Brevet FR3048105A1 — publié le 20170825

CAPTEUR DE MOTIFS THERMIQUES À CAPSULES THERMO-RESISTIVES DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne le domaine des capteurs ou détecteurs de motifs thermiques, ou capteurs de l'empreinte thermique d'un objet, pour imager les motifs thermique d'un objet, dit objet à imager. De tels capteurs forment des transducteurs d'une variation temporelle de température, en une différence de potentiels ou de courants. Ils mesurent notamment une répartition en deux dimensions de la masse thermique d'un objet avec lequel ils sont en contact physique direct, et même de sa capacité thermique et/ou de sa conductivité thermique. Un tel capteur peut former un appareil d'analyse de type spectromètre de masse, ou débitmètre (en chauffant l'objet en un emplacement et en mesurant jusqu'où la chaleur se propage). Il peut notamment former des moyens de mesures en diverses profondeurs dans un objet, en faisant varier des puissances injectées pour chauffer l'objet, et des temps de mesure. Il peut former en particulier un capteur d'empreinte papillaire, pour imager une empreinte liée aux plis particuliers de la peau, en particulier une empreinte digitale, mais également une empreinte palmaire, plantaire, ou phalangeaire. Ces diverses empreintes sont désignées ensemble sous le terme d'empreintes papillaires. Un tel capteur d'empreinte papillaire utilise une différence d'impact thermique, sur une surface de contact, entre des régions en contact physique direct avec le doigt, au niveau des crêtes de l'empreinte, et des régions hors contact physique direct avec le doigt, au niveau des vallées de l'empreinte. 3048105 2 ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE On connaît dans l'art antérieur différents types de capteurs de capteurs de motifs thermiques, en particulier des capteurs d'empreinte papillaire. On connaît par exemple des capteurs basés sur les propriétés pyroélectriques d'un 5 matériau tel que le PVDF. Un tel matériau ne mesure cependant que des variations de température en fonction du temps. Après un intervalle de temps très court, les températures se stabilisent et l'image obtenue est insuffisamment contrastée. On connaît également des capteurs basés sur les propriétés thermo-résistives d'un matériau, dont la résistance est fonction de la température. 10 Lorsqu'on pose le doigt sur le capteur, le contact avec le doigt chauffe le matériau thermo-résistif. La température du matériau thermo-résistif varie, selon qu'il soit recouvert par une région du doigt correspondant à une crête de l'empreinte digitale, ou à une vallée de l'empreinte digitale. On peut ainsi former une image de l'empreinte digitale. Le document US 6,633,656 décrit un exemple d'un tel capteur. Le matériau thermo- 15 résistif est l'oxyde de vanadium (VOX). Il est déposé sous la forme d'une couche pixellisée, directement sur un substrat, ou isolé de celui-ci par une couche d'un matériau isolant. Malgré la présence éventuelle du matériau isolant, la chaleur est transmise rapidement de la couche de VOX vers le substrat, ce qui nuit au contraste de l'image obtenue. 20 On connaît également le capteur d'empreinte digitale décrit dans l'article de Ji-Song Han, « Thermal Analysis of Fingerprint Sensor Having a Microheater Array », International Symposium on Micromechatronics and Human Science, 1999 IEEE. Dans cet article, les auteurs étudient les caractéristiques d'un capteur thermique dans lequel chaque pixel est constitué d'un barreau de silicium. 25 Le barreau de silicium présente une région centrale, formant la zone sensible d'un pixel du capteur, encadrée par deux régions latérales recevant des électrodes. Le barreau de silicium est chauffé, la détection exploitant les propriétés de transmission de chaleur entre le barreau de silicium et la peau. 3048105 3 La zone sensible du barreau de silicium est également encadrée par deux cavités, gravées dans le substrat. Ces deux cavités se rejoignent sous la zone sensible, et améliorent une isolation thermique entre le barreau de silicium et le substrat. Un inconvénient de cette réalisation est notamment que le taux de remplissage 5 surfacique des éléments sensibles, ici les régions centrales des barreaux de silicium, est limité, notamment