FR2973608A1 - Procede d'ajustement de la frequence de resonance d'un element vibrant micro-usine - Google Patents

Procede d'ajustement de la frequence de resonance d'un element vibrant micro-usine Download PDF

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Yoan Civet
Fabrice Casset
Skandar Basrour
Jean-Francois Carpentier
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Universite Joseph Fourier Grenoble 1
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Universite Joseph Fourier Grenoble 1
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Abstract

L'invention concerne un procédé d'ajustement de la fréquence de résonance d'un élément vibrant, comprenant des étapes de mesure de la fréquence de résonance de l'élément vibrant (11), de détermination à l'aide d'abaques et en fonction de la fréquence de résonance mesurée, des dimensions et une position d'au moins une zone d'épaisseur modifiée à former sur l'élément vibrant pour que la fréquence de résonance de celui-ci corresponde à une fréquence de consigne, et former sur l'élément vibrant, une zone d'épaisseur modifiée aux dimensions et position déterminées.

Description

i
PROCEDE D'AJUSTEMENT DE LA FREQUENCE DE RESONANCE D'UN ELEMENT VIBRANT MICRO-USINE
La présente invention concerne les éléments vibrants micro-usinés se trouvant dans certains composants électromécaniques tels que les résonateurs, les capteurs de mouvement (accéléromètres, gyromètres, ...) et les capteurs de vibrations. La présente invention s'applique notamment à la fabrication de tels composants. A l'heure actuelle, des composants électromécaniques à élément(s) vibrant(s) équipent notamment de nombreux appareils portables, tels que les téléphones mobiles, et d'autres terminaux mobiles de communication. Il est donc recherché à miniaturiser ces composants. Par ailleurs, les résonateurs io électromécaniques ont tendance à remplacer les résonateurs à quartz dans les circuits électroniques, notamment en raison des fréquences élevées qu'ils peuvent atteindre, de leur plus faible consommation électrique et de leur capacité à être intégrés avec d'autres circuits sur un substrat semi-conducteur. 15 Les composants électromécaniques à élément vibrant comprennent généralement une électrode permettant de détecter les mouvements de l'élément vibrant. L'élément vibrant présente une fréquence de résonance propre liée à ses dimensions, à la manière dont il est supporté et aux propriétés élastiques du matériau dont il est constitué. La fréquence de 20 résonance Fr d'un élément vibrant peut être déterminée par l'équation suivante : dans laquelle m est la masse de l'élément vibrant et k sa raideur. Selon l'application, l'élément vibrant peut présenter diverses formes 25 comme celle d'une poutre ou d'une plaque rectangulaire maintenue à une ou plusieurs extrémités, ou encore un disque maintenu en un à quatre ou davantage de points répartis sur sa périphérie. Ils peuvent vibrer selon un mode de flexion ou de volume. De tels éléments vibrants peuvent être fabriqués en déposant sur un support, par exemple une plaquette de 30 silicium, une couche d'un matériau sacrificiel, puis une couche dans le Fr= 1 .\ik 2n m (1) matériau souhaité pour l'élément vibrant débordant de la couche sacrificielle. La couche dans le matériau constituant l'élément vibrant est ensuite découpée aux contours de ce dernier, par exemple par photogravure, en conservant des liaisons entre l'élément vibrant et le support, et la couche sacrificielle est retirée par exemple par une gravure à plasma. L'élément vibrant ne se trouve ainsi plus maintenu que par ses liaisons avec le support, et donc est libre de vibrer. De tels éléments vibrants peuvent ainsi être fabriqués collectivement sur des plaquettes de silicium. io Les figures 1A, 1B et 1C représentent schématiquement un exemple de résonateur. La figure 1A est une vue de dessus partielle et schématique du résonateur. Les figures 1B et 1C sont des vues en coupe selon des plans B-B et C-C. Le