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Programme(s) : 7694

Profils(s) : Tous profils

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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours :

Ricardo Izquierdo

PLAN DE COURS

Hiver 2024
ELE676 : Procédés de fabrication de microsystèmes (3 crédits)

Préalables

Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 58,8

Qualités de l'ingénieur

Q10

Q11

Q12

Qualité visée dans ce cours

Qualité visée dans un autre cours

Indicateur enseigné

Indicateur évalué

Indicateur enseigné et évalué

Descriptif du cours
Comprendre les fondements des principes de micro-fabrication de microsystèmes électroniques, optoélectroniques et micro-capteurs. Analyser et concevoir la fabrication des micro-dispositifs pour des applications variées dont le biomédical, l’automobile et l’environnement. Comprendre les fondements des principes d’opération de différents types de capteurs et les particularités de la fabrication de ceux-ci.

Étapes de micro-fabrication: croissance cristalline, épitaxie, photolithographie, oxydation, diffusion, implantation ionique, dépôt de couches minces, gravure. Étude des matériaux utilisés dans les microsystèmes. Applications de la micro-fabrication dans des procédés pour la microélectronique, la photonique, les systèmes microélectromécaniques et les capteurs. Méthodes de caractérisation. Rendement et fiabilité.

Travaux pratiques en laboratoire.

Objectifs du cours

Ce cours constitue une introduction aux différentes techniques de microfabrication. Après avoir suivi ce cours, l'étudiant devra être en mesure de :

Comprendre les fondements des principes de microfabrication de microsystèmes électroniques, optoélectroniques et micro-capteurs.
Connaître les principes, les avantages et les désavantages des techniques de base de lithographie, de dépôt de couches minces et de gravure.
Analyser et concevoir la fabrication des micro-dispositifs pour des applications variées dont le biomédical, l’automobile et l’environnement

Stratégies pédagogiques

Les principaux moyens pédagogiques envisagés sont :

Cours magistraux (un séance de cours par semaine)

Le cours sera composé de séances théoriques de trois heures trente (3 h 30) au cours desquelles les professeurs exposent les concepts importants du cours appuyés par des exemples pratiques. Aussi, les professeurs aident les étudiants à poser correctement le problème et résume la méthodologie à suivre pour résoudre des problèmes concrets reliés aux procédés de fabrications. Durant ces périodes, les étudiants sont fortement encouragés à poser des questions.

Séances de laboratoire

Les étudiants devront réaliser quatre laboratoires où ils pourront mettre en pratique les divers concepts de microfabrication. Les séances de laboratoire se dérouleront dans les salles blanches de l’ETS.

Évaluation

L’évaluation globale se complète finalement par les examens de contrôle, le devoir, et les présentations.

Utilisation d’appareils électroniques

Calculatrices et ordinateurs.
Lors de la session d'hiver 2023, le cours se déroulera en mode hybride avec des seances en présentiel et des seances sur la plateforme Zoom. La première séance est en présentiel.

Horaire

Groupe	Jour	Heure	Activité
01	Lundi	08:30 - 12:30	Laboratoire aux 2 semaines
	Mercredi	08:30 - 12:00	Activité de cours

Coordonnées de l’enseignant

Groupe	Nom	Activité	Courriel	Local	Disponibilité
01	Ricardo Izquierdo	Activité de cours	Ricardo.Izquierdo@etsmtl.ca	A-2475
01	Andy Shih	Activité de cours	Andy.Shih@etsmtl.ca	A-3326
01	Ines Amor	Laboratoire aux 2 semaines	Ines.Amor@lacime.etsmtl.ca