par l'encombrement latéral des cavités gravées. Un objectif de la présente invention est de proposer un capteur de motifs thermiques tels qu'une empreinte papillaire, présentant à la fois une isolation thermique optimisée entre les éléments sensibles et un substrat, et un fort taux de remplissage des éléments 10 sensibles. EXPOSÉ DE L'INVENTION Cet objectif est atteint avec un capteur de motifs thermiques d'un objet, en particulier une empreinte papillaire, comprenant une surface de contact pour y appliquer 15 l'objet, et configuré pour permettre des échanges thermiques entre cet objet, et des éléments sensibles situés au-dessus d'un substrat, sous ladite surface de contact. Selon l'invention, le capteur comprend une série de structures tridimensionnelles, dites capsules, formées en matériau thermo-résistif et formant lesdits éléments sensibles. Chaque capsule délimite les frontières latérale et supérieure d'une cavité remplie 20 d'un gaz ou scellée sous vide. Chaque capsule est connectée à des moyens de lecture de sa résistance électrique, par deux premiers plots de connexion situés dans ou sur le substrat. La configuration des éléments sensibles, sous la forme de structures tridimensionnelles situées au-dessus du substrat, et délimitant les frontières latérale et 25 supérieure d'une cavité remplie d'un gaz ou scellée sous vide, réalise une excellente isolation thermique entre le substrat et ces éléments sensibles. Cette configuration n'impose pas de creuser le substrat, ce qui permet de réaliser un fort taux de remplissage surfacique de la surface de détection par les éléments sensibles, par exemple supérieur à 0,9. 3048105 4 Les deux premiers plots de connexion s'étendent au niveau du substrat, sous les capsules. Par conséquent, le taux de remplissage n'est pas non plus limité par une connexion latérale aux moyens de lecture des résistances électriques, les capsules étant connectées verticalement aux moyens de lecture. 5 Dans l'art antérieur mentionné en introduction, on creuse dans le substrat, sous un barreau en matériau thermo-résistif. Une telle gravure est difficilement maîtrisable, notamment en profondeur, de sorte que l'épaisseur d'air entre le substrat et le barreau, et l'isolation thermique correspondante, sont également difficilement maîtrisables. L'invention n'impose pas une telle gravure. Les capsules selon l'invention offrent au 10 contraire un bon contrôle de l'épaisseur de gaz ou de vide, remplissant la cavité et isolant thermiquement le substrat et une paroi supérieure des éléments sensibles. En outre, les capsules pouvant être scellées sous vide, on peut obtenir une meilleure isolation thermique qu'avec une simple épaisseur d'air. Enfin, des capsules offrent une meilleure stabilité mécanique, qu'un barreau 15 suspendu tel que décrit dans l'art antérieur. De préférence, le capteur selon l'invention présente des moyens de chauffage d'une capsule. Au moins une capsule peut être connectée à une source de courant ou de tension 20 formant des moyens de chauffage d'une capsule, pour l'injection d'un courant ou d'une tension de polarisation adapté(e) à chauffer directement ladite capsule. En complément ou en variante, les moyens de chauffage d'une capsule peuvent comprendre des composants thermo-résistifs disposés entre deux capsules voisines, et connectés à une source de courant ou de tension, pour l'injection d'un courant ou d'une 25 tension de polarisation adapté(e) à chauffer lesdits composants thermo-résistifs. Les capsules sont alors avantageusement réparties en lignes pour former une matrice de capsules, et les composants thermo-résistifs s'étendent selon des lignes parallèles aux lignes de capsules. En complément ou en variante, les moyens de chauffage d'une capsule peuvent comprendre au moins un filament métallique, disposé au-dessus d'une capsule, et 3048105 5 connecté à une source de courant ou de tension, pour l'injection d'un courant ou d'une tension de polarisation adapté(e) à chauffer le filament. Une couche d'isolation électrique peut s'étendre directement entre la capsule et le filament métallique, excepté au-dessus de deux seconds plots de connexion situés dans ou 5 sur le substrat, et connectés à la source de courant ou de tension. En variante, le