résonateur comprend un élément vibrant 1, par exemple en forme de barreau de forme et de section rectangulaire. L'élément 1 est fixé 15 par des bras 2 à des zones d'ancrage 3. Les bras 2 sont disposés le long d'une ligne médiane 5 de l'élément 1. L'élément 1 est entouré d'une zone vide 6 et d'électrodes 4 disposées symétriquement par rapport à la ligne 5. Sur les figures 1B, 1C, l'élément 1, les bras 2 et les ancrages 3 sont formés dans une couche mince, par exemple en silicium mono- ou 20 polycristallin, sur un support 10, par exemple constitué d'une plaquette de silicium. Une zone vide 6' située entre le support 10 et l'élément 1 résulte du retrait partiel d'une couche sacrificielle 7. En fonctionnement, l'élément 1, au moins partiellement en un matériau conducteur, est soumis à un premier potentiel et les électrodes 4 25 sont soumises à un second potentiel. La différence entre le premier et le second potentiel crée une force électrostatique tendant à provoquer une déformation de l'élément 1. L'élément 1 se met alors à osciller à sa fréquence de résonance autour de la ligne 5 dans le cas d'une vibration dans le plan de la figure 1A. La déformation de l'élément 1 provoque une 30 variation de capacité entre l'élément 1 et les électrodes 4, cette variation pouvant être détectée sur l'une des deux électrodes 4. Il s'avère qu'en raison notamment des effets de la miniaturisation, il peut être observé des différences de fréquence de résonance entre des éléments vibrants supposés identiques, formés collectivement sur une même 35 plaquette de silicium. Ainsi, des écarts de fréquence de résonance de quelques centaines de ppm (10-4 %) à quelques milliers de ppm par rapport à une fréquence de résonance visée, peuvent être constatés entre les éléments vibrants formés sur une même plaquette. Ces écarts s'observent notamment entre les éléments vibrants formés au voisinage du centre d'une plaquette et ceux formés au voisinage du bord de la plaquette. Ces écarts peuvent résulter de variations de paramètres de traitements de photogravure, qui introduisent des écarts de largeur, de longueur, et/ou d'épaisseur des éléments vibrants. Il peut être souhaitable de limiter ces variations de fréquence de io résonance à quelques ppm, voire à des valeurs inférieures au ppm. En effet, les applications relatives aux transmissions de téléphonie mobile (GSM) requièrent une précision de fréquence de résonance de l'ordre du ppm. Les récepteurs GPS doivent présenter une précision de fréquence de résonance inférieure au ppm. D'autres applications (Ethernet, Bluetooth) requièrent des 15 précisions de quelques dizaines de ppm. Il a déjà été proposé de mesurer la fréquence de résonance des éléments vibrants formés collectivement sur une plaquette avant leur individualisation, afin d'écarter les éléments présentant un écart avec une fréquence de résonance nominale supérieur à un seuil. Toutefois, si la 20 précision requise est élevée, cette solution conduit à mettre au rebut une part importante des résonateurs formés sur une plaquette. Le document FR 2 933 824 propose de former dans l'élément vibrant des colonnes dans un matériau ayant un coefficient de température du module de Young opposé à celui du matériau dans lequel est formé 25 l'élément vibrant. Cette solution ne permet pas de corriger des dérives dues à des variations de conditions de fabrication au sein d'une même plaquette. Un mode de réalisation concerne un procédé d'ajustement de la fréquence de résonance d'un élément vibrant, comprenant des étapes de mesure de la fréquence de résonance de l'élément vibrant, détermination à 30 l'aide d'abaques et en fonction de la fréquence de résonance mesurée, de dimensions et une position d'au moins une zone d'épaisseur modifiée à former sur l'élément vibrant pour que la fréquence de résonance de celui-ci corresponde à une fréquence de consigne, et formation sur l'élément vibrant, d'une zone d'épaisseur modifiée aux dimensions et position 35 déterminées.
