FR3044088A1 - Detecteur de debit massique ainsi que procede de mise en oeuvre et procede de fabrication du debitmetre - Google Patents

Abstract

Détecteur de débit massique (100) comprenant une couche de support (102) pour être installée dans une veine de fluide, et ayant au moins une première diode (104) et une seconde diode (106) ainsi qu'un premier branchement (108) pour saisir une première grandeur électrique (110; Vx2) de la première diode (104), et un second branchement (112) pour saisir une seconde grandeur électrique (114 ; Vx1) de la seconde diode (106), pour déterminer la caractéristique de la veine de fluide.

Description

Domaine de l’invention

La présente invention se rapporte à un détecteur de débit massique ainsi que le procédé de sa mise en œuvre et un procédé de fabrication du débitmètre.

Etat de la technique

Les détecteurs de débit massique fonctionnent, par exemple, selon le principe de l’anémomètre à fil chaud. Selon le procédé en boucle fermée on maintient un fil chaud à une température constante. Plus le débit d’air ambiant est fort et plus grande sera la puissance à fournir. La puissance absorbée constitue ainsi une mesure du débit d’air ou de la masse d’air.

Exposé et avantages de l’invention

La présente invention a pour objet un détecteur de débit massique comprenant au moins une couche de support installée ou susceptible d’être installée dans une veine de fluide, et ayant au moins une première diode et une seconde diode ainsi qu’un premier branchement pour saisir une première grandeur électrique de la première diode et un second branchement pour saisir une seconde grandeur électrique de la seconde diode, pour déterminer une caractéristique de la veine de fluide en utilisant la première grandeur électrique et la seconde grandeur électrique.

Une veine de fluide est une veine de liquide ou de gaz. La couche de support est une couche en un matériau semi-conducteur, notamment en silicium ou en une combinaison contenant du silicium. Les deux diodes, par exemple, voisines sur la couche de support, peuvent être intégrées dans la couche de support. Selon la forme de réalisation, les deux diodes seront en série dans le sens de passage de la veine de fluide ou seront décalées latéralement de sorte que la seconde diode ne sera pas au moins partiellement couverte par la première diode dans la direction de l’écoulement. La première et la seconde grandeurs électriques sont, par exemple une tension ou un courant ou une grandeur qui en est déduite. La caractéristique de la veine de fluide est la direction de la veine de fluide, ou la vitesse de la veine de fluide ou le débit de fluide. Par exemple, la caractéristique peut se déterminer en comparant la première grandeur électrique à la seconde grandeur électrique. L’invention a pour objet une proposition reposant sur la considération qu’un débitmètre massique tel qu’un débitmètre massique d’air se réalise en se fondant sur un pixel de micro-bolomètre MEMS, modifié. Un tel détecteur de débit massique a l’avantage d’avoir une surface de détection très petite et ainsi une masse thermique faible et une prise de puissance réduite, ce qui permet de déterminer rapidement et efficacement le débit massique d’air. Par exemple, la surface du détecteur est inférieure à 10000 pm2. La longueur de l’arête de la surface de détecteur est par exemple inférieure à 100 pm. La surface du détecteur aura, par exemple, des dimensions de 50 pm x 50 pm. De façon avantageuse, on supprime tout dispositif de chauffage supplémentaire ce qui réduit au minimum le coût de fabrication du détecteur de débit massique.

Selon un développement, la couche de support comporte un évidement entre la première diode et la seconde diode pour découpler thermiquement la première diode et la seconde diode. L’évidement est par exemple sous la forme d’une ouverture, d’une perforation ou d’un segment d’épaisseur de paroi réduite. L’évidement est, par exemple formé pour que les deux diodes soient reliées thermiquement par 1, 2 ou plusieurs bras minces de maintien. On évite de cette manière que les deux diodes ne s’influencent thermiquement l’une l’autre.

Selon un autre développement, le premier branchement comporte au moins un premier chemin conducteur de diode et un second chemin conducteur de diode pour contacter par électroconduction la première diode. En plus ou en variante, le second branchement a au moins un troisième chemin conducteur de diode et un quatrième chemin conducteur de diode par électro-conduction la seconde diode. Le chemin électro-conducteur de diode est par exemple un chemin conducteur métallique, notamment un chemin conducteur en métal ayant une faible conductivité thermique, comme le titane. Cette réalisation permet une mise en contact simple et économique de la couche de support.

