Brevet FR3074576A1 (20190607)

REVENDICATIONS1. Capteur de motif thermique comportant plusieurs pixels (102) disposes sur un substrat (104), chaque pixel (102) comprenant une capacite pyroelectrique, la capacite pyroelectrique comprenant un materiau pyroelectrique (200) dispose entre deux electrodes electriquement conductrices (108, 110), caracterise en ce que le materiau pyroelectrique (200) comprend une matrice sot-gel (210) en oxyde metallique dans laquelle sont dispersees des premieres particules (220) en un premier materiau et des deuxiernes particules (230) en un deuxierne materiau, le premier materiau etant choisi parmi les oxydes de calcium, de lanthane, de tantale, de baryum, de plomb, et/ou de strontium, le deuxierne materiau etant choisi parmi les oxydes de titane, d'antimoine, detain, de zinc, de gallium, de vanadium et/ou de manganese.\n<CLM>\1\tCapteur selon la revendication 1, caracterise en ce que la matrice sol-gel (210) est en au moins un oxyde choisi parmi les oxydes d'aluminium, les oxydes de silicium, les oxydes de gallium et les oxydes de zirconium.\n<CLM>\1\tCapteur selon l'une des revendications 1 et 2, caracterise en ce que le materiau pyroelectrique est choisi parmi les materiaux suivants : - une matrice sol-gel (210) en oxyde d'aluminium avec des premieres particules (220) en oxydes de strontium et deuxiernes particules (230) en oxyde de zinc, - une matrice sol-gel (210) en oxyde de silicium avec des premieres particules (220) en oxyde de strontium et deuxiernes particules (230) en oxyde de zinc, - une matrice sol-gel (210) en oxyde de silicium avec des premieres particules (220) en oxyde de strontium et deuxiernes particules (230) en oxyde de vanadium, 27 - une matrice sol-gel (210) en oxyde d'aluminium avec des premieres particules (220) en oxyde de strontium et deuxiemes particules (230) en oxyde de vanadium, - une matrice sol-gel (210) en oxyde de silicium avec des premieres 5 particules (220) en oxyde de plomb et des deuxiemes particules (230) en oxyde de titane, - une matrice sol-gel (210) en oxyde d'aluminium, des premieres particules (220) en oxyde de strontium et des deuxiemes particules (230) en oxyde de titane. 10\n<CLM>\1\tCapteur selon I'une quelconque des revendications precedentes, caracterise en ce que la distance entre les premieres particules (210) est inferieure a 50nm.\n<CLM>\1\tCapteur selon I'une quelconque des revendications precedentes, 15 caracterise en ce que le materiau pyroelectrique (200) comprend de 30% a 70% massique de matrice sol-gel (210), de 30% a 50% massique de premieres particules (220), et de 10% a 20% massique de deuxiemes particules (230).\n<CLM>\1\tCapteur selon la revendication precedente, caracterise en ce que 20 le materiau pyroelectrique (200) comprend 40% massique de matrice sol-gel (210), 40% massique de premieres particules (220), et 20% massique de deuxiemes particules (230).\n<CLM>\1\tCapteur selon I'une quelconque des revendications precedentes, caracterise en ce que le materiau pyroelectrique (200) a une porosite surfacique 25 superieure a 15% de la surface totale du materiau pyroelectrique.\n<CLM>\1\tCapteur selon I'une quelconque des revendications precedentes, caracterise en ce que le materiau pyroelectrique (200) a une epaisseur allant de 20nm a 3p.m. 28\n<CLM>\1\tCapteur selon l'une quelconque des revendications precedentes, caracterise en ce que l'une des electrodes electriquement conductrices (108,\n<CLM>\1\tde chaque pixel (102) est reliee electriquement a un potentiel electrique fixe. 5\n<CLM>\1\tCapteur selon l'une quelconque des revendications precedentes, caracterise en ce qu'il comporte en outre au moins un element chauffant (118) isole electriquement des electrodes electriquement conductrices (108,\n<CLM>\1\tet dispose en regard d'au moins une partie du materiau pyroelectrique (200) tel que le materiau pyroelectrique (200) soit dispose entre ('element chauffant (118) et le substrat (104). 