FR3022691A1 - Dispositif capacitif commandable integre - Google Patents

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Abstract

Le circuit intégré comprend au-dessus d'un substrat une partie (RITX) comportant plusieurs niveaux de métallisation séparés par une région isolante, et au sein de ladite partie, au moins un logement creux (LGT) dont les parois comportent des portions métalliques réalisées au sein de différents niveaux de métallisation. Un dispositif capacitif commandable (DIS) comporte une structure métallique suspendue (1) située dans le logement creux au sein d'un premier niveau de métallisation (M3) comportant un premier élément fixé sur deux zones de fixation du logement et au moins un deuxième élément s'étendant en porte à faux à partir du premier élément et comportant une première électrode du dispositif capacitif. Une deuxième électrode comporte un premier corps fixe (20) situé à un deuxième niveau de métallisation (M2) adjacent au premier niveau de métallisation (M3) en regard de ladite première électrode, le premier élément étant commandable en flexion à partir d'une zone de commande de ce premier élément de façon à modifier la distance entre les deux électrodes.

Description

1 Dispositif capacitif commandable intégré Des modes de réalisation de l'invention concernent les circuits intégrés, et plus particulièrement la réalisation de dispositifs capacitifs commandables intégrés, utilisables par exemple dans des appareils de communication sans fil, tels que des téléphones mobiles cellulaires, pour pouvoir changer de bande de fréquences de façon simple.
Actuellement, il existe au sein de circuits intégrés, des dispositifs capacitifs commandables réalisés sous la forme de microsystèmes électromécaniques (Micro Electro Mechanical Systems : MEMS). On peut citer à cet égard l'article de DeReus et autres intitulé « Tunable capacitor series/shunt design for integrated tunable wireless front end applications », MEMS 2011, Cancun, Mexico, January 23-27 2011, 2011 IEEE. Le dispositif capacitif décrit dans cet article est basé sur une structure du type à pont suspendu comportant une membrane métallique disposée à distance d'une électrode inférieure surmontée d'une couche diélectrique. Lorsque la membrane est à distance de la couche diélectrique, le dispositif capacitif présente une première valeur capacitive, typiquement faible, tandis que lorsque la membrane est actionnée de façon à venir contacter la couche diélectrique, l'ensemble membrane métallique/couche diélectrique/électrode inférieure forme un condensateur ayant une deuxième valeur capacitive, typiquement élevée. La commande du fléchissement de la membrane métallique s'effectue en appliquant une tension élevée, typiquement de l'ordre de 50 volts, de façon à assurer à la fois un fléchissement correct de l'électrode mobile et d'assurer un contact correct avec la couche diélectrique. Outre le fait que la technologie utilisée pour réaliser de tels dispositifs est une technologie dédiée, difficile à intégrer dans un flot technologique standard CMOS, la nécessité d'appliquer une tension 3022691 2 élevée, de l'ordre de plusieurs dizaines de volts, est un inconvénient majeur. Selon un mode de réalisation, il est proposé un dispositif capacitif commandable disposé au moins en partie dans la partie 5 d'interconnexion (communément désignée par l'homme du métier sous l'acronyme anglosaxon de « BEOL » : Back End Of Lines) et qui puisse être réalisé par tous les flots technologiques CMOS par l'adjonction éventuelle de seulement quelques opérations supplémentaires (l'adjonction d'un niveau de masque par exemple), et 10 ce sans utiliser la technologie classique du type MEMS. Selon un mode de réalisation, il est proposé un dispositif capacitif commandable ne requérant pas de haute tension d'activation pour commuter le dispositif capacitif d'une configuration à une autre, tout en permettant un bon contact entre l'électrode mobile du 15 dispositif capacitif et l'électrode fixe. Selon un aspect, il est proposé un circuit intégré comprenant, au-dessus d'un substrat, une partie d'interconnexion (BEOL comportant plusieurs niveaux de métallisation séparés par une région isolante, communément désignée par l'homme du métier sous 20 l'acronyme anglosaxon IMD (Inter Metal Dielectric). Selon une caractéristique générale de cet aspect, le circuit intégré comprend en outre au sein de ladite partie d'interconnexion, au moins un logement creux dont les parois comportent des portions métalliques réalisées au sein de différents niveaux de métallisation, un 25 dispositif capacitif commandable comportant une structure métallique suspendue située dans le logement creux au sein d'un premier niveau de métallisation ; cette structure comporte un premier