filament métallique peut s'étendre en ligne droite, en contact physique direct avec la capsule, la ligne droite étant orthogonale à un plan vertical reliant les deux premiers plots de connexion. De préférence, le capteur selon l'invention comprend des moyens de pilotage, 10 agencés pour actionner les moyens de chauffage d'une capsule pendant un intervalle de temps prédéterminé, et les moyens de lecture sont connectés à des moyens de comparaison, pour déterminer une variation de la résistance électrique de la capsule entre deux instants prédéterminés. Les capsules sont avantageusement constituées de silicium amorphe ou d'un alliage 15 comprenant du silicium amorphe. En variante, les capsules peuvent être constituées de silicium amorphe hydrogéné, dopé Ge et/ou Bore. Chaque capsule présente avantageusement une forme de capot dont une paroi supérieure est traversée par au moins un orifice, et dont les parois latérales et supérieure 20 coopèrent avec une couche inférieure sur laquelle repose la capsule, pour délimiter la cavité. De préférence, les capsules s'étendent au-dessus d'une couche d'isolation thermique recouvrant le substrat, chaque capsule présentant deux premiers pieds qui traversent la couche d'isolation thermique, pour venir en contact avec les deux premiers plots de 25 connexion. Les capsules sont avantageusement séparées les unes des autres, sans contact physique direct entre elles. Le substrat peut être en silicium, et les moyens de lecture de résistance électrique être réalisés en technologie CMOS. 3048105 6 En variante, le substrat peut être en verre, et les moyens de lecture de résistance électrique être réalisés en technologie TFT. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un capteur selon l'invention, le procédé comprenant les étapes suivantes : 5 dépôt et gravure d'une couche sacrificielle au-dessus du substrat, pour former des plots sacrificiels ; dépôt du matériau des capsules, sur et entre les plots sacrificiels ; évacuation des plots sacrificiels à travers au moins un orifice ouvert dans chaque capsule. 10 De préférence, le substrat est en verre, et la couche sacrificielle est une couche minérale, évacuée par gravure à l'acide fluorhydrique. En variante, le substrat est en silicium, et la couche sacrificielle est une couche organique, évacuée par gravure par plasma d'oxygène. 15 L'invention concerne enfin un procédé d'utilisation d'un capteur selon l'invention, dans lequel les capsules forment ensemble une matrice de capsules dans laquelle les capsules sont réparties selon des lignes parallèles qui s'étendent chacune sur toute la largeur de la matrice de capsules, la lecture de la résistance électrique des capsules étant 20 réalisée ligne de capsules par ligne de capsules, et le chauffage des capsules étant également réalisé ligne de capsules par ligne de capsules et de façon synchrone avec la lecture des résistances électriques. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS 25 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 figures 1A et 1B illustrent un premier mode de réalisation de capteur d'empreinte selon l'invention ; 3048105 7 la figure 2 illustre un deuxième mode de réalisation de capteur d'empreinte selon l'invention, avec une meilleure isolation thermique entre les capsules et le substrat ; la figure 3 illustre une variante du mode de réalisation de la figure 2 ; les figures 4A et 4B illustrent un troisième mode de réalisation de capteur 5 d'empreinte selon l'invention, avec des moyens de chauffage des capsules ; la figure 4C illustre une variante du mode de réalisation des figures 4A et 4B ; - les figures 5A et 5B illustrent une autre variante du mode de réalisation des figures 4A et 4B ; les figures 6A et 6B illustrent un quatrième mode de réalisation de capteur 10 d'empreinte selon l'invention, avec des moyens de chauffage des capsules ; et les figures 7A et 7B illustrent un cinquième mode de réalisation de capteur d'empreinte selon l'invention, pour mettre en oeuvre une détection de type thermique actif. 