10\n<CLM>\1\tCapteur selon l'une des revendications precedentes, dans lequel le capteur est un capteur d'empreinte digitale.\n<CLM>\1\tProcede de preparation d'un materiau pyroelectrique tel que 15 defini dans l'une quelconque des revendications 1 a 11, comprenant les etapes successives suivantes : a) fourniture d'un substrat (104), b) depot, sur le substrat, d'une solution sol-gel comprenant des precurseurs polymeriques de la matrice sol-gel (210), un solvant, des premieres particules 20 (220) en un premier materiau et des deuxiernes particules (230) en un deuxierne materiau, et evaporation du solvant de maniere a former un materiau pyroelectrique (200), le premier materiau etant choisi parmi les oxydes de calcium, de lanthane, de tantale, de baryum, de plomb, et/ou de strontium, 25 le deuxierne materiau etant choisi parmi les oxydes de titane, d'antimoine, detain, de zinc, de gallium et/ou de manganese.\n<CLM>\1\tProcede selon la revendication precedente, caracterise en ce que, apres l'etape b), un traitement thermique a une temperature d'au moins 150°C, par 30 exemple de 150°C a 250°C est realise sur le materiau pyroelectrique (200). 29\n<CLM>\1\tProcede selon la revendication precedente, caracterise en ce que la temperature du traitement thermique est d'au moins 400°C, par exemple de 400° a 500°C. 5\n<CLM>\1\tProcede selon l'une des revendications 12 a 14, caracterise en ce que la solution sol-gel de l'etape b) est obtenue en realisant les etapes suivantes : al) Preparation d'une solution comprenant des sels metalliques et un solvant, de preference, un solvant organique, et mélange de la solution jusqu'a dissolution des sels metalliques dans le solvant, de maniere a obtenir des ions 10 metalliques. bl) Ajout d'un agent chelatant et, eventuellement, d'un agent complexant a la solution obtenue a l'etape al), de maniere a former des complexes metalliques, a partir des ions metalliques et de l'agent chelatant. cl) Mélange et agitation de la solution, de preference, a une 15 temperature superieure a 50°C, de maniere a polymeriser les complexes metalliques et a obtenir une solution sol-gel contenant les precurseurs polymeriques. les premieres particules et/ou les deuxiernes particules etant ajoutees lors de l'une des etapes al, bl) ou cl) ou apres l'etape cl). 20\n<CLM>\1\tProcede selon la revendication 15, caracterise en ce que l'agent chelatant est l'acide acetique ou l'acide butyrique.\n<CLM>\1\tProcede selon l'une des revendications 15 et 16, caracterise en ce que l'agent complexant est l'ethanolamine ou ('ethylene glycol. 25\n<CLM>\1\tProcede selon l'une des revendications 15 a 17, caracterise en ce que les sels metalliques sont des acetates metalliques et/ou des nitrates metalliques et/ou des chlorures metalliques. 30\n<CLM>\1\tProcede de fabrication d'un capteur de motif thermique comprenant les &tapes successive suivantes : - fourniture d'un substrat (104), 5 - formation d'une premiere electrode (108), - depot d'un materiau pyroelectrique (200) sur la premiere electrode (108), par d'une solution sol-gel comprenant des precurseurs polymeriques de la matrice sol-gel (210), un solvant, des premieres particules (220) en un premier materiau et des deuxiemes particules (230) en un deuxieme materiau, et evaporation du solvant de 10 maniere a former un materiau pyroelectrique (200), le premier materiau etant choisi parmi les oxydes de calcium, de lanthane, de tantale, de baryum, de plomb, et/ou de strontium, le deuxieme materiau etant choisi parmi les oxydes de titane, d'antimoine, detain, de zinc, de gallium et/ou de manganese ; 15 - formation d'une deuxieme electrode (110), - eventuellement formation d'une couche dielectrique (112) et formation d'un element chauffant (114), - eventuellement, formation d'une couche de protection (116). 20