Selon un mode de réalisation, chaque zone d'épaisseur modifiée est réalisée en formant une pastille sur l'élément vibrant. Selon un mode de réalisation, la formation de chaque pastille sur l'élément vibrant est réalisée en ajoutant une couche d'un matériau choisi, ayant une épaisseur déterminée, et en retirant la couche ajoutée en dehors de zones où une pastille est à former. Selon un mode de réalisation, la formation des pastilles sur la plaquette est réalisée en retirant de l'élément vibrant une couche en dehors de zones où une pastille est à former. io Selon un mode de réalisation, la fréquence de résonance de l'élément vibrant est augmentée en formant une pastille sur l'élément vibrant sur une région où le stress subi par l'élément vibrant en résonance est maximum. Selon un mode de réalisation, la fréquence de résonance de 15 l'élément vibrant est diminuée en formant une pastille sur l'élément vibrant sur une région où le stress subi par l'élément vibrant en résonance est minimum. Selon un mode de réalisation, les abaques sont obtenus en formant des zones d'épaisseur modifiée de différentes dimensions et/ou épaisseurs 20 sur une zone de l'élément vibrant où le stress subi par l'élément vibrant en résonance, est minimum, et en mesurant la fréquence de résonance de l'élément vibrant. Des modes de réalisation concernent également un procédé de fabrication de composants électroniques formés collectivement sur une 25 plaquette, comprenant des étapes consistant à : former sur la plaquette des éléments vibrants, mesurer la fréquence de résonance de chacun des éléments vibrants sur la plaquette. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend des étapes de mise en oeuvre du procédé d'ajustement tel que défini précédemment. 30 Selon un mode de réalisation, les mesures de fréquence de résonance sont effectuées une seule fois pour une chaîne de fabrication de composants électroniques, la formation des pastilles sur la plaquette étant réalisée à l'aide d'un masque de photogravure défini à partir des dimensions et des positions de pastilles déterminées. 35 Selon un mode de réalisation, les pastilles sont formées sur la plaquette avant les éléments vibrants.
Des modes de réalisation concernent également un composant électronique comportant un élément vibrant, la fréquence de résonance de l'élément vibrant étant modifiée en mettant en oeuvre le procédé d'ajustement tel que défini précédemment.
Selon un mode de réalisation, chaque pastille est réalisée dans un matériau choisi dans l'ensemble comprenant le silicium, l'oxyde de silicium, le nitrure de silicium, le chrome et l'or. Selon un mode de réalisation, l'élément vibrant présente la forme d'une poutre ou d'une plaque maintenue entre deux extrémités, ou d'un io disque maintenu à sa périphérie en quatre points. Selon un mode de réalisation, chaque pastille est réalisée sur une face de l'élément vibrant en regard d'un support sur lequel le composant est formé.
15 Des exemples de réalisation de l'invention seront décrits dans ce qui suit, à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1A décrite précédemment représente schématiquement en vue de dessus un dispositif comportant un élément vibrant selon l'art antérieur, 20 les figures 1B et 1C décrites précédemment, sont des vues en coupe longitudinale et transversale du dispositif de la figure 1A, la figure 2A représente schématiquement en vue de profil un élément vibrant en forme de poutre, susceptible de vibrer dans une direction où il présente sa plus faible dimension, 25 la figure 2B représente une courbe de stress subi par l'élément vibrant de la figure 2A, la figure 3A représente en vue de dessus un élément vibrant, selon un autre mode de réalisation, la figure 3B représente en vue de profil l'élément vibrant de la figure 30 3A, la figure 4A représente en vue de dessus un élément vibrant, selon un autre mode de réalisation, la figure 4B représente en vue de profil l'élément vibrant de la figure 4A, 35 la figure 5A représente en vue de dessus un élément vibrant, selon un autre mode de réalisation, la figure 5B représente en vue de profil l'élément vibrant de la figure 5A, la figure 6A représente en