FR3093658A1 - Procede pour deposer une couche en pvdf ou en un de ses copolymeres sur un substrat en verre ou en polymere - Google Patents
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Abstract
Procédé pour déposer une couche pyroélectrique (200), en polyfluorure de vinylidène ou en un de ses copolymères, sur un substrat (104) en verre ou en polymère, recouvert localement par un motif (108), en oxyde métallique et/ou en métal, le procédé comprenant les étapes successives suivantes :a) fourniture d’un substrat (104), en verre ou en polymère, recouvert localement par un motif (108) en oxyde métallique et/ou en métal,b) dépôt sur le motif (108), de molécules ayant au moins un groupement thiol, de manière à former une couche de molécules (400) sur le motif (108),c) gravure du substrat avec un plasma comprenant au moins 50% volumique de SF6,d) dépôt d’une couche pyroélectrique (200) en polyfluorure de vinylidène ou en de ses copolymères sur le substrat (104) gravé. Figure pour l’abrégé : figure 3d.
Description
L’invention se rapporte à un procédé pour déposer une couche de couche de PVFD ou de l’un de ses copolymères, comme le P(VDF-TrFe), sur un substrat en verre ou en un polymère.
Le procédé trouve, en particulier, des applications dans le domaine des capteurs de motif thermique.
La détection d’empreinte digitale peut être réalisée par des capteurs dits « passifs » exploitant une différence de températures entre celle du doigt et celle du capteur, comme décrit dans les documents US 4 394 773, US 4 429 413 et US 6 289 114. Au niveau des crêtes de l’empreinte, le doigt est en contact physique direct avec le capteur. Un transfert thermique entre la peau et la surface de contact du capteur s’effectue par conduction, ce qui conduit à une première variation temporelle de température. Au niveau des vallées de l’empreinte, le doigt n’est pas en contact physique direct avec le capteur, le transfert thermique s’effectue donc à travers l’air qui est plutôt un isolant thermique, ce qui conduit à une seconde variation temporelle de température, moins importante. La différence entre ces deux variations temporelles de température se traduit par une différence entre des signaux mesurés par les capacités pyroélectriques, selon qu’elles se trouvent sous une vallée ou sous une crête de l’empreinte. L’image de l’empreinte présente donc un contraste qui dépend de cette différence.
Cependant, ces capteurs ont pour inconvénient de réaliser une mesure qui dépend uniquement de la différence entre la température du doigt et la température du capteur. Ainsi, après quelques secondes à peine, la température du doigt et la température de la surface de contact du capteur s’homogénéisent, et il n’est plus possible d’obtenir un contraste satisfaisant.
Il peut également arriver que le niveau du signal obtenu soit nul lorsque le doigt et le capteur sont à la même température, ou encore que le contraste des images capturées varie, ce qui pose alors des problèmes lors du traitement ultérieur des images obtenues (par exemple, une inversion des températures entraîne une inversion de l’image obtenue).
Un autre type de capteur, de type actif, offre une solution à ce problème grâce à l’ajout d’éléments chauffants sous la surface de contact du capteur. Un tel capteur est décrit par exemple dans la demande de brevet EP 2 385 486 A1. Les éléments chauffants dissipent une certaine quantité de chaleur dans chaque pixel du capteur et l’échauffement des pixels est mesuré au bout d’un certain temps. La variation de température obtenue est donc importante au niveau des vallées de l’empreinte, où la chaleur est transférée au doigt à travers l’air, et plus faible au niveau des crêtes de l’empreinte, où la chaleur est transférée directement au doigt, par conduction. Cela conduit à une température finale plus faible dans le cas d’un pixel en présence d’une crête de l’empreinte, où la chaleur est absorbée par la peau, par rapport à un pixel en présence d’une vallée de l’empreinte. Cela permet d’améliorer et de conserver au cours du temps, le contraste d’une image acquise à l’aide dudit capteur.
Les éléments décrits ci-dessus pour la détection d’empreinte digitale s’appliquent également à la détection d’un motif thermique autre qu’une empreinte digitale, l’élément dont le motif thermique à détecter étant disposé sur le capteur lors de la mesure.
Un capteur de motifs thermiques comporte des moyens de détection thermique qui peuvent être des éléments pyroélectriques, des diodes, des thermistances ou tout autre élément sensible à la température permettant de convertir une variation de température en une variation de potentiel ou de courant électrique.
Plus particulièrement, un capteur de type pyroélectrique comporte une matrice de capacités pyroélectriques disposées sur un substrat, par exemple en verre. Chaque capacité pyroélectrique comporte une portion en matériau pyroélectrique, disposée entre une électrode inférieure et une électrode supérieure. Une électrode est portée à un potentiel constant, et forme une électrode de référence. L’autre électrode collecte des charges pyroélectriques, générées par le matériau pyroélectrique en réponse à une variation de température.
Le matériau pyroélectrique peut être, par exemple, en polyfluorure de vinylidène (PVDF) ou en un de ses copolymères comme le poly(fluorure de vinylidène-trifluoroéthylène) (noté P(VDF-TrFE)), ou un. D’autres matériaux pyroélectriques sont possibles, à savoir tous ceux qui produisent des charges électriques en fonction d’un paramètre pyroélectrique. L’électrode supérieure est recouverte d’une couche de protection sur laquelle l’élément dont le motif thermique est mesuré, par exemple un doigt, est destiné à être disposé lors de la mesure.
Dans le cas d’un capteur thermique actif, le capteur est également muni d’un élément chauffant généralement réalisé à partir de la même couche électriquement conductrice que celle servant à réaliser l’électrode supérieure. Cet élément chauffant est par exemple réalisé sous la forme d’un serpentin entourant partiellement les électrodes supérieures et permettant de chauffer latéralement les capacités pyroélectriques, au niveau des électrodes supérieures.
Chaque capacité pyroélectrique forme un transducteur qui traduit une variation temporelle de température en un signal électrique tel qu’une différence de potentiels électriques.
Lorsque le capteur doit être réalisé avec une surface importante ou avec un faible coût, le capteur est avantageusement réalisé en technologie dite imprimée, ou dépôt par impression, moins onéreuse que la lithographie sur semi-conducteur. Les différentes portions conductrices formant les éléments des pixels du capteur peuvent dans ce cas être réalisées avec des encres conductrices suffisamment stables pour ne pas nécessiter d’encapsulation très performante. La réalisation du capteur est envisageable par impression, par exemple sur des substrats plastiques simples tels que des films de poly(téréphtalate d'éthylène) (PET), de polyimide (PI), de poly(naphtalate d’éthylène) (PEN) ou de polycarbonate (PC).
