FR2893933A1 - Amortissement magnetique des structures mobiles ou deformables d'un mems - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif comportant une structure, de type MEMS, comportant une partie plane (2) partiellement ou totalement conductrice, pouvant se déplacer ou se déformer suivant une direction, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour générer un champ magnétique B dont une composante normale à ladite partie plane est variable dans au moins cette direction.

Description

AMORTISSEMENT MAGNETIQUE DES STRUCTURES MOBILES OU DEFORMABLES D'UN MEMS

DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE ET ART ANTÉRIEUR Un domaine technique concerné par l'invention est l'amortissement des structures mobiles ou déformables d'un système miniaturisé électromécanique, plus connu sous le nom de MEMS, acronyme de l'anglais "Micro Electro Mechanical System .

Parmi les applications préférées on trouve l'amortissement des structures mobiles ou inertielles des accéléromètres ou des gyromètres. De manière générale, cette invention peut s'appliquer à tous ces systèmes, lorsqu'un mouvement relatif doit être amorti linéairement, c'est à dire lorsqu'il est souhaitable ou nécessaire de ralentir une de ces structures en déplacement relatif avec une force F proportionnelle à la vitesse relative V et de signe opposé : F = - A . V, avec À > 0, L'amortissement est dit linéaire si le coefficient d'amortissement A est indépendant de la position de la structure et de sa vitesse. Il est généralement souhaité (car plus simple) d'avoir un système passif et sans apport extérieur d'énergie. Une solution usuelle au problème de l'amortissement dans le domaine des MEMS est l'amortissement fluidique. La structure mobile est

plongée dans un fluide (généralement un gaz, parfois un fluide supercritique ou un liquide) et les frottements visqueux, tant qu'ils sont créés par des écoulements laminaires, génèrent des forces proportionnelles à la vitesse, permettant d'avoir un amortissement linéaire. Un autre solution, basée elle aussi sur l'amortissement fluidique, fait intervenir des dispositifs générant des structures tourbillonnaires et un écoulement turbulent dans au moins une partie du système. Dans ce cas, l'amortissement est généralement non linéaire et le coefficient À augmente avec la vitesse V. Une autre solution est l'amortissement électrostatique, en utilisant les variations de capacités entre les structures fixes et mobiles, ces variations étant causées par le déplacement de la structure mobile, ce qui fait varier la distance entre les deux armatures d'un condensateur. Il s'agit alors d'un système actif, qui charge électriquement une capacité entre la structure mobile et l'environnement fixe quand la capacité est voisine de sa valeur maximale, et qui la décharge quand la capacité est voisine de sa valeur minimale. La charge étant fixe entre ces deux états, la diminution de capacité induit une augmentation de la tension et donc de l'énergie stockée. Cette variation d'énergie correspond au travail des forces électrostatiques lorsque les armatures se sont éloignées. Dans le domaine de l'amortissement de 30 structures mobiles ou déformables, toutes les solutions

de l'état de l'art antérieures présentent certains inconvénients. Les amortissements fluidiques exigent la présence d'un fluide, ce qui peut être très gênant pour certaines applications. Ensuite, il y a nécessité de remplir la cavité dans laquelle la structure mobile ou déformable se déplace et de contrôler la pression de ce fluide, de prévoir les conséquences des dilatations thermiques, ce qui impose des procédés de fabrication et de contrôles plus compliqués. Il est en outre parfois impossible (ou cela impose des contraintes très gênantes) d'avoir des coefficients d'amortissement suffisamment élevés pour les applications recherchées. Ceci est en particulier le cas pour des accéléromètres ou des gyromètres fabriqués sur des couches très minces (par exemple d'épaisseur de l'ordre du micron ou inférieures) pour amortir la composante des mouvements parallèle au plan de la couche. Enfin, pour les accéléromètres "plans", c'est-à-dire où la géométrie de la masse mobile ou déformable est majoritairement inscrite entre deux plans approximativement parallèles, le calcul des amortissements fluidiques par les méthodes classiques et connues de l'homme de l'art montre que cet amortissement est suffisant pour des déplacements dans la direction normale au plan, mais qu'il existe de nombreux cas (géométries, propriétés des matériaux, performances recherchées,....) où cet amortissement est

insuffisant pour des déplacements dans une des directions du plan. Quant aux amortissements électrostatiques, ce sont des systèmes actifs, assez complexes et trop onéreux pour de nombreuses applications. Ils sont adaptés uniquement à des mouvements oscillants plus ou moins périodiques. De plus, l'amortissement électrostatique est par nature non linéaire. Le document US 2004/0057103A1 décrit un 10 amortissement magnétique mais s'applique uniquement sur des structures mobiles en rotation et non pas en translation. Un autre domaine technique d'application de l'invention est la détection et/ou la mesure de la 15 vitesse (en sens et en valeur absolue) d'une structure mobile ou déformable. Une première famille de méthodes de mesure de la vitesse utilise des interactions (par exemple des réflexions, des atténuations, des déphasages, des 20 interférences, des effets Dopler,...) entre la structure mobile ou déformable et une onde mécanique (par exemple des ondes sonores, ultrasonores, ...) ou électromagnétique (par exemple lumineuse, radar, micro-onde, ...) . 25 Ces méthodes nécessitent de générer ou de transporter cette onde jusqu'à proximité de la structure dont on veut mesurer la vitesse, puis de récupérer, éventuellement transporter, et analyser le signal en retour, résultat de l'interaction entre la 30 structure et l'onde. Ceci peut s'avérer complexe et/ou onéreux, voire rédhibitoire dans de nombreux cas.

Une autre famille de méthodes utilise des mesures de positions dont l'évolution dans le temps permet de remonter à la vitesse. Dans le domaine des MEMS, la mesure de la position se fait souvent par des méthodes électrostatiques. Ces méthodes nécessitent généralement un traitement du signal assez complexe, parfois onéreux, pour pouvoir extraire la vitesse. Il se pose donc le problème de trouver un nouveau dispositif d'amortissement basé sur un principe non fluidique et susceptible de créer un amortissement linéaire de structures mobiles ou déformables dans les MEMS. De préférence, ce dispositif ne génère ni hystérésis, ni "frottement solide", et est calculable a priori, c'est à dire qu'on doit pouvoir estimer le coefficient d'amortissement en fonction des grandeurs géométriques, physiques et des propriétés des matériaux le composant. Il se pose également le problème de trouver un nouveau dispositif de mesure de la vitesse, n'utilisant ni interaction avec une onde, ni mesure de position nécessitant un traitement complexe du signal. EXPOSE DE L'INVENTION L'invention concerne un dispositif comportant une structure, de type MEMS, comportant une partie plane partiellement ou totalement conductrice, pouvant se déplacer ou se déformer suivant une ou des directions incluse(s) dans la partie plane ou au voisinage de la partie plane (c'est-à-dire ayant quelques degrés, par exemple au plus 2 ou 5 , d'écart

par rapport à une direction comprise dans le plan), caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour générer un champ magnétique B dont une composante normale à ladite partie plane est variable dans au moins cette direction de déplacement ou de déformation. Selon l'invention, on réalise un amortissement magnétique généré par un champ magnétique dont la composante normale au sens de déplacement est variable dans l'espace.