vue de dessus un élément vibrant, selon un mode de réalisation, la figure 6B représente en vue de profil l'élément vibrant de la figure 6A, la figure 7 représente des courbes de variation de la fréquence de résonance d'un élément vibrant en fonction de la position et du rayon d'une perforation formée dans l'élément vibrant, io la figure 8 représente des courbes de variation de la fréquence de résonance d'un élément vibrant en fonction de la largeur et de l'épaisseur d'une pastille formée sur l'élément vibrant, la figure 9 représente des courbes de variation de la fréquence de résonance d'un élément vibrant en fonction de la largeur d'une pastille 15 formée sur l'élément vibrant, pour différents matériaux de réalisation de la pastille, les figures 10A, 10B sont des courbes de variation de la fréquence de résonance d'éléments vibrants en fonction de la largeur d'une pastille formée sur l'élément vibrant, 20 les figures 11A, 11B représentent en vue de dessus et en coupe un élément vibrant en forme de disque, la figure 11C représente des courbes de stress subi par l'élément vibrant de la figure 11A, les figures 12A, 12B représentent en vue de dessus des variantes de 25 l'élément vibrant des figures 11A-11C, selon des modes de réalisation. La figure 2A représente un élément vibrant 11 micro-usiné en forme de poutre, maintenu le long de deux bords opposés par des zones d'ancrage 12, 13 formées sur un support SB. L'élément 11 peut vibrer dans une direction perpendiculaire à son plan. La figure 2B représente une courbe Cl 30 de stress subi par l'élément 11 lorsque celui-ci est soumis à une vibration à sa fréquence de résonance. La courbe de stress Cl présente des valeurs maximum M1, M2 au voisinage des points fixes (zones d'ancrage 12, 13) de l'élément 11, suivies de valeurs minimum ml, m2 en allant vers le centre de l'élément 11. Les valeurs minimum ml, m2 sont séparées par une zone 35 centrale 11 correspondant à une valeur moyenne de stress.
Il a été constaté qu'en disposant une pastille sur une ou plusieurs régions d'une face de l'élément vibrant, choisies en fonction du stress que ces régions subissent, il est possible d'augmenter ou de diminuer la fréquence de résonance de l'élément vibrant. Ainsi, si l'on recouvre d'une pastille une région subissant un stress minimum, la masse et la raideur de l'élément vibrant augmentent. Comme la raideur n'est modifiée que dans une région peu sollicitée, cette modification a peut d'impact sur la fréquence de résonance. Il résulte donc de l'équation (1) que la fréquence de résonance de l'élément vibrant diminue. En revanche, si l'on recouvre d'une pastille une io région de l'élément vibrant subissant un fort stress, l'augmentation de la rigidité de l'élément vibrant qui en résulte dans ces régions va avoir une influence sur la fréquence de résonance plus grande que l'augmentation de masse qui en résulte. D'après l'équation (1), la fréquence de résonance de l'élément vibrant va donc augmenter. Les variations de fréquence de 15 résonance ainsi obtenues dépendent également de l'épaisseur de chaque pastille ajoutée et du matériau dans lequel celle-ci est formée. Ainsi, plus l'épaisseur de chaque pastille ajoutée est grande, plus la correction en fréquence de résonance est importante. Les figures 3A à 6B représentent l'élément vibrant 11 comprenant 20 une ou deux pastilles disposées sur sa face supérieure, selon divers modes de réalisation. Sur les figures 3A, 3B, des pastilles P1, P2 ont été disposées au voisinage des zones d'ancrage 12, 13. Ainsi, d'après la courbe Cl, les pastilles P1, P2 recouvrent des régions subissant un stress maximum (M1, M2). Il en résulte que la fréquence de résonance de l'élément 11 est 25 augmentée par rapport à un même élément vibrant ne comportant pas les pastilles P1, P2. Sur les figures 4A, 4B, une pastille P3 est disposée au voisinage du centre de l'élément 11, c'est-à-dire sur une région subissant une valeur de stress moyenne correspondant à la région 11 de la courbe Cl. Il en résulte 30 que la fréquence de résonance de l'élément 11 est augmentée par rapport à un même élément vibrant ne comportant pas la pastille P3. Sur les figures 5A, 5B, des