15 EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Dans la suite, mais de manière non limitative, on décrit plus particulièrement un capteur selon l'invention de type capteur d'empreinte digitale, l'objet à imager étant constitué d'une empreinte digitale. La figure 1A illustre de façon schématique un premier mode de réalisation d'un 20 capteur d'empreinte papillaire 100 selon l'invention, selon une vue en coupe. Dans la suite, on considérera, à titre d'exemple et de manière non limitative, qu'il s'agit d'un capteur d'empreinte digitale 100. Le capteur d'empreinte 100 est de type matriciel, c'est-à-dire constitué d'une pluralité d'éléments sensibles, répartis par exemple en lignes et colonnes. 25 Le capteur 100 est configuré pour permettre des échanges thermiques entre une empreinte à imager (non représentée), et des éléments sensibles disposés entre un substrat 120 et une surface de contact 131. 3048105 8 Dans tout le texte, les termes « supérieur » et « inférieur » se rapportent à un axe vertical (Oz), orthogonal au substrat, et orienté du substrat 120 (côté inférieur) vers la surface de contact 131 (côté supérieur). Selon l'invention, chaque élément sensible est constitué d'une structure 5 tridimensionnelle, dite capsule 110. Les capsules 110 sont constituées d'un matériau thermo-résistif, c'est-à-dire dont la résistivité électrique est fonction de la température. On mesure donc, pour chaque capsule, une résistance électrique qui varie en fonction de sa température. En particulier, la résistance électrique R et la température peuvent être reliées par : 10 R(To + 6) = R(T0) * eTCR*0 avec To la température initiale, 61 la variation de température, et TCR le coefficient thermique de résistance du matériau. Le matériau thermo-résistif est par exemple constitué de silicium amorphe (a-Si), 15 notamment du silicium amorphe hydrogéné (a-Si :H) pouvant être dopé, par exemple par des atomes de bore ou de germanium. Ce matériau présente notamment un très bon TCR, et une bonne résistance mécanique. En outre, c'est un matériau présentant une grande conformité lors du dépôt, permettant que les discontinuités géométriques liées à la forme de capsule n'impliquent pas de discontinuité électrique. Il est compatible avec les 20 technologies standards de type TFT et CMOS (voir plus loin). Enfin, il présente une résistivité compatible avec les circuits de lecture standards des capteurs d'empreinte de type thermique. En variante, le silicium amorphe est mélangé avec un autre composant au sein d'un alliage. On peut par exemple utiliser un alliage comprenant du silicium amorphe, 25 notamment du silicium amorphe hydrogéné (a-Si :H), par exemple a-SixGeyBz :H. Chaque capsule 110, présente une forme de capot entourant une cavité 112. Le capot est constitué de parois latérales 110B, coiffées par une paroi supérieure 110A. La paroi supérieure 110A est percée par au moins un orifice 111 ou évent, permettant 30 d'évacuer une couche sacrificielle utilisée pour fabriquer la capsule (voir plus loin). 3048105 9 Sur les figures, l'orifice 111 est représenté au centre de la paroi supérieure 110A. L'orifice peut cependant être positionné ailleurs sur la capsule. Il peut également y avoir plusieurs orifices par capsule. Selon un mode de réalisation préféré, les parois latérales 110B s'étendent 5 sensiblement verticales, parallèles à l'axe (Oz). Elles présentent une hauteur constante selon (Oz). La paroi supérieure 110A est une paroi plane, qui s'étend dans un plan horizontal, orthogonale à l'axe (Oz). Elle est en contact physique direct sur tout son périmètre, avec les bords supérieurs des parois latérales 110B. La paroi supérieure 110A présente ici une forme carrée, les parois latérales 10 présentent une forme de cylindre à base carré, et la capsule entoure une cavité 112 en forme de parallélépipède rectangle. Dans l'exemple illustré en figure 1A, toutes les capsules sont formées d'un seul tenant, reliées entre elles du côté inférieur de leurs parois latérales respectives, par des régions périphériques qui s'étendent directement sur le substrat. 