La couche de support a un premier bras de contact pour recevoir la première ligne de diode et un second bras de contact pour recevoir la seconde ligne de diode et encore un troisième bras de contact pour recevoir la troisième ligne de diode ou un quatrième bras de contact pour recevoir la quatrième ligne de diode ou une combinaison d’au moins deux des bras de contact évoqués ci-dessus. Cette réalisation permet de stabiliser mécaniquement les lignes de diode et les bras de contact servent en outre de bras de maintien pour placer la couche de support.

Il est avantageux que le détecteur de débit massique comporte au moins une source d’énergie. La source d’énergie alimente la première diode en énergie électrique avec le premier branchement et/ou la seconde diode en énergie électrique avec le second branchement. Cela permet aux diodes d’être alimentées par exemple avec des tensions de fonctionnement ou des courants de fonctionnement.

En plus ou en variante, le capteur de débit massique a au moins une unité de mesure pour saisir la première grandeur électrique ou la seconde grandeur électrique ou les deux grandeurs. Cette unité de mesure servant à détecter la première grandeur électrique est reliée au premier branchement et/ou à saisir la seconde grandeur électrique est reliée au second branchement. Une source d’énergie selon l’invention est une source de courant ou de tension qui alimente la première ou la seconde diode en courant constant ou encore applique une tension constante à la première et à la seconde diodes. L’unité de mesure est réalisée de façon correspondante pour saisir une tension, une intensité ou une grandeur qui en est déduite et qui se rapporte à la première ou à la seconde diode. Cette forme de réalisation permet une détermination précise et fiable de la caractéristique de la veine de fluide. Il est également avantageux que le détecteur de débit massique comporte au moins une première unité de mesure pour saisir la première grandeur électrique et en plus ou en variante une seconde unité de mesure pour saisir la seconde grandeur électrique. Cela permet de saisir les deux grandeurs électriques de façon indépendante l’une de l’autre.

Selon une autre caractéristique, le détecteur de débit massique comporte une unité d’exploitation pour déterminer la caractéristique de la veine de fluide en utilisant les première et seconde grandeurs électriques. L’unité d’exploitation combine les grandeurs électriques pour déterminer la caractéristique ou encore obtenir cette caractéristique en comparant les grandeurs électriques à des grandeurs de référence prédéfinies. Cela permet de déterminer la caractéristique de façon très rapide et simple. L’unité d’exploitation détermine la caractéristique en comparant la première grandeur électrique à la seconde grandeur électrique. L’unité d’exploitation détermine, par exemple, la caractéristique en formant une différence ou un rapport des deux grandeurs. Il en résulte une possibilité simple, robuste et économe de ressources pour calculer la caractéristique.

Selon un autre développement, l’unité d’exploitation détermine la caractéristique de la veine de fluide comme direction de la veine de fluide. L’unité d’exploitation détermine en plus ou en variante, le débit et/ou la vitesse du fluide dans la veine de fluide. Cette réalisation permet une détermination très précise de la veine de fluide.

Suivant une autre caractéristique, le détecteur de débit massique comporte au moins une autre couche de support installée ou susceptible d’être installée dans la veine de fluide et ayant au moins une troisième diode, une quatrième diode, un troisième branchement pour saisir une troisième grandeur électrique fournie par la troisième diode et un quatrième branchement pour saisir une quatrième grandeur électrique fournie par la quatrième diode, pour, en outre, déterminer la caractéristique de la veine de fluide en utilisant la troisième grandeur électrique et la quatrième grandeur électrique. Cela permet une mesure vectorielle de la veine de fluide avec uniquement deux pixels et sans nécessiter de dispositif de chauffage supplémentaire. Les deux couches de support peuvent être tournées, par exemple l’une de l’autre à 90°.

Selon un autre mode de réalisation, la première diode et la seconde diode sont installées sur un premier axe de diode. La troisième diode et la quatrième diode sont installées sur un second axe de diode différent du premier axe de diode, ce qui permet une saisie particulièrement efficace de la veine de fluide avec une capacité de calcul réduite.