pastilles P4, P5 ont été disposées au voisinage de régions subissant un stress minimum (zones m1, m2 de la courbe Cl). La fréquence de résonance de l'élément 11 est alors diminuée 35 par rapport à un même élément vibrant ne comportant pas les pastilles P1, P2. Ce phénomène est dû à une augmentation de la masse de l'élément 11 sans modifier son coefficient de raideur k dans les régions sollicitées. Sur les figures 6A, 6B, une couche P6 recouvre l'ensemble de la face supérieure de l'élément vibrant 11. D'après la courbe Cl, l'élément vibrant 11 présente une surface stressée supérieure à sa surface non stressée. Il en résulte que la couche P6 aura tendance à augmenter la fréquence de résonance de l'élément 11. On peut donc choisir d'augmenter ou de diminuer la fréquence de résonance de l'élément 11 en utilisant par exemple un même matériau. io Les pastilles P1, P2, P3, P4, P5, P6 peuvent s'étendre sur toute la largeur de l'élément 11, comme représenté sur les figures 3A, 4A, 5A, 6A, ou seulement sur une partie de la largeur, par exemple centrées sur une ligne longitudinale médiane de l'élément 11. Les pastilles peuvent être réalisées dans divers matériaux tels que le Si, Cr, SiO2, Si3N4, Au, ..., qui peuvent être 15 choisis en fonction de leur masse volumique et leurs propriétés mécaniques, notamment leur module de Young. La figure 7 représente des courbes de variation de la fréquence de résonance FR d'un élément vibrant en forme de poutre, tel que celui représenté sur la figure 2A, maintenu le long de deux bords opposés. La 20 fréquence de résonance de l'élément vibrant est modifiée en formant une perforation dans l'élément vibrant suivant un axe perpendiculaire au plan de ce dernier. Les courbes de la figure 7 sont obtenues en faisant varier la position HP de la perforation le long de l'élément vibrant à partir d'un point fixe, pour différentes valeur de rayon HR de la perforation. Les valeurs 25 numériques indiquées sur la figure 7 correspondent à un élément vibrant réalisé en silicium de 50 pm de long, 20 pm de large, et 1,4 pm d'épaisseur. Dans ces conditions, la fréquence de résonance de l'élément vibrant est de 4,95122MHz. Lorsque la position de la perforation varie le long de l'élément vibrant, la fréquence de résonance présente des valeurs minimum m3, m4 30 lorsque la perforation se trouve au voisinage des bords fixes de l'élément vibrant, des valeurs maximum M3, M4 au voisinage des régions m1, m2 (figures 2A, 2B) et une valeur minimum locale 12 intermédiaire entre les valeurs M3, M4 et correspondant à la région 11. Les valeurs maximum M3, M4 sont légèrement supérieures (environ 1000 ppm ou 0,1%) à la fréquence 35 de résonance de l'élément vibrant sans perforation. Il en résulte que la fréquence de résonance de l'élément vibrant peut être augmentée ou diminuée selon la région de l'élément vibrant où est réalisée la perforation. Les courbes de la figure 7 sont inversées (les valeurs M3, M4 deviennent des valeurs minimum, et les valeurs m3, m4 et 12 deviennent des valeurs maximum) si, au lieu de former une perforation on ajoute de la matière en formant une pastille sur l'élément vibrant. Les écarts de fréquence de résonance avec une fréquence nominale, apparaissant sur des éléments vibrants formés sur une même plaquette de silicium, sont couramment situés dans une plage allant de -1000 à +1000 io ppm, et dépendent de la forme et des dimensions de l'élément vibrant. De tels écarts apparaissent tout à fait compatibles avec les possibilités de correction offertes en disposant une ou deux pastilles en des régions déterminées de l'élément vibrant. Ainsi, la figure 8 représente des courbes de variation de la fréquence de résonance FR en fonction de la largeur W, 15 pour différentes épaisseurs T d'une pastille (P4 ou P5) disposée sur l'une des régions ml, m2 d'un élément vibrant (figures 5A, 5B) ayant des caractéristiques analogues à celui ayant fait l'objet des courbes de la figure 7. Les courbes de la figure 8 montrent que la fréquence de résonance de l'élément vibrant peut être diminuée à l'aide d'une ou deux pastilles 20 disposées sur les régions ml, m2 de l'élément vibrant et ayant une largeur inférieure