Contribution à l'étude de procédés de réalisation de structures métal PZT métal sur silicium pour

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N° d’ordre 03 ISAL 0029 Année 2003 THESE Présentée devant L’INSTITUT NATIONAL DES SCIENCES APPLIQUEES DE LYON Pour obtenir LE GRADE DE DOCTEUR Formation doctorale : Dispositifs de l’Electronique Intégrée École doctorale : École doctorale EEA de Lyon Par Cyril MILLON Maître ès sciences Contribution à l'étude de procédés de réalisation de structures métal/PZT/métal sur silicium pour microsystèmes piézoélectriques Soutenue le 16 juillet 2003 devant la Commission d’examen Jury : Rapporteurs : BALLANDRAS Sylvain Chargé de recherche, LPMO, Besançon RÈMIENS Denis Professeur, IEMN, Maubeuge Examinateurs : AÏD Marc Ingénieur, LETI-CEA, Grenoble BARBIER Daniel Professeur, LPM, INSA de Lyon GUILLOT Gérard on MALHAIRE Christophe Maître de conférences, LPM, INSA de Lyon Cette thèse a été préparée au Laboratoire de Physique de la Matière à l’INSA de Lyon. INSA DELYON DEPARTEMENT DES ETUDES DOCTORALES ET RELATIONS INTERNATIONALES SCIENTIFIQUES OCTOBRE 2001 Ecoles Doctorales et Diplômes d’Etudes Approfondies habilités pour la période 1999-2003 ECOLES DOCTORALES RESPONSABLE CORRESPONDANT DEA INSA RESPONSABLE n° code national PRINCIPAL INSA n° code national DEA INSA Chimie Inorganique M. J.F. QUINSON M. D. SINOU Tél 83.51 Fax 85.28 CHIMIE DE LYON M. P. MOSZKOWICZ 910643 UCBL1 83.45 (Chimie, Procédés, Environnement) 04.72.44.62.63 Sec 84.30 Sciences et Stratégies ...
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N° d’ordre
03 ISAL 0029
THESE
Année 2003
Présentée devant L’INSTITUTNATIONAL DESSCIENCESAPPLIQUEES DELYONPour obtenir LE GRADE DEDOCTEURFormation doctorale : Dispositifs de l’Electronique Intégrée École doctorale : École doctorale EEA de Lyon Par Cyril MILLON Maître ès sciences Contribution à l'étude de procédés de réalisation de structures
métal/PZT/métal sur silicium pour microsystèmes
piézoélectriques
Soutenue le 16 juillet 2003 devant la Commission d’examen Jury : Rapporteurs :Chargé de recherche, LPMO, BesançonBALLANDRAS Sylvain  RÈMIENS Denis Professeur, IEMN, Maubeuge Examinateurs :AÏD Marc Ingénieur, LETICEA, Grenoble  BARBIER Daniel Professeur, LPM, INSA de Lyon  GUILLOT Gérard Professeur, LPM, INSA de Lyon  MALHAIRE Christophe Maître de conférences, LPM, INSA de Lyon Cette thèse a été préparée au Laboratoire de Physique de la Matière à l’INSA de Lyon.
INSA DE LYON DEPARTEMENT DES ETUDES DOCTORALES ET RELATIONS INTERNATIONALES SCIENTIFIQUES OCTOBRE 2001 Ecoles Doctorales et Diplômes d’Etudes Approfondies habilités pour la période 19992003 ECOLES DOCTORALES RESPONSABLE CORRESPONDANT DEA INSA RESPONSABLE n° code national PRINCIPAL INSA n° code national DEA INSA J.F. QUINSON Chimie Inorganique M. CHIMIE DE LYONM. D. SINOU910643M. P. MOSZKOWICZ Tél 83.51 Fax 85.28  UCBL1 83.45(Chimie, Procédés, Environnement) 04.72.44.62.63 Sec 84.30 Sciences et Stratégies Analytiques  Sec 04.72.44.62.64 Fax 87.17 910634EDA206Fax 04.72.44.81.60 Sciences et Techni ues du Déchet M. P. MOSZKOWICZ 910675Fax 87.17Tél 83.45 Mme M. ZIMMERMANNet Sociétés  illes ECONOMIE ESPACE ETM.A. BONNAFOUSMme M. ZIMMERMANN 