche CL4, par exemple un rayonnement ultraviolet, en utilisant un masque M2 comportant une ouverture annulaire traversante 02, qui est positionnée par rapport l'électrode 5, de telle sorte que la tranche 50 de l'électrode 5 (ou 5') se trouve positionnée au droit de cette ouverture O2.

On forme ainsi dans la couche CL4, au droit de cette ouverture O2 du masque M2, une région cuite (« cured ») C2 qui entoure l'électrode 5 (ou 5'), et dans laquelle, de manière connue en soi, la structure de la résine a été modifiée par le rayonnement.

Figure 18- Etape 9

On grave la face supérieure de la structure multicouche de la figure 17, avec une solution inerte vis à vis de l'électrode d'actionnement métallique 5 et de la région cuite (« cured ») C2, mais adaptée pour attaquer chimiquement la partie non modifiée de la couche CL4 qui n'a pas été éclairée à l'étape précédente, ainsi que la partie exposée de la couche de diélectrique CL3 qui n'est pas protégée sous la région cuite (« cured ») C2. La partie de la couche de diélectrique CL3 qui est protégée sous la région cuite (« cured ») C2 est destinée en final à former la couche diélectrique 7.

Figure 19 - Etape 10

On grave la face supérieure de la structure multicouche de la figure 18, avec une solution adaptée, de manière à attaquer chimiquement la région cuite (« cured ») C2 de la couche CL4.

A l'issue de cette étape, la région cuite (« cured ») C2 de la couche CL4 est enlevée, et il subsiste sur le substrat 2, l'électrode d'actionnement 5 (ou 5') et la couche diélectrique 7 formée du matériau diélectrique restant de la couche CL3.

Figure 20 - Etape 1 1

On dépose une couche de résine sacrificielle CL5, et recouvrant le substrat 2, l'électrode 5 (ou 5') et la couche diélectrique 7.

L'épaisseur de cette couche de résine sacrificielle CL5 est sensiblement uniforme.

La face supérieure SUP de cette couche de résine sacrificielle CL5 n'est pas plane et présente un profil non rectiligne correspondant au profil de la face inférieure 3a de la membrane 3 du dispositif 1 . Cette face supérieure SUP non plane de la couche de résine sacrificielle CL5 permet ainsi ultérieurement de former le profil de la face inférieure 3a de la membrane 3.

Figure 21 - Etape 12

On forme au moins une couche CL6 de matériau électriquement conducteur, au-dessus de la couche sacrificielle CL5, de manière ultérieurement à former la membrane 3.

Etape 13 - Figure 2

On réalise une gravure de la couche sacrificielle CL5 au moyen d'une solution adaptée, de manière à retirer complètement cette couche sacrificielle CL5, et obtenir le dispositif 1 de la figure 2, la couche sacrificielle CL5 étant remplacée par l'espace d'air 6.

2ème variante de réalisation - Figures 22 à 33

On a représenté sur les figures 22 à 25 une autre variante de réalisation d'un dispositif 1 ' de l'invention qui se différencie du dispositif 1 représenté respectivement sur les figures 2, 4, 5 et 6 par la mise en œuvre, en remplacement de la couche diélectrique 7, d'une couche diélectrique 7' qui est portée par la membrane 3 et qui est formée sur la face inférieure 3a de la membrane 3.

En référence à la figure 22, cette couche diélectrique 7' recouvre de manière continue le décrochement 30 de la face inférieure 3a de la membrane 3 et de préférence au moins une zone centrale de la partie active 31 de la face inférieure 3a de la membrane 3 n'est pas recouverte par cette couche diélectrique 7.

De préférence, cette couche diélectrique 7' recouvre également la face inférieure 3a de la membrane dans une zone (Z1 , Z2, Z3, Z4) de la partie active 31 de la face inférieure de la membrane 3, qui s'étend depuis ledit décrochement 30, sur une largeur (L1 , L2, L3, L4) limitée.

Cette couche diélectrique 7' remplit la même fonction de protection que la couche diélectrique 7 qui a été précédemment décrite, c'est-à-dire une fonction de protection contre la formation d'arcs électriques et de court- circuit entre la membrane et l'électrode associée 5 ou 5', en cas de décalage en translation de la membrane 3 parallèlement au substrat 2. Les considérations et explications sur la fonction et les avantages de la couche diélectrique 7 qui ont précédemment été données peuvent donc être transposées à cette couche diélectrique 7', sans qu'il ne soit nécessaire de les répéter.