Le premier axe de diode et le second axe de diode sont pratiquement perpendiculaires. Cela permet une saisie efficace de la veine de fluide dans la direction x et dans la direction y. A titre d’exemple, l’axe longitudinal d’un bras de contact de la couche de support est ici pratiquement parallèle à l’axe de diode respectif de la couche de support. L’invention a également pour objet un procédé de saisie d’une veine de fluide à l’aide d’un détecteur de débit massique selon l’une des forme de réalisation précédentes, le procédé consistant à : enregistrer au moins une première grandeur électrique et une seconde grandeur électrique, et déterminer la caractéristique de la veine de fluide en utilisant au moins la première grandeur électrique et la seconde grandeur électrique.

En outre, l’invention ainsi développée, crée un procédé de fabrication d’un détecteur de flux massique consistant à : réaliser une couche de support susceptible d’être installée dans une veine de fluide et ayant au moins une première diode et une seconde diode ainsi qu’un premier branchement pour saisir la première grandeur électrique de la première diode et un second branchement pour saisir la grandeur électrique seconde de la deuxième diode, pour définir la caractéristique de la veine de fluide en utilisant la première grandeur électrique et la seconde grandeur électrique.

Selon un développement avantageux, le dispositif comporte une commande d’un débitmètre massique d’air pour l’appliquer à l’électronique domestique (par exemple la mesure d’un filtre dans un téléphone intelligent et dans le domaine de l’automobile).

Dessins

La présente invention sera décrite ci-après, de manière plus détaillée à l’aide d’exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d’un détecteur de débit massique correspondant à un exemple de réalisation de l’invention, - la figure 2 est une représentation schématique du débitmètre massique d’air selon l’exemple de réalisation de la vue de dessus, - la figure 3 est une représentation schématique d’un détecteur de débit massique (figure 2) en section, - la figure 4 est une représentation schématique d’un exemple de réalisation d’un détecteur de débit massique, - la figure 5 est une représentation schématique d’un débitmètre massique selon la figure 4 pour le flux dans la direction x, - la figure 6 est le schéma d’un détecteur de débit massique selon la figure 4 avec le flux dans la direction y, - la figure 7 montre un ordinogramme d’un procédé de saisie d’une veine de fluide par un détecteur de débit massique selon un exemple de réalisation, et - la figure 8 montre un ordinogramme d’un procédé de réalisation d’un détecteur de débit massique selon un exemple de réalisation.

Description de modes de réalisation

La figure 1 montre schématiquement un détecteur de débit massique 100 correspondant à un exemple de réalisation de l’invention. Le détecteur de débit massique 100 comporte une couche de support 102 munie d’une première diode 104 et d’une seconde diode 106. La couche de support 102 sera appelée ci-après, à titre d’exemple, couche semi-conductrice 102 ; elle est disposée dans une veine de fluide caractérisée par la flèche en traits interrompus de façon que la veine de fluide influence la température respective des deux diodes 104, 106.

La première diode 104 a un premier branchement 108 pour les deux contacts de la première diode 104, pour saisir la première grandeur électrique 110 fournie par la première diode 104. De façon correspondante, la seconde diode 106 a un second branchement 112 avec deux contacts pour la seconde diode 106 pour fournir la seconde grandeur électrique 114 de la seconde diode 106. Les deux grandeurs électriques 110, 114 permettent de déterminer une caractéristique de la veine de fluide.

Selon l’exemple de réalisation, les deux diodes 104, 106 sont reliées à une source d’énergie 116 par leurs branchements 108, 112 ; il s’agit d’une source de courant ou de tension pour alimenter les deux diodes 104, 106 en énergie électrique, par exemple en courant constant ou en tension constante. Les deux branchements 108, 112 sont reliés à une unité de mesure 118 pour saisir les grandeurs 110, 114 fournies par les diodes 104, 106 et transmettre ces grandeurs ou des grandeurs qui en sont déduites à une unité d’exploitation 120 prévue en option. L’unité d’exploitation 120 détermine la caractéristique de la veine de fluide en utilisant les deux grandeurs 110, 114 par exemple en faisant une comparaison appropriée des deux grandeurs 110, 114 et elle fournit un signal d’exploitation 122 représentant cette caractéristique. Au moins l’une des installations 116, 118, 120 peut être intégrée dans la couche semi-conductrice 102 ou sur la couche semi-conductrice 102 ou encore être reliée par des liaisons électriques à la couche semi-conductrice 102. Les installations 116, 118, 120 peuvent être réalisées sous la forme de circuits et/ou de programme, par exemple sous la forme de circuits électriques.

