Développement de jonctions tunnel magnétiques bas bruit pour les capteurs de champ magnétique

Les capteurs de champ magnétique à base de jonctions tunnel magnétiques sont parmi les solutions les plus prometteuses dans le cadre de la miniaturisation toujours plus poussée des composants. Crocus Technology, entreprise partenaire de cette thèse, conçoit depuis plusieurs années des capteurs parmi les plus petits du marché. Malgré leur très bonne sensibilité, ils présentent un bruit en 1/f très important dégradant fortement leur capacité à détecter des champs magnétiques de faible amplitude. Les travaux de cette thèse s’inscrivent dans un contexte de réduction du bruit et d’amélioration de la détection de ces capteurs. Des études approfondies du bruit dans les capteurs commerciaux de Crocus ont été conduites afin de bâtir une bonne compréhension des mécanismes à l’origine de ce bruit. Ces études ont été menées grâce à un banc d’expérience spécifiquement destiné à la réalisation de mesures de bruit conjointement à une caractérisation magnéto-électrique des échantillons. Ainsi, nous avons pu relier le bruit mesuré au comportement des capteurs sous différentes conditions de champ magnétique en développant un modèle explicatif sur la base de « l’empreinte des propriétés magnétiques des échantillons sur leur bruit ». Cette thèse s’est achevée par un projet 6-sigma piloté par l’auteur et ayant permis de mettre en place les solutions nécessaires à la réalisation d’un objectif ambitieux de réduction du bruit. La détectivité a ainsi pu être améliorée de presque deux ordres de grandeur et ainsi atteindre les 13 nT/√Hz à 10 Hz en l’espace de quelques mois, sans dégrader l’intégrabilité des capteurs et en respectant des contraintes industrielles.