Résumé
Ce travail explore les potentialités des microsystèmes électromécaniques (MEMS) pour fabriquer des références de tension en courant alternatif (AC) au moyen du couplage électromécanique pour des applications en métrologie et en instrumentation miniaturisée. Des structures de test de référence de tension AC de 2 V à 100 V ont été conçues et fabriquées en utilisant un procédé de micro-usinage de surface de couche épitaxiale de silicium d’un substrat silicium sur isolant (SOI). Ce procédé permet un contrôle précis à la fois des dimensions du système et des propriétés du matériau. Les valeurs mesurées des références de tension MEMS sont en bon accord avec les simulations effectuées avec le logiciel Coventor. Ces structures de test ont également servi à développer l’électronique de commande et d’actionnement des MEMS et les bancs de mesure et de caractérisation. Une deuxième génération de microsystèmes avec des caractéristiques améliorées a ensuite été fabriquée. Les fréquences de résonance mécanique de ces nouveaux MEMS mesurées par DLTS (Deep Level Transient Spectroscopy) sont de quelques kilohertz. Cela permet d’envisager le développement de références de tension AC fonctionnant à partir de quelques dizaines de kilohertz. Enfin, la stabilité de la tension de référence MEMS, évaluée à 100 kHz, est très prometteuse puisque pour les meilleurs échantillons, l’écart relatif par rapport à la valeur moyenne présente un écart type de 6,3 × 10-6 sur près de 12 h.