Cours

Contenu traité dans le cours	Heures
1. Introduction aux concepts de micro et nanofabrication Technologie de la microélectronique Loi de Moore Salles blanches et contrôle de la contamination Substrats semi-conducteurs	3 heures
2. Matériaux et couches minces Science et technologie du vide Propriétés des matériaux Plasmas Dépôt physique Dépôt chimique Épitaxie Méthodes de caractérisation	3 heures
3. Photolithographie Lithographie optique Photorésines Lithographie non optique	6 heures
4. Gravure Gravure humide Gravure sèche	3 heures
5. Oxydation, diffusion et dopage Oxydation thermique Diffusion Implantation ionique	3 heures
6. Procédés microélectroniques CMOS et MEMS ‘Front end’ ‘Back end’ Ingénierie des drains Micro usinage de volume Micro usinage de surface MUMPs (‘Multi-User MEMS Processes’)	3 heures
7. Interconnexion et encapsulation Contacts Schottky et ohmiques Isolation Planétarisation Soudure par fil Flip-chip	3 heures
8. Procédés d’impression pour l’électronique Jet d’encre Jet Aérosols Sérigraphie Flexographie et gravure	3 heures
9. Analyse des matériaux SEM XRD XPS	3 heures
10. Nanofabrication de pointe et autres proceeds Procédés LTCC Nanofabrication Applications	3 heures
11. Projet (presentations)	3 heures
12. Intra	3 heures
Total	39 heures

Laboratoires et travaux pratiques

Introduction
Nettoyage, métallisation
Photolithographie, gravure
Pulvérisation réactif, alignement
Caractérisation

Rapport et présentation

Ce rapport consiste à décrire et expliquer un sujet de pointe du cours traitant d’un procédé de fabrication d'un dispositif électronique.
Vous devrez confirmer votre choix auprès du professeur.
Vous devrez présenter un exposé traitant de ce même sujet de pointe devant les autres étudiants de la classe.
Il est important d’adapter le contenu de la présentation au niveau du cours (faire référence aux notions vues en classe).

Utilisation d'outils d'ingénierie

Les équipements de la salle blanche LACIME

Évaluation

Devoir 10 %
Examen intra 30 %
Laboratoires 15 % (laboratoires en équipe)
Présentation 10 %
Examen final 30 %
Participation 5 %

Dates des examens intra

Groupe(s)	Date
1	21 février 2024

Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : http://etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Examens-finaux

Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Absence à un examen
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivants, la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur du département ou du SEG. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Dans tous les cas, l’étudiant doit effectuer sa demande en complétant le formulaire prévu à cet effet qui se trouve dans son portail Mon ÉTS/Formulaires. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat, Activité compétitive d’un étudiant appartenant à un club scientifique ou un club sportif d’élite de l’ÉTS ou au programme « Alliance sport étude » ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0).

Infractions de nature académique
À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et les étudiants sont invités à consulter la page "Citer, pas plagier !" (https://www.etsmtl.ca/Etudes/citer-pas-plagier). Les clauses du règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS (« Règlement ») s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiants doivent consulter le règlement sur les infractions de nature académique (https://www.etsmtl.ca/docs/ETS/Gouvernance/Secretariat-general/Cadre-reglementaire/Documents/Infractions-nature-academique) pour identifier les actes qui constituent des infractions de nature académique au sens du Règlement ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet.

Systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG)
L’utilisation des systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG) dans les activités d’évaluation constitue une infraction de nature académique au sens du Règlement sur les infractions de nature académique, sauf si elle est explicitement autorisée par l’enseignant(e) du cours.

Documentation obligatoire

S. Franssila, “Introduction to microfabrication,” Wiley, 2e édition, 2010 (eBook ÉTS).

Ouvrages de références

A. Campbell, “Fabrication Engineering at the Micro- and Nanoscale” Oxford University Press, 4th Ed., 2012 (eBook ÉTS).

M. Madou, “Fundamentals of microfabrication and nanotechnology,” CRC Press, 3e édition, 2011.

J. D. Plummer, M. D. Deal, et P. B. Griffin, “Silicon VLSI Technolgy: Fundamentals, Practice and Modeling,” Prentice Hall, 2000.

R. C. Jaeger, G. W. Neudeck, et R. F. Pierret, “Volume V: Introduction to Microelectronic Fabrication,” Prentice Hall, 2002.

S. D. Senturia, “Microsystem design,” Kluwer Academic Publishers, 2002 (eBook ÉTS).

S. M. Sze et K. K. Ng, “Physics of semiconductor devices,” Wiley, 3e édition, 2007 (eBook ÉTS).

Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

Site Moodle disponible au début de la session