15 Les parois 110A et 1108 des capsules 110 peuvent présenter une épaisseur E d'environ 1 um, par exemple comprise entre 0,5 et 2 um, qui suffit à conférer une bonne résistance mécanique à la capsule. En tout état de cause, la réalisation des éléments sensibles sous la forme de capsules leur confère une grande stabilité mécanique, notamment à l'égard des contraintes en 20 pression qui peuvent s'exercer lorsqu'un utilisateur appuie le doigt sur la surface de contact 131. Les parois supérieures des capsules définissent ensemble une surface de détection du capteur d'empreinte. Chaque capsule peut présenter des dimensions réduites, de sorte que les capsules 25 soient réparties selon un pas de répétition réduit, notamment inférieur à 51 um, par exemple 50,8 um ou 25,41.1m. Le capteur d'empreinte 100 offre donc une image présentant une excellente résolution. Les capsules peuvent être disposées très proches les unes des autres. Par exemple, deux capsules voisines peuvent être espacées de seulement quelques centaines de 30 nanomètres l'une de l'autre. 3048105 10 On peut ainsi réaliser une matrice présentant un très bon taux de remplissage surfacique de la surface de détection, par les capsules, et plus particulièrement par les parois supérieures des capsules. Ce taux de remplissage est par exemple supérieur à 0,8 ou même 0,9. 5 Des capsules englobant une cavité 112 cubique, ou en forme de parallélépipède rectangle, offrent un taux de remplissage optimal. Dans l'exemple illustré à la figure 1A, chaque capsule 110 repose directement sur le substrat 120. 10 Les capsules ne sont donc en contact avec le substrat qu'au niveau d'une surface périphérique inférieure, sur une face inférieure des parois latérales 1108 des capsules. La cavité définie par chaque capsule est délimitée latéralement par les parois latérales 1108 de la capsule. Sur le dessus, elle est délimitée par la paroi supérieure 110A de la capsule. Côté inférieur, elle est délimitée par une surface sur laquelle reposent les 15 capsules, ici le substrat 120. Chaque cavité 112 peut être remplie d'un gaz tel que l'air, présentant un faible coefficient de conductivité thermique, par exemple inférieur à 1 W.m-1.K-1 et même inférieur à 0,03 W.m-1.K-1, à 20°C et à la pression atmosphérique. Dans ce cas, chaque cavité 112 ne forme pas forcément un volume fermé. 20 En variante, chaque cavité 112 est fermée hermétiquement et mise sous vide pendant un procédé de scellement. Le cas échéant, la cavité 112 peut alors enfermer un matériau getter, pour conserver la qualité du vide dans le temps. Un matériau getter, ou piège à gaz, limite l'apparition de gaz dans une enceinte. Il peut d'agir d'un métal facilement oxydable tel que du titane, ou du vanadium, du zirconium, du cobalt, du fer, du manganèse, 25 de l'aluminium ou un alliage de ces métaux. Dans ce cas, la cavité 112 forme un volume fermé. Cette cavité, remplie d'un gaz tel que l'air ou d'un vide, réalise une excellente isolation thermique entre la capsule et le substrat, et plus particulièrement entre la paroi supérieure 110A de la capsule et le substrat 120. 3048105 11 Le substrat 120 est par exemple un substrat compatible avec la technologie CMOS (pour « Complementary Metal Oxide Semiconductor »), notamment du silicium. Cette variante est particulièrement adaptée à un capteur d'empreinte digitale, dans lequel les capsules sont réparties selon une matrice de surface allant de quelques mm2 à quelques 52 CM . En variante, le substrat 120 peut être un substrat compatible avec la technologie TFT (pour « Thin-film transistor »), notamment du verre. Cette variante est particulièrement adaptée à un capteur d'empreinte palmaire, dans lequel les capsules sont réparties selon une matrice de grandes dimensions. 10 Le substrat reçoit un circuit de lecture de la résistance électrique de chaque capsule. En particulier, chaque capsule est connectée électriquement à deux premiers plots de connexion 150, affleurant ici à la surface supérieure du substrat 120, sous les capsules, ici sous les parois latérales 110B des capsules. Les premiers plots de connexion 150 sont en métal, notamment du cuivre ou de 15 l'aluminium. Chaque premier plot de connexion est ici en contact physique direct avec une capsule. Les deux premiers plots de connexion 150 sont reliés à des moyens 160 de lecture d'une résistance électrique, symbolisés sur les figures par un ohm-mètre. La lecture de la 20 résistance électrique met en oeuvre une polarisation de la capsule en courant, respectivement en tension, et une mesure de tension, respectivement courant. Le capteur selon l'invention offre donc une connexion verticale entre les capsules 110, et les plots de connexion reliés aux moyens 160 de lecture d'une résistance électrique. Cette connexion verticale permet de rapprocher les capsules les unes des autres, sans 25 être limité par l'encombrement d'électrodes qui s'étendraient latéralement, à côté et non en dessous des capsules. La figure 1B illustre une capsule 110 selon une vue en coupe dans un plan parallèle au substrat. Les premiers plots de connexion 150, représentés en transparence, sont reliés ici par un plan vertical, parallèle à une diagonale de la surface supérieure de la capsule. 