Un avantage de l'invention est qu'elle est compatible avec un grand nombre des procédés classiques de fabrication des MEMS. Un exemple d'une telle réalisation est un dispositif dont la géométrie est principalement dans une couche plane, c'est à dire où la géométrie de la masse mobile ou déformable est principalement entre deux plans approximativement parallèles. Cette masse mobile est rendue partiellement ou totalement électriquement conductrice. En créant un champ magnétique dont la composante normale au plan varie spatialement dans une ou plusieurs des directions du plan, des courants électromagnétiques induits apparaissent dans la couche conductrice lorsque la masse mobile ou déformable se déplace avec une vitesse V dans la ou les directions du plan où la composante du champ magnétique normale au plan varie spatialement. Ces courants génèrent eux mêmes des forces magnétiques qui s'opposent à ce déplacement, ce qui crée un amortissement linéaire de la masse mobile.

La dimension lx de la partie plane dans la direction du mouvement est de préférence un multiple

entier de la demi période a de la composante du champ normale à la partie plane dans cette même direction. Dans le cas où lx est un multiple entier de a, le coefficient d'amortissement est indépendant de la périodicité de la composante du champ normal à la partie plane. Selon un mode de réalisation la composante normale à la plaque du champ magnétique varie à la fois dans les deux directions tangentes à la partie plane.

Selon un exemple de réalisation : - la partie plane mobile ou déformable comporte une substance magnétique, ou est recouverte d'une substance magnétique, réalisée de telle manière qu'un champ magnétique immobile dans le référentiel de la plaque, avec une composante, normale à la plaque, non nulle, et variant spatialement, par exemple sur une distance caractéristique plus petite que la dimension de cette plaque dans cette direction, soit généré, - cette plaque est dans un capotage en un matériau conducteur. La partie plane conductrice peut être en un matériau semi-conducteur fortement dopé ou recouvert d'un métal, ou encore en un matériau recouvert d'une couche intermédiaire, elle-même recouverte d'un matériau électriquement conducteur. En variante, la partie plane conductrice est en un matériau isolant recouvert de lignes d'un métal ou d'un matériau électriquement bon conducteur sous forme d'au moins un circuit électrique bouclé sur lui-même de manière à former au moins une boucle

d'induction, ou au moins une spire ou au moins une multi-spire. De préférence, les spires suivent approximativement la ligne d'isovaleur de la composante, normale à la plaque, du champ magnétique, ladite ligne correspondant aux valeurs maximales du gradient de la composante normale à la plaque du champ magnétique, suivant la direction de déplacement, lorsque la plaque est dans une position moyenne.

Les spires peuvent avantageusement être disposées de manière rectangulaire, par exemple la dimension de chaque spire suivant la direction de déplacement de la plaque est égale ou voisine d'un multiple entier de la demi périodicité a de la composante normale du champ magnétique, et les conducteurs sont placés sur ou au voisinage de x = (k.a), avec k entier, l'origine de x étant située sur un lieu où la composante normale du champ magnétique est extrémale.

L'invention concerne également un dispositif de mesure de la vitesse d'une structure, de type MENS, comportant une partie plane, pouvant se déplacer ou se déformer suivant une direction, caractérisé en ce que des lignes conductrices sont disposées sur la partie plane, et en ce que le dispositif comporte en outre des moyens pour générer un champ magnétique B dont une composante normale à ladite partie plane est variable dans au moins ladite direction.

Les lignes électriquement conductrices sont de préférence disposées aux endroits où la composante, normale la partie plane, du champ magnétique est extrémale. Les lignes conductrices forment un circuit et le dispositif peut en outre comporter des moyens de mesure de la tension aux bornes de ce circuit. La tension générée aux bornes du circuit est alors proportionnelle à la vitesse de déplacement de la structureä Avantageusement, la géométrie de ce circuit est telle que les parties conductrices sur la plaque mobile et normale à la direction du déplacement sont au voisinage d'un maximum de la composante normale au déplacement du champ magnétique lorsque le courant va dans un sens, et au voisinage d'un minimum de la composante normale au déplacement du champ magnétique lorsque le courant va dans l'autre sens. Les moyens pour générer un champ magnétique B peuvent comporter des moyens pour concentrer le champ le long de bandes ou de plots.

Un dispositif selon l'invention peut en outre comporter un capotage en un matériau non magnétique, disposé entre la structure conductrice et les moyens pour générer un champ magnétique B. Un matériau magnétique peut être disposé en zones alternées sur la partie plane mobile, le dispositif comportant en outre un capot électriquement conducteur. Un matériau magnétique peut être déposé en zones alternées sur la partie plane mobile et des pistes électriques fermées peuvent avoir été gravées ou

déposées sur un capot ou sur une pièce au dessus du capot. Les lignes conductrices peuvent être déposées sur le capot et les moyens générateurs de champ être situés en dessous ou en regard des lignes conductrices ou du capot. Dans un dispositif selon l'invention, lequel la structure de type MEMS est par exemple un micro-accéléromètre ou un micro-gyroscope.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS - les figures 1 à 3 représentent divers modes de réalisation de l'invention, - les figures 4 et 5 représentent des structures pour créer un champ magnétique dans un 15 dispositif selon l'invention, - la figure 6 représente un mode de réalisation avec capot, -les figures 7A à 7F représentent des étapes de réalisation d'un MEMS selon l'invention. 20 EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION DE L'INVENTION La figure 1 représente un mode de réalisation de l'invention, pour l'amortissement d'une structure conductrice 2 comportant une plaque, se déplaçant selon un axe défini par la vitesse V. Cet axe 25 est contenu dans, ou au voisinage du plan de, la plaque, par exemple avec un écart d'au plus quelques degrés, par exemple 3 ou 5 par rapport à une direction du plan.

