Fondée par des chercheurs de l’université Aalto (Finlande), ElFys est une entreprise pionnière et avant-gardiste qui, grâce au développement de technologies de détection de la lumière, conçoit des photodiodes haute performance utilisées dans de nombreuses industries.
Dans cet article, nous allons vous présenter toute l’ingéniosité technologique qui se cache derrière les photodiodes d’ElFys, ainsi que le rôle crucial joué par notre microscope numérique DSX1000 dans la poursuite de l’excellence de cette entreprise dans le cadre de son processus de fabrication.
Une technologie à l’écoute du cœur
Vous êtes-vous déjà demandé comment votre montre connectée peut mesurer précisément votre fréquence cardiaque ? Comment une si petite pièce de métal attachée à votre poignet peut capter les infimes variations de votre rythme cardiaque tout au long de la journée ?
La réponse se trouve dans une technologie révolutionnaire connue sous le nom de photodiode. Il s’agit, en fait, d’un capteur de lumière capable de transformer la lumière en énergie. Ainsi, la montre connectée émet une lumière verte sur votre peau qui est ensuite absorbée par vos globules rouges. À chaque battement de votre cœur, vos vaisseaux sanguins se dilatent et se contractent de manière cadencée, ce qui induit des variations dans l’intensité de la lumière réfléchie. La photodiode est capable de mesurer les variations de quantité de lumière réfléchie, permettant ainsi à votre montre connectée de calculer votre fréquence cardiaque en temps réel.
Toutefois, les photodiodes ne sont pas uniquement utilisées dans vos montres connectées. Ces dispositifs polyvalents sont utilisés dans la conception de nombreux objets du quotidien, comme les ordinateurs portables, les smartphones, les voitures, et même les bagues. Elles sont utilisées partout, des scanners de bagages dans les aéroports aux dispositifs d’imagerie médicale des hôpitaux, en passant par les caisses enregistreuses utilisées dans les magasins.
Une grande sensibilité : les débuts d’ElFys
Fondée en 2017 par une équipe de chercheurs de l’université Aalto (Finlande), ElFys est une entreprise pionnière et avant-gardiste en matière de conception de photodiodes de pointe. En effet, grâce à l’association ingénieuse de systèmes microélectromécanique (MEMS, Modern Micro-Electromechanical System) avec le procédé de dépôt de couches à l’échelle atomique (ALD, Atomic Layer Deposition), ElFys a conçu des capteurs de lumière révolutionnaires.
Grâce à cette technologie innovante, ElFys est capable de capturer chaque rayon de lumière, améliorant ainsi les performances d’une large gamme de dispositifs équipés de capteurs de lumière. L’engagement d’ElFys en matière d’excellence et de recherche et développement lui a permis de devenir un fournisseur majeur de photodiodes haute performance dans de nombreux secteurs industriels.
La technologie qui se cache derrière les photodiodes ElFys repose sur trois techniques innovantes : nanostructuration de la surface frontale, dépôt conforme de couches d’alumine à l’échelle atomique et jonction induite. Cette combinaison unique permet de concevoir une photodiode haute performance avec une meilleure absorption de la lumière et une meilleure aptitude à capter toute la charge produite, offrant ainsi des capacités de détection de la lumière inégalées.
Choix de l’outil adapté à la tâche
Pour repousser les limites de l’excellence, ElFys utilise un équipement d’inspection de pointe capable de vérifier la qualité et la précision de ses photodiodes. Afin de détecter n’importe quel défaut à la surface de wafers, puces et composants emballés, il est important d’utiliser la microscopie.
Lorsqu’il a fallu choisir un microscope pour cette tâche, ElFys cherchait un instrument qui offrait une excellente polyvalence. En effet, ce dernier devait être capable de prendre en charge différents types d’échantillons, et non pas se limiter à une seule application.
Pendant nos échanges avec Mikko Juntunen, fondateur et PDG d’ElFys, et Juha Heinonen, responsable de projet, ces derniers nous ont expliqué ce qui les a amenés à choisir le microscope DSX1000.
Microscope numérique DSX1000
Mikko Juntunen a notamment déclaré ceci : « Après avoir cherché quel équipement pourrait nous convenir, nous avons eu la chance d’apprendre que GWB, distributeur finlandais, disposait d’un microscope de démonstration disponible ici, en Finlande. Ce fut une excellente opportunité de découvrir le microscope en pratique en amont de notre prise de décision.
En nous rendant dans les locaux de GWB, nous avons pu tester le microscope numérique DSX1000 avec nos propres échantillons, ce qui nous a permis de découvrir son fonctionnement. Cet essai pratique a été crucial dans notre prise de décision puisqu’il nous a permis de mesurer pleinement toutes les capacités du dispositif.