Cependant, il est relativement difficile de faire adhérer du PVDF ou un copolymère de PVDF sur des substrats en polymère ou en verre, pouvant contenir un niveau d’argent imprimé. En effet, de par leur nature chimique, ces polymères présentent une faible adhérence sur des substrats en PEN, en PI ou en verre. Par exemple, trois formulations de P(VDF-TrFe) ont été déposées sur un substrat en PI puis leur adhérence a été évaluée en découpant la couche déposée au couteau à lame rétractable (« cutter ») selon un quadrillage puis en pelant la couche découpée au ruban adhésif, de type Scotch®, normalisé (ISO 2409) figures 1a, 1b et 1c. Aucune des trois formulations ne résiste au pelage avec le scotch, ce qui correspond au degré le plus faible d’adhésion (0B) selon la norme ASTM.
Il existe donc un besoin d’améliorer l’adhérence d’une couche de PVDF ou de l’un de ses copolymères sur un substrat en verre ou en polymère.
Un but de la présente invention est de proposer un procédé permettant de déposer une couche pyroélectrique en polyfluorure de vinylidène ou un de ses copolymères, sur un substrat, en verre ou en polymère, recouvert localement par un motif en métal ou en oxyde de métal, la couche pyroélectrique ayant des propriétés d’adhérence améliorées par rapport à l’art antérieur.
Pour cela, la présente invention propose un procédé pour déposer une couche pyroélectrique, en polyfluorure de vinylidène ou en un de ses copolymères, sur un substrat en verre ou en polymère, recouvert localement par un motif, en oxyde métallique et/ou en métal, le procédé comprenant les étapes successives suivantes :
- fourniture d’un substrat, en verre ou en polymère, recouvert localement par un motif en oxyde métallique et/ou en métal,
- dépôt, sur le motif, de molécules ayant au moins un groupement thiol, de manière à former une couche de molécules sur le motif,
- gravure du substrat avec un plasma comprenant au moins 50% volumique de SF6,
- dépôt d’une couche pyroélectrique en polyfluorure de vinylidène ou en de ses copolymères sur le substrat gravé.
L’invention se distingue fondamentalement de l’art antérieur par, d’une part, la fonctionnalisation du motif par des molécules ayant une fonction thiol et, d’autre part, par la réalisation ultérieure du traitement plasma SF6.
Les groupements fonctionnels thiol vont permettre le greffage sélectif des molécules sur le motif, ce qui va le protéger du plasma, lors de l’étape c). L’étape de traitement plasma permet d’augmenter la rugosité de surface du substrat, ce qui maximise la surface de contact entre le substrat et la couche pyroélectrique déposée lors de l’étape d) et améliore l’adhésion de cette dernière sur le substrat.
L’utilisation d’un plasma fluoré en association avec une couche en PVDF ou en un de ces copolymères est particulièrement avantageuse, puisque cela permet d’augmenter l’affinité physicochimique et donc d’améliorer le greffage.
De plus, à l’issue de l’étape c), la présence éventuelle de molécules organiques à la surface du motif peut permettre d’améliorer l’adhésion de la couche pyroélectrique, en ajoutant des zones d’ancrage au niveau du motif : les groupements chimiques de ces molécules sur le motif vont se substituer dans la couche pyroélectrique en polymère et ainsi créer un enchevêtrement à l’interface métal-couche pyroélectrique .
Le dispositif obtenu présente une adhérence améliorée, ce qui permet au dispositif d’être fonctionnel même en cas de sollicitation mécanique, de rayure ou de choc.
Avantageusement, le substrat est en polyimide ou en poly(naphtalate d’éthylène).
Avantageusement, le métal est choisi parmi l’argent, le cuivre, l’aluminium, le nickel et un de leurs alliages.
Avantageusement, l’oxyde métallique est un oxyde transparent conducteur. De manière encore plus avantageuse, l’oxyde métallique est un oxyde d’indium étain.
Le plasma comprend au moins 50% volumique de SF6, de préférence au moins 80% et, préférentiellement au moins 90%. Le plasma peut comprendre un autre gaz ou d’un mélange de différents autres gaz. Le ou les autres gaz peuvent être choisis, par exemple, parmi O2, CHF3, Ar, H2, N2et CF4.
Selon une première variante avantageuse, le plasma est constitué de SF6.
Selon une deuxième variante avantageuse, le plasma comprend un mélange de O2et de SF6.
Avantageusement, les molécules ont un groupement terminal thiol. Ceci permet de limiter l’encombrement stérique et de fonctionnaliser le motif avec plus de molécules, ce qui améliore sa protection lors de l’étape de gravure.
Avantageusement, les molécules sont des alcanethiols. De préférence, l’alcanethiol comprend de 2 à 21 atomes de carbone, et de préférence de 11 à 15 atomes de carbone.
Avantageusement, la couche pyroélectrique est en un copolymère de fluorure de vinylidène et de trifluoroéthylène.
Avantageusement, la couche pyroélectrique est en un copolymère de fluorure de vinylidène et de méthacrylate de méthyle.
L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un capteur de motif thermique comprenant les étapes successives suivantes :
- dépôt d’une couche en polyfluorure de vinylidène ou en un de ses copolymères, sur un substrat en polymère ou en verre, recouvert localement par un motif en métal ou en oxyde transparent conducteur, formant une première électrode, selon le procédé tel que défini précédemment,
- dépôts successifs d’une seconde électrode métallique, éventuellement d’une couche diélectrique, d’un élément chauffant, et éventuellement, d’une couche de protection.
Le procédé de dépôt présente de nombreux avantages :
-être simple à mettre en œuvre;
-présenter un faible coût de fabrication,
-réaliser facilement le motif, en déposant, par exemple, une encre en argent, par toute technique de dépôt par voie liquide, et en particulier, par toute technique d’impression comme par sérigraphie, par passage à travers une fente (« slot-die »), par jet d’encre, ou encore par gravure offset, ou par héliogravure.
-être simple à mettre en œuvre;
-présenter un faible coût de fabrication,
-réaliser facilement le motif, en déposant, par exemple, une encre en argent, par toute technique de dépôt par voie liquide, et en particulier, par toute technique d’impression comme par sérigraphie, par passage à travers une fente (« slot-die »), par jet d’encre, ou encore par gravure offset, ou par héliogravure.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront du complément de description qui suit.
Il va de soi que ce complément de description n’est donné qu’à titre d’illustration de l’objet de l’invention et ne doit en aucun cas être interprété comme une limitation de cet objet.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d’exemples de réalisation donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels :
Les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles.