La figure 2 montre schématiquement un détecteur de débit massique 100 correspondant à un exemple de réalisation selon une représentation en vue de dessus. Le détecteur de débit massique 100 est, par exemple le détecteur de débit massique décrit ci-dessus à l’aide de la figure 1. Selon le présent exemple de réalisation, les deux diodes 104, 106 sont séparées l’une de l’autre par un évidement 200 réalisé dans la couche semi-conductrice 102. L’évidement 200 est, par exemple, un évidement de forme rectangulaire de sorte que les diodes 104, 106 sont reliées uniquement par deux bras de fixation 202 parallèles.

Selon l’exemple de réalisation de la figure 2, le premier branchement 108 a une première ligne de diode 206 dans un premier bras de contact 204 et une seconde ligne de diode 210 dans le second bras de contact 208 pour relier électriquement la première diode 104. Le second branchement 112 comporte une ligne de diode 214 passant dans le troisième bras de contact 212 et une quatrième ligne de diode 218 passant dans un quatrième bras de contact 216 pour relier électriquement la seconde diode 106. Les bras de contact 204, 208, 212, 216 se trouvent chaque fois dans la zone d’un coin de la couche semi-conductrice 102 qui a ici une forme rectangulaire. Le premier bras de contact 204 et le second bras de contact 208 ainsi que le troisième bras de contact 212 et le quatrième bras de contact 216 s’étendent chaque fois sur un axe commun qui est pratiquement perpendiculaire à l’axe longitudinal de la couche semi-conductrice 102 dans le cas de la figure 2.

Les quatre bras de contact peuvent être, par exemple, des parties de la couche semi-conductrice 102 et être ainsi réalisés dans la même matière que celle de la couche semi-conductrice 102. En variante, les quatre bras de contact sont réalisés en une autre matière que celle de la couche semi-conductrice 102 ; ils sont, par exemple, réalisés en dioxyde de silicium.

La veine de fluide passe à la vitesse Vx comme cela est indiqué par une flèche représentée en grand.

Selon un exemple de réalisation, le détecteur de débit massique 100 est réalisé sous la forme d’un détecteur MEMS, fondé sur une structure de pixel, modifiée. Le détecteur de débit massique 100 a par exemple une structure de pixel, modifiée. Le détecteur de débit massique 100 a, par exemple, une structure de pixels formée d’un îlot de dioxyde de silicium constituant la couche semi-conductrice 102 et de quatre petits bras de fixation en dioxyde de silicium constituant les bras de contact 204, 208, 212, 216. Les quatre bras de contact ont chacun une ligne électrique, notamment en titane. Les deux diodes 104, 106 sont, par exemple, des îlots de silicium à croissance épitactique, intégrés dans la couche semi-conductrice 102 ; ces îlots sont constitués chacun par de petits bras d’oxyde constituant les bras de fixation 202 et créant une structure appropriée de la couche semi-conductrice 102 en étant reliée en conduction thermique.

Selon un autre exemple de réalisation, le détecteur de dé bit massique 100 a une autre telle structure de pixel ; cette autre structure de pixel est réalisée de façon à être tournée, par exemple de 90° par rapport à la structure de pixel évoquée ci-dessus. Selon l’exemple de réalisation on peut également intégrer plusieurs structures de pixel dans un substrat commun. Les structures de pixel diffèrent alors, par exemple, par le nombre de bras de liaison entre les différentes diodes.

Selon un exemple de réalisation, toutes les diodes sont alimentées avec le même courant Iref dans le sens de la veine de fluide. Des unités de mesure appropriées permettent ainsi de mesurer séparément la tension aux bornes de chacune des diodes.

Le détecteur de débit massique 100 est, par exemple, réalisé selon un procédé usuel de la technique des semi-conducteurs.

Le détecteur de débit massique 100 convient notamment pour des applications aux produits de l’électronique de loisir tels que des détecteurs mobiles de rayonnement, des détecteurs de qualité de l’air ou des détecteurs de pollen qui analysent un volume d’air d’un local. Par son faible encombrement et sa faible consommation d’énergie, le détecteur de débit massique 100 convient notamment pour être intégré dans des smartphones.

La figure 3 montre une vue en coupe schématique du détecteur de débit massique 100 de la figure 2. Elle montre la couche semi-conductrice 102 avec les lignes de diode 210, 218 intégrées dans les bras de contact 208, 216 ainsi que les diodes 104, 106 de la couche semi-conductrice 102.