3048105 12 L'invention n'est pas limitée à cet agencement. De nombreux autres agencements peuvent être envisagés. On détaille dans la suite une règle liant les dimensions d'une capsule et le positionnement de ces plots, assurant qu'un courant de mesure de résistance électrique circule dans les parois supérieures des capsules. 5 La figure 1B illustre également le plan AA', passant par les premiers plots de connexion 150, et correspondant au plan de la vue en coupe représentée en figure 1A. Les capsules sont recouvertes par une couche de protection 130, dont la face externe forme la surface de contact 131 du capteur d'empreinte. Cette couche de protection offre une protection des éléments du capteur, à l'égard 10 des contacts répétés avec les tissus humains. Ici, la couche de protection 130 s'étend également dans l'espace libre entre deux capsules voisines. En variante, elle s'étend uniquement au-dessus des capsules. Elle présente par exemple une épaisseur d'environ 30 um, ou moins. La couche de protection 130 est de préférence isolante électriquement (de résistivité 15 électrique supérieure d'au moins un facteur 10 par rapport aux capsules), pour éviter que le doigt court-circuite les capsules lorsqu'il est appuyé contre la surface de contact 131. La couche de protection 130 est également conductrice thermiquement. Sa conductivité thermique, est par exemple d'au moins 20 W.m-1.K-1 à 20°C à la pression atmosphérique. Elle permet des transferts de chaleur efficaces et avec des pertes limitées, 20 entre la surface de contact et les capsules. Concrètement, il peut s'agir d'une couche d'oxyde épaisse, d'une couche d'un polymère époxyde (peinture époxy), d'une couche de carbone amorphe dite DLC (pour « Diamond-Like Carbon »), etc. La couche de protection peut contribuer à sceller hermétiquement les capsules, en 25 recouvrant les orifices 111. En variante, l'épaisseur de cette couche de protection, très fine, ne suffit pas à ce scellement hermétique, les capsules étant alors par exemple remplies d'air. En fonctionnement, l'utilisateur pose le doigt directement sur le capteur d'empreintes, en contact physique direct avec la surface de contact 131. 3048105 13 Dans un premier mode de détection, dit « passif », la peau est alors en contact physique direct avec la surface de contact 131, au niveau des crêtes de l'empreinte digitale. La chaleur corporelle est transférée par conduction, de la surface de contact 131 vers les capsules. 5 Au niveau des vallées de l'empreinte digitale, il n'y a pas de contact physique direct entre les tissus de la peau et la surface de contact. La chaleur corporelle est donc peu ou pas transférée vers les capsules, à travers la surface de contact 131. Ainsi, la température d'une capsule indique si elle est surmontée par une crête ou par une vallée de l'empreinte. La température des capsules est mesurée par les moyens 10 160 de lecture d'une résistance électrique. La résistance électrique de la capsule est généralement comprise entre 1 kO et 10 Mn. Chaque valeur de résistance d'une capsule peut être convertie en niveau de gris, par des moyens de conversion non représentés, pour former une image de l'empreinte digitale. 