Comme illustré sur la figure 6, la plaque 2 peut être dans un capot 4. Sur la figure 1 est également représenté un champ magnétique B dont la composante normale au sens de déplacement est variable dans la direction de déplacement de la plaque) et constante dans le temps.

Le champ magnétique représenté est de moyenne nulle, est indépendant de y, et varie plus ou moins sinusoïdalement en x.

Mais, pour l'invention, il pourrait aussi être de moyenne non nulle selon X et/ou dépendre de Y, tout en ayant une composante du champ magnétique, normale à la plaque, qui reste variable suivant la direction de déplacement de la plaque, c'est - à- dire en fonction de x (voir repère (O, x, y, z) sur la figure 1, la plaque 2 étant dans le plan (0, x, y)).

Un exemple de calcul du coefficient d'amortissement va être donné ci-dessous, dans le cas où la composante normale à la plaque du champ magnétique peut se mettre, après un éventuel décalage de l'origine, sous la forme :

BZ=b0+b-cos z*ùai Les calculs présentés peuvent être adaptés au cas où BZ a une forme plus complexe ; on peut alors décomposer cette forme plus complexe en somme de sinus et de cosinus, par exemple par série de Fourier.

Dans le cas où BZ a la forme indiquée ci-dessus, et si la dimension lx de la plaque dans la direction du mouvement est un multiple entier de la demi période a de la composante du champ normale à la plaque, on obtient le coefficient d'amortissement linéaire suivant : ~rorar = Vol * b 2 l (2 * p) où Vol est le volume de la plaque conductrice mobile et p sa résistivité. On constate que ce coefficient d'amortissement est indépendant de la période 2a de la composante du champ magnétique normale au plan de la plaque.

Ce résultat est obtenu de la manière suivante. On calcule d'abord le flux passant entre deux bandes infiniment minces parallèles à l'axe des y, dans le plan de la plaque, centrées sur x, (position centrale de la bande) et distantes entres elles de 2c. Ces bandes sont supposées de longueur ly, la longueur totale de la plaque dans la direction y. Soit cp le flux magnétique dans la plaque 2 entre les deux bandes : x=x,+cy=1y/ /~ x rp = J J bo + b cos clxdy x=xc ùc y=o a

=2 c d'y bo - 1 a b ly sin(~ ~xc -sin( +c) 2z \, a a /, On considère les deux bandes comme une boucle élémentaire de courant dont on néglige la résistance suivant l'axe des x (approximation 25 acceptable si c ly). La tension U générée dans cette boucle est l'opposée de la variation de flux au sein de cette boucle quand la plaque se déplace à une vitesse V suivant l'axe des x .20 U dcp = -V • dp = V • b • 1y cos rit -(x c - C7r.(xc +c) - cos dt dx c a a ~ On constate que la composante continue du champ magnétique n'a aucun effet sur la tension U. La résistance R de cette boucle, supposée de largeur dx est, avec l'approximation ci-dessus (c ly) . R = 2 * ly * p /(dx * e) où p est la résistivité du matériau de la plaque et e son épaisseur. La puissance élémentaire dW dissipée au sein cette boucle élémentaire de courant est : Uz V2 •b2 •1y•dx•e dW= ù_ R p~•(x~ -c)'\ ir-(xc +c)``z cos a cosI a Ji La puissance totale W dissipée au sein de toutes les boucles élémentaires de courant centrées sur xc et dont la distance 2c entre bandes varie de 0 à 2a est : -a

W = fdW =f =a V2 b2 l e y. c=o c=0 2 p / /7i ~xc ùC)A /7t (x +c)~~ 2 de a ' a cos - cos a b2.e.ly.V2. 71- • X..c \ 2 sin a / p La puissance totale W dissipée est maximale pour xc/a == 1/2 + k avec k entier. Ceci signifie que la puissance dissipée est maximale lorsque ces boucles de courant sont centrées sur la zone où le gradient en x de la composante du champ magnétique normale au plan de la plaque est maximale. Les courants électriques qui dissipent cette puissance génèrent des champs magnétiques qui s'opposent au champ excitateur qui leur a donné naissance, et l'intégrale F des forces de Lorentz résultantes sont de la forme : F = - À . V où À est le coefficient d'amortissement. La puissance dissipée par cette force F est : FV = - À . V2

Cette puissance est en fait dissipée par effet Joule et c'est la puissance W calculée ci-dessus. En identifiant ces deux formules et en utilisant le fait que xc/a = 1/2 + k, avec k entier, on obtient : X = a * b2 * e * ly / p On constate que À est indépendant de la vitesse et de la position, ce qui signifie que l'amortissement est linéaire. Ce coefficient À est calculé pour une bande de largeur a. Si la dimension lx de la plaque dans le sens du déplacement est un multiple entier de 2a, le coefficient d'amortissement total sera : Xtotal = lx * b2 * e * ly /(2 * p) = Vol * b2 /(2 * p) où Vol = lx . ly . e est le volume de la plaque conductrice mobile.

On constate donc bien, comme annoncé ci-dessus, que ce coefficient d'amortissement est indépendant de la périodicité 2a de la composante du champ magnétique normale au plan de la plaque dès lors que la dimension lx suivant la direction du mouvement est proche d'un multiple entier de cette périodicité 2a. Si les conditions idéales de calcul ne sont pas remplies, par exemple si lx n'est pas un multiple entier de 2a, ou si le début de la plaque dans sa position moyenne ne correspond pas au lieu où ôB est ax maximal, le coefficient d'amortissement est diminué. Sa valeur peut être calculée en considérant le plus grand volume qui satisfait les conditions idéales.