Les deux diodes 104, 106 sont, par exemple, réalisées par croissance épitactique de silicium obtenue par une structure de dioxyde de silicium. Les lignes des diodes 210, 218 sont, par exemple réalisées en une matière ayant une faible conductivité thermique comme le titane et les bras de contact 208, 216 sont intégrés dans le dioxyde de silicium. La première diode 104 a une première température Ti et la seconde diode 106 a une seconde température T2.

La figure 4 montre un schéma du détecteur de débit massique 100 correspondant à un exemple de réalisation. La figure montre un schéma de principe de la structure du détecteur avec des pixels tournés de 90° et une mesure de tension. A la différence du détecteur de débit massique décrit à l’aide des figures 1 à 3, détecteur de débit massique 100 présenté à la figure 4 a en plus de la couche semi-conductrice 102, une autre couche semi-conductrice 400 avec une troisième diode 402, une quatrième diode 404, un troisième branchement 406 pour saisir une troisième grandeur électrique de la troisième diode 402 et un quatrième branchement 408 pour saisir une quatrième grandeur électrique de la quatrième diode 404. L’unité d’exploitation n’a pas été représentée ; elle sert à déterminer la caractéristique de la veine de fluide en utilisant en plus la troisième et la quatrième grandeurs électriques fournies par les deux autres diodes 402, 404. Selon cet exemple de réalisation, cette autre couche semi-conductrice 400 a une structure identique à celle de la couche semi-conductrice 102.

Selon l’exemple de réalisation de la figure 4, la première diode 104 et la seconde diode 106 sont installées selon un premier axe de diode 410 qui est ici pratiquement perpendiculaire à un second axe de diode 412 pour les deux diodes 402, 404 de l’autre couche semi-conductrice 400. Les deux couches semi-conductrices 102, 400 sont ainsi tournées de 90° l’une par rapport à l’autre. A titre d’exemple, le détecteur de débit massique 100 de la figure 4 a une première unité de mesure 414 pour saisir la tension Vx2 comme première grandeur électrique, une seconde unité de mesure 416 pour saisir une tension Vxi comme seconde grandeur électrique, une troisième unité de mesure 418 pour saisir une tension Vy2 comme troisième grandeur électrique ainsi qu’une quatrième unité de mesure 420 pour saisir une tension Vyi comme quatrième grandeur électrique.

Le détecteur de débit massique 100 selon cet exemple de réalisation comporte quatre sources de courant 422, 424, 426, 428 formant la source d’énergie pour alimenter les quatre diodes chaque fois avec un courant constant Iref. La source d’énergie de l’exemple de réalisation de la figure 4 a une première source de courant 422 pour alimenter la première diode 104, une seconde source de courant 424 pour alimenter la seconde diode 106, une troisième source de courant 426 pour alimenter la troisième diode 402 et une quatrième source de courant 428 pour alimenter la quatrième diode 404. Selon un exemple de réalisation, les quatre diodes peuvent également recevoir d’autres intensités de courant. En variante, la source d’énergie comporte une source de courant générant le courant d’intensité Iref qui est ensuite fourni aux diodes 104, 106, 402, 404 par des circuits appropriés, tels que par exemple des miroirs de courant.

La première source de courant 402 et la première unité de mesure 414 sont branchées en série ; elles sont reliées à un premier contact du premier branchement 108 de la première diode 104. Le second contact du premier branchement 108 de la première diode 104 relié à la masse. Les autres sources de courant 424, 426, 428 et les unités de mesure 416, 418, 420 sont branchées de manière correspondante.

Selon un exemple de réalisation, le détecteur de débit massique 100 est un détecteur de débit massique d’air formé de deux pixels de micro-bolomètres modifiés comme couches semi-conductrices 102, 400. Chacun des pixels comporte deux diodes distinctes 104, 106, 402, 404 en silicium à croissance épitactique ; chacun des pixels est alimenté avec un courant d’intensité constante Iref. La tension qui s’établit alors sert de signal de mesure encore appelé grandeur électrique pour déterminer la caractéristique de la veine de fluide. Les deux pixels peuvent être tournés de 90° l’un par rapport à l’autre pour faire une mesure vectorielle. On évite ainsi tout dispositif de chauffage supplémentaire.