élément fixé sur deux zones de fixation du logement et au moins un deuxième élément 30 s'étendant en porte-à-faux à partir du premier élément et comportant une première électrode du dispositif capacitif ; le dispositif capacitif comprend également une deuxième électrode comportant un premier corps fixe situé à un deuxième niveau de métallisation adjacent au premier niveau de métallisation en regard 3022691 3 de ladite première électrode, le premier élément étant commandable en flexion à partir d'une zone de commande de ce premier élément de façon à modifier la distance entre les deux électrodes. Il convient de noter que les termes « premier » et « deuxième » 5 associés aux niveaux de métallisation ne préjugent en rien du rang effectif du niveau de métallisation concerné et permettent simplement de les distinguer mutuellement. Le fait de prévoir le premier élément qui est en fait un pont suspendu et qui va fléchir à partir de sa zone de commande, et un 10 deuxième élément qui s'étend en porte-à-faux à partir de ce premier élément, c'est-à-dire qui possède une extrémité libre, et qui comporte la première électrode, c'est-à-dire l'électrode mobile, va permettre de « décorréler » le mouvement de fléchissement du premier élément du mouvement sensiblement linéaire du deuxième élément et conduire 15 notamment à nécessiter une force d'activation moindre pour permettre un déplacement significatif de l'électrode mobile. Ainsi, la nouvelle structure permet d'éviter d'avoir l'électrode capacitive fléchie. Seule la zone de commande va fléchir. Et, le fait d'éviter d'avoir un fléchissement de l'électrode du dispositif capacitif 20 permet d'ajuster plus précisément la valeur capacitive de ce dispositif. Par ailleurs, le premier élément, sa zone de commande et le deuxième élément sont avantageusement agencés de façon à ce que la première électrode soit capable de se mouvoir dans une direction sensiblement orthogonale aux niveaux de métallisation en restant 25 sensiblement parallèle à la deuxième électrode (électrode fixe) lors du fléchissement du premier élément. Selon un mode de réalisation, le circuit comprend en outre des moyens de commande configurés pour appliquer une force électrostatique sur la zone de commande du premier élément pour le 30 faire fléchir. A cet égard, selon un mode de réalisation, les moyens de commande comportent un deuxième corps fixe situé à un niveau de métallisation adjacent au premier niveau de métallisation en regard de la zone de commande du premier élément et des moyens d'alimentation 3022691 4 configurés pour appliquer une différence de potentiel entre la zone de commande et le deuxième corps fixe. Et, cette différence de potentiel peut être faible, typiquement quelques volts.
5 Il est particulièrement avantageux que le circuit intégré comprenne en outre des moyens de sécurité configurés pour interdire un contact électrique entre ladite zone de commande du premier élément et le deuxième corps fixe. Selon un mode de réalisation, la zone de commande du premier 10 élément est située sensiblement à mi-distance desdites deux zones de fixation respectivement situées sur deux parois opposées du logement et le deuxième élément s'étend en porte-à-faux à partir de ladite zone de commande du premier élément. Une telle configuration géométrique contribue fortement 15 obtenir à un déplacement sensiblement perpendiculaire aux plans moyens des niveaux de métallisation de l'électrode mobile. Le deuxième élément comprend une poutre s'étendant dans une direction différente de la direction passant par les deux zones de fixation. Là encore, on « dé-corrèle » la direction de fixation de la 20 direction dans laquelle s'étend le ou les électrodes mobiles du dispositif capacitif. Il est particulièrement avantageux que les deux zones de fixation soient en vis-à-vis et que le premier élément soit symétrique par rapport à la direction passant par les deux zones de fixation et que 25 la poutre du deuxième élément s'étende perpendiculairement à ladite direction. Le premier élément peut comprendre une première plaque fixée sur les deux zones de fixation par deux bras et formant ladite zone de commande. La première électrode peut comprendre alors une deuxième 30 plaque située au voisinage de l'extrémité libre de la poutre. Selon un mode de réalisation, le premier corps fixe et le deuxième corps fixe sont situés audit deuxième niveau de métallisation qui est disposé entre ledit premier niveau de métallisation et le substrat, et la deuxième électrode comprend en outre un appendice 3022691 5 électriquement conducteur solidaire du premier corps fixe situé entre le corps fixe et la première électrode et ayant une hauteur sensiblement égale à la moitié de l'espace entre deux niveaux de métallisation.
