Durant les dernières années, les microphones MEMS (microsystèmes électromécaniques) sont devenus des composants essentiels dans un large éventail d’appareils électroniques grand public. La demande de microphones haute performance a été propulsée d’une part par la nécessité d’améliorer des champs d’applications existants, comme la prise de voix pour les appels téléphoniques, et d’autre part par le développement de nouvelles applications, comme l’adoption massive des systèmes de reconnaissance vocale. Cette demande constante de meilleurs performances a poussé l’optimisation de la technologie actuelle à ses limites, vu que la majorité des microphones MEMS du commerce est basée sur des variantes de design d’un simple condensateur : une membrane déformable, face à une contre-électrode trouée et fixe, et posée sur une cavité maintenue à pression atmosphérique communément appelée Back Volume (BV). Dans ce design, la transduction capacitive est effectuée à pression ambiante, ce qui inévitablement mène à des amortissements de compression et à une résistance acoustique à cause de la présence de la contre-électrode. Ces pertes visqueuses deviennent les sources prépondérantes de bruit, limitant le rapport signal sur bruit (SNR) du microphone. Représentatif du niveau de performance global, le SNR des microphones basés sur ce design ne peut alors être amélioré qu’au prix d’une plus grande taille de puce et de BV. Bien que d’autres changements et améliorations de design aient été proposés, les efforts pour améliorer le SNR sans augmenter la taille du composant n’ont pas abouti. Les designs basés sur la transduction piézoélectrique semblent prometteurs comme alternatifs, puisqu’ils ne requièrent pas de contre-électrode. Cependant, l’amélioration de leur performance se trouve limitée par les pertes intrinsèques des matériaux piézoélectriques actuellement disponibles. Pour réduire les pertes visqueuses et améliorer le niveau de performances des microphones MEMS capacitifs, le présent travail de recherche propose une nouvelle approche qui consiste à séparer la contre-électrode de la membrane et à effectuer la transduction dans le vide. Avec ce nouveau design, le capteur est divisé en deux parties : un piston rigide qui récolte la pression acoustique dans l’air, connecté mécaniquement à un transducteur capacitif encapsulé dans une cavité sous vide. Cette séparation mène à une réduction drastique des sources de bruits acoustiques tout en permettant une grande densité capacitive, ce qui améliore nettement le SNR du microphone sans nécessairement augmenter sa taille. La connexion mécanique entre les éléments est assurée par une charnière innovante, capable de transférer un déplacement mécanique entre deux atmosphères distinctes. Dans cette étude, la charnière mécanique est d’abord dimensionnée pour qu’elle soit suffisamment robuste pour soutenir les effets de la pression atmosphérique et de potentiels pics de pression, tout en restant suffisamment flexible afin de transférer le mouvement mécanique. Un modèle analytique du microphone est ensuite développé, détaillant son fonctionnement théorique, et les niveaux de performances atteignables et les limitations en termes de taille sont discutés. Les designs des microphones finaux sont basés sur le cadre théorique du modèle analytique tout en prenant en compte les dimensions critiques déterminées par le processus de fabrication à deux wafers. La fabrication de ces microphones a été réalisée avec succès, et les problèmes rencontrés ont été analysés et corrigés. De plus, les premiers résultats expérimentaux sur wafer prouvent la viabilité de ce nouveau concept. Le transfert du mouvement du piston dans l’air au transducteur encapsulé a été démontré, et la réponse acoustique des microphones a été mesurée avec succès avec une sensibilité qui atteint 6±0.5fF/Pa. Avec cette première preuve de concept, ce nouveau design ouvre la voie aux microphones MEMS à ultra-haute performance.