Mémoire de thèse de Nizar Ben Hassine_Finale - Laboratoire TIMA

INTRODUCTION GENERALE DE LA THESEINTRODUCTION GENERALE DE LA THESE :Grâce aux progrès de la microélectronique et à la réduction des coûts de fabrication des circuitsintégrés, la téléphonie mobile, au cours des vingt dernières années, s’est développée de façonfulgurante, du point de vue technologique aussi bien qu’économique. Ces progrès ont contribué demanière décisive à l’évolution d’un produit autrefois réservé aux applications militaires en un produitde consommation grand public. Ils ont permis le développement rapide d’appareils plus fonctionnels,plus performants et plus compacts. Ils ont également ouvert la voie à une multiplication des standards,à l’accroissement de la largeur des bandes de fréquence utilisées, et au tout-numérique.L’accroissement de la complexité et de la quantité des fonctions intégrées dans les téléphonescellulaires ne s’est pas traduit par un relâchement des contraintes relatives à la taille, au coût et à laconsommation énergétique des appareils, bien au contraire : la sévérité de ces exigences a crû enproportion de la large diffusion des produits au sein du grand public. Parmi les fonctions les plusconcernées par ces contraintes figurent les fonctions « filtrage » et « base de temps ». En effet, cesdeux fonctions qui comptent parmi les plus importantes de la téléphonie, doivent relever un difficileet double défi consistant à traiter simultanément un nombre toujours plus grand de signaux, tout enlimitant la consommation énergétique et la surface de silicium employée.L’évolution des cahiers des charges des applications Radiofréquence (RF) (notamment ceux desapplications militaires) a naturellement et progressivement conduit à une occupation toujours pluslarge du spectre RF. Les technologies disponibles, telles que les composants à ondes de surface(SAW : Surface Acoustic Waves) pour les applications « filtrage RF » et les quartz pour lesapplications « base de temps » se sont rapidement heurtées à des problèmes d’encombrement, deconsommation et de flexibilité quant à leur fréquence de fonctionnement. Les oscillateurs à quartz sontpar exemple volumineux, leur fabrication est coûteuse et se révèle incompatible avec les procédésclassiques utilisés en microélectronique tandis que les filtres SAW, qui dominent actuellement lemarché RF de la téléphonie mobile, ont une tenue médiocre à la puissance et seront limités au delà de2,5 GHz (limites de résolution des peignes interdigités).Il a fallu imaginer et développer de nouvelles solutions technologiques capables de conserver lesavantages des solutions précédentes tout en surmontant leurs handicaps. Parmi ces nouvelles solutions,l’une des plus prometteuses pour la téléphonie mobile semble être la technologie à ondes acoustiquesde volume (BAW : Bulk Acoustic Waves), développée depuis une trentaine d’années. Son principede fonctionnement exploite les propriétés de la propagation d’ondes acoustiques de volume au seind’une couche mince de matériau piézoélectrique, afin de réaliser des résonateurs dont la fréquence defonctionnement est définie au premier ordre par l’épaisseur de cette couche mince. Ces résonateurspeuvent être utilisés soit individuellement pour réaliser la fonction « base de temps », soit encoreregroupés selon différentes architectures pour assurer la fonction « filtrage RF ». La maîtrise du dépôt11Nizar Ben Hassine : « Eude de la fiabilité des composants BAW pour des applications RF »