Selon un autre exemple de réalisation la composante normale à la plaque du champ magnétique varie à la fois dans les deux directions (0,x) et (0,y) tangentes à la plaque 2. L'homme du métier peut utiliser un logiciel de calcul formel comme par exemple Mathematica, (ou encore : Mathcad ou Mathlab), en particulier dans le cas où la composante normale à la plaque du champ magnétique peut se mettre, après un éventuel décalage de l'origine, sous la forme : n m l i y BZ =bo + Ebl cosi** x - cosj*n* 1 i=i j=1 axi ayJ où ax et ay sont respectivement les demi périodes du champ selon chacun des axes x et y. On calcule, à partir de cette formule :25 -le flux de la composante normale du champ magnétique au travers d'un domaine rectangulaire centré au point xc, yc, dont les côtés sont parallèles aux axes y et y et de largeur 2Cx et 2Cy, - la conductance d'une boucle de courant élémentaire qui a les dimensions du domaine sur lequel le flux a été calculé, une épaisseur dy suivant y et dx suivant x ; par exemple, pour simplifier les calculs, on prend : dy_Cy dx cx - la puissance élémentaire dissipée dans cette boucle de courant lorsque la plaque se déplace à une vitesse v dans la direction x

15 dP = V2 X X Conductance \.dx ((D = flux de la composante normale du champ magnétique). - la puissance dissipée totale

P = jdp quand la largeur cx de la bande varie de o à ax, - le coefficient d'amortissement 2= P Les calculs sont beaucoup plus lourds que dans le cas de bandes sinusoïdales, mais le résultat a exactement la même forme dans le cas où : 10 20 25 V2 • la dimension lx de la plaque dans la direction du mouvement est un multiple entier de la période 2aX de la composante normale à la plaque du champ magnétique ; • la dimension ly de la plaque dans la direction orthogonale au mouvement est un multiple entier de la période 2ay de la composante normale à la plaque du champ magnétique ; • l'amplitude du déplacement suivant x est petit devant aX ; • la plaque mobile est formée d'un nombre entier de pavé de dimensions (2aX , 2ay) tels que leurs centre (x,ä yc) soit en des positions de la forme (Yc 2 . k. ay , x,, =(p+1/2) . aX) avec k et p entiers.

Dans les autres cas, les résultats ci-dessous sont une solution approchée. On obtient alors un coefficient d'amortissement linéaire de la forme Vol a Y\ m 2= Il a!J brJz 2*p ax, r=1 où Vol est le volume de la plaque mobile et p est la résistivité électrique de la plaque mobile. Les coefficients ail dépendent exclusivement des indices i et j et valent approximativement : 25 2•y-2 Ci(2j~z)+Ci(2(i+j)n-)+Ci(2 i-j z) + Ln(4)+ 2 • Ln(i)+ 2 • Ln(j) au = +4•Ln(,r)-Ln((i+ 1)- L4 - j 7r) 4* j2 *, 2 avec . 7 :Constante d'Euler (= 0.577216...)20

Ci() est la Fonction "Cosinuslntegral" Ln() est la Fonction "Logarithme Népérien" La fonction ail n'est pas définie pour i=j , mais peut aisément être prolongée par continuité.

Le tableau ci-dessous donne des approximations de aii pour les premières valeurs de i et j . i= 1 i= 2 i= 3 i= 4 j = 1 0.084 0.0652 0.0632 0.0626 j = 2 0.0163 0.0274 0.0215 0.0206 j = 3 0.0070 0.0096 0. 0139 0.0110 j = 4 0.0039 0.0052 0.0062 0.0085 Selon un autre exemple de réalisation la plaque 2 mobile ou déformable est constituée d'une substance magnétique (ou est recouverte d'une substance magnétique) réalisée de telle manière qu'un champ magnétique (immobile dans le référentiel de la plaque) soit généré, ayant une composante non nulle normale à la plaque. La plaque 2 est alors dans un capotage 4 en un matériau conducteur (figure 6). Les courants sont alors induits dans le capotage 4, mais les forces magnétiques générées dans la plaque (d'amplitude égale et de direction opposée d'après le théorème fondamental de la mécanique de l'action et de la réaction) créent un amortissement linéaire. Des formules trouvées ci-dessus pour le coefficient d'amortissement, on déduit que, pour un fonctionnement optimal et un amortissement maximal, il est préférable d'avoir des variations de champs magnétique les plus fortes possibles.

On constate également que le nombre de périodes spatiales est indifférent. Les parties non entières de ce nombre seront nettement moins efficaces que les parties entières. Dans la pratique, et si le champ magnétique est créé par des dépôts magnétiques, on aura intérêt à avoir une seule période, éventuellement deux, dans la longueur de la structure mobile car l'atténuation dans la direction z entre la zone de dépôt et la structure mobile sera proportionnellement plus faible si le dépôt est large. On constate également qu'on a intérêt à avoir la structure la plus conductrice possible, un volume maximal de la structure mobile, et une composante en z variable spatialement la plus forte possible (elle intervient au carré). Pour ce faire, et si la solution, décrite plus loin, de dépôts magnétiques alternés, est mise en oeuvre, on a intérêt à faire ce dépôt le plus proche possible de la structure mobile. Si ce dépôt est fait sur le capotage (solution la plus simple technologiquement) on a intérêt à avoir une séparation la plus faible possible entre la structure mobile et le capot, et une épaisseur de capot la plus faible possible. Une application au domaine de la mesure de 25 vitesse de structures mobiles ou déformables va être donnée. Comme illustré sur la figure 2, on considère une structure, par exemple d'un MEMS, comportant une partie plane 2 mobile ou déformable dans 30 son plan (0, x, y), qui se déplace dans un champ magnétique dont la composante normale au plan défini

par la structure est fortement variable suivant une direction parallèle au déplacement de la plaque, supposé dans le plan de la structure. On dispose sur cette structure des lignes 6 électriquement conductrices, de préférence aux endroits où la composante, normale à la structure, du champ magnétique, est extrémale, maximale lorsque le courant va dans un sens et minimale lorsqu'il va dans l'autre sens, ces positions étant comptées par rapport à la position moyenne de la plaque. Si cette condition n'est pas respectée, il y a diminution de l'amplitude du signal électrique mesuré. Les lignes 6 sont par exemple déposées ou gravées sur la plaque. Chaque ligne est à la position moyenne où Bz est extremum. Le champ magnétique est d'amplitude maximale, suivant z, indépendante de y. L'amplitude du déplacement de la plaque est supposée faible devant la demi période a du champ magnétique. Ces lignes 6 forment un circuit aux bornes duquel des moyens de mesure de tension peuvent être appliqués. Lors de petits déplacements de la structure, la tension générée aux bornes du circuit est proportionnelle à la vitesse de déplacement de la structure. Cette proportionnalité est vraie notamment pour une amplitude du déplacement faible devant une dimension caractéristique de la variation, suivant la direction du mouvement, de la composante du champ magnétique normale à la structure, par exemple devant la demi période des variations de la composante du champ magnétique normale à la direction du déplacement.

