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Abstract

A new junction termination for high-voltage devices using a deep trench filled with dielectric, which dramatically decreases the junction-termination area, is proposed and fabricated. The termination breakdown voltage dependence on the dielectric critical electric field (E Cd) and its permittivity (epsivrd) is theoretically studied. Finally, the proposed junction termination is experimentally validated using BenzoCycloButene (BCB) as dielectric material. Experimental results show that the proposed termination sustains more than 1200 V with a 70-mum-width and 100- mum-depth trench filled by BCB.

Mots-Clés / Keywords

pH-ChemFET; PDMS flow-cell microdevice; Packaging; Bacterial activity detection;

Résumé

Les techniques d'analyse médicale nécessitent le développement à faible coût, de capteurs chimiques intégrés, intelligents et fiables. Dans ce contexte, les microtechnologies silicium et polymère offrent des solutions innovantes à condition de les adapter aux biotechnologies. Au cours de l'étude présentée, nous nous sommes attachés à mettre en place une interface de mesure minifluidique dédiée à la caractérisation de microcapteurs chimiques à effet de champ ChemFETs en microvolumes (H 1 mm3). Nos travaux ont ainsi été consacrés au conditionnement à la phase liquide des ChemFETs avec la fabrication collective de microcuves en polydimethylsiloxane au contrôle et à l'automatisation des connexions électriques et fluidiques, et à la mise en place d'une interface homme-machine adaptée. La démonstration du bon fonctionnement de notre système de mesure minifluidique a été faite au travers de l'intégration des techniques de pH-ChemFET-métrie pour application à l'analyse bactérienne. Au travers d'un panel de tests effectué sur la bactérie Lactobacillus Acidophilus utilisant différents sucres et différents antibiotiques, nous avons montré que la diminution du volume d'analyse permettait de réduire significativement les délais d'analyse et qu'il était finalement possible de caractériser et/ou distinguer différents métabolismes bactériens.

Abstract

Medical analysis techniques need the realization at low cost of smart, integrated, reliable chemical sensors. In this context, the silicon and polymer microtechnologies provide innovating solutions through their adaptation to biotechnologies. In this work, we have been focused on the development of a minifluidic measurement interface dedicated to the characterization of chemical field effect transistors (ChemFETs) in microvolumes (H 1 mm3). Our works have been dedicated to the ChemFETs packaging through the mass-fabrication of microtanks in polydimethylsiloxane, to the control and automation of the electrical and fluidic connexions, and to the realisation of an adapted computer-driven interface. The good use of our minifluidic measurement system has been demonstrated through the integration of pH-metry techniques for bacterial analysis. Through a lot of tests performed on the Lactobacillus Acidophilus bacteria using several sugars and antibiotics, we have shown that the analysis volume decrease was responsible for a significant reduction of the response time, and that it was finally possible to characterize and/or specify different bacterial metabolisms.

Mots-Clés / Keywords

pH-métrie; ChemFET; PDMS; Micro-volumes; Bactéries; Mini-fluidique; pH-metry; Bacteria; Mini-fluidic;