La figure 5 montre schématiquement le détecteur de débit massique 100 de la figure 4 pour une veine de fluide dans la direction x. La veine de fluide passe à la vitesse Vx comme cela est schématisé par cinq grandes flèches. La figure montre, à titre d’exemple, la tension des différentes diodes pour un flux de gaz dans la direction x. La tension Vxi est inférieure à la tension Vx2 ; la tension Vyi est égale à la tension Vy2.

La figure 6 montre schématiquement le détecteur de débit massique 100 de la figure 4 pour une veine de fluide dans la direction y. La figure montre à titre d’exemple la tension sur les différentes diodes pour une veine de gaz dans la direction y. La veine de gaz (veine de fluide) passe à la vitesse Vy comme cela est indiqué par cinq grandes flèches. La tension Vxi est égale à la tension VX2 et la tension Vyi est supérieure à la tension Vy2.

Les diodes alimentées dans le sens passant, donnent une décroissance linéaire de la tension en fonction de l’augmentation de la température. Ainsi, la tension mesurée peut être convertie directement en une température de fonctionnement de chaque diode. La veine de fluide refroidit les diodes ce qui produit une augmentation de la tension. Si, alors deux diodes sont prévues sur un pixel de façon que l’une des diodes se trouve dans la veine de fluide latérale, à l’ombre du vent de l’autre diode, cela permet d’obtenir une différence de tension, c’est-à-dire une différence de température qui permet de déterminer directement la vitesse du fluide ou un débit de fluide passant sur les diodes.

Pour une veine de fluide dans la direction x comme cela est représenté à la figure 5, on aura des températures différentes sur les diodes 104, 106 orientées selon le premier axe de diode 410. La température Ti de la première diode 104 est inférieure à la température T2 de la seconde diode 106. Si Ton dispose les deux couches semi-conductrices 102, 400 avec un angle de 90° entre elles, la veine de fluide peut se mesurer vectoriellement et permet de calculer en retour le débit massique. L’intensité de référence Iref du courant est, par exemple, générée une fois par la puce et peut être fournie aux différentes diodes par des miroirs de courant.

La figure 7 montre un ordinogramme très simplifié du procédé 700 de saisie d’une veine de fluide à l’aide d’un détecteur de débit massique selon un exemple de réalisation. Le procédé 700 peut être appliqué, par exemple, en liaison avec le détecteur de débit massique décrit ci-dessus à l’aide des figures 1 à 6, et de l’unité d’exploitation de la figure 1. Pour cela, dans l’étape 710 on enregistre les première et la seconde grandeurs électriques ou des grandeurs qui en sont déduites. Dans l’étape 720 suivante, en utilisant les deux grandeurs électriques, on détermine la caractéristique de la veine de fluide telle que la direction de la veine de fluide, le débit de fluide ou la vitesse du fluide. La détermination de la caractéristique se fait, par exemple, en comparant les deux grandeurs, notamment en formant la différence des deux grandeurs.

Selon un exemple de réalisation, dans l’étape 710 on enregistre les troisième et la quatrième grandeurs électriques ou les grandeurs qui en sont déduites en provenance de deux autres diodes. Dans l’étape 720, en utilisant les deux autres grandeurs électriques, on détermine la caractéristique de la veine de fluide.

La figure 8 montre un ordinogramme du procédé 800 pour réaliser le détecteur de débit massique correspondant à un exemple de réalisation tel que le détecteur de débit massique décrit ci-dessus à l’aide des figures 1 à 7. Dans l’étape 810 on réalise une couche semi-conductrice destinée à être installée dans une veine de fluide et ayant une première diode, une seconde diode, un premier branchement pour saisir la première grandeur électrique fournie par la première diode et un second branchement pour saisir la seconde grandeur électrique fournie par la seconde diode. A l’aide des deux grandeurs électriques on pourra déterminer la caractéristique de la veine de fluide. L’étape 810 peut comporter une ou plusieurs sous étapes.

La réalisation de la couche semi-conductrice se fait, par exemple, par croissance épitactique d’une couche de silicium.

Selon un exemple de réalisation, dans l’étape 820 en option, on réalise le contact électrique de diode ; pour cela selon l’exemple de réalisation, on relie les deux diodes à une ou plusieurs sources d’énergie, une ou plusieurs unités de mesure ou une unité d’exploitation, par des liaisons électriques.