911218Tél 84.71 Fax 87.96 MODELISATION DESLYON 2 84.71COMPORTEMENTS87.9604.72.72.64.38 Fax Dimensions Cognitives et Modélisation M. L. FRECON Sec 04.72.72.64.03 992678 Tél 85.1882.39 Fax 2 (E MC)Fax 04.72.72.64.48 EDA417 M. BETEMPSIndustrielle M.  utomatique ELECTRONI UE M. G. GIMENEZ 910676Fax 85.35Tél 85.59 ELECTROTECHNI UEINSA DE LYONAUTOMATI UE83.32 Dispositifs de l’Electronique Intégrée M. D. BARBIER Fax 85.26 910696Fax 60.81Tél 85.47 E.E.A. Génie Electrique de Lyon M. J.P. CHANTE EDA160 910065Fax 85.30Tél 87.26 Images et Systèmes Mme I. MAGNIN 992254Tél 85.63 Fax 85.26  M. S. GRENIER nal se et Modélisation des S stèmes Biolo i ues EVOLUTION ECOSYSTEME M. J.P FLANDROIS M. S. GRENIERTél 79.88 Fax 85.34 910509 MICROBIOLOGIE MODELISATIONUCBL1 79.88 85.3404.78.86.31.50 Fax (E2M2)Sec 04.78.86.31.52  Fax 04.78.86.31.49 EDA403 stèmes M. A. FLORYMultimédia Ima es et S  Documents INFORMATI UE ET INFORMATION M. J.M. JOLION85.9784.66 Fax Communicants Tél  d’Information POUR LA SOCIETEINSA DE LYON99277487.59 Extraction des Connaissances à artir des Données M. J.F. BOULICAUT (EDIIS)Fax 80.97 992099Tél 89.05 Fax 87.13 EDA 407 Informatique et Systèmes Coopératifs pour l’Entreprise 950131M. A. GUINET Tél 85.94 Fax 85.38 M. M. LAGARDE Biochimie INTERDISCIPLINAIRE SCIENCES M. A.J. COZZONE M. M. LAGARDE 930032Fax 85.24Tél 82.40 SANTEUCBL1 82.40 04.72.72.26.72 Fax 85.24 (EDISS) Sec 04.72.72.26.75  Fax 04.72.72.26.01 EDA205J.M.PELLETIERortement M. Génie des Matériaux : Microstructure, Com MATERIAUX DE LYON M. J. JOSEPH M. J.M. PELLETIERMécani ue, Durabilité Tél 83.18 Fax 85.28  ECL 83.18910527UNIVERSITE LYON 184.2904.72.18.62.44 Fax  Sec 04.72.18.62.51 Matériaux Polymères et Composites M. H. SAUTEREAU EDA 034Fax 04.72.18.60.90 910607Fax 85.27Tél 81.78 Matière Condensée, Surfaces et Interfaces M. G. GUILLOT 910577Tél 81.61 Fax 85.31  nal se Numéri ue, E uations aux dérivées artielles M. G. BAYADA MATHEMATI UES ET M. NICOLAS M. J. POUSINTél 83.12 Fax 85.29et Calcul Scientifique INFORMATI UE FONDAMENTALEUCBL1 88.3691028185.2904.72.44.83.11 Fax (Math IF)Fax 04.72.43.00.35 EDA 409  coustique M. J.L. GUYADER MECANI UE ENERGETI UE GENIE M. J. BATAILLE M. G.DALMAZ 910016Tél 80.80 Fax 87.12 CIVIL ACOUSTI UEECL 83.0304.72.18.61.56 Fax 04.72.89.09.80 Génie Civil M. J.J.ROUX (MEGA)Sec 04.72.18.61.60 992610Fax 85.22Tél 84.60 Fax 04.78.64.71.45 EDA162Génie Mécani ue M. G. DALMAZ 992111Tél 83.03 Fax 04.78.89.09.80 Thermi ue et Ener éti ue 910018Mme. M. LALLEMAND Tél 81.54 Fax 60.10
En grisé : Les Ecoles doctorales et DEA dont l’INSA est établissement principal
1
MARS 2002
INSTITUT NATIONAL DES SCIENCES APPLIQUEES DE LYON
Directeur: STORCK.A Professeurs: AUDISIO S. BABOT D. BABOUX J.C. BALLAND B. BAPTISTE P. BARBIER D. BASTIDE J.P. BAYADA G. BENADDA B. BETEMPS M. BIENNIER F. BLANCHARD J.M. BOISSON C. BOIVIN M.(Prof. émérite)BOTTA H. BOTTAZIMMERMANN M.(Mme)BOULAYE G.(Prof. émérite)BOYER J.C. BRAU J. BREMOND G. BRISSAUD M.BRUNET M. BRUNIE L. BUREAU J.C. CAVAILLE J.Y.CHANTE J.P. CHOCAT B. COMBESCURE A. COUSIN M. DAUMAS F.(Mme)DOUTHEAU A. DUFOUR R.DUPUY J.C. EMPTOZ H. ESNOUF C. EYRAUD L. (Prof. émérite) FANTOZZI G. FAVREL J. FAYARD J.M. FAYET M.FERRARISBESSO G. FLAMAND L. FLORY A.