à 6 pm environ, et augmentée si ces mêmes pastilles présentent une largeur supérieure à 6 pm. La figure 9 représente des courbes de variation de la fréquence de résonance FR en fonction de la largeur W d'une pastille, lorsque cette 25 pastille présente une épaisseur de 20 nm et est formée sur l'une des régions ml, m2, dans divers matériaux comme le silicium (Si), l'oxyde de silicium (SiO2), le nitrure de silicium (Si3N4) et le chrome (Cr). Les courbes de la figure 9 montrent que si une correction importante (de l'ordre de 2000 ppm) en diminution de fréquence de résonance est nécessaire, le chrome peut 30 être utilisé comme matériau formant les pastilles. Les figures 10A, 10B représentent des courbes de variation de la fréquence de résonance FR d'éléments vibrants, en fonction de la largeur W d'une pastille de 30 nm d'épaisseur (choisie par exemple d'après la figure 8), disposée sur la région ml et/ou m2 de l'élément vibrant. Les courbes des 35 figures 10A et 10B peuvent être celles de deux éléments vibrants formés sur i0
une même plaquette de semi-conducteur. Sur la figure 10A, l'élément vibrant présente une fréquence de résonance d'environ 4,9492 MHz (à w = 0) au lieu d'une fréquence de résonance de consigne FC de 4,95122 MHz. La correction en fréquence à effectuer s'élève donc à environ +2 kHz, soit environ +400 ppm. D'après la courbe de la figure 10A, la fréquence FC peut être atteinte avec une pastille de 6,902 pm. Sur la figure 10B, l'élément vibrant présente une fréquence de résonance d'environ 4,9522 MHz au lieu de la fréquence de résonance de consigne FC à 4,95122 MHz. La correction en fréquence à effectuer s'élève io donc à environ -1 kHz, soit environ -200 ppm. D'après la courbe de la figure 10B, la fréquence de consigne peut être atteinte avec une pastille de 0,883 pm. La résolution de la correction en fréquence de résonance d'un élément vibrant peut ainsi atteindre 5 ppm avec les techniques actuelles de photo lithogravure. 15 Les figures 11A, 11B représentent un élément vibrant 21 en forme de disque relié à un support fixe par quatre bras 24 qui peuvent être par exemple uniformément répartis à la périphérie du disque. La figure 11B est une vue en coupe selon un axe X ou Y. Les bras sont reliés à des zones d'ancrage 22. Des électrodes 23 sont formées en regard de la périphérie du 20 disque entre les bras 24 et les zones d'ancrage 22. La figure 11C représente des courbes C2, C3 de stress subi par l'élément vibrant 21 soumis à une vibration selon un mode de volume dit "elliptique" ou "wine glass", à la fréquence de résonance de l'élément 21. La courbe C2 correspond au stress subi par l'élément 21 suivant l'axe X, et la courbe C3, au stress subi par 25 l'élément 21 suivant l'axe Y, durant une oscillation. Durant une oscillation suivante, le stress subi par l'élément 21 suivant les axes X et Y est inversé entre les courbes C2, C3. Les courbes C2, C3 présentent des valeurs minimum ml', ml", m2', m2" le long des bords de l'élément 21 et une valeur maximum Ml' au voisinage du centre de l'élément 21. 30 La fréquence de résonance d'un tel élément vibrant en forme de disque peut également être ajustée pour correspondre à une fréquence de consigne à l'aide de pastilles disposées sur les régions ml', ml", m2', m2" ou la région M1'. Ainsi les figures 12A, 12B représentent des éléments vibrants dont la fréquence de résonance est ajustée à l'aide de pastilles 35 P11, P12. Sur la figure 12A, l'élément vibrant 21 comprend quatre pastilles 2973608 Il
P11 formées le long du bord de l'élément vibrant, à distance des bras 24. Dans l'exemple de la figure 12A, les pastilles P11 présentent chacune la forme d'un fuseau dont la largeur W1 suivant le rayon du disque 21, est ajustée en fonction de la correction en fréquence à obtenir. Bien entendu, 5 pour ajuster la correction en fréquence, il est également possible d'ajuster la longueur de la pastille. La correction en fréquence obtenue par les pastilles P11 peut être négative si leur largeur W1 est faible, ou positive à partir d'une certaine valeur de W1. Sur la figure 12B, la fréquence de résonance de l'élément vibrant 21 io est augmentée à l'aide d'une pastille