Si l'amplitude du déplacement n'est plus faible devant a, le signal n'est plus proportionnel à la vitesse et diminue quand on augmente l'amplitude du déplacement. Il est avantageux que le signal soit proportionnel à la vitesse pour faciliter l'exploitation des résultats. Par exemple, dans le cas où la composante du champ magnétique normale à la structure peut se mettre sous la forme : Bz=bo+b - cos ( x \ a) le déplacement est petit devant a pour que la tension générée soit proportionnelle à la vitesse. Si ce n'est pas le cas, l'amortissement diminue avec l'amplitude et est donc non linéaire.

La mesure de la tension peut être faite au sein même de la structure mobile. Un autre exemple de mise en oeuvre est de rapporter, via des bras de maintien de la structure, cette tension électrique à l'extérieur du MEMS et de la mesurer à l'extérieur du 20 MEMS. Un exemple de calcul de la tension générée aux bornes d'un circuit électrique tel que schématisé sur la figure 2 va être donné, dans le cas où le champ magnétique est constant en y et où la composante Bz 25 normale à la structure est de la forme indiquée ci-dessus, avec les lignes conductrices positionnées en x=k.a , avec k entier. Si le motif élémentaire a pu être répété un nombre entier de fois (5 fois dans l'exemple de la 30 figure 2), les calculs ci-dessous montrent que la tension générée U vaut approximativement : U= 2.V.b.S/aOu, plus généralement : U= 2.V.b.ly.Ent(lx/(2.a)) où • V est la vitesse de la structure dans la direction des x ; • S est la surface projetée de la structure mobile ; • ly est la dimension suivant y ; • Ent() est la fonction "partie entière" ; • lx est la dimension suivant x ; • a est la demi périodicité en x de la composante Bz du champ magnétique. On constate que la tension générée est inversement proportionnelle à la périodicité 2.a. Si le circuit débite sur une résistance totale (interne et externe) R, ce circuit produira aussi un amortissement linéaire dont le coefficient b2S2 vaut : 2=4 a2R En effet le flux magnétique traversant chaque motif électrique de largeur a, de longueur ly, centré en xc vaut . xc+a/z i~•x~ 2 a b ly ça. ly b cos = cos [7r.x, J xc-a/ 2 a , 7r a J Et la tension unitaire Uunit générée par chaque motif vaut : U = ù a~ = ù ô~p dxc _ -2 V b ly sin ôt éxc dt

On constate donc bien que, pour x, = a. (k + 1/2), cette tension est maximale. Dans ce cas, en intégrant sur toute la plaque qui comporte Ent(0,5.1x/a) motifs, on a bien : U= - 2.V.b.ly.Ent(lx/(2.a)) Une application très intéressante de l'invention est donc la mesure de la vitesse instantanée de la structure mobile ou déformable. En effet, dans le cas où les pistes électriquement conductrices déposées sur la structure mobile ne sont pas refermées sur elles-mêmes mais sont connectées à un dispositif de mesure de la tension électrique, la tension mesurée est directement proportionnelle (pour les petits déplacements) à la vitesse instantanée de la structure mobile ou déformable. La structure 2 des exemples ci-dessus est celle d'un MEMS, par exemple un microaccéléromètre ou un micro-gyroscope. La technologie de réalisation des micro-accéléromètres ou de micro-gyroscopes à partir de silicium, par exemple à partir de silicium sur isolant (SOI en anglais) ou à partir de silicium massif, est connue par exemple du chapitre 24 (écrit par P.L. Bergstrom et al.) de l'ouvrage de Gad-el-Hak the MEMS Handbook , 2002, CRC Press, ou le chapitre 19 ( a capacitive accelerometer) de l'ouvrage de S.D. Senturia, Microsystem Designs 2001, Kluver Academic Press. Dans un exemple de réalisation, où la masse mobile ou déformable est assimilable à une plaque, se déplaçant dans un champ magnétique dont la composante

normale à la plaque est spatialement variable, on peut rendre cette plaque électriquement conductrice de différentes manières : 1. Par exemple, si la plaque mobile ou déformable est en silicium ou en un autre semi conducteur, on peut réaliser un fort dopage par des éléments de la colonne 3 ou 5 du tableau de Mendeleïev, par exemple du bore, ou du phosphore, ou de l'arsenic, ou du gallium ou de l'indium ; ce dopage peut être obtenu lui-même par exemple par implantation ionique suivi d'un recuit d'activation. L'homme de l'art saura déterminer la nature du dopant, les conditions d'implantation et de recuit optimales en fonction de la géométrie de son système, de ses besoins et des autres contraintes de fabrication. 2. Il est également possible de recouvrir la plaque mobile ou déformable d'une couche d'un matériau électriquement bon conducteur, par exemple un métal, par exemple du cuivre, et/ou de l'or et/ou de l'aluminium qui sont bons conducteurs électriques. 3. Il est également possible de fabriquer directement la plaque mobile ou déformable dans un matériau électriquement bon conducteur, par exemple un métal, par exemple du cuivre, et/ou de l'or et/ou de l'aluminium qui sont bons conducteurs électriques. 4. Si la plaque mobile ou déformable est en silicium ou en un autre matériau semi conducteur et qu'on souhaite la recouvrir d'un métal (par exemple du cuivre, et/ou de l'or et/ou de l'aluminium), on peut déposer le métal directement sur le semi-conducteur. Préférentiellement, on recouvrira le semi-conducteur

d'une couche intermédiaire d'un matériau compatible avec les autres procédés de fabrications, par exemple du SiO2 ou du Si3N4, puis on déposera sur cette couche intermédiaire un matériau électriquement bon conducteur, par exemple un métal, par exemple du cuivre, et/ou de l'or et/ou de l'aluminium, qui sont de bons conducteurs électriques. 5. Cette variante est avantageuse pour l'application mesure de vitesse mais est utilisable aussi pour l'application amortissement : il est également possible de ne pas rendre conductrice l'ensemble de la plaque mobile ou déformable, mais de déposer dessus (éventuellement apres une couche intermédiaire d'un matériau compatible avec les autres procédés de fabrications, par exemple du SiO2 ou du Si3N4) des lignes d'un métal ou d'un matériau électriquement bon conducteur sous forme d'un ou plusieurs circuit(s) électrique(s) bouclé(s) sur eux(lui)-mêmes de manière à former une(des) boucle(s) d'induction, une(des) spire(s) ou une(des) multi-spire(s). Ces spires peuvent recouvrir la totalité ou une grande partie de la surface de la plaque mobile ou déformable. Si l'amplitude attendue du mouvement du dispositif (par exemple le micro accéléromètre ou le micro-gyroscope) est faible devant une longueur caractéristique de la variation, dans la direction du mouvement de la composante, normale à la plaque, du champ magnétique, on peut montrer qu'il est optimal (si on désire maximiser le coefficient d'amortissement) de disposer ces spires de telle manière qu'elles suivent