5 Un tel appendice forme également avantageusement les moyens de sécurité mentionnés ci-avant. Le dispositif capacitif peut comprendre une couche diélectrique disposée entre les deux électrodes et fixée sur ledit appendice ou sur la première électrode.
10 Selon un mode de réalisation, le dispositif capacitif possède une première configuration en l'absence de fléchissement du premier élément dans laquelle la couche diélectrique est à distance de l'électrode sur laquelle elle n'est pas fixée, et une deuxième configuration en présence d'un fléchissement du premier élément dans 15 laquelle la couche diélectrique est en contact avec l'électrode sur laquelle elle n'est pas fixée, et le premier élément est commandable en flexion à partir de ladite zone de commande pour faire passer le dispositif capacitif de sa première configuration à sa deuxième configuration.
20 Selon un mode de réalisation, le logement possède une paroi de plancher située au deuxième niveau de métallisation et incorporant le premier et le deuxième corps fixes. Ladite structure suspendue peut être totalement symétrique. Ainsi, selon un mode de réalisation, ladite structure suspendue 25 comprend en outre un troisième élément structurellement identique au deuxième élément, s'étendant en porte à faux à partir du premier élément symétriquement au deuxième élément, et possédant une troisième électrode structurellement identique à la première électrode, et le dispositif capacitif comporte une quatrième électrode 30 structurellement identique à la deuxième électrode et comportant un troisième corps fixe situé en regard de ladite troisième électrode au même niveau de métallisation que celui du premier corps fixe, ledit premier élément étant commandable en flexion à partir de la zone de commande de ce premier élément de façon à modifier simultanément la 3022691 6 distance entre la première et la deuxième électrodes et la distance entre la troisième et la quatrième électrodes. En règle générale, lorsque la force électrostatique cesse, la structure suspendue revient dans son état de repos par effet élastique.
5 Cela étant, il est possible, dans certains cas, que l'électrode mobile reste collée au diélectrique. Dans ce cas, afin de faciliter le retour à la position non fléchie de la structure, il est particulièrement avantageux que le premier élément comporte une première partie située au premier niveau de métallisation et une deuxième partie située 10 à un niveau de via adjacent audit premier niveau de métallisation, les deux parties comportant des matériaux ayant des coefficients de dilatation thermique différents, ledit premier élément étant électriquement activable de façon à passer d'une configuration fléchie à une configuration non fléchie, ladite première partie étant configurée 15 pour lui permettre d'être au moins en partie parcouru par un courant électrique de façon à augmenter sa température. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée de modes de réalisation, nullement limitatifs, sur lesquels : 20 les figures 1 à 14 illustrent différents modes de réalisation d'un circuit intégré selon l'invention. Sur la figure 1, la référence CI désigne un circuit intégré au sein duquel on va réaliser un dispositif de capacitif commandable DIS comportant une structure suspendue 1 logée dans une cavité CV d'un 25 logement creux LGT. Comme on va le voir plus en détail ci-après, le dispositif métallique DIS et le logement LGT sont réalisés au sein de plusieurs niveaux de métallisation ou niveaux de métal (ici trois niveaux de métallisation M2, M3, M4, et deux niveaux de vias V2, V3) de la 30 partie d'interconnexion RITX du circuit intégré CI, cette partie d'interconnexion étant communément désignée par l'homme du métier sous l'acronyme anglosaxon BEOL (« Back End Of the Line »).
