Contribution à technologie et propriétés de transport dans les couches épaisses de silicium poreux. Microsystème thermique pour la mesure de la Microcirculation sanguine.

Abstract

L'irrigation ou microcirculation sanguine tissulaire est le paramètre de choix qui caractérise la fonction principale du réseau microcirculatoire. La mesure de la microcirculation sanguine dans des volumes actifs de quelques mm3 offre un large champ d'applications dans le domaine de la physiologie, de la neurologie et de la pharmacologie. La mesure localisée de la conductivité thermique des tissus explorés est particulièrement adaptée à la quantification de ce paramètre. Dans le cas des mesures thermiques, il est nécessaire de minimiser la conductance thermique entre les zones de mesure et de référence du micro-dispositif afin de détecter la plus petite élévation de température. Le silicium méso-poreux, obtenu par attaque électrochimique du silicium monocristallin, présente une conductivité thermique proche de celle de l’oxyde de silicium et environ 150 fois plus petite que celle du silicium monocristallin. C’est donc un excellent candidat pour assurer l’isolation thermique des sondes en SiP tout en garantissant la stabilité mécanique de la micro-structure. Une méthode d’anodisation pulsée, double face du silicium a été mise au point afin d’obtenir des couches de silicium poreux épaisses et homogènes en profondeur permettant d’anodiser toute l’épaisseur du substrat. Ce travail de recherche nous a permis de mettre au point une technologie de fabrication de sondes en Silicium poreux afin de mesurer la conductivité thermique tissulaire et les différentes voies de leur intégration fonctionnelle.Irrigation or tissue microcirculation is the choice parameter that characterizes the main function of the microcirculatory network. The measurement of blood microcirculation in active volumes of a few mm3 offers a wide range of applications in the field of physiology, neurology and pharmacology. The localized measurement of the thermal conductivity of the investigated tissue is particularly suitable for the quantification of this parameter. In the case of thermal steps, it is necessary to minimize the thermal conductance between the measurement zones and the reference micro device to detect the smallest rise in temperature. The meso-porous silicon obtained by electrochemical etching of monocrystalline silicon has a thermal conductivity close to that of the silicon oxide and about 150 times smaller than that of monocrystalline silicon. It is therefore an excellent candidate for thermal insulation probes SiP while ensuring the mechanical stability of the micro-structure. A pulse anodizing method, double-sided silicon has been developed in order to obtain thick layers of porous silicon and enabling homogeneous deep anodizing the entire thickness of the substrate. This research has allowed us to develop a manufacturing technology of porous silicon probes to measure the thermal conductivity of tissue and different ways of their functional integration