Les différentes possibilités (variantes et modes de réalisation) doivent être comprises comme n’étant pas exclusives les unes des autres et peuvent se combiner entre elles.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
Par la suite, même si la description fait référence à un procédé pour fabriquer un capteur de motif thermique, et notamment à un capteur d’empreinte digitale, l’invention est transposable à la fabrication de tout dispositif comprenant un substrat, en polymère ou en verre, recouvert par une couche pyroélectrique de PVDF ou de l’un de ses copolymères.
Par exemple, le procédé peut trouver une application dans le domaine de capteurs piézoélectriques, capteurs haptiques, capteurs de chocs, ou encore pour des technologies piézoélectriques pour la réalisation de haut-parleur.
On se réfère tout d’abord à la figure 2 qui représente une vue en coupe d’une partie d’un pixel 102 d’un capteur de motif thermique.
Substrat 104 :
Le substrat 104 peut être en verre. Il s’agit, par exemple, de substrat de type « Eagle XG Slim Glass Substrates » commercialisé par la société de chez Corning.
Il peut également être en polymère. Il peut s’agir d’un polyimide, de PEN (polyéthylène naphtalate), de PET (polyéthylène téréphtalate), ou de polycarbonate (PC).
Des éléments électroniques d’un capteur, tels que des transistors en couches minces (TFT pour « Thin Film Transistor »), peuvent être réalisés, sur ces substrats, par technologie électronique imprimée (par exemples via une réalisation avec des têtes d’écriture de type jet d’encre, sérigraphie, offset et héliogravure) ou par lithographie.
Les pixels 102 :
Un seul pixel est représenté sur le substrat 104 représenté sur la figure 2, pour plus de lisibilité, mais le substrat d’un capteur de motif thermique comporte une pluralité de pixel 102. Les pixels 102 du capteur sont disposés en formant une matrice de plusieurs lignes et plusieurs colonnes de pixels 102. Le pas des pixels 102, dans le plan du substrat 104, est par exemple compris entre environ 50 µm et 100 µm. Dans le cas d’un capteur de résolution égale à 500 dpi (« dot per inch »), le pas des pixels 102 est égal à 50,8 µm.
Chacun des pixels 102 du capteur comporte des moyens de mesure, ou de détection, thermique formés par une capacité pyroélectrique. Chaque capacité pyroélectrique comporte successivement, depuis le substrat 104, une électrode inférieure 108, un matériau pyroélectrique 200 et une électrode supérieure 110. La capacité est décrite ici et par la suite comme étant une capacité verticale, mais il pourrait également s’agir d’une capacité horizontale.
Le matériau pyroélectrique 200 :
La couche en matériau pyroélectrique 200 comprend une première face principale en contact avec la première électrode. Par en contact, on entend que ces éléments sont adjacents. La seconde face principale est en regard de la seconde électrode.
Le matériau pyroélectrique produit des charges électriques en fonction d’un paramètre pyroélectrique.
Le matériau pyroélectrique peut être un homopolymère du fluorure de vinylidène (VDF) : c’est-à-dire du polyfluorure de vinylidène (PVDF).
Le matériau pyroélectrique peut être un copolymère du fluorure de vinylidène et d'au moins un autre monomère copolymérisable avec le VDF. Avantageusement, le copolymère comprend au moins 50% en mole, de préférence au moins 70% en poids, encore plus préférentiellement au moins 90% en mole de VDF.
A titre illustratif, le ou les monomères copolymérisables sont, par exemple, choisi parmi le chlorotrifluoroéthylène (CTFE), le chlorofluoroéthylène (CFE), l'hexafluoropropylène (HFP), le trifluoroéthylène (VF3), le méthacrylate de méthyle (MMA), le tétrafluoroéthylène (TFE), et les perfluoro(alkyl vinyl) éthers tels que le perfluoro(méthyl vinyl)éther (PMVE).
De préférence, le copolymère est un copolymère PVDF / TrFe, aussi noté P(VDF-TrFe), ou un copolymère PVDF / PMMA.
Différentes compositions en TrFe dans le P(VDF-TrFe) sont envisageables, afin d’obtenir des fortes valeurs de coefficient pyroélectrique. Ces compositions peuvent correspondre à un pourcentage en mole allant de 10 % à 50 % pour le TrFe et allant de 90 % à 50 % pour le PVDF. Préférentiellement, le pourcentage en mole est d’environ 20 % pour le TrFe et d’environ 80 % pour le PVDF ou d’environ 25% pour le TrFe et d’environ 75% pour le PVDF, ce qui permet d’obtenir de meilleures caractéristiques en cristallisation du matériau pyroélectrique. Le PVDF présente, par exemple, une permittivité diélectrique de l'ordre de 10.
L’épaisseur de la couche en matériau pyroélectrique 200 va par exemple de 20 nm à 5 µm, et de préférence de 1µm à 5µm. Elle est, par exemple, de 2µm. De préférence, elle va de 100 nm à 3 µm, plus préférentiellement de 100 nm à 2 µm et par exemple égal à environ 1 µm. L’épaisseur de matériau pyroélectrique 200 déposée est contrôlée car cette épaisseur correspond à l’épaisseur de la capacité pyroélectrique (distance entre les électrodes) et intervient directement dans le calcul de la valeur de la capacité pyroélectrique C.
Les électrodes 108, 110 :
L’électrode inférieure (ou première électrode) 108 et l’électrode supérieure (ou seconde électrode) 110 comportent chacune au moins un matériau électriquement conducteur.
Les électrodes 108, 110 peuvent comporter un métal ou un alliage de métal. Le ou les métaux sont, avantageusement, choisis parmi Ti, Pt, Ni, Au, Al, Mo, Ag, MoCr, AlSi, et AlCu. L’une des électrodes 108, 110, avantageusement l’électrode supérieure 110, ou chacune des deux électrodes 108, 110, peut être formée par un empilement de plusieurs matériaux électriquement conducteurs, par exemple un empilement Ti/TiN, Ti/TiN/AlCu, ou Ti/Au.
Selon une autre variante, les électrodes 108, 110 peuvent être en oxyde métallique. De préférence, il s’agit d’un oxyde transparent conducteur, tel l’oxyde d’indium étain (ou ITO pour « Indium Tin Oxide »).
L’électrode inférieure 108 forme un motif métallique recouvrant localement le substrat. Le motif métallique est, de préférence, en argent, en cuivre et/ou en aluminium.