3022691 7 Cette partie d'interconnexion se situe au-dessus du substrat SB du circuit intégré et au-dessus des composants, tels que des transistors T, réalisés dans et sur le substrat SB. Comme il est classique en la matière, les pistes métalliques 5 réalisées au sein des différents niveaux de métallisation du circuit intégré sont, pour certaines d'entre elles, mutuellement reliées par des trous d'interconnexion ou vias, l'ensemble de ces pistes et vias étant encapsulés dans une région isolante RIS, qui peut être formée d'un ou de plusieurs matériaux électriquement isolants.
10 Le logement LGT comporte notamment une paroi inférieure PI réalisée au niveau de métal M2, une paroi latérale PLD réalisée au niveau de via V2, au niveau de métal M3 et au niveau de via V3, ainsi qu'une autre paroi PLG également réalisée au niveau de via V2 au niveau de métal M3 et au niveau de via V3.
15 Le logement LGT est fermé par un capot troué CPT comportant plusieurs orifices OR. Le capot CPT est réalisé ici au niveau de métal M4. Comme on le verra plus en détail ci-après, la structure 1 est dans un premier temps encapsulé dans le matériau isolant RIS de la 20 partie d'interconnexion RITX puis, dans un deuxième temps, après retrait de ce matériau RIS de la cavité CV du logement, libérée. Alors que la structure suspendue 1 est réalisée au niveau de métal M3, le dispositif capacitif comporte également un premier corps fixe 20 situé au niveau de métal M2, adjacent au niveau de métal M3, 25 un deuxième corps fixe 5, également réalisé au niveau de métal M2 et un troisième corps fixe 40 également réalisé au niveau de métal M2. Ces corps fixes font donc partie de la paroi inférieure PI du logement. Le premier corps fixe 20 est surmonté d'un appendice 21 ayant la hauteur d'un demi via. Cet appendice 21 supporte une couche 22 30 comportant un matériau diélectrique différent du matériau isolant RIS. De même, le troisième corps fixe 40 supporte un appendice électriquement conducteur 41, analogue à l'appendice 21. L'appendice 41 supporte également une autre couche 42 comportant un matériau diélectrique.
3022691 8 Comme on le verra plus en détail ci-après, alors que la structure suspendue 1 comporte des première et troisième électrodes du dispositif capacitif, ces électrodes étant des électrodes mobiles, le premier corps fixe 20 et l'appendice 21 forment une deuxième 5 électrode du dispositif capacitif, tandis que le troisième corps fixe 40 et l'appendice 41 forment une quatrième électrode 4 du dispositif capacitif. Ces deuxième et quatrième électrodes 2 et 4 sont des électrodes fixes. La figure 2 est une vue de dessus du niveau de métal M3 10 illustrant plus en détail un exemple de réalisation de la structure 1. Le logement LGT comporte, outre la paroi PLD et la paroi PLG, deux autres parois PLA et PLF. Dans l'exemple de la figure 2, la structure suspendue 1 possède un axe de symétrie longitudinal AX1 et un axe de symétrie transversal 15 AX2. Cette structure est ici en forme de croix et comporte un premier élément 11, un deuxième élément 12 et un troisième élément 13 structurellement identique au deuxième élément 12. Le premier élément 11 comporte ici une première plaque 20 métallique 110 fixée sur deux zones de fixation 10 respectivement situées sur les parois PLA et PLF par deux bras 111 et 112, chaque bras comportant ici trois branches. Cette première plaque 110 forme ici une zone de commande pour le premier élément. Bien entendu le nombre trois de branches de chaque bras n'est ici qu'un exemple et ce 25 nombre peut être quelconque. On peut ainsi par exemple prévoir une seule branche éventuellement trouée par endroits. Le deuxième élément 12 comporte une poutre 120 s'étendant en porte-à-faux à partir de la première plaque 110 perpendiculairement à l'axe AX1.
30 Le deuxième élément 12 comporte une deuxième plaque 121 située au voisinage de l'extrémité libre 122 de la poutre 120. Le troisième élément 13 comporte par analogie une poutre 130 s'étendant en porte-à-faux à partir de l'autre côté de la première plaque 110.