À l’inverse, les fabricants concurrents nous ont simplement envoyé les fiches techniques recensant les fonctionnalités des dispositifs, ce qui nous ne nous a pas permis d’apprécier réellement les performances de leurs dispositifs. La possibilité de tester l’appareil par nous-mêmes nous a rassurés totalement sur la capacité du dispositif à répondre à nos besoins. Nous savions qu’il remplirait nos besoins spécifiques grâce aux connaissances pratiques acquises lors du test. »
La quête de l’excellence
« Comme vous pouvez le voir à la couleur de mes cheveux, je ne suis pas nouveau dans le secteur. Et quand je pense à un microscope, je vois un microscope Olympus. » — Mikko Juntunen, fondateur et PDG d’ElFys
Microscope numérique DSX1000
En simplifiant nos tâches d’inspection détaillée de wafers en silicone, de puces et composants emballés au stade de post-production, le microscope numérique DSX1000 est devenu un instrument indispensable pour ElFys. En raison de la très petite taille des semi-conducteurs, ElFys les fabrique sur des wafers de 6 pouces de large (15,24 cm), ce qui correspond à la surface d’un CD. Aussi, chaque wafer peut contenir plusieurs milliers de composants.
En ce qui concerne le processus, la première étape consiste à inspecter le wafer afin de détecter des défauts et des anomalies au niveau des puces. Le mode d’observation à fond noir du microscope s’est révélé très utile pour identifier les rayures et défauts, ce qui permet à ElFys de commercialiser uniquement les produits offrant la qualité la plus élevée. ElFys a également remarqué que la fonctionnalité d’assemblage homogène de plusieurs images offerte par le microscope était extrêmement utile, et elle joue désormais un rôle essentiel dans l’inspection des wafers. En effet, étant donné les dimensions des wafers et le grand nombre de composés qu’ils contiennent, il fallait diviser l’analyse en plusieurs zones d’inspection. Et grâce à la fonctionnalité d’assemblage d’images homogène, le microscope est capable de créer des images de grande taille et de haute qualité.
Image assemblée d’un composant à montage en surface grâce à une observation en fond noir (gauche) et
à une observation en mode combiné (MIX). Images acquises par Juha Heinonen grâce au microscope numérique DSX1000.
Images reproduites avec l’aimable autorisation d’ElFys.
Les équipes ElFys ont dû faire face au défi que représentait l’inspection de puces avec revêtement d’une couche en époxy transparent. Dans ce cas, le mode d’observation en contraste interférentiel différentiel (CID) du microscope s’est révélé inestimable, mettant en évidence les rayures et les microstructures sur la surface de l’époxy.
Une fois les vérifications initiales terminées, il est important d’effectuer une inspection de l’emballage des photodiodes, un élément qui joue un rôle essentiel dans la capacité de la lumière à atteindre la partie la plus sensible du dispositif. À ce stade, la structure passe de la 2D à la 3D, ce qui montre la capacité du microscope à réaliser une imagerie 3D importante pour l’inspection des composants emballés. La capacité d’acquisition d’images en 3D permet d’obtenir une vue d’ensemble des structures complexes tout en faisant la mise au point en simultané sur plusieurs niveaux de profondeur différents et en offrant un aperçu détaillé du montage.
Images obtenue en fond noir d’un composant à montage en surface prise sous différents angles. Images acquises par Juha Heinonen grâce au microscope numérique DSX1000. Images reproduites avec l’aimable autorisation d’ElFys.
Lorsque nous avons demandé à Juha Heinonen si elle recommanderait le microscope numérique DSX1000 pour d’autres domaines d’application, cette dernière s’est montrée catégorique : « Le microscope numérique DSX1000 constitue un excellent choix, notamment lorsque vous devez travailler sur des échantillons très petits qui peuvent être facilement placés sur la platine. Grâce à sa grande polyvalence, ce microscope offre de nombreux modes d’observation et vous permet ainsi d’observer vos échantillons sous différents angles. De plus, l’expérience utilisateur est intuitive et facile, ce qui vous permet de gagner du temps en éliminant le besoin d’avoir à utiliser des réglages très précis.
Dans des domaines où l’inspection de nombreux échantillons similaires est essentielle, comme la recherche sur les semi-conducteurs, cet instrument se révèle indispensable. Grâce à ses capacités d’imagerie rapide et d’automatisation, les chercheurs peuvent analyser rapidement plusieurs échantillons, augmentant ainsi leur productivité et leur efficacité. En outre, ils peuvent se concentrer sur l’analyse d’un plus grand nombre d’échantillons en un temps réduit, ce qui améliore grandement leur processus opérationnel. »
Domaines de recherche
ElFys continue de repousser les limites technologiques en matière de détection de la lumière puisqu’elle conduit en ce moment des travaux de recherche visant à améliorer les capacités de leurs photodétecteurs sur le spectre infrarouge lointain. En utilisant des matériaux différents pour la fabrication des semi-conducteurs, ElFys a pour objectif de surmonter les limites posées par l’utilisation du silicone et d’obtenir des résultats pertinents dans le domaine du proche infrarouge, répondant ainsi aux besoins des industries des technologies de santé portables pour lesquelles des paramètres comme la glycémie ou les taux d’acide lactique sont importants.
En tant qu’entreprise où la recherche et l’innovation sont des moteurs, ElFys s’est imposée comme une entreprise pionnière dans le domaine des technologies de détection de la lumière. L’engagement de l’entreprise pour l’excellence et la diversité, associé à une équipe de chercheurs et d’ingénieurs expérimentés, a permis de propulser ElFys
à l’avant-garde du secteur. En utilisant le microscope numérique DSX1000 dans sa quête d’excellence, ElFys continue de façonner l’avenir des applications de détection de la lumière dans de nombreux secteurs, contribuant ainsi à rendre le monde plus lumineux.
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