L’épaisseur de chacune des électrodes 108, 110 est par exemple comprise entre environ 0,01 µm et 1 µm. L’épaisseur de chacune des électrodes 108, 110 peut être plus importante, allant par exemple jusqu’à environ 5 µm, notamment lorsque ces électrodes sont réalisées par impression en utilisant des matériaux tels que l’argent, le cuivre, le carbone ou encore le PEDOT (poly(3,4-éthylènedioxythiophène). Une couche d’or déposée par photolithographie a, par exemple, une épaisseur de 50nm.
A titre illustratif et non limitatif, l’électrode supérieure 110 et/ou l’électrode inférieure 108 est une couche d’épaisseur égale à environ 0,2 µm, en titane et/ou en molybdène et/ou en aluminium et/ou en un oxyde conducteur tel que de l’ITO (oxyde d’indium et d’étain) et/ou un polymère conducteur.
A titre illustratif et non limitatif, l’électrode supérieure 110 et/ou l’électrode inférieure 108 est formée d’un ou plusieurs empilements de type Ti/TiN avec une épaisseur de Ti comprise entre environ 50 nm et 500 nm et une épaisseur de TiN comprise entre environ 10 nm et 500 nm. On pourra également utiliser un empilement Ti/Au avec une épaisseur de Ti de 5nm et une épaisseur de Au de 50 nm, ou une couche d’or de 50nm d’épaisseur, ou encore un alliage MoCr de 50 nm d’épaisseur. On pourra combiner, par exemple, une électrode inférieure en Ti/Au, par exemple déposée par photolithographie, et une électrode supérieure en PEDOT-PSS de 1µm d’épaisseur.
L’électrode supérieure 110 et/ou l’électrode inférieure 108 est, par exemple, sous la forme de lignes métalliques parallèles les unes aux autres. De telles lignes sont, par exemple, en or. L’électrode inférieure 108 peut également être en or, et l’électrode supérieure 110 peut être en PEDOT-PPS et peut avoir, par exemple, une épaisseur de 1µm.
La couche diélectrique 112 :
L’électrode supérieure 110 est recouverte par une couche diélectrique 112. L’épaisseur de la couche diélectrique va par exemple de 0,1µm à 5 µm. La couche diélectrique est, par exemple, en polyimide. Elle permet d’isoler électriquement l’électrode supérieure 110 des éléments chauffants 114.
Les éléments chauffants 114 :
Dans le mode de réalisation où le capteur est apte à réaliser une détection thermique active, en plus des éléments précédemment décrits, le capteur comporte également des éléments chauffants 108 dissipant une certaine quantité de chaleur dans les pixels 102, et notamment dans le matériau pyroélectrique 200. Ces éléments chauffants 108 sont par exemple formés par des portions électriquement conductrices issues de la même couche que celle servant à la réalisation des électrodes supérieures 110 ou des électrodes inférieures 108. Le ou les matériaux servant à la réalisation de l’élément chauffant 114 peuvent être choisis parmi mes matériaux suivants : Ti, Pt, Ni, Au, Al, Ag, AlSi, AlCu. Les éléments chauffants 114 sont par exemple réalisés par un dépôt d’une encre métallique, comprenant par exemple de l’argent, déposée par impression. Les éléments chauffants 114 sont, par exemple, sous la forme de lignes métalliques parallèles les unes aux autres. Comme représenté sur la figure 5, les lignes formant les éléments chauffants peuvent être perpendiculaires aux lignes de l’électrode inférieure 108.
L’élément chauffant 114 peut comprendre une couche en Ti ayant une épaisseur allant d’environ 30 nm à 100 nm et une autre couche électriquement conductrice en AlSi ou en AlCu et ayant une épaisseur allant de 100 nm à 700 nm. Dans une telle configuration, la couche d’AlSi ou d’AlCu protège la couche de titane ou de TiAu contre l’oxydation.
Les éléments chauffants 114 ont, par exemple, une épaisseur allant de 0,5µm à 10µm, et de préférence allant de 1µm à 5µm.
Chacun des éléments chauffants 114 forme un élément métallique résistif (résistance électrique par exemple comprise entre environ 10 Ω et 100 Ω) associé à un pixel 102 et qui permet de chauffer ce pixel 102 indépendamment des éléments chauffants 114 associés aux autres pixels 102. Les éléments chauffants 114 permettent, lors d’une détection mise en œuvre par le dispositif, de dissiper une certaine quantité de chaleur dans les pixels 102, et notamment dans le matériau pyroélectrique de la couche 113. Dans chaque pixel 102, le chauffage de la portion 200 de matériau pyroélectrique est obtenu en faisant circuler un courant dans l’élément chauffant 114 formant la résistance de chauffage de chacun des pixels 102.
Le chauffage du matériau pyroélectrique 200 est obtenu en faisant circuler un courant dans l’élément chauffant 114 formant la résistance de chauffage de chacun des pixels 102. Afin d’obtenir une bonne sensibilité à la détection, traduisant une forte différence de températures entre un pixel en contact avec une crête de l’empreinte et un pixel en contact avec une vallée de l’empreinte, les puissances électriques injectées dans l’élément chauffant peuvent aller de 0,5 mW/pixel à 5 mW/pixel dans le cas de pixels ayant des côtés de dimension égale à environ 50 µm (comme c’est le cas pour un capteur d’empreinte digitale standard de résolution égale à 500 dpi).
La couche de protection 116 :
Les éléments chauffants 114 ainsi que les parties de la couche diélectrique 112 sur lesquelles les éléments chauffants 114 ne sont pas présents sont, avantageusement, recouverts par une couche de protection 116, correspondant par exemple à une couche laminée de PET ou de tout autre matériau adapté à la réalisation de cette couche. D’autres matériaux sont aussi envisageables pour cette couche 116, comme par exemple du polyimide, du PVDF et/ou de ses copolymères, du PMMA, etc. Le ou les matériaux utilisés ainsi que l’épaisseur de la couche sont choisis pour obtenir un bon transfert de la chaleur depuis la face avant 116 vers la capacité pyroélectrique. Ainsi, la couche de protection 116 est réalisée telle qu’elle ne soit ni trop thermiquement résistive (car la chaleur ne la traverserait pas), ni trop thermiquement conductrice (car la chaleur partirait dans ce cas sur les côtés, vers les autres pixels, provoquant de la diathermie au sein du capteur), ni trop épaisse (pour avoir un transfert de chaleur s’opérant depuis la face avant de la couche de protection 116 vers la capacité pyroélectrique), ni trop fine (l’épaisseur de la couche 116 doit tout de même être suffisante pour que son rôle de protection soit rempli). L’épaisseur de la couche de protection 116 peut aller de quelques microns (par exemple 5 µm) à environ 100 µm. L’épaisseur est par exemple de l’ordre de 10µm. De manière alternative, la couche de protection 116 peut correspondre à une couche de DLC (« Diamond Like Carbon ») d’épaisseur inférieure à environ 1 µm.
