FR2745120A1 - Circuit integre comportant des plots conducteurs recouverts d'une couche barriere - Google Patents

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Abstract

Le circuit intégré comporte au moins un plot conducteur (2) et une couche barrière (4) en polymère intrinsèquement conducteur recouvrant le plot (2).

Description

La présente invention concerne un circuit intégré comportant des plots conducteurs, notamment bien que non exclusivement des plots en aluminium.
On sait que les circuits intégrés sont généralement réalisés avec des plots en aluminium. Le problème de l'aluminium est qu'il s'oxyde très facilement au contact de l'air pour former une couche d'alumine isolante de sorte que la liaison électrique avec une piste conductrice déposée ultérieurement sur le plot présente une résistance incompatible avec les courants de très faible intensité généralement utilisés lors du fonctionnement d'un circuit intégré.
Afin d'éviter une oxydation du plot en aluminium et d'améliorer la liaison électrique avec une piste conductrice reliée au plot du circuit intégré on a envisagé de déposer sur le plot en aluminium une fine couche d'or.
Toutefois il s'avère que l'or ainsi que de nombreux métaux tels que l'argent tend à diffuser dans l'aluminium pour former un ensemble intermétallique d'or et d'aluminium qui est de nature cassante et qui peut parfois être de résistivité élevée. Durant les cycles thermiques qui sont généralement effectués pour la liaison des pistes conductrices avec les plots des circuits intégrés, la contrainte qui est générée dans les interfaces intermétalliques risque de provoquer des micro-craquelures affectant la liaison électrique entre la piste conductrice et le plot.
Afin d'empêcher la diffusion de l'or ou d'un autre métal très conducteur dans le plot en aluminium on a réalisé une couche barrière en titane ou en alliage de titane. Une telle couche barrière réduit considérablement la diffusion de l'or et permet donc d'obtenir des liaisons électriques de bonne qualité entre les pistes conductrices et les plots en aluminium d'un circuit intégré. Toutefois il s'est avéré à l'expérience que le titane a lui-même tendance à diffuser dans l'aluminium de sorte que les inconvénients liés à la diffusion de l'or finissent par survenir même lorsque les plots en aluminium du circuit intégré sont recouverts d'une couche barrière en titane ou en alliage de titane.
Par ailleurs, on connaît des polymères dits intrinsèquement conducteurs qui sont des matériaux organiques ne contenant aucune particule métallique et conduisant néanmoins l'électricité. Toutefois ces matériaux ne sont généralement pas utilisés dans l'industrie électronique, et en particulier dans l'industrie des circuits intégrés, en raison de leur très grande résistivité.
Selon l'invention on propose un circuit intégré comportant au moins un plot conducteur et une couche barrière en polymère intrinsèquement conducteur recouvrant chaque plot conducteur.
On a en effet constaté qu'en réalisant une couche barrière très mince en polymère intrinsèquement conducteur la très faible épaisseur de la couche barrière par rapport à sa surface sur le plot conducteur permettait d'obtenir une résistance de l'ordre d'un Ohm compatible avec les faibles intensités utilisées lors du fonctionnement des circuits intégrés.
Selon une version avantageuse de l'invention la couche barrière en polymère intrinsèquement conducteur est recouverte d'une couche d'or. On améliore ainsi la liaison électrique avec la piste conductrice reliée aux plots du circuit intégré en particulier lorsque cette piste conductrice est réalisée en polymère chargé de grains métalliques. Parallèlement on a constaté que la couche barrière en polymère intrinsèquement conducteur constituait un obstacle très efficace à la diffusion l'un dans l'autre de métaux différents, qu'il s'agisse de l'or ou des métaux constituant les pistes conductrices reliées aux plots lorsque celles-ci sont directement en contact avec la couche barrière.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention, en référence à la figure unique ci-jointe qui est une vue en coupe partielle très agrandie d'un circuit intégré au niveau d'un des plots de ce circuit intégré.
En référence à la figure, le circuit intégré comporte un substrat en silicium 1 convenablement dopé pour réaliser les circuits intégrés, et des plots en aluminium 2 dont un seul a été représenté sur la figure. La surface supérieure du circuit intégré est recouverte d'une couche de passivation isolante 3, parXexemple en oxyde de silicium, ou en polyimide qui recouvre le bord des plots 2.
Selon l'invention les plots en aluminium 2 sont recouverts d'une couche barrière 4 en polymère intrinsèquement conducteur. Parmi les polymères intrinsèquement conducteurs on peut par exemple utiliser les polymères suivants . polythiofènes, polyamines, copolymère de sulfone, polyéther-sulfone, polyéther-cétone, polyphénylène sulfuré, polyaniline iodée, polydiphénylamine iodée, polypyrole iodée, polythioprène iodé, vinylène iodé, bisthiofène iodé, polycrocomaine iodée.
Dans le mode de réalisation particulier illustré, la couche barrière en polymère intrinsèquement conducteur est elle-même recouverte d'une couche d'or 5 sur laquelle a été déposée une piste conductrice 6 réalisée en polymère chargé de grains métalliques, assurant une bonne conductivité.
La couche barrière en polymère intrinsèquement conducteur et la couche d'or sont de préférence déposées sur les plots du circuit intégré alors que celui-ci est encore sous forme de galette (wafer), la couche barrière en polymère intrinsèquement conducteur étant par exemple déposée par sérigraphie et la couche d'or par dépôt sous vide.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et est susceptible de variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention.
En particulier, bien que dans le mode de réalisation particulier décrit la couche barrière soit recouverte d'une couche d'or, on peut prévoir de relier directement la piste conductrice 6 à la couche barrière 4. On peut également prévoir une couche barrière subdivisée en plusieurs couches.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des plots en aluminium, elle s'applique à tous les cas où les plots et les pistes conductrices comportent des métaux différents susceptibles de diffuser l'un dans 1' autre.

Claims (4)

REVENDICATIONS
1. Circuit intégré comportant au moins un plot conducteur (2), caractérisé en ce qu'il comporte une couche barrière (4) en polymère intrinsèquement conducteur recouvrant chaque plot conducteur.
2. Circuit intégré selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche barrière (4) est recouverte d'une couche de métal conducteur.
3. Circuit intégré selon la revendication 2, caractérisé en ce que le métal conducteur est de l'or.
4. Circuit intégré selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le polymère intrinsèquement conducteur est choisi dans le groupe comprenant les polymères suivants : polythiofènes, polyamines, copolymère de sulfone, polyéther-sulfone, polyéthercétone, polyphénylène sulfuré, polyaniline iodée, polydiphénylamine iodée, polypyrole iodée, polythioprène iodé, vinylène iodé, bisthiofène iodé, polycrocomaine iodée.
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