Selon un exemple de réalisation, le procédé 800 de fabrication d’un détecteur de débit massique d’air fondé sur une conception modifiée de pixel de micro-bolomètres. Pour cela, le procédé 800 comporte au moins les étapes de fabrication suivantes :

Tout d’abord on utilise une plaquette appropriée avec des cavités préparées, par exemple selon un procédé fondé sur du silicium poreux.

Dans une étape suivante on réalise la croissance épitaxiale du silicium par exemple, sur une épaisseur comprise entre 1 pm et 3 pm.

Ensuite on effectue le dopage et les différentes étapes de température pour développer les deux diodes dans les zones correspondantes de la couche de silicium.

Ensuite on dépose une première couche de dioxyde de silicium ayant une demi-épaisseur de bras de contact.

Puis, on réalise le contact dans la région des anodes et cathodes des diodes par la première couche d’oxyde.

On dépose et on met en structure une couche de métal pour réaliser le contact des diodes avec le circuit ASIC ou un substrat.

On dépose une seconde couche de dioxyde de silicium ayant comme épaisseur la moitié de celle des bras de contact.

On met en structure les couches de dioxyde de silicium par exemple par des tranchées de façon à obtenir des bras de contact de la structure de pixel ainsi que les zones intermédiaires entre les deux diodes.

Enfin, on effectue une attaque chimique du silicium pour dégager la matière sous les bras d’oxyde et séparer les deux diodes.

Toutes les étapes de procédé peuvent se faire en application des techniques usuelles de l’industrie des semi-conducteurs.

Un tel détecteur de débit massique a l’avantage d’une fabrication en peu d’étapes de procédé, d’avoir des fonctions supplémentaires avec des circuits ASIC existants, de consommer peu de puissance en dégageant les structures, en permettant une mesure simple de l’intensité, une exploitation différentielle, un faible encombrement et un coût réduit pour chaque capteur.

NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 100 Détecteur de débit massique 102 Couche de support / couche semi-conductrice 104 Première diode 106 Seconde diode 108 Premier branchement 110 Première grandeur électrique 112 Second branchement 114 Seconde grandeur électrique 116,118, 120 Source d’énergie 120 Unité d’exploitation 122 Signal d’exploitation 200 Evidement dans la couche semi-conductrice 204 Premier bras de contact 206 Première ligne de diode 208 Second bras de contact 210 Seconde ligne de diode 212 Troisième bras de contact 214 Troisième ligne de diode 216 Quatrième bras de contact 218 Quatrième ligne de diode 400 Couche semi-conductrice 402 Troisième diode 404 Quatrième diode 406 Troisième branchement 408 Quatrième branchement 410 Premier axe de diodes 412 Second axe de diodes 414 Première unité de mesure 416 Seconde unité de mesure 418 Troisième unité de mesure 420 Quatrième unité de mesure 422, 424, 426, Sources de courant 428 700 Procédé de saisie d’une veine de fluide 710,720 Etapes du procédé 700 800 Procédé de fabrication d’un détecteur de débit massique 810,820 Etapes du procédé 800

Iref Intensité de référence

Tl Température de la première diode 104 T2 Température de la seconde diode 106 VX2 Tension comme première grandeur électrique

Vxi Tension comme seconde grandeur électrique

Vy2 Tension comme troisième grandeur électrique

Vyi Tension comme quatrième grandeur électrique

Claims (13)

