Projet ANR-08-BLAN-0277 – ABSYS : Advanced BST based systems
Programme : Blanc (BLANC) 2008
Année de financement : 2008
Coordinateur du projet : CNRS - DELEGATION  AQUITAINE LIMOUSIN (CNRS - DELEGATION  AQUITAINE LIMOUSIN)
Partenaires : Centre national de la recherche scientifique; Centre national de la recherche scientifique
Montant : 368410.0 euros
Date de début : 2009
Durée : 36 mois
Résumé : Dans le domaine de l'aéronautique, les aspects communication sont en train de prendre de plus en plus d'importance avec des enjeux stratégiques concernant le développement d'architectures multifonctionnelles, ultra compactes et fiables. L'introduction de composants intelligents dans les circuits permet ainsi de multiplier les fonctionnalités des systèmes tout en allant vers la miniaturisation des dispositifs et les économies d'énergie. De nombreux programmes de recherche visent à introduire de plus en plus de liaisons sans fils afin de diminuer le poids des équipements, de simplifier leurs installations, mais également de pouvoir donner la possibilité de nouveaux services à bord des aéronefs. Ceci se traduit par des besoins au niveau des architectures qui doivent être les plus fiables et flexibles possibles et dont les niveaux d'interférences doivent être minimisés. Dans le domaine spatial, les enjeux sont aujourd'hui au niveau des charges utiles qui doivent être les plus miniaturisées et qui doivent embarquer le plus d'intelligence afin d'optimiser l'énergie, l'encombrement et les performances. Ces enjeux sont aujourd'hui regroupés dans la « DAS télécommunications » du pôle Aéronautique, Espace et Systèmes Embarqués (AESE). Dans ce cadre, notre projet vise à explorer de nouvelles approches pour la réalisation de dispositifs reconfigurables innovants en introduisant le concept de matériaux intelligents. Répondre à ce challenge technique tout en allant vers plus de miniaturisation impose la mise au point de composants de plus en plus performants. Un effort commun doit donc être mené dans le développement de nouveaux matériaux, dans l'amélioration des technologies de process et dans le design des systèmes. Pour mener à bien ces travaux, les chercheurs en science des matériaux et en microélectronique doivent travailler en accord pour développer des architectures de systèmes innovantes, en explorant de nouvelles techniques et de nouveaux matériaux. L'utilisation de matériaux ferroélectriques accordables type BST (Ba,SrTiO3), directement intégrés dans les circuits, est la solution envisagée dans le cadre de ce projet. Ces matériaux présentent la particularité de voir leurs propriétés électriques (permittivité) se modifier sous l'action d'un champ électrique. La capacité du dispositif peut donc être ajustée à la demande, permettant la reconfiguration des circuits en temps réel et une diminution de l'encombrement en remplaçant plusieurs composants à propriétés fixes par un seul à propriétés ajustables. La difficulté d'intégration des oxydes diélectriques concerne l'incidence sur les propriétés électriques des interfaces inhérentes à l'empilement. De manière plus précise, la structure cristalline, la microstructure et la composition chimique des interfaces doivent être étudiées car leur qualité influe fortement sur les pertes diélectriques et l'accordabilité du système. L'objectif principal de ce projet est de travailler sur les hétérostructures ITO/BST/ITO qui, d'après nos premiers travaux, présentent une forte accordabilité dans les hautes fréquences. L'originalité et la nouveauté de cette architecture est que le signal rF ne se propage pas dans une couche hautement résistive d'oxyde d'étain et d'indium mais reste confiné dans la couche diélectrique de BST, pendant qu'une tension dc est appliquée simultanément dans la couche isolante pour l'accorder. Notre second objectif est de travailler sur des circuits et des filtres accordables basés sur la technologie LTCC (low temperature cofired ceramic). Pour intégrer le BST dans ce process, un effort important doit être fourni sur la préparation de surface pour diminuer la rugosité du LTCC de manière à déposer une couche mince ferroélectrique de quelques centaines de nanomètres. Ce projet sera conduit par l'ICMCB et le LAAS dont les spécialités et les approches complémentaires sont les garants de sa réussite. Les études d'interfaces entre le BST et les substrats d'ITO ou de LTCC étant au c