| Titre : | Conception et Test de Microsystèmes Monolithiques CMOS piezoresistifs : Application à un Capteur de Champ Magnétique | | Type de document : | texte imprimé | | Auteurs : | V. BEROULLE, Auteur | | Année de publication : | 2002 | | Langues : | Français (fre) | | Tags : | MICROSYSTEMES CAPTEUR DE CHAMP MAGNETIQUE TEST ELECTRONIQUE, OPTRONIQUE ET SYSTEMES | | Index. décimale : | THE Thèses de doctorat | | Résumé : | Depuis 1995, le LIRMM conduit une activité de recherche concernant les microsystèmes monolithiques CMOS. Il apparaît aujourd'hui qu'à cause de l'accroissement de la complexité de ces microsystèmes, le développement de techniques de test pour ces composants devient fondamental pour réduire les coûts de production. Dans ce contexte, afin d'étudier sur un exemple concret le test des microsystèmes monolithiques, cette thèse présente la conception, la modélisation et enfin le test d'un capteur. Le composant tout d'abord développé est un capteur de champ magnétique électromécanique intégré. Ses performances se révèlent supérieures à celles des capteurs intégrés à effet Hall, principaux concurrents actuellement sur le marché. De plus, la détection du champ magnétique terrestre obtenue nous permet d'envisager dans un futur proche la fabrication d'une "micro-boussole" intégrée. Par la suite, un modèle structurel de l'élément sensible électromécanique, compatible avec les outils de simulation microélectroniques et reposant sur des "composants poutres élémentaires" est présenté. Afin d'évaluer nos méthodes de test, nous associons alors à ce modèle un modèle de fautes. Enfin, deux approches de conception en vue du test peuvent être proposées et évaluées. La première approche envisagée consiste à insérer des points de test afin d'accroître la testabilité du capteur. Cette technique, facile à intégrer, se trouve cependant limitée par le coût élevé des caractérisations qu'elle nécessite. Aussi, nous proposons une seconde approche, réutilisant la technique classique du test par oscillations adaptée pour la première fois à un microsystème. Dans ce cas, en mode test, le capteur est alors reconfiguré en oscillateur. Finalement, on démontre que l'observation conjointe de l'amplitude et de la fréquence des oscillations permet d'atteindre une couverture de faute élevée.
Since 1995, LIRMM drives research activities concerning CMOS monolithic microsystems. Nowadays, because of the growth of microsystems complexity, the development of new test techniques for these devices becomes fundamental to reduce their production costs. In order to study MEMS testing on a real case, this thesis presents design, modeling, and test techniques for a sensor. Firstly, the developed device is an integrated electromechanical magnetic field sensor. The performances of this sensor are higher than those of competitive integrated Hall effect sensors. Moreover, the detection of earth magnetic field obtained allows us to consider the development in the near future of an integrated micro-compass. Then, a structural modeling of the electromechanical structure of this sensor, adapted to microelectronic simulation tools and based on elementary "beam components" is presented. To evaluate our test methods, we define fault models adapted to this structural modeling. Finally, two test approaches are proposed and evaluated. The first approach consists in adding test points to increase sensor testability. However, this technique requires high characterization costs to achieve optimal fault coverage. Thus, a second test approach has been proposed, reusing classical oscillation based-test technique. So, in test mode, sensor is reconfigured in oscillator. Lastly, one demonstrates that the observation of the amplitude and the frequency of oscillations allows to achieve a high fault coverage. | | Directeur(s) de thèse : | BERTRAND Y. | | Président du jury : | TEDJINI S. | | Rapporteur(s) : | BASROUR S. | | Examinateur(s) : | NOUET P.;LATORRE L. | | Date de soutenance : | 31/10/2002 |
Conception et Test de Microsystèmes Monolithiques CMOS piezoresistifs : Application à un Capteur de Champ Magnétique [texte imprimé] / V. BEROULLE, Auteur . - 2002. Langues : Français ( fre) | Tags : | MICROSYSTEMES CAPTEUR DE CHAMP MAGNETIQUE TEST ELECTRONIQUE, OPTRONIQUE ET SYSTEMES | | Index. décimale : | THE Thèses de doctorat | | Résumé : | Depuis 1995, le LIRMM conduit une activité de recherche concernant les microsystèmes monolithiques CMOS. Il apparaît aujourd'hui qu'à cause de l'accroissement de la complexité de ces microsystèmes, le développement de techniques de test pour ces composants devient fondamental pour réduire les coûts de production. Dans ce contexte, afin d'étudier sur un exemple concret le test des microsystèmes monolithiques, cette thèse présente la conception, la modélisation et enfin le test d'un capteur. Le composant tout d'abord développé est un capteur de champ magnétique électromécanique intégré. Ses performances se révèlent supérieures à celles des capteurs intégrés à effet Hall, principaux concurrents actuellement sur le marché. De plus, la détection du champ magnétique terrestre obtenue nous permet d'envisager dans un futur proche la fabrication d'une "micro-boussole" intégrée. Par la suite, un modèle structurel de l'élément sensible électromécanique, compatible avec les outils de simulation microélectroniques et reposant sur des "composants poutres élémentaires" est présenté. Afin d'évaluer nos méthodes de test, nous associons alors à ce modèle un modèle de fautes. Enfin, deux approches de conception en vue du test peuvent être proposées et évaluées. La première approche envisagée consiste à insérer des points de test afin d'accroître la testabilité du capteur. Cette technique, facile à intégrer, se trouve cependant limitée par le coût élevé des caractérisations qu'elle nécessite. Aussi, nous proposons une seconde approche, réutilisant la technique classique du test par oscillations adaptée pour la première fois à un microsystème. Dans ce cas, en mode test, le capteur est alors reconfiguré en oscillateur. Finalement, on démontre que l'observation conjointe de l'amplitude et de la fréquence des oscillations permet d'atteindre une couverture de faute élevée.
Since 1995, LIRMM drives research activities concerning CMOS monolithic microsystems. Nowadays, because of the growth of microsystems complexity, the development of new test techniques for these devices becomes fundamental to reduce their production costs. In order to study MEMS testing on a real case, this thesis presents design, modeling, and test techniques for a sensor. Firstly, the developed device is an integrated electromechanical magnetic field sensor. The performances of this sensor are higher than those of competitive integrated Hall effect sensors. Moreover, the detection of earth magnetic field obtained allows us to consider the development in the near future of an integrated micro-compass. Then, a structural modeling of the electromechanical structure of this sensor, adapted to microelectronic simulation tools and based on elementary "beam components" is presented. To evaluate our test methods, we define fault models adapted to this structural modeling. Finally, two test approaches are proposed and evaluated. The first approach consists in adding test points to increase sensor testability. However, this technique requires high characterization costs to achieve optimal fault coverage. Thus, a second test approach has been proposed, reusing classical oscillation based-test technique. So, in test mode, sensor is reconfigured in oscillator. Lastly, one demonstrates that the observation of the amplitude and the frequency of oscillations allows to achieve a high fault coverage. | | Directeur(s) de thèse : | BERTRAND Y. | | Président du jury : | TEDJINI S. | | Rapporteur(s) : | BASROUR S. | | Examinateur(s) : | NOUET P.;LATORRE L. | | Date de soutenance : | 31/10/2002 |
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