La face supérieure de la couche de protection 116 correspond à la surface sur laquelle se trouve le motif thermique destiné à être détecté, par exemple un doigt dont l’empreinte est destinée à être détectée. La partie d’un doigt 300 avec les creux et les bosses de l’empreinte sont représentées sur la figure 2.
Procédé pour déposer une couche
pyroélectrique
de
PVDF ou d’un copolymère de
PVDF
sur un substrat
,
en verre ou en polymère
,
recouvert localement par un motif en métal ou en oxyde de métal
:
Comme représenté sur les figures 3a à 3d, le procédé pour déposer une couche pyroélectrique 200 sur un substrat en verre ou en polymère, recouvert localement par un motif, en oxyde métallique et/ou en métal, comprend les étapes successives suivantes :
a) fourniture du substrat 104, en verre ou en polymère, recouvert localement par un motif 108 en oxyde métallique et/ou en métal, figure 3a,
b) dépôt sur le motif 108, d’une couche 400 de molécules ayant au moins un groupement thiol, de manière à fixer les molécules sur le motif 108, figure 3b,
c) gravure du substrat 104 avec un comprenant au moins 50% volumique de SF6 ,figure 3c,
d) dépôt d’une couche pyroélectrique 200 en polyfluorure de vinylidène ou en copolymère de fluorure de vinylidène sur le substrat 104 gravé à l’étape c), figure 3d.
a) fourniture du substrat 104, en verre ou en polymère, recouvert localement par un motif 108 en oxyde métallique et/ou en métal, figure 3a,
b) dépôt sur le motif 108, d’une couche 400 de molécules ayant au moins un groupement thiol, de manière à fixer les molécules sur le motif 108, figure 3b,
c) gravure du substrat 104 avec un comprenant au moins 50% volumique de SF6 ,figure 3c,
d) dépôt d’une couche pyroélectrique 200 en polyfluorure de vinylidène ou en copolymère de fluorure de vinylidène sur le substrat 104 gravé à l’étape c), figure 3d.
A l’issue de l’étape a), la surface du substrat et le motif sont, avantageusement, rincés, par exemple, à l'eau déminéralisée.
Les molécules déposées à l’étape b) ne présentent pas ou très peu d’affinité avec le substrat 104, de manière à se fixer sélectivement sur le motif 108.
Les molécules ont, de préférence, la formule générale (I) :
Xm-A-Yn(I)
avec :
- A une chaine alkyle,
- X un groupement thiol,
- Y un groupement fluoré ou un groupement hydrocarboné,
- m un entier, allant de 1 à 3,
- n étant égal à 0 ou un entier, allant de 1 à 3.
Xm-A-Yn(I)
avec :
- A une chaine alkyle,
- X un groupement thiol,
- Y un groupement fluoré ou un groupement hydrocarboné,
- m un entier, allant de 1 à 3,
- n étant égal à 0 ou un entier, allant de 1 à 3.
La couche moléculaire 400 peut comporter un seul type de molécules ou plusieurs types de molécules de formule générale (I).
De préférence, les molécules de la couche moléculaire sont identiques.
A est une chaine alkyle pouvant être linéaire, ramifiée ou cyclique. Elle peut être saturée ou insaturée.
La chaine alkyle A peut-être non substituée ou éventuellement mono- ou polysubstituée, par exemple par un substituant choisi parmi les atomes d'halogène, tel que Cl, les groupements hydroxyle, carboxyle, alkyle, par exemple, en C1à C10, les hétéroatomes tels que N, O, P, Si et S.
De préférence, A est une chaine alkyle comportant de 2 à 21 atomes de carbone. De préférence la chaîne alkyle comporte au moins 9 atomes de carbone, encore plus préférentiellement, au moins 11 atomes de carbone. De manière préférentielle, la chaîne alkyle comporte de 11 à 15 atomes de carbone.
De préférence, A est une chaine alkyle saturée et non substituée.
De préférence, A est une chaine non ramifiée afin de ne pas avoir de gêne stérique lors du greffage des molécules et obtenir un bon taux de recouvrement, et donc une bonne adhérence de la couche pyroélectrique sur le substrat.
Les molécules de formule générale (I) s’ancrent à la surface du motif par le ou les groupes fonctionnels thiol. De préférence, on utilise des molécules dans lesquelles il y a une seule fonction thiol (m = 1), pour amoindrir la gêne stérique.
A titre illustratif et non limitatif, la molécule ayant au moins une fonction thiol peut être choisi parmi le (11-Mercaptoundecyl)tétra(éthylène glycol), le (11-Mercaptoundécyl)hexa(éthylène glycol), le 11-Mercaptoundecyl trifluoroacétate, le 11-(1H-pyrrol-1-yl)undecane-1-thiol, le 1,4-butanedithiol, le 1-décanethiol, le 1-Octadécanethiol, le 2-Mercapto-3H-pyrrolo[2,3-d]pyrimidin-4(7H)-one, le (5-mercapto-4-methyl-4H-[1,2,4]triazol-3-yl)-phényl-méthanol, le Triméthylolpropane tris(3-mercaptopropionate), le 11-Mercaptoundecylhydroquinone, l’éthyl (5-mercapto-4-méthyl-4H-1,2,4-triazol-3-yl)acétate, le Thiol-Poly-L-lysine-Thiol (SH-PLL-SH), , le 1,2-Distéaroyl-sn-glycéro-3-phosphoéthanolamine-N-N-(mercaptopropyl) (DSPE-thiol, DSPE-SH), le poly(L-lactique-co-glycolique) fonctionnalisé par un thiol (PLGA-thiol), et le α-hydroxyl-ω-thiol poly(D,L-lactique-co-glycolique) (HO-PLGA-SH).
Avantageusement, l’étape b) est réalisée en déposant une solution sur le substrat. La solution comprend, avantageusement, de 0,001 mol/L à 0,1 mol/L de molécules. Le solvant utilisé pour l’étape b) est, par exemple, un solvant organique. Le solvant organique peut être choisi parmi le triéthylphosphate, le butyrolactone, le cyclopentanone et l’éthanol.
Lors de l’étape b), une couche de molécules de type mono-couche auto-assemblée (« self-assembled monolayer ») peut se former sur le motif.