PHYSICOCHIMIE INDUSTRIELLE CONT. NON DESTR. PAR RAYONNEMENT IONISANTSGEMPPM***PHYSIQUE DE LA MATIERE PRODUCTIQUE ET INFORMATIQUE DES SYSTEMES MANUFACTURIERS PHYSIQUE DE LA MATIERE LAEPSI****MODELISATION MATHEMATIQUE ET CALCUL SCIENTIFIQUE LAEPSI****AUTOMATIQUE INDUSTRIELLE PRODUCTIQUE ET INFORMATIQUE DES SYSTEMES MANUFACTURIERSLAEPSI****VIBRATIONSACOUSTIQUEMECANIQUE DES SOLIDESUNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL  Développement Urbain UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL  Développement UrbainINFORMATIQUE MECANIQUE DES SOLIDESCENTRE DE THERMIQUE DE LYON  Thermique du bâtiment PHYSIQUE DE LA MATIERE GENIE ELECTRIQUE ET FERROELECTRICITE
MECANIQUE DES SOLIDES INGENIERIE DES SYSTEMES D’INFORMATIONCEGELY* GEMPPM***CEGELY*Composants de puissance et applicationsUNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL  Hydrologie urbaine MECANIQUE DES CONTACTSUNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL  Structures CETHIL – Energétique et ThermiqueCHIMIE ORGANIQUE MECANIQUE DES STRUCTURES
PHYSIQUE DE LA MATIERERECONNAISSANCE DES FORMES ET VISIONGEMPPM*** GENIE ELECTRIQUE ET FERROELECTRICITEGEMPPM***PRODUCTIQUE ET INFORMATIQUE DES SYSTEMES MANUFACTURIERS BIOLOGIE APPLIQUEE
MECANIQUE DES SOLIDES
MECANIQUE DES STRUCTURES
MECANIQUE DES CONTACTS
INGENIERIE DES SYSTEMES D’INFORMATION
2
FOUGERES R. FOUQUET F.FRECON L. GERARD J.F. GERMAIN P. GIMENEZ G. GOBIN P.F.(Prof. émérite)GONNARD P.
GONTRAND M.GOUTTE R. (Prof. émérite) GOUJON L. GOURDON R. GRANGE G. GUENIN G. GUICHARDANT M.GUILLOT G. GUINET A. GUYADER J.L. GUYOMAR D. HEIBIG A.JACQUET RICHARDET G.JAYET Y.JOLION J.M.JULLIEN J.F.
JUTARD A.(Prof. émérite)KASTNER R. KOULOUMDJIAN J. LAGARDE M. LALANNE M.(Prof. émérite)LALLEMAND A. LALLEMAND M.(Mme)LAREAL P. LAUGIER A. LAUGIER C. LEJEUNE P. MARS 2002 LUBRECHT A. MAZILLE H. MERLE P. MERLIN J. MIGNOTTE A.(Mle) MILLET J.P. MIRAMOND M. MOREL R. MOSZKOWICZ P.MOURA A. NARDON P.(Prof. émérite)NIEL E.NORTIER P.
GEMPPM*** GEMPPM***INFORMATIQUEMATERIAUX MACROMOLECULAIRES LAEPSI****CREATIS** GEMPPM***GENIE ELECTRIQUE ET FERROELECTRICITE CEGELY*Composants de puissance et applications CREATIS** GEMPPM***LAEPSI****.GENIE ELECTRIQUE ET FERROELECTRICITEGEMPPM*** BIOCHIMIE ET PHARMACOLOGIEPHYSIQUE DE LA MATIEREPRODUCTIQUE ET INFORMATIQUE DES SYSTEMES MANUFACTURIERS
VIBRATIONSACOUSTIQUE
GENIE ELECTRIQUE ET FERROELECTRICITE
LAB. MATHEMATIQUE APPLIQUEES LYON MECANIQUE DES STRUCTURES GEMPPM*** RECONNAISSANCE DES FORMES ET VISIONUNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL  StructuresAUTOMATIQUE INDUSTRIELLEUNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL  Géotechnique
INGENIERIE DES SYSTEMES D’INFORMATION
BIOCHIMIE ET PHARMACOLOGIE
MECANIQUE DES STRUCTURESCENTRE DE THERMIQUE DE LYON  Energétique et thermique CENTRE DE THERMIQUE DE LYON  Energétique et thermiqueUNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL  GéotechniquePHYSIQUE DE LA MATIERE
BIOCHIMIE ET PHARMACOLOGIE
GENETIQUE MOLECULAIRE DES MICROORGANISMES
MECANIQUE DES CONTACTS
PHYSICOCHIMIE INDUSTRIELLE GEMPPM***GEMPPM*** INGENIERIE, INFORMATIQUE INDUSTRIELLEPHYSICOCHIMIE INDUSTRIELLE
UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL  Hydrologie urbaine
MECANIQUE DES FLUIDES
LAEPSI****GEMPPM***BIOLOGIE APPLIQUEEAUTOMATIQUE INDUSTRIELLE DREP
3
ODET C. OTTERBEIN M.(Prof. émérite)PARIZET E. PASCAULT J.P. PAVIC G.PELLETIER J.M. PERA J. PERRIAT P. PERRIN J. PINARD P.(Prof. émérite)PINON J.M. PONCET A. POUSIN J. PREVOT P. PROST R. RAYNAUD M. REDARCE H.