15 Un second mode de détection, dit « actif », sera décrit dans la suite. La qualité de l'image formée à l'aide du capteur selon l'invention, en particulier son contraste, dépend notamment de la qualité de l'isolation thermique entre les capsules 110 et le substrat 120. L'invention permet d'obtenir une isolation thermique optimisée entre les capsules et 20 le substrat, grâce à la configuration des éléments sensibles telle que décrite ci-dessus Chaque cavité 112 sous la capsule présente une hauteur H1 qui peut être inférieure à quelques micromètres, par exemple entre 0,2 et 5 um, en particulier 2 um. En tout état de cause, plus cette hauteur H1 est importante, meilleure est l'isolation 25 thermique entre la paroi supérieure de la capsule et le substrat. Pour un agencement donné des premiers plots de connexion, il existe une relation entre la hauteur H2 d'une capsule, et sa largeur a (voir figure 1B), permettant que le courant circule d'un premier plot de connexion 150 à l'autre, en passant par la paroi supérieure 110A de la capsule, et non en passant uniquement par ses parois latérales 110B. 3048105 14 On mesure ainsi une résistance électrique, et donc une température, au niveau de la paroi supérieure de la capsule, c'est-à-dire sous le doigt, là où les échanges thermiques avec le doigt sont les plus importants. Cette relation définit une valeur de seuil pour H2, la hauteur H2 étant 5 préférentiellement inférieure à cette valeur de seuil. Elle définit également une valeur de seuil pour la hauteur H1 sous la capsule, qui est égale à la hauteur H2 moins l'épaisseur E des parois de la capsule. Par exemple, pour une capsule dont la paroi supérieure est un carré de côté a, et pour des premiers plots de connexion 150 définissant une diagonale de ce carré (voir figure 10 1B), H2 vérifie de préférence : (a * V2 + 2 * H2) REVENDICATIONS1. Capteur (100 ; 200 ; 300 ; 400 ; 500 ; 600) de motifs thermiques d'un objet, en particulier une empreinte papillaire, comprenant une surface de contact (131) pour y appliquer l'objet, et configuré pour permettre des échanges thermiques entre cet objet, et des éléments sensibles situés au-dessus d'un substrat (120 ; 220 ; 420 ; 620), sous ladite surface de contact (131), caractérisé en ce qu'il comprend une série de structures tridimensionnelles (110 ; 210 ; 310 ; 410 ; 510 ; 610 ; 710), dites capsules, formées en matériau thermo-résistif et formant lesdits éléments sensibles, chaque capsule délimitant les frontières latérale et supérieure d'une cavité remplie d'un gaz ou scellée sous vide, et étant connectée à des moyens de lecture (160, 760) de sa résistance électrique, par deux premiers plots de connexion (150 ; 750) situés dans ou sur le substrat. 2. Capteur (400; 500; 600) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il présente des moyens (701 ; 690, 691 ; 480, 481; 480', 481 ; 580) de chauffage d'une capsule. 3. Capteur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'au moins une capsule (710) est connectée à une source de courant (701) ou de tension formant des moyens de chauffage d'une capsule, pour l'injection d'un courant ou d'une tension de polarisation adapté(e) à chauffer directement ladite capsule. 4. Capteur (600) selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens de chauffage d'une capsule comprennent des composants thermo-résistifs (690) disposés entre deux capsules (610) voisines, et connectés à une source de courant (691) ou de tension, pour l'injection d'un courant ou d'une tension de polarisation adapté(e) à chauffer lesdits composants thermo-résistifs. 5. Capteur (600) selon la revendication 4, caractérisé en ce que les capsules (610) sont réparties en lignes pour former une matrice de capsules, et en ce que les composants thermo-résistifs (690) s'étendent selon des lignes parallèles aux lignes de capsules. 3048105 31 6. Capteur (400 ; 500) selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les moyens de chauffage d'une capsule comprennent au moins un filament métallique, disposé au-dessus d'une capsule (410 ; 510), et connecté à une source de 5 courant (481) ou de tension, pour l'injection d'un courant ou d'une tension de polarisation adapté(e) à chauffer le filament. 7. Capteur (400) selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'une couche d'isolation électrique (485) s'étend directement entre la capsule et le filament métallique (480 ; 480'), 10 excepté au-dessus de deux seconds plots de connexion (482) situés dans ou sur le substrat, et connectés à la source de courant ou de tension (481). 8. Capteur (500) selon la revendication 6, caractérisé en ce que filament métallique (580) s'étend en ligne droite, en contact physique direct avec la capsule (510), la ligne droite 15 étant orthogonale à un plan vertical (587) reliant les deux premiers plots de connexion (513). 