Une étape de recuit peut être réalisée après l’étape b) pour favoriser l’ancrage des molécules à la surface du motif et/ou leur positionnement selon une conformation avantageuse à l’ancrage.
A l’issue de l’étape b), la surface du substrat est, avantageusement, rincée, par exemple, à l'eau déminéralisée.
L’étape c) permet de graver la surface du substrat et de créer une texturation de surface irrégulière ou régulière, ce qui augmente la rugosité de la surface du substrat et/ou modifie les fonctions pendantes du substrat. De plus, le traitement plasma permet de diminuer l’énergie de surface du substrat. A titre illustratif, pour un substrat en PI, l’énergie de surface diminue de 67mN/M à 32mN/m, après traitement avec un plasma SF6.
Avantageusement, la gravure est réalisée sous une pression allant de 10mT à 200mT.
Avantageusement, la puissance de la gravure plasma va de 10W à 800W, et de préférence de 10W à 100W.
Avantageusement, la durée de la gravure plasma va de 30s à 500s, et de préférence de 60s à 90s.
A l’issue de l’étape c), une partie de la couche de molécules peut être encore présente sur le motif. Il est possible de la retirer avant de réaliser l’étape d) ou de la conserver. La présence de la couche de molécules 400 peut permettre de renforcer l’adhérence de la couche pyroélectrique 200 sur le substrat 104. Dans ce mode de réalisation, on choisira avantageusement des molécules ayant un ou plusieurs groupes fonctionnels Y qui vont se fixer à la couche pyroélectrique 200.
Selon une autre variante, la couche de molécules 400 a été retirée lors de l’étape c).
A l’issue de l’étape c), la surface du substrat est, avantageusement, rincée, par exemple, à l'eau déminéralisée avant de réaliser l’étape d).
Lors de l’étape d), la couche pyroélectrique 200 est déposée de manière à recouvrir le substrat 104 et le motif 108.
Avantageusement, l’étape d) est réalisée moins d’un mois après la réalisation de l’étape c), de préférence moins de 7 jours et, encore plus préférentiellement, moins de 24h après pour avoir une meilleure énergie de surface et donc une meilleure adhérence de la couche pyroélectrique. A titre illustratif, en un mois, l’énergie de surface d’un substrat PI traité par un plasma SF6augmente de 32mN/m à 48 mN/m. Cette augmentation est due aux éléments de contamination présents dans l’air (CO2, COx, H2O, etc) qui s’adsorbent à la surface du surface et forment une couche dite de contamination sur la surface traitée.
Avantageusement, après le dépôt de la couche de PVDF ou de l’un de ses copolymères, une étape de recuit est réalisée. Cette étape renforce les interactions chimiques et physiques permettant de faire adhérer la couche de PVDF ou d’un de ses copolymères sur le substrat.
Procédé de fabrication du capteur de motif thermique :
Un procédé de fabrication d’un capteur de motif thermique comprenant de telles capacités pyroélectriques va maintenant être décrit.
Le capteur est réalisé à partir du substrat 104. Le matériau du substrat 104 (verre, polymère) est choisi selon la technologie avec laquelle les différents éléments électroniques du capteur sont réalisés. Le substrat 104 est tout d’abord nettoyé afin d’éliminer les résidus organiques présents sur celui-ci. Le type de nettoyage mis en œuvre sera fonction du matériau du substrat 104.
Le motif 108 métallique ou en oxyde métallique formant la première électrode du pixel du capteur pyroélectrique est déposé sur le substrat. Cette étape peut être réalisée par dépôt en phase vapeur (PVD) par évaporation (« sputtering » en anglais), sérigraphie, pulvérisation (« spray » en anglais) ou même par jet d’encre. Lorsque la couche est formée par un dépôt PVD, l’épaisseur de la couche va, par exemple d’environ 100 nm à 2 µm. De manière générale, l’épaisseur de la couche est supérieure ou égale à environ 100 nm. D’autres types de dépôt peuvent permettre la réalisation d’une couche d’épaisseur supérieure à environ 2 µm. La structure des électrodes 108 peut être définie en mettant en œuvre une étape de photolithographie et, éventuellement, une étape de gravure de la couche.
Le procédé comporte les étapes précédemment décrite pour déposer une couche pyroélectrique de PVDF ou d’un copolymère de P(VDF-TrFe) sur le substrat 104, en verre ou en polymère, recouvert par le motif 108 (étapes a) à d)).
La couche en matériau pyroélectrique 200 peut être déposée par « spin coating » (dépôt à la tournette). D’autres types de dépôts localisés peuvent être utilisés comme la sérigraphie ou la pulvérisation ou même le dépôt par jet d’encre.
Une étape d’irradiation du matériau pyroélectrique peut ensuite être mise en œuvre pour cristalliser au moins la seconde face de la couche en matériau pyroélectrique, pour améliorer les performances pyroélectriques. Cette irradiation est par exemple mise en œuvre avec une lumière flash UV, avec une durée du flash, ou de l’impulsion, comprise entre environ 500 µs à 2 ms, une fluence (énergie délivrée par unité d’aire) comprise entre environ 15 J/cm² et 25 J/cm², et avec une lumière de longueur d’onde comprise entre environ 200 nm et 380 nm. Le nombre de flashs, ou impulsions, de lumière UV réalisés lors de cette irradiation varie en fonction de l’épaisseur sur laquelle le matériau pyroélectrique doit être cristallisé. Par exemple, pour une épaisseur de
P(VDF-TrFe) égale à environ 2 µm, l’irradiation peut être mise en œuvre avec une fluence égale à environ 17 J/cm², une durée d’impulsion égale à environ 2 ms et un nombre d’impulsions égal à 5.
P(VDF-TrFe) égale à environ 2 µm, l’irradiation peut être mise en œuvre avec une fluence égale à environ 17 J/cm², une durée d’impulsion égale à environ 2 ms et un nombre d’impulsions égal à 5.
Le matériau pyroélectrique ayant éventuellement subi une précédente cristallisation est ensuite soumis à un recuit, par exemple, réalisé à environ 130°C pendant environ 60 min, pour finaliser la cristallisation totale du matériau pyroélectrique.
La cristallisation du matériau pyroélectrique peut donc être réalisée en deux temps : tout d’abord l’irradiation par impulsion lumineuse UV pour bien cristalliser la seconde face de la couche en matériau pyroélectrique afin d’augmenter sa conductivité thermique, puis un recuit thermique achevant la cristallisation pour le reste de matériau pyroélectrique non cristallisé par la précédente irradiation.