approximativement les lignes de valeurs extrémales de la composante, normale à la plaque, du champ magnétique lorsque la plaque est dans une position moyenne. Par exemple ladite longueur caractéristique est la demi période a, dans le cas où la composante normale à la plaque du champ magnétique peut se mettre, après un éventuel décalage de l'origine, sous la forme : B, = bo +b-cosn* Dans ce dernier cas, et à titre d'exemple, il est intéressant de disposer, comme illustré sur la figure 3, chaque spire 8 de manière approximativement rectangulaire. La dimension d de chaque spire suivant x (la direction de déplacement de la plaque) est de préférence égale à un, ou voisine d'un, multiple entier de la demi périodicité a de la composante normale du champ magnétique et les conducteurs sont placés sur ou au voisinage de x = k.a , avec k entier. Les spires 8 sont par exemple déposées ou gravées sur la plaque. Chaque ligne est de préférence à la position moyenne où BZ est maximum en position de repos. Le champ magnétique est d'amplitude maximale, suivant z, indépendante de y. L'amplitude du déplacement de la plaque est supposée faible devant la demi-période a du champ magnétique.

Pour créer le champ magnétique dont la composante normale à la plaque est spatialement variable, plusieurs exemples de réalisation sont possibles. Selon une première solution, on dépose, en 30 guise de capotage ou au-dessus d'un capotage 4 du

dispositif (ce dernier est par exemple un micro accéléromètre ou un micro-gyroscope), une ou plusieurs zones alternées (bandes, damiers rectangulaires, ...) de matériaux magnétiques de sorte que le champ magnétique créé ait une composante normale à la plaque alternativement dans un sens ou dans l'autre. Ceci peut être fait par des dépôts de zones de matériaux magnétiques dont l'orientation est soit parallèle au plan de dépôt, soit perpendiculaire au plan de dépôt.

Les matériaux magnétiques constituant ces dépôts peuvent par exemple être à base de : • Cobalt, et Platine et Phosphore • et/ou : Fer et Platine • et/ou : Néodyme, Fer et Bore • et/ou : Samarium et Cobalt • et/ou : Cobalt, Chrome et Platine, avec éventuellement du Tantale, et/ou du Bore, et/ou du Phosphore, et/ou d'autres éléments. • et/ou tout autre matériau magnétique.

Il est préférable que l'orientation magnétique du matériau magnétique déposé soit de sens opposé d'une zone à l'autre. La nature des matériaux magnétiques, les technologies de dépôts et des couches tampons sous jacentes, les procédés permettant de contrôler l'orientation, la géométrie, la taille et la structure des domaines magnétiques sont connus, par exemple dans le domaine technologique de l'enregistrement des données sur support magnétique. Pour ces applications, les dimensions des domaines magnétiques recherchées et obtenues avec les technologies modernes sont beaucoup

plus petites que ce qui est nécessaire pour l'application d'amortissement magnétique, mais les mêmes procédés, ou des procédés plus anciens, datant des années 1970 ou 1980 sont utilisables. On pourra par exemple trouver une bonne synthèse de ces techniques dans le livre "Magnetic Recording" de C. Denis Mee et Eric D. Daniel, Mc Graw Hill, 1995. Selon une autre solution (figure 4), on peut disposer au dessus de la pièce 2 mobile ou déformable (sur laquelle, par exemple, des pistes électriques fermées ont été déposées ou réalisées) un aimant 10 permanent usiné de manière à concentrer les champ magnétique le long de bandes ou de plots pour créer un champ magnétique dont la composante normale au plan de la pièce mobile varie fortement dans la direction du déplacement. On peut également, selon encore une autre solution, réaliser un capotage 4 dans un matériau non magnétique et prévoir, au-dessus du capot ainsi réalisé, des moyens pour générer un champ magnétique (par exemple un aimant permanent ou un électro-aimant). Une pièce intermédiaire 14 (figure 5), en matériau magnétique, permet la canalisation et la concentration locale des lignes de champ magnétique sur des zones alternées. Sur la figure 5, sur laquelle le capot éventuel entourant la pièce mobile entre le concentrateur de flux et la plaque mobile n'est pas représenté, cette pièce intermédiaire présente des zones alternées ou des bandes parallèles 14. Le champ est généré, par exemple par un aimant permanent ou un

électroaimant, de manière normale à la face supérieure 15 du concentrateur 14. On peut choisir le capot éventuel en un matériau non magnétique. Dans cet exemple de réalisation, il n'y a pas inversion du signe de la composante normale à la plaque du champ magnétique, mais seulement variation de l'intensité de la composante normale à la plaque du champ magnétique, ce qui est suffisant. Un autre exemple de réalisation est celui dans lequel un matériau magnétique est déposé en zones alternées sur la plaque mobile et où le capot (ou un autre matériau déposé au dessus du capot) est électriquement conducteur. Encore un autre exemple de réalisation est celui où un matériau magnétique est déposé en zones alternées sur la plaque mobile et où des pistes électriques fermées ont été gravées ou déposées sur le capot ou sur une pièce au dessus du capot. 20 Dans ce cas, les modes de réalisations décrits ci-dessus s'adaptent aisément à cette configuration. Des techniques de réalisation de dépôts de substances magnétiques vont être décrites. Elles 25 peuvent s'appliquer par exemple à un dépôt de substance magnétique sur le capot d'un MEMS, la partie mobile conductrice du MEMS étant à l'intérieur de la cavité que clôt ce capot, ou à un dépôt sur la partie mobile du MEMS, la partie fixe étant conductrice. Le premier 30 mode de réalisation (dépôt sur le capot du MEMS) est préférable car il évite d'alourdir et d'épaissir la 15