3022691 9 Cette poutre 130 comporte une troisième plaque 131 située au voisinage de l'extrémité libre 132 de la poutre 130. Lorsque la structure 1 sera désencapsulée, c'est-à-dire lorsque le matériau RIS à l'intérieur de la cavité CVT aura été enlevé, la 5 structure 1 devient alors une structure suspendue dont le premier élément 11 est capable de fléchir dans le plan xz comme illustré schématiquement sur la figure 6. On reviendra plus en détail sur cette caractéristique ci-après. La figure 3 illustre plus en détail une vue de dessus des 10 couches diélectriques 22 et 42 ainsi que du deuxième corps fixe 5. La deuxième couche diélectrique 22 qui recouvre l'appendice 21 et le premier corps fixe 20 se situe en vis-à-vis de la deuxième plaque 121. De même, la couche diélectrique 42 qui recouvre l'appendice 41 et le troisième corps fixe 40 se situe en vis-à-vis de la 15 troisième plaque 131. Par ailleurs, le deuxième corps fixe 5 se situe en vis-à-vis de la première plaque 110. Il convient de noter que les différents corps fixes 20, 5 et 40 sont mutuellement électriquement isolés car séparés, après retrait du matériau RIS de la cavité, par des espaces ESP. De même, le premier 20 corps fixe 20 et le troisième corps fixe 40 sont respectivement isolés du reste de la paroi inférieure PI par d'autres espaces d'air. Ainsi, le dispositif capacitif 1 comporte un premier condensateur dont la première électrode, mobile, comporte la deuxième plaque 121, dont la deuxième électrode fixe, comporte 25 l'appendice 21 supportée par le corps fixe 20 et dont le diélectrique comporte la couche diélectrique 22 ainsi que, après désencapsulation de la structure et dans une première configuration, l'espace d'air compris entre la couche diélectrique 22 et la plaque 121. De même, dans ce mode de réalisation, le dispositif capacitif 30 comporte une autre électrode mobile comportant la plaque 131, une autre électrode fixe 4 comportant l'appendice 41 surmontée par le corps fixe 40, et le diélectrique comportant la couche diélectrique 42 et l'espace d'air situé entre cette couche diélectrique 42 et la plaque 131 dans ladite première configuration après désencapsulation.
3022691 10 Par ailleurs, comme cela va être expliqué plus en détail ci-après, le premier élément 11 est commandable en flexion à partir de la zone de commande formée ici de la première plaque 110 coopérant, dans ce mode de réalisation, de façon électrostatique avec le deuxième 5 corps fixe 5. Comme illustré sur les figures 4 à 6, le dispositif capacitif DIS possède après retrait du matériau isolant RIS une première configuration dans laquelle le premier élément 11 n'est pas fléchi conduisant à une électrode mobile 121 située à distance de la couche 10 diélectrique 22 (figure 4). Ceci s'applique bien entendu également à l'autre électrode mobile comportant la plaque 131. Dans cette configuration, la valeur capacitive du condensateur est faible. Le dispositif capacitif possède également une deuxième configuration dans laquelle, dans cet exemple, suite à un déplacement 15 vertical selon la direction D de la plaque 121 résultant d'un fléchissement du premier élément 11, la plaque 121 vient au contact de la couche diélectrique 22 conférant alors au condensateur correspondant une valeur capacitive plus élevée. A cet égard, comme illustré sur la figure 6, le fléchissement du 20 premier élément 11 est provoqué par la force électrostatique F résultant de l'application d'une différence de potentiel entre le deuxième corps fixe 5 et la première plaque 110. Typiquement, des moyens de génération GEN de structure classique connue en soi, sont configurés pour appliquer une tension 25 Vdd sur le deuxième corps fixe 5. Les parois du logement et donc la structure 1 et par voie de conséquence la première plaque 110 sont reliés à la masse GND. Les moyens de commande configurés pour faire fléchir le premier élément 11 comportent donc ici les moyens GEN, le deuxième 30 corps fixe 5 et la plaque 110. Ce fléchissement du premier élément provoque le déplacement vertical selon la direction D des électrodes mobiles du dispositif capacitif.