P12 formée au centre du disque 21. La correction en fréquence peut être ajustée en jouant sur le rayon W2 de la pastille P12 (ou son épaisseur). Les possibilités de correction de la fréquence de résonance d'éléments vibrants tels que précédemment décrites, sont mises à profit 15 dans un procédé de fabrication collective de composants comportant un élément vibrant, mettant en oeuvre des traitements de photolithographie, sur une plaquette en matériau semi-conducteur. Il a été observé que la répartition sur la plaquette de semi-conducteur des écarts entre une fréquence de résonance nominale et la fréquence de résonance des 20 éléments vibrants réalisés sur la plaquette était sensiblement invariante d'un lot à l'autre. La mesure de ces écarts pour déterminer leur répartition sur la plaquette peut donc être effectuée une seule fois. Cette répartition est ensuite utilisée pour déterminer les positions et les dimensions (longueur, largeur, épaisseur) de pastilles à former sur chacun des éléments vibrants 25 de la plaquette afin de réduire cet écart de fréquence à une valeur acceptable, par exemple inférieur à 5 ppm. Ces positions et dimensions de pastilles servent ensuite à former un masque de photogravure permettant de former les pastilles aux dimensions et positions voulues sur chacun des éléments vibrants dont la fréquence de résonance est à corriger. 30 La formation des pastilles peut être réalisée en déposant une couche dans le matériau choisi sur toute la surface de la plaquette après la formation des éléments vibrants, puis en gravant la couche déposée par un procédé de photo lithogravure pour ne laisser que les pastilles aux dimensions et aux endroits souhaités de la plaquette. Le dépôt de la couche 35 formant les pastilles peut être effectué par divers moyens connus permettant de préférence de contrôler précisément l'épaisseur de la couche dans laquelle les pastilles sont formées. Ainsi, la couche formant les pastilles peut être réalisée par un procédé de dépôt de couche atomique ALD (Atomic Layer Deposition), un procédé de dépôt en phase vapeur PVD (Physical Vapor Deposition), un procédé d'épitaxie si la couche formant les pastilles est réalisée en silicium, un procédé d'oxydation si la couche formant les pastilles est réalisée en oxyde de silicium, etc. Les positions et dimensions des pastilles à former en fonction de l'écart de fréquence de résonance à corriger peuvent être déterminées à l'aide d'un abaque, tel que celui de la figure 8 constitué à partir de séries de mesures réalisées sur l'élément vibrant sur lequel des pastilles de différentes dimensions auront été formées. Il est à noter que les pastilles peuvent être formées sous la couche formant les éléments vibrants, c'est-à-dire avant le dépôt de cette couche sur la couche sacrificielle. Si les pastilles sont réalisées dans le même matériau que celui formant les éléments vibrants, elles peuvent également être réalisées en augmentant la couche formant les éléments vibrants de l'épaisseur des pastilles, et en retirant une couche superficielle ayant l'épaisseur des pastilles aux endroits sans pastille.
Il apparaîtra clairement à l'homme de l'art que la présente invention est susceptible de diverses variantes de réalisation et diverses applications. En particulier, l'invention ne s'applique pas uniquement aux éléments vibrants précédemment décrits, mais peut s'appliquer à tous les éléments vibrants susceptibles d'être intégrés sur une plaquette en un matériau tel que les semi-conducteurs, les céramiques, le verre ou le quartz. L'invention ne s'applique pas non plus qu'aux éléments vibrants actionnés électrostatiquement et à détection de mouvement capacitive. L'invention peut s'appliquer à des éléments vibrants micro-usinés actionnés ou dont les mouvements sont détectés, par d'autres moyens, tels que par effet piézoélectrique, piézorésistif ou magnétique. Il va de soi que la fréquence de résonance des éléments vibrants peut être modifiée simplement en formant dans ou sur l'élément vibrant une ou plusieurs zones d'épaisseur modifiée, étant entendu qu'une zone d'épaisseur modifiée peut également être une perforation traversante de l'élément vibrant.