1. REVENDICATIONS 1°) Détecteur de débit massique (100) comprenant au moins une couche de support (102) pour être installée dans une veine de fluide, et ayant au moins une première diode (104) et une seconde diode (106) ainsi qu’ * un premier branchement (108) pour saisir une première grandeur électrique (110 ; Vx2) de la première diode (104), et * un second branchement (112) pour saisir une seconde grandeur électrique (114 ; Vxi) de la seconde diode (106), pour déterminer une caractéristique de la veine de fluide en utilisant la première grandeur électrique (110 ; VX2) et la seconde grandeur électrique (114 ; Vxi).
2. 2°) Détecteur de débit massique (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche de support (102) comporte un évidement (200) entre la première diode (104) et la seconde diode (106) pour découpler thermiquement la première diode (104) et la seconde diode (106).
3. 3°) Détecteur de débit massique (100) selon l’une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le premier branchement (108) comporte au moins une première ligne de diode (206) et une seconde ligne de diode (210) pour relier de manière électro-conductrice la première diode (104) et/ou le second branchement (112) comporte au moins une troisième ligne de diode (214) et une quatrième ligne diode (218) pour relier de manière électro-conductrice la seconde diode (106), la couche de support (102) ayant au moins un premier bras de contact (204) pour recevoir la première ligne de diode (206) et/ou un second bras de contact (208) pour recevoir la seconde ligne de diode (210) et/ou un troisième bras de contact (212) pour recevoir la troisième ligne de diode (214) et/ou un quatrième bras de contact (216) pour recevoir la quatrième ligne de diode (218).
4. 4°) Détecteur de débit massique (100) selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu’ il comporte au moins une source d’énergie (116 ; 422, 424) pour alimenter la première diode (104) en énergie électrique avec un premier branchement (108) et/ou pour alimenter la seconde diode (106) en énergie électrique avec un second branchement (112).
5. 5°) Détecteur de débit massique (100) selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’il comporte au moins une unité de mesure (118 ; 414, 416) pour saisir la première grandeur électrique (110 ; Vx2) par le premier branchement (108) et/ou pour saisir la seconde grandeur électrique (114 ; Vxi) par le second branchement (112).
6. 6°) Détecteur de débit massique (100) selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’il comporte une unité d’exploitation (120) pour déterminer la caractéristique de la veine de fluide en utilisant la première grandeur électrique (110 ; Vx2) et la seconde grandeur électrique (114 ; Vxi).
7. 7°) Détecteur de débit massique (100) selon la revendication 6, caractérisé en ce que l’unité d’exploitation (120) détermine la caractéristique de la veine de fluide en comparant la première grandeur électrique (110 ; VX2) à la seconde grandeur électrique (114 ; Vxi).
8. 8°) Détecteur de débit massique (100) selon la revendication 6 ou 8, caractérisé en ce que l’unité d’exploitation (120) détermine comme caractéristique de la veine de fluide, la direction et/ou le débit et/ou la vitesse de la veine de fluide.
9. 9°) Détecteur de débit massique (100) selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu’il comporte au moins une autre couche de support (400) pour être installée dans la veine de fluide et qui a au moins une troisième diode (402) et une quatrième diode (404) ainsi qu’un troisième branchement (406) pour saisir une troisième grandeur électrique (Vy2) par la troisième diode (402) et un quatrième branchement (408) pour saisir une quatrième grandeur électrique (Vyi) par la quatrième diode (404) pour déterminer la caractéristique de la veine de fluide en utilisant la troisième grandeur électrique (Vy2) et la quatrième grandeur électrique (Vyi).
10. 10°) Détecteur de débit massique (100) selon la revendication 9, caractérisé en ce que la première diode (104) et la seconde diode (106) sont installées sur un premier axe de diode (410) et la troisième diode (402) et la quatrième diode (404) sont installées sur un second axe de diode (412) différent du premier axe de diode (410).
11. 11°) Détecteur de débit massique (100) selon la revendication 10, caractérisé en ce que le premier axe de diode (410) et le second axe de diode (412) sont pratiquement perpendiculaires.
12. 12°) Procédé (700) de saisie d’une veine de fluide à l’aide d’un détecteur de débit massique (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, procédé (700) caractérisé en ce qu’il consiste à : enregistrer (710) au moins la première grandeur électrique (110 ; Vx2) et la seconde grandeur électrique (114 ; Vxi), et déterminer (720) la caractéristique de la veine de fluide en utilisant au moins la première grandeur électrique (110 ; Vx2) et la seconde grandeur électrique (114 ; Vxi).
13. 13°) Procédé (800) pour réaliser un détecteur de débit massique (100), caractérisé par les étapes suivantes consistant à : réaliser (810) une couche de support (102) destinée à être installée dans une veine de fluide et ayant au moins une première diode (104) et une seconde diode (106) ainsi qu’un premier branchement (108) pour saisir une première grandeur électrique (110 ; Vx2) de la première diode (104) et un second branchement (112) pour saisir une seconde grandeur électrique (114 ; Vxi) de la seconde diode (106), pour déterminer une caractéristique de la veine de fluide en utilisant la première grandeur électrique (110 ; VX2) et la seconde grandeur électrique (114 ; Vxi).