REYNOUARD J.M. RIGAL J.F. RIEUTORD E.émérite) (Prof. ROBERTBAUDOUY J. (Mme) (Prof. émérite)ROUBY D. ROUX J.J. RUBEL P.RUMELHART C.SACADURA J.F.
SAUTEREAU H. SCAVARDA S. SOUIFI A. SOUROUILLE J.L. THOMASSET D. UBEDA S. THUDEROZ C. UNTERREINER R. VELEX P. VIGIER G. VINCENT A. VRAY D. VUILLERMOZ P.L.(Prof. émérite)Directeurs de recherche C.N.R.S.: BERTHIER Y. CONDEMINE G.COTTEPATAT N.(Mme)FRANCIOSI P. MANDRAND M.A.(Mme)POUSIN G.ROCHE A.SEGUELA A.
CREATIS**LAEPSI**** VIBRATIONSACOUSTIQUE MATERIAUX MACROMOLECULAIRES VIBRATIONSACOUSTIQUE GEMPPM***UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL  MatériauxGEMPPM***ESCHIL – Equipe Sciences Humaines de l’Insa de LyonPHYSIQUE DE LA MATIERE
INGENIERIE DES SYSTEMES D’INFORMATION
PHYSIQUE DE LA MATIEREMODELISATION MATHEMATIQUE ET CALCUL SCIENTIFIQUEGRACIMP – Groupe de Recherche en Apprentissage, Coopération et Interfaces Multimodales pour la ProductiqueCREATIS**CENTRE DE THERMIQUE DE LYON  Transferts Interfaces et Matériaux AUTOMATIQUE INDUSTRIELLE
UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL  Structures
MECANIQUE DES SOLIDES
MECANIQUE DES FLUIDESGENETIQUE MOLECULAIRE DES MICROORGANISMESGEMPPM*** CENTRE DE THERMIQUE DE LYON – Thermique de l’Habitat INGENIERIE DES SYSTEMES D’INFORMATION MECANIQUE DES SOLIDESCENTRE DE THERMIQUE DE LYON  Transferts Interfaces et MatériauxMATERIAUX MACROMOLECULAIRESAUTOMATIQUE INDUSTRIELLE
PHYSIQUE DE LA MATIERE
INGENIERIE INFORMATIQUE INDUSTRIELLE
AUTOMATIQUE INDUSTRIELLE CENTRE D’INNOV. EN TELECOM ET INTEGRATION DE SERVICES ESCHIL – Equipe Sciences Humaines de l’Insa de LyonCREATIS**MECANIQUE DES CONTACTSGEMPPM*** GEMPPM*** CREATIS**PHYSIQUE DE LA MATIERE
MECANIQUE DES CONTACTS
UNITE MICROBIOLOGIE ET GENETIQUEUNITE MICROBIOLOGIE ET GENETIQUE GEMPPM*** UNITE MICROBIOLOGIE ET GENETIQUE BIOLOGIE ET PHARMACOLOGIE MATERIAUX MACROMOLECULAIRES GEMPPM***
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Directeurs de recherche I.N.R.A.: FEBVAY G.BIOLOGIE APPLIQUEEGRENIER S.BIOLOGIE APPLIQUEE RAHBE Y.BIOLOGIE APPLIQUEEDirecteurs de recherche I.N.S.E.R.M.: PRIGENT A.F. (Mme)BIOLOGIE ET PHARMACOLOGIE MAGNIN I. (Mme) CREATIS***CEGELYDE GENIE ELECTRIQUE DE LYON CENTRE ** CREATISDE RECHERCHE ET D’APPLICATIONS EN TRAITEMENT DE L’IMAGE ET DU SIGNAL CENTRE ***GEMPPMGROUPE D'ETUDE METALLURGIE PHYSIQUE ET PHYSIQUE DES MATERIAUX ****LAEPSI LABORATOIRE D’ANALYSE ENVIRONNEMENTALE DES PROCEDES ET SYSTEMES INDUSTRIELS
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