3022691 11 Par ailleurs, dans le mode de réalisation décrit ici, les appendices 21 et 41, dont la hauteur est la hauteur d'un demi via forment également des moyens de sécurité permettant d'interdire un contact électrique entre la zone de commande, c'est-à-dire la première 5 plaque 110, du premier élément et le deuxième corps fixe 5. Ainsi, le fait de placer les électrodes mobiles dans une direction différente de la direction de fixation du premier élément, permet de dissocier le mouvement de flexion du premier élément du déplacement vertical des électrodes mobiles. Il n'est donc plus 10 nécessaire de prévoir une forte tension de commande pour faire fléchir le pont suspendu et d'obtenir une bonne surface de contact entre les deux électrodes du condensateur. En effet, dans le mode de réalisation décrit ici, une tension Vdd de quelques volts est suffisante pour, grâce à la flexion du premier élément, déplacer verticalement les électrodes 15 mobiles 121 et 131 de façon à les amener au contact des couches diélectriques correspondantes. Plus précisément avec une structure du type de celle illustrée sur la figure 2 ayant des bras de trois branches de longueur 25 .im et de largeur 2 .im et une plaque 110 de surface 130 i.tm2 il suffit 20 d'appliquer une tension Vdd de l'ordre de 2.5 Volts pour déplacer les électrodes mobiles de façon à les amener au contact des couches diélectriques correspondantes. La tension Vdd peut être amenée sur le corps fixe 5 par exemple au moyen notamment d'un via situé sous le niveau de 25 métal M2. On se réfère maintenant plus particulièrement aux figures 7 à 11 pour illustrer un mode de fabrication d'un exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention. Le dispositif DIS et notamment la structure suspendue 1 sont 30 réalisés en utilisant des étapes classiques de fabrication de niveaux de métallisation et de vias. On définit tout d'abord (figure 7) de façon classique et connue en soi les éléments métalliques du niveau de métal M2 formant la paroi inférieur PI du logement.
3022691 12 Le niveau de métal M2 qui repose sur la région isolante sous-jacente RIS comporte ainsi les trois corps fixes 20, 5 et 40 mutuellement espacés par les espaces ESP, ainsi que des portions métalliques 70 et 71 respectivement espacées des corps fixes 20 et 40 5 par d'autres espaces ESP. La hauteur de ce niveau de métal et de chaque niveau de métal est typiquement comprise entre 3000 et 5000À. A l'étape suivante (figure 8) on enrobe le niveau de métal M2 avec un matériau isolant RIS, comportant par exemple du dioxyde de 10 silicium, de façon à former au-dessus du niveau de métal M2 une hauteur de région isolante RIS égale à la moitié d'un espace inter niveau de métal. Ceci s'effectue de façon classique par exemple par dépôt du matériau isolant, suivi d'un polissage mécano-chimique. Puis, on procède (figure 9), par photolithographie, gravure et 15 dépôt de métal, typiquement du tungstène, suivi d'un polissage mécano-chimique à la réalisation des deux appendices 21 et 41. La hauteur de ces appendices est de l'ordre de 2500À par exemple ce qui correspond à la moitié d'une hauteur de via, par exemple de l'ordre de 5000À.
20 On forme ensuite sur les deux appendices 21 et 41 les deux couches diélectriques 22 et 42, typiquement par dépôt et gravure. Le matériau diélectrique utilisé peut être du nitrure de silicium. La hauteur de ces couches 22 et 42 est par exemple de l'ordre de 300À.
25 On complète ensuite (figure 10) la région isolante inter-métal RIS et l'on forme de façon classique et connue en soi deux vias V20 et V21. Comme indiqué ci-avant, la hauteur de ces vias V20 et V21 peut être typiquement comprise entre 3000 et 5000À.