Lorsque le matériau pyroélectrique est un copolymère à base de
P(VDF-TrFe), il est nécessaire de mettre en œuvre, avant la première utilisation du capteur pour détecter un motif thermique, une étape de polarisation initiale du matériau pyroélectrique en appliquant une tension électrique continue à ses bornes, via les électrodes 108, 110, afin d’améliorer le coefficient pyroélectrique de ce matériau. Cette polarisation est réalisée une seule fois pour toute la durée de vie du matériau pyroélectrique. Cette polarisation par courant continue peut se faire à une température ambiante ou à chaud (jusqu’à environ 100°C). Lorsque la polarisation est réalisée à une température ambiante, il est possible d’appliquer une tension continue jusqu’à environ 150V/µm d’épaisseur de la couche pyroélectrique pendant une durée par exemple comprise entre quelques secondes et quelques minutes. Par exemple, on appliquera une tension de 120V/µm pendant 20s. Lorsque la polarisation est réalisée à chaud, par exemple à une température d’environ 90°C, une tension continue par exemple comprise entre environ 50 V et 80 V par micron d’épaisseur de la couche pyroélectrique peut être appliquée pendant une durée par exemple comprise entre environ 1 min et 5 min. La température est ensuite abaissée jusqu’à atteindre la température ambiante, puis le champ électrique appliqué sur le matériau pyroélectrique, via la tension continue appliquée, est stoppé. De telles polarisations permettent au PVDF d’atteindre des coefficients pyroélectriques compris entre environ 20 et 45 µC/(m².K).
P(VDF-TrFe), il est nécessaire de mettre en œuvre, avant la première utilisation du capteur pour détecter un motif thermique, une étape de polarisation initiale du matériau pyroélectrique en appliquant une tension électrique continue à ses bornes, via les électrodes 108, 110, afin d’améliorer le coefficient pyroélectrique de ce matériau. Cette polarisation est réalisée une seule fois pour toute la durée de vie du matériau pyroélectrique. Cette polarisation par courant continue peut se faire à une température ambiante ou à chaud (jusqu’à environ 100°C). Lorsque la polarisation est réalisée à une température ambiante, il est possible d’appliquer une tension continue jusqu’à environ 150V/µm d’épaisseur de la couche pyroélectrique pendant une durée par exemple comprise entre quelques secondes et quelques minutes. Par exemple, on appliquera une tension de 120V/µm pendant 20s. Lorsque la polarisation est réalisée à chaud, par exemple à une température d’environ 90°C, une tension continue par exemple comprise entre environ 50 V et 80 V par micron d’épaisseur de la couche pyroélectrique peut être appliquée pendant une durée par exemple comprise entre environ 1 min et 5 min. La température est ensuite abaissée jusqu’à atteindre la température ambiante, puis le champ électrique appliqué sur le matériau pyroélectrique, via la tension continue appliquée, est stoppé. De telles polarisations permettent au PVDF d’atteindre des coefficients pyroélectriques compris entre environ 20 et 45 µC/(m².K).
Les molécules à l’intérieur de la couche pyroélectrique 200 restent orientées ainsi, même lorsque le matériau n’est plus soumis à ce champ électrique. Le matériau peut être ainsi polarisé en appliquant une tension de polarisation initiale aux bornes des électrodes 108, 110. On choisira, de préférence, une épaisseur de matériau pyroélectrique inférieure ou égale à environ 2 µm afin de favoriser la polarisation du matériau pyroélectrique de cette capacité, et le niveau de la tension électrique appliquée entre les électrodes 108, 110 pour réaliser la polarisation initiale du matériau pyroélectrique (lorsque le matériau pyroélectrique doit être initialement polarisé).
Des portions du matériau pyroélectrique 200 sont définies par la mise en œuvre d’une photolithographie et d’une gravure du matériau pyroélectrique. Lorsque la gravure mise en œuvre correspond à une gravure plasma, un plasma O2peut être utilisé seul ou en combinaison avec du SF6(hexafluorure de soufre). Les portions de matériau pyroélectrique conservées après la mise en œuvre de cette gravure correspondent aux portions du matériau pyroélectrique localisées au niveau des pixels 102 du capteur.
En variante, les portions peuvent être réalisées directement, sans étape de gravure, par un dépôt localisé correspondant par exemple à un dépôt par spray à ultrasons, ou par jet d’encre ou par sérigraphie.
La seconde électrode, ou électrode supérieure, 110 est ensuite déposée, selon des techniques de dépôt qui peuvent être identiques ou différentes de celles utilisées pour déposer la première électrode.
Une ou plusieurs deuxièmes couches électriquement conductrices destinées à former les éléments chauffants 118 sont ensuite déposées sur la structure obtenue à ce stade du procédé. L’élément chauffant 118 est ensuite formé en gravant la ou les couches électriquement conductrices précédemment déposées selon le motif de l’élément chauffant 118, par exemple sous forme d’un serpentin ou sous la forme d’une ligne rectangulaire. Une étape de photolithographie suivie d’une étape gravure plasma ou en humide sont par exemple mises en œuvre pour la formation de l’élément chauffant 118. La couche est gravée, par exemple via la mise en œuvre d’une gravure plasma.
Le ou les matériaux destinés à former la couche de protection 116 est ou sont ensuite déposés sur l’ensemble de la structure précédemment réalisée. Selon le ou les matériaux déposés, le ou les dépôts peuvent se faire par voie physique (par exemple PVD) à faible température ou par voie liquide (par exemple par centrifugation, pulvérisation ou jet d’encre). Lorsque ce ou ces matériaux de protection sont déposés de manière localisée, comme par exemple par pulvérisation ou par jet d’encre, la couche de protection 116 est formée dès le dépôt de manière localisée sur l’élément chauffant 118 et les éventuelles parties de matériau pyroélectrique non recouvertes par l’élément chauffant 118 (comme c’est le cas lorsque l’élément chauffant 118 forme un serpentin localisé uniquement au-dessus des portions 200), et il n’est pas nécessaire de mettre en œuvre une gravure du ou des matériaux déposés pour former la couche 116.
Dans le cas contraire, le ou les matériaux sont déposés également à côté des portions de matériau pyroélectrique, une gravure, par exemple par plasma, est ensuite mise en œuvre afin de supprimer les parties du ou des matériaux déposés à côté des portions, permettant ainsi l’accès aux extrémités.
Dans les différents exemples décrits précédemment, le capteur est utilisé en tant que détecteur d’empreinte digitale. Toutefois, le capteur peut être utilisé pour réaliser une détection de motifs thermiques autres que des empreintes digitales, du fait que chaque pixel 102 du capteur lit la capacité calorifique placée au-dessus de lui et cela quelle que soit la nature du motif thermique.