partie mobile. Il ne modifie donc pas sa fréquence propre ni son coefficient d'amortissement "fluidique". Deux grandes familles de procédés de dépôts peuvent être utilisés : les dépôts électrolytiques et les dépôts par PVD. Voici un exemple des étapes à réaliser pour un dépôt électrolytique : 1. On part d'un état où les structures mobiles des MEMS ont été réalisées et sont capotées, avec un capot d'épaisseur aussi faible que possible et dans un matériau non magnétique. 2. On réalise un dépôt par PVD (Plasma Vapor Deposition) d'une sous couche conductrice, par exemple de l'or, sur une épaisseur de quelques dizaines de nanomètres, typiquement de 10 à 200nm, sur la totalité du capot. 3. On dépose, sur la totalité du capot, une résine isolante positive d'une épaisseur supérieure à l'épaisseur des dépôts magnétiques à réaliser. 4. On définit par photolithographie (insolation + développement) la géométrie, des zones magnétiques. A l'endroit où la couche d'or est mise à nue du fait de la lithogravure, elle va servir d'électrode pour le dépôt électrolytique de l'étape suivante. 5. Un dépôt électrolytique du matériaux magnétique est réalisé sous champ magnétique coercitif ; ce matériau magnétique est par exemple du Cobalt (80%) mélangé à du Platine(20%) avec des traces de Phosphore(<1%) ou de Cobalt - Nickel - Phosphore. Le champ magnétique externe appliqué peut être tangentiel

ou normal à la surface du capot, suivant l'orientation de l'aimantation recherchée pour le matériau déposé. 6. On élimine ensuite la résine. Pour avoir, par voie électrolytique, des dépôts magnétiques d'orientations alternées, on dépose les deux séries de motifs (d'orientations magnétiques différentes) en deux dépôts successifs. La première série a un champ coercitif nettement plus fort que le champ magnétique externe appliqué lors du dépôt de la deuxième série, pour éviter de démagnétiser le premier matériau déposé lors du second dépôt. Voici un exemple des étapes à réaliser pour un dépôt PVD : 1. On part du même état que dans l'exemple précédent : les structures mobiles des MEMS ont été réalisées et sont capotées, avec un capot d'épaisseur aussi faible que possible et dans un matériaux si possible non conducteur et non magnétique. 2. On réalise un dépôt PVD pleine plaque du 20 matériau magnétique, par exemple : 1. du néodyme - fer - bore, 2. du samarium - cobalt 3. du fer - platine 4. du cobalt - platine. 25 Pour certains matériaux magnétiques déposés l'orientation magnétique obtenue sera parallèle au dépôt, pour d'autres elle sera perpendiculaire. 3. Un recuit est effectué (entre 400 C et 800 C) pour recristalliser le matériau déposé et lui 30 donner ses bonnes propriétés magnétiques. 4. On dépose une résine positive.

5. Une photolithographie est réalisés pour définir les géométries et la gravure chimique des zones à éliminer. Un exemple d'un procédé permettant de réaliser un dispositif MEMS de type accéléromètre ou gyroscope amorti de manière magnétique selon l'invention, va maintenant être donné. D'autres modes de réalisations et d'autres enchaînements d'étapes technologiques sont réalisables.

Le dispositif de départ (figure 7A) est une plaque 200 de silicium de type SOI (silicium sur isolant), comportant une couche 201 d'oxyde (SiO2) enterré de, par exemple, 2pm d'épaisseur, surmontée d'une couche 202 de silicium monocristallin dite Si-cap, par exemple de 0.32pm d'épaisseur. Il est préférable que cette couche de Si-cap soit fortement dopée, par exemple dopé N+, par exemple par de l'arsenic. Les étapes suivantes peuvent alors être 20 mise en œuvre . Etape 1 : Lithographie et gravure de ce qui sera les futurs plots d'ancrage en nitrure de silicium. Cette gravure se fait au travers du Si-cap 202 et de l'oxyde enterré 201. Un exemple de dimension de cette 25 gravure est un rectangle de 1pm par 3pm pour chaque futur plot 203, 205 .

Etape 2 : Dépôt de nitrure de silicium faible contrainte et remplissage de ce qui sera les 30 futurs plots d'encrages, gravés à l'étape précédente.

Ces plots serviront à l'isolation électrique et au maintien mécanique de la structure. Etape 3 (optionnelle): Epitaxie du Si-cap 202 pour augmenter son épaisseur, par exemple jusqu'à une épaisseur totale entre 1 et 0,50pm, par exemple de 25pm. Cette épitaxie se fait préférentiellement avec du silicium fortement dopé, par exemple de l'arsenic, afin de rendre la future masse mobile la plus conductrice possible. Au cours de cette épitaxie, les zones gravées 203, 205 ayant servi à faire les plots d'ancrage sont entièrement recouvertes de silicium, même si ces zones présentent localement beaucoup plus de défauts cristallins que le reste du Si-cap épitaxié 210. Si l'étape 3, optionnelle, n'est pas faite, on sélectionne alors un Si-cap initial fortement dopé.

Etape 4 : Isolation par des locos 212, 213 assez épais, des zones correspondants aux futurs conducteurs et aux zones qui devront être découplées capacitivement du coeur du capteur.

Etape 5 : Dépôt d'une couche de SiN 214, 216 sur les locos, dans le but de les protéger lors de la future gravure finale de l'oxyde enterré lors de la libération des structures.

Etape 6 : Lithographie et gravure profonde, par exemple par RIE, des structures du MEMS, par exemple de l'accéléromètre. Cette gravure se fait sur la totalité de la couche Si-Cap (figure 7C).

Etape 7 : Planarisation et rebouchage par un dépôt 230 de PSG, PSG1. Le but est d'avoir une surface plane pour faciliter les étapes ultérieures. Il est atteint grâce au fluage du PSG1 qui rebouche les parties supérieures des tranchées 220 creusées à l'étape précédente (figure 7D).

Etape 8 : Lithographie et gravure du PSG1 pour la prise de contact électrique des interconnexions.

Etape 9 : Dépôt de silicium polycristallin 232, 234, puis lithographie et gravure de ce qui constituera ensuite les électrodes et les interconnexions du MEMS.

Etape 10 : Dépôt d'une couche 240 de PSG, dit PSG2 (figure 7F), sur toute la zone qui constituera la future cavité ou (autre option) sur l'ensemble du wafer.

Etape 11 : Lithographie et gravure des zones, en bord de ce qui sera la cavité ainsi que de ce qu'il constituera les piliers de soutient du capot sur des structures fixes.

Etape 12 : Dépôt du capot 242 en silicium polycristallin. Ces trous sont donc en contact avec le PSG2 240.

Etape 13 : lithographie des trous 250. Ces trous sont en contact avec le PSG2.