30 Puis, comme illustré sur la figure 11, on définit le niveau de métal M3 qui comporte la structure suspendue 1 ainsi que deux portions métalliques 80 et 81 au-dessus des vias V20 et V21. On réalise ensuite la région diélectrique intermétal RIS située entre le niveau de métal M3 et le niveau de métal M4 et l'on forme des 3022691 13 vias V30 et V31 au-dessus des portions métalliques 21 et 81 de façon à finaliser les parois PLD et PLG. Le niveau de métallisation M4 est ensuite réalisé pour définir le capot CPT comportant les orifices OR.
5 Puis on procède alors dans cet exemple (figure 12) à une gravure humide FL, par exemple avec de l'acide fluorhydrique, à travers les orifices OR de façon à éliminer la région isolante RIS encapsulant la structure 1 et les différents corps fixes et réaliser par là-même la cavité CV du logement LGT.
10 Puis on procède à un dépôt non-conforme d'oxyde de façon à former une couche bouchant les orifices OR. Le procédé classique de réalisation des différents niveaux de métallisation supérieurs se poursuit ensuite. Le dispositif DIS peut être utilisé dans un appareil de 15 communication radiofréquence, par exemple un téléphone mobile cellulaire, de façon, par modification de la valeur capacitive, à modifier la bande de fréquence du téléphone mobile cellulaire. Dans une telle application, le signal radiofréquence peut circuler au sein des électrodes fixes des condensateurs et plus 20 particulièrement au sein des corps fixes 20 et 40. Bien entendu, plusieurs dispositifs capacitifs de ce genre peuvent être disposés au sein d'un même circuit intégré de façon à pouvoir couvrir des bandes de fréquences différentes. Le passage du dispositif capacitif de sa deuxième configuration 25 à sa première configuration c'est-à-dire celle dans laquelle le premier élément est non fléchi, s'effectue par effet élastique de ce premier élément en annulant la différence de potentiel entre le corps fixe 5 et la zone de commande 110 du premier élément. Cela étant, il peut arriver dans certains cas, que par effet de 30 collage, l'électrode mobile reste collée sur la couche diélectrique correspondante empêchant le retour naturel à la première configuration. Dans ce cas, il est avantageusement prévu d'utiliser le mode de réalisation illustré schématiquement sur la figure 13.
3022691 14 Le premier élément comporte alors une première partie comportant par exemple les deux bras 111a et 111b, réalisés au niveau de métal M3 et formant avec la plaque de commande 110 un U. Ces deux bras sont raccordés respectivement sur deux portions 5 mutuellement électriquement isolées PLA1 et PLA2 de la paroi PLA. Le premier élément comporte également une deuxième partie située au niveau de via V3 adjacent au niveau de métal M3. Cette deuxième partie comporte ici deux lignes de métal lllc et llld solidaires des bras 111a et 111b mais réalisées avec des matériaux 10 ayant des coefficients de dilatation thermique différents. On peut par exemple utiliser de l'aluminium pour les bras llla et 111b et du tungstène pour les lignes métalliques lllc et llld. Cela étant l'utilisation de cuivre pour les bras llla et lllb est également possible.
15 Et, comme illustré sur la figure 14, lorsque le premier élément est en position fléchie, on applique alors, sur la zone Z1 c'est-à-dire sur les deux morceaux de paroi PLA1 et PLA2 une différence de potentiel à l'aide de moyens classiques GEN2, de façon à faire circuler un courant circulant dans le bras lllb la plaque 110 et le bras llla de 20 façon à élever la température de l'ensemble par effet Joule. Et, compte tenu des coefficients de dilatation thermique différents des deux matériaux formant d'une part les bras llla et lllb et d'autre part les lignes métalliques 111c et 111d, il y a un effet mécanique de flexion exercé en sens inverse selon la flèche F2 (figure 14) pour ramener de 25 façon forcée le premier élément dans sa première configuration non fléchie. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits mais en embrasse toutes les variantes. Ainsi, bien qu'il soit particulièrement avantageux d'utiliser une 30 structure suspendue 1 totalement symétrique, on pourrait ne prévoir qu'une seule poutre 120 en porte-à-faux s'étendant non nécessairement perpendiculairement à l'axe AX1. Par ailleurs, la plaque 121 pourrait être située complètement à l'extrémité libre de la poutre 120.