9. Capteur selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de pilotage (704), agencés pour actionner les moyens de chauffage 20 (701) d'une capsule pendant un intervalle de temps prédéterminé, et en ce que les moyens de lecture (760) sont connectés à des moyens de comparaison (705), pour déterminer une variation de la résistance électrique de la capsule (710) entre deux instants prédéterminés. 10. Capteur (100 ; 200 ; 300 ; 400 ; 500 ; 600) selon l'une quelconque des 25 revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les capsules (110 ; 210 ; 310 ; 410 ; 510 ; 610 ; 710) sont constituées de silicium amorphe ou d'un alliage comprenant du silicium amorphe. 3048105 32 11. Capteur (100 ; 200 ; 300 ; 400 ; 500 ; 600) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les capsules (110 ; 210 ; 310 ; 410 ; 510 ; 610 ; 710) sont constituées de silicium amorphe hydrogéné, dopé Ge et/ou Bore. 5 12. Capteur (100 ; 200 ; 300 ; 400 ; 500 ; 600) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que chaque capsule (110 ; 210 ; 310 ; 410 ; 510 ; 610; 710) présente une forme de capot dont une paroi supérieure (110A; 210A) est traversée par au moins un orifice (111 ; 311), et dont les parois latérales (110B ; 210B) et supérieure (110A) coopèrent avec une couche inférieure sur laquelle repose la capsule, 10 pour délimiter la cavité (112 ; 212 ; 412). 13. Capteur (200; 300; 400; 500; 600) selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que les capsules (210 ; 310 ; 410 ; 510 ; 610 ; 710) s'étendent au-dessus d'une couche d'isolation thermique (270 ; 470 ; 670) recouvrant le substrat, chaque 15 capsule présentant deux premiers pieds (213 ; 613) qui traversent la couche d'isolation thermique, pour venir en contact avec les deux premiers plots de connexion (750). 14. Capteur (300 ; 400 ; 500 ; 600) selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que les capsules (310 ; 410 ; 510 ; 610 ; 710) sont séparées les unes des 20 autres, sans contact physique direct entre elles. 15. Capteur (100 ; 200 ; 300 ; 400 ; 500 ; 600) selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le substrat (120 ; 220 ; 420 ; 620) est en silicium, et en ce que les moyens (160, 760) de lecture de résistance électrique sont réalisés 25 en technologie CMOS. 16. Capteur (100 ; 200 ; 300 ; 400 ; 500 ; 600) selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le substrat (120 ; 220 ; 420 ; 620) est en verre, et en ce que les moyens (160, 760) de lecture de résistance électrique sont réalisés en 30 technologie TFT. 3048105 33 17. Procédé de fabrication d'un capteur (100 ; 200 ; 300 ; 400 ; 500 ; 600) selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé qu'il comprend les étapes suivantes : - dépôt et gravure d'une couche sacrificielle au-dessus du substrat (120 ; 220 ; 420 ; 5 620), pour former des plots sacrificiels ; - dépôt du matériau des capsules (110 ; 210 ; 310 ; 410 ; 510 ; 610 ; 710), sur et entre les plots sacrificiels ; - évacuation des plots sacrificiels à travers au moins un orifice (111 ; 311) ouvert dans chaque capsule. 10 18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que le substrat (120 ; 220 ; 420 ; 620) est en verre, et en ce que la couche sacrificielle est une couche minérale, évacuée par gravure à l'acide fluorhydrique. 15 19. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que le substrat (120 ; 220 ; 420 ; 620) est en silicium, et en ce que la couche sacrificielle est une couche organique, évacuée par gravure par plasma d'oxygène. 20. Procédé d'utilisation d'un capteur (400; 500; 600) selon l'une quelconque des 20 revendications 2 à 16 , caractérisé en ce que les capsules (410 ; 510 ; 610 ; 710) forment ensemble une matrice de capsules dans laquelle les capsules sont réparties selon des lignes parallèles qui s'étendent chacune sur toute la largeur de la matrice de capsules, en ce que la lecture de la résistance électrique des capsules est réalisée ligne de capsules par ligne de capsules, et en ce que le chauffage des capsules est également réalisé ligne de capsules par 25 ligne de capsules et de façon synchrone avec la lecture des résistances électriques.