Par exemple, le capteur peut également servir à la réalisation d’un imageur infrarouge non refroidi. Les pixels 102 du capteur sont dans ce cas intégrés sur un circuit intégré de type CCD ou CMOS collectant les charges électriques générées par le capteur. Un tel imageur comporte en outre une lentille infrarouge filtrant la lumière arrivant sur le capteur. Afin que le capteur puisse être soumis à une différence de températures (nécessaire compte tenu de la mesure réalisée par les capacités pyroélectriques), l’imageur comporte un dispositif permettant successivement de bloquer la lumière infrarouge arrivant sur le capteur puis de laisser passer cette lumière. Un tel dispositif peut correspondre à un « chopper », c’est-à-dire une roue munie d’un trou et tournant devant le capteur. Un élément absorbeur peut être ajouté sur le matériau pyroélectrique afin d’améliorer l’absorption du rayonnement infrarouge reçu.
Exemple illustratif et non limitatif d’un mode de réalisation :
Le procédé a été mis en œuvre pour déposer une couche de P(VFD-TrFe) sur des substrats en PI. A titre de comparaison, différents traitements plasmas ont été utilisés pour réaliser la gravure du substrat :
- deux plasmas O2, avec différents paramètres (référencés O2-1 et O2-2),
- un plasma comprenant un mélange de O2/SF6, avec un rapport de débit respectif de 20/10 (référencé O2-SF6-1),
- un plasma comprenant un mélange de O2/SF6, avec un rapport de débit respectif de 10/10 (référencé O2-SF6-2),
- aucun traitement plasma,
- deux plasmas SF6, avec différents paramètres (référencés SF6-1 et SF6-2).
- deux plasmas O2, avec différents paramètres (référencés O2-1 et O2-2),
- un plasma comprenant un mélange de O2/SF6, avec un rapport de débit respectif de 20/10 (référencé O2-SF6-1),
- un plasma comprenant un mélange de O2/SF6, avec un rapport de débit respectif de 10/10 (référencé O2-SF6-2),
- aucun traitement plasma,
- deux plasmas SF6, avec différents paramètres (référencés SF6-1 et SF6-2).
L’influence de ces plasmas a été observée en suivant l’évolution de l’énergie de surface du substrat par mesure de mouillabilité, aussi appelée mesure de l’angle de gouttes (voir figure 4). L’énergie de surface globale Es, la partie polaire de l’énergie de surface Eps et la partie dispersive de l’énergie de surface Eds sont représentées. L’utilisation de SF6pur ou d’un mélange de O2/SF6contenant au moins 50% volumique de SF6permet de diminuer l’énergie de surface du polyimide, notamment en abaissant la partie polaire de l’énergie de surface.
Un substrat en PI comprenant un motif en argent a été soumis à un traitement plasma SF6, sans protéger préalablement le motif en argent avec le polymère. Après le traitement plasma, le motif en argent change d’aspect du point de vue de la couleur (assombrissement) et de la texture (apparition d’un piquage), ce qui laisse supposer une modification chimique de l’argent de type oxydation (figure 5a avant le traitement plasma et figure 5b après le traitement plasma). L’utilisation d’une couche de molécules 400 permet de protéger le motif en argent.
Des couches pyroélectriques à base de PVDF ont été déposées sur ces substrats. Puis, elles ont été soumises au test consistant à quadriller au couteau à lame rétractable (« cutter ») la couche déposée puis en la pelant avec un ruban adhésif. Les plasmas SF6permettent d’avoir les meilleures adhérences de la couche pyroélectrique (figure 6). La couche obtenue avec le plasma constitué de SF6présente une dureté égale à 4B, mesurée par la mise en œuvre d’un test de dureté à la rayure conforme à la norme ISO 15184:2012.
Différents paramètres ont également été testés pour une étape de gravure par plasma SF6sur un substrat en PEN.
Le tableau 1 représente l’épaisseur de substrat gravée en fonction de la puissance du plasma.
[Table 1]
[Table 1]
Le tableau 2 représente l’épaisseur de substrat gravée en fonction de la puissance du plasma et de la pression.
La figure 7 représente l’épaisseur de substrat gravée en fonction du débit de gaz, en cm3/min (ou sccm pour « standard cubic centimeters per minute ») dans le plasma.
Finalement, le tableau 3 représente l’épaisseur de substrat gravée en fonction de la durée de gravure.
[Table 3]
[Table 3]
Claims (12)
- Procédé pour déposer une couche pyroélectrique (200), en polyfluorure de vinylidène ou en un de ses copolymères, sur un substrat (104) en verre ou en polymère, recouvert localement par un motif (108), en oxyde métallique et/ou en métal, le procédé comprenant les étapes successives suivantes :
a) fourniture d’un substrat (104), en verre ou en polymère, recouvert localement par un motif (108) en oxyde métallique et/ou en métal,
b) dépôt sur le motif (108), de molécules ayant au moins un groupement thiol, de manière à former une couche de molécules (400) sur le motif,
c) gravure du substrat (104) avec un plasma comprenant au moins 50% volumique de SF6,
d) dépôt d’une couche pyroélectrique (200) en polyfluorure de vinylidène ou en de ses copolymères sur le substrat (108) gravé. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat (104) est en polyimide ou en poly(naphtalate d’éthylène).
- Procédé selon l’une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le métal est choisi parmi l’argent, le cuivre, l’aluminium, le nickel et un de leurs alliages.
- Procédé selon l’une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l’oxyde métallique est un oxyde transparent conducteur.
- Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’oxyde métallique est un oxyde d’indium étain.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le plasma est constitué de SF6.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le plasma comprend un mélange de O2 et de SF6.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les molécules ont un groupement terminal thiol.
- Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les molécules sont des alcanethiols.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la couche pyroélectrique (200) est en un copolymère de fluorure de vinylidène et de trifluoroéthylène.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la couche pyroélectrique (200) est en un copolymère de fluorure de vinylidène et de méthacrylate de méthyle.
- Procédé de fabrication d’un capteur de motif thermique comprenant les étapes successives suivantes :
dépôt d’une couche (200) en polyfluorure de vinylidène ou en un de ses copolymères, sur un substrat (104) en polymère ou en verre, recouvert localement par un motif (108) en métal ou en oxyde métallique, formant une première électrode, selon le procédé tel que défini dans l’une quelconque des revendications 1 à 11,
dépôts successifs d’une seconde électrode métallique (110), éventuellement d’une couche diélectrique (112), d’un élément chauffant (114), et éventuellement, d’une couche de protection (116).
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