Claims (14)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé d'ajustement de la fréquence de résonance d'un élément vibrant (11, 21), comprenant des étapes de : mesure d'une fréquence de résonance (FR) de l'élément vibrant, détermination à l'aide d'abaques (figures 7 - 8), et en fonction de la fréquence de résonance mesurée (FR), de dimensions et une position d'au moins une zone d'épaisseur modifiée, à former sur l'élément vibrant (11, 21) pour que la fréquence de résonance de l'élément vibrant corresponde à une fréquence de consigne, et formation sur l'élément vibrant, d'une zone d'épaisseur modifiée aux 10 dimensions et position déterminées.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel chaque zone d'épaisseur modifiée est réalisée en formant une pastille (P1-P6, P11, P12) sur l'élément vibrant (11, 21). 15
  3. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel la formation de chaque pastille (P1-P6, Pl 1, P12) sur l'élément vibrant (11,21) est réalisée en ajoutant une couche d'un matériau choisi, ayant une épaisseur déterminée, et en retirant la couche ajoutée en dehors de zones où une 20 pastille est à former.
  4. 4. Procédé selon la revendication 2, dans lequel la formation des pastilles (P1-P6, P11, P12) sur la plaquette (SB) est réalisée en retirant de l'élément vibrant (11, 21) une couche en dehors de zones où une pastille est 25 à former.
  5. 5. Procédé selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel la fréquence de résonance de l'élément vibrant est augmentée en formant une pastille (P1-P3, P6, P12) sur l'élément vibrant sur une région où le stress 30 subi par l'élément vibrant en résonance est maximum.
  6. 6. Procédé selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel la fréquence de résonance de l'élément vibrant est diminuée en formant une 13pastille (P4, P5, Pl 1) sur l'élément vibrant sur une région où le stress subi par l'élément vibrant en résonance est minimum.
  7. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel les s abaques sont obtenus en formant des zones d'épaisseur modifiée (P1-P6, P11, P12) de différentes dimensions et/ou épaisseurs sur une zone de l'élément vibrant (11, 21) où le stress subi par l'élément vibrant en résonance, est minimum, et en mesurant la fréquence de résonance (FR) de l'élément vibrant. 10
  8. 8. Procédé de fabrication de composants électroniques formés collectivement sur une plaquette (SB), comprenant des étapes de : formation sur la plaquette (SB) d'éléments vibrants (11, 21), mesure de la fréquence de résonance (FR) de chacun des éléments 15 vibrants sur la plaquette, et des étapes de mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 7.
  9. 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel les mesures de 20 fréquence de résonance (FR) sont effectuées une seule fois pour une chaîne de fabrication de composants électroniques, la formation des pastilles (P1-P6, P11, P12) sur la plaquette étant réalisée à l'aide d'un masque de photogravure défini à partir des dimensions et des positions de pastilles déterminées. 25
  10. 10. Procédé selon l'une des revendications 2 à 9, dans lequel les pastilles (P1-P6, P11, P12) sont formées sur la plaquette (SB) avant les éléments vibrants (11, 21). 30
  11. 11. Composant électronique comportant un élément vibrant (11, 21), présentant une fréquence de résonance modifiée en mettant en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 1 à 7.
  12. 12. Composant électronique selon la revendication 11, dans lequel 35 chaque pastille (P1-P6, Pl1, P12) est réalisée dans un matériau choisi dans l'ensemble comprenant le silicium, l'oxyde de silicium, le nitrure de silicium, le chrome et l'or.
  13. 13. Composant électronique selon l'une des revendications 11 et 12, dans lequel l'élément vibrant présente la forme d'une poutre ou d'une plaque (11) maintenue entre deux extrémités, ou d'un disque (21) maintenu à sa périphérie en quatre points (24).
  14. 14. Composant électronique selon l'une des revendications 11 à 13, lo dans lequel chaque pastille (P1-P6, Pl1, P12) est réalisée sur une face de l'élément vibrant en regard d'un support (SB) sur lequel le composant est formé.
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