2 ^ème variante - Procédé de fabrication

Un exemple de procédé de fabrication du dispositif 1 ' va à présent être décrit en référence aux étapes successives des figures 26 à 33. Ces étapes de fabrication sont focalisées sur la fabrication de la partie du dispositif 1 au niveau d'une électrode 5 (ou 5'). Figure 26- Etape 1 :

On part d'une structure multicouche identique à celle de la figure 13, et on dépose, sur la face supérieure isolante 2a du substrat 2, et de l'électrode 5 (ou 5'), une couche sacrificielle CL2'.

L'épaisseur de cettz couche sacrificielle CL2' est sensiblement uniforme.

Figure 27- Etape 2

On dépose une couche mince CL3' de matériau diélectrique, recouvrant la couche sacrificielle CL2'.

L'épaisseur de cette couche CL3' est sensiblement uniforme.

L'épaisseur de cette couche CL3' est inférieure à l'épaisseur de l'électrode 5 (ou 5'), mais pourrait dans une autre variante être supérieure à l'épaisseur de l'électrode 5 (ou 5'). Cette couche CL3' est destinée en partie à former la couche de diélectrique 7' du dispositif l ' final.

Figure 28 - Etape 3

On recouvre la couche diélectrique CL3' d'une couche CL4' d'une résine photorésistante.

L'épaisseur de cette couche CL4' est sensiblement uniforme. Figures 29 et 30- Etape 3

On éclaire la couche de résine photorésistante CL4', au moyen d'un rayonnement de longueur d'onde adaptée à la résine de la couche CL4', par exemple un rayonnement ultraviolet, en utilisant un masque M2 comportant une ouverture annulaire traversante 02, qui est positionnée par rapport l'électrode 5, de telle sorte que la tranche 50 de l'électrode 5 se trouve positionnée au droit de cette ouverture O2.

On forme ainsi dans la couche CL4', au droit de cette ouverture 02 du masque M2, une région cuite (« cured ») C2 qui entoure l'électrode 5, et dans laquelle, de manière connue en soi, la structure de la résine a été modifiée par le rayonnement.

Figure 31 - Etape 4

On grave la face supérieure de la structure multicouche de la figure 30, de manière à attaquer chimiquement la partie non modifiée de la couche CL4' qui n'a pas été éclairée à l'étape précédente, ainsi que la partie exposée de la couche de diélectrique CL3 qui n'est pas protégée sous la région cuite (« cured ») C2.

Figure 32 - Etape 5

On grave la face supérieure de la structure multicouche de la figure

31 , avec une solution adaptée de manière à attaquer chimiquement la partie restante de la couche CL4'. La couche sacrificielle CL2' n'est pas retirée. La partie restante de la couche de diélectrique CL3' est destinée en final à former la couche diélectrique 7'.

La face supérieure SUP de la structure multicouche de la figure 32 n'est pas plane et présente un profil non rectiligne correspondant au profil de la face inférieure 3a de la membrane 3 du dispositif 1 '.

Figure 33 - Etape 6

On dépose au moins une couche CL6' de matériau électriquement conducteur, au-dessus de la couche sacrificielle CL2' et de la couche de diélectrique CL3', de manière ultérieurement à former la membrane 3. Etape 7 - Figure 21

On réalise une gravure de la couche sacrificielle CL2' au moyen d'une solution adaptée, de manière à retirer complètement cette couche sacrificielle CL2', et obtenir le dispositif de la figure 22, la couche sacrificielle CL2' étant remplacée par l'espace d'air 6.

Dans les variantes particulières de réalisation qui ont été décrites en référence aux figures annexées, la membrane de commutation 3 est flexible et déformable électrostatiquement sous l'action des électrodes d'actionnement 5 ou 5'. Dans une autre variante de réalisation de l'invention, il est possible de réaliser un dispositif microélectromécanique ou nanoélectromécanique dont la ou les électrodes d'actionnement permettent de déplacer la membrane de commutation 3 ou de modifier l'orientation de la membrane de commutation 3, sans la déformer. Dans ce cas, la membrane 3 peut être plus épaisse. Dans une autre variante, la membrane 3 pourrait être ancrée ou être reliée mécaniquement au substrat 2 ou aux piliers 4, au moyen d'un ou plusieurs éléments de liaison permettant sa mobilité en translation parallèlement au substrat. Dans une autre variante, il est également possible de combiner au sein d'un même dispositif une couche diélectrique 7 et une couche diélectrique T.