Etape 14 : Gravure chimique du PSG2, puis du PSG1, puis de l'oxyde enterré (figure 7F).

Etape 15 : Refermeture des trous (par des bouchons 260) dans le capot puis dépôt de couches alternées de matériaux magnétiques, de telle manière que l'orientation magnétique obtenue soit de sens opposée d'une couche à l'autre, comme déjà expliqué ci-dessus. Ces couches magnétiques auront aussi, comme conséquence bénéfique annexe, de rigidifier et assurer une meilleure tenue mécanique du capot.

Des étapes sont décrites par exemple dans Single Wafer Encapsulation of MEMS Devices , Rob N. Candler, zoo-Tae Park, Huimou Li, Gary Yama, Aaron Partridge, Markus Lutz, Thomas W. Kenny, IEEE transaction on advanced packaging, vol 26, N 3n, August 2003.

Claims (23)

REVENDICATIONS

1. Dispositif d'amortissement d'une structure, de type MEMS, comportant une partie plane conductrice, pouvant se déplacer ou se déformer suivant une direction, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (1C, 14) pour générer un champ magnétique B dont une composante normale à ladite direction est variable dans au moins cette direction

2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la dimension lx de la partie plane dans la direction du mouvement est un multiple entier de la demi période a de la composante du champ normale à la partie plane dans cette même direction.

3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le coefficient d'amortissement est indépendant de la périodicité de la composante du champ normal à la partie plane.

4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le coefficient d'amortissement linéaire est de la forme : ~t,tal = lx*b2 *e*ly/(2*p)= Vol*b2/(2*p) où Vol = lx . ly . e est le volume de la partie plane conductrice mobile, lx et ly étant les dimensions de la partie plane d'épaisseur e et de résistivité p, et où b est la demi amplitude crête à crête du champ suivant la direction perpendiculaire à la partie plane.

5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la composante normale à la plaque du champ magnétique varie à la fois dans les deux directions tangentes à la partie plane.

6. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel le coefficient d'amortissement linéaire de la forme . Vol 'ay-\ n m = E E al, bl, 2 * p \axil=1,=1 où Vol est le volume de la plaque mobile et p est la résistivité électrique de la plaque mobile, aX et ay étant les demi-périodes du champ selon les axes x et y, et où les coefficients ale dépendent exclusivement des indices i et j et valent approximativement : 15 2•y-2•Ci(2i7r)-2 Ci(2 j7z-) + Ci(2(i + j )+Ci(2k-jkr)+Ln(4)+2•Ln(i)+2•Ln(j) +4•Ln(rz)-Ln((i+ j)7r)-Ln@-jkr) au - 4* j2 *1r2 avec . y :Constante d'Euler (= 0.577216...) Ci() est la Fonction "Cosinusintegral" Ln() est la Fonction "Logarithme Népérien"

7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel la composante BZ du champ est de la forme n m x / y BZ = bo + EEb, •cosi** cosj*i* 1=1,=1 axe ayj 10 20 25

8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel : - la partie plane mobile ou déformable comporte une substance magnétique, ou est recouverte d'une substance magnétique, réalisée de telle manière qu'un champ magnétique immobile dans le référentiel de la plaque, avec une composante, normale à la plaque, non nulle, et spatialement variable dans la direction du déplacement, soit généré, - cette plaque (2) est dans un capotage (4) en un matériau conducteur.

9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel la partie plane mobile est en un matériau semi-conducteur fortement dopé ou recouvert d'un métal.

10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel la partie plane conductrice est en un matériau semi-conducteur et est mobile d'une couche intermédiaire, elle-même recouverte d'un matériau électriquement conducteur.

11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel la partie plane mobile est en un matériau isolant recouvert de lignes d'un métal ou d'un matériau électriquement bon conducteur sous forme d'au moins un circuit électrique bouclé sur lui-même de manière à former au moins une boucle d'induction, ou au moins une spire ou au moins une multi-spire.

12. Dispositif selon la revendication 11, dans lequel les spires suivent approximativement la ligne d'isovaleur de la composante, normale à la plaque, du champ magnétique, ladite ligne correspondant aux valeurs extrémales de la composante normale à la plaque du champ magnétique, lorsque la plaque est dans une position moyenne.

13. Dispositif selon la revendication 11 ou 10 12, dans lequel les spires sont disposées de manière rectangulaire.

14. Dispositif selon la revendication 13, dans lequel la dimension de chaque spire suivant la 15 direction de déplacement de la plaque est égale ou voisine d'un multiple entier de la demi périodicité a de la composante normale du champ magnétique, et les conducteurs sont placés sur ou au voisinage de x = (k.a), avec k entier, l'origine de x étant choisie 20 sur ou au voisinage d'un extremum de la composante normale du champ magnétique.

15. Dispositif de mesure de la vitesse d'une structure, de type MEMS, comportant une partie 25 plane, pouvant se déplacer ou se déformer suivant une direction, caractérisé en ce que des lignes conductrices (6) sont disposées sur la partie plane, et en ce que le dispositif comporte en outre des moyens (10, 14) pour générer un champ magnétique B dont une 30 composante normale à ladite partie plane est variable dans au moins ladite direction.

16. Dispositif selon la revendication 15, dans lequel les lignes (6) électriquement conductrices sont disposées aux endroits où la composante, normale à la partie plane, du champ magnétique, est extrémale.

17. Dispositif selon la revendication 15 ou 16, les lignes conductrices formant un circuit et le dispositif comportant en outre des moyens de mesure de la tension aux bornes de ce circuit.

18. Dispositif selon la revendication 17, la tension générée aux bornes du circuit étant proportionnelle à la vitesse de déplacement de la structure. 15

19. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 18, dans lequel les moyens pour générer un champ magnétique B comportent des moyens (14) pour concentrer le champ le long de bandes ou de 20 plots.

20. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 19, comportant un capotage (4) en un matériau non magnétique, disposé entre la structure 25 conductrice et les moyens pour générer un champ magnétique B.

21. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 20, dans lequel un matériau 30 magnétique est disposé en zones alternées sur la partie 10 plane mobile et comportant en outre un capot électriquement conducteur.

22. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 19, dans lequel un matériau magnétique est déposé en zones alternées sur la partie plane mobile et où des pistes électriques ont été gravées ou déposées sur un capot (4) ou sur une pièce au dessus du capot.

23. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 22, dans lequel la structure de type MEMS est un micro-accéléromètre ou un micro-gyroscope.15