Magnétomètre 3D intégré et son procédé de fabrication – MAGIE.pdf

De plus en plus de dispositifs portables grand public tels que les montres, téléphones portables, GPS,… utilisent une boussole électronique afin de positionner l’appareil dans l’espace. Celle-ci est utilisée notamment pour des applications de navigation avancées, par exemple pour aider la navigation par satellite dans les zones d'ombre, mais aussi des services interactifs intelligents dépendant de la position. Le marché des magnétomètres 3D est actuellement en pleine croissance et la demande va aujourd’hui vers des capteurs magnétiques de plus en plus sensibles, qui consomment de moins en moins et de dimensions de plus en plus réduites. Les technologies actuelles sont basés sur des capteurs de type magnétorésistifs qui ont une grande sensibilité mais qui ne permettent pas la fabrication de magnétomètres 3D intégrés : un magnétomètre à trois axes peut être réalisé uniquement sous forme hybride, utilisant au moins deux substrats non coplanaires. Il en résulte des dispositifs coûteux à réaliser, encombrants et délicats, et surtout présentant une précision limitée par des erreurs systématiques liées à l’assemblage du magnétomètre. De plus, ces capteurs magnétorésistifs souffrent de la nécessité de compenser leur dérive thermique intrinsèque.

Nous avons récemment déposé un brevet de magnétomètre 3D offrant une solution innovante à ces différents problèmes. Dans ce magnétomètre, les trois composantes du champ magnétique sont déduites simultanément par des capteurs magnéto-résistifs intégrés sur le même substrat et présentant intrinsèquement les mêmes sensibilités, résolution et dérives thermique. Il permet ainsi de simplifier notablement la compensation car les différentes parties sensibles du capteur sont toutes strictement identiques et présentent donc les mêmes sensibilités et dérive thermique. Ce type de capteur offre ainsi une plus grande compacité, une plus grande sensibilité et une consommation réduite pour un procédé de fabrication a priori beaucoup plus simple. Notre invention doit permettre à la fois de diminuer les coûts de fabrication et surtout de réduire la consommation électrique de la boussole triaxe et pourra facilement être insérée dans un système mobile pour servir de micro-boussole intégrée à faible consommation électrique.

L’objectif de ce projet est de valider ce brevet en réalisant un démonstrateur qui réponde à un besoin identifié du marché. Il est aussi de consolider la propriété intellectuelle de cette innovation afin ensuite d’approcher un industriel pour en assurer le transfert technologique.
Le projet s’articule autour de trois tâches : 1/ l’étude de marché permettant la définition des spécifications du magnétomètre et protection de la propriété intellectuelle ; 2/ le développement technologique permettant la fabrication d’un capteur. 3/ le développement du matériau et les tests. Cette dernière tâche inclura notamment l’optimisation du matériau pour atteindre la sensibilité souhaitée, la caractérisation du bruit, de la sensibilité spatiale et de la dérive thermique. Ce projet implique deux partenaires, le laboratoire Spintec, responsable du développement technologique, du matériau et des tests et France Innovation Scientifique et Transfert (FIST-SA), société de droit privé spécialisée dans le transfert et la commercialisation de technologies innovantes, qui sera responsable de l’étude de marché et de la valorisation.