3022691 15 De même les corps fixes 20, 5 et 41 pourraient être situés au sein d'un niveau de métal dans la cavité CV du logement, la paroi inférieure étant alors située à un niveau de métal inférieur. Les connexions à ces corps fixes seraient alors effectuées à travers la paroi 5 inférieure au moyen de vias notamment. La couche diélectrique des condensateurs pourrait être fixée sou les électrodes mobiles. On pourrait également envisager une configuration dans laquelle les électrodes mobiles viennent au voisinage des couches 10 diélectriques sans les contacter. Il serait également possible d'utiliser comme structure suspendue, une structure du type de celle décrite dans la demande de brevet français n°2 984 009 comportant une croix asymétrique équipée d'une ou de deux poutres en porte-à-faux. Dans ce cas, comme 15 expliqué dans la demande de brevet précitée, lors de la désencapsulation, il y a une relaxation des contraintes qui provoque une déformation longitudinale résiduelle des bras provoquant une déviation de ou des poutres dans le sens des aiguilles d'une montre. Il conviendrait alors tout simplement de décaler légèrement le ou les 20 corps fixes correspondants situés au niveau de la paroi inférieure PI pour que ceux-ci soient bien en vis-à-vis des électrodes mobiles portées par les poutres après désencapsulation de la structure. Enfin, même si ce n'est pas indispensable, il est particulièrement avantageux d'équiper le logement de moyens externes 25 situés au niveau des différents espaces ESP et formant obstacle à la diffusion du fluide de désencapsulation de la structure lors de la gravure humide FL. De tels moyens externes ont été par exemple décrits dans la demande de brevet français n°13 50161.

Claims (15)

  1. REVENDICATIONS1. Circuit intégré, comprenant au dessus d'un substrat une partie (RITX) comportant plusieurs niveaux de métallisation séparés par une région isolante, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au sein de ladite partie, au moins un logement creux (LGT) dont les parois comportent des portions métalliques réalisées au sein de différents niveaux de métallisation, un dispositif capacitif commandable (DIS) comportant une structure métallique suspendue (1) située dans le logement creux au sein d'un premier niveau de métallisation (M2) comportant un premier élément (11) fixé sur deux zones de fixation (10) du logement et au moins un deuxième élément (12) s'étendant en porte à faux à partir du premier élément (11) et comportant une première électrode (121) du dispositif capacitif, une deuxième électrode comportant un premier corps fixe (20) situé à un deuxième niveau de métallisation (M2) adjacent au premier niveau de métallisation en regard de ladite première électrode (121), le premier élément étant commandable en flexion à partir d'une zone de commande (110) de ce premier élément de façon à modifier la distance entre les deux électrodes.
  2. 2. Circuit intégré selon la revendication 1, dans lequel le premier élément (11), sa zone de commande (110) et le deuxième élément (12) sont mutuellement agencés de façon à ce que la première électrode (121) soit capable de se mouvoir dans une direction sensiblement orthogonale aux niveaux de métallisation en restant sensiblement parallèle à la deuxième électrode (20, 21) lors du fléchissement du premier élément.
  3. 3. Circuit intégré selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre des moyens de commande (GEN) configurés pour appliquer une force électrostatique sur la zone de commande (110) du premier élément pour le faire fléchir.
  4. 4. Circuit intégré selon la revendication 3, dans lequel les moyens de commande comportent un deuxième corps fixe (5) situé à niveau de métallisation adjacent au premier niveau de métallisation en 3022691 17 regard de la zone de commande (110) du premier élément et des moyens d'alimentation (GEN) configurés pour appliquer une différence de potentiel entre la zone de commande et le deuxième corps fixe. 5
  5. 5. Circuit intégré selon la revendication 4, comprenant en outre des moyens de sécurité (21) configurés pour interdire un contact électrique entre ladite zone de commande du premier élément et le deuxième corps fixe.
  6. 6. Circuit intégré selon l'une des revendications précédentes, 10 dans lequel la zone de commande (110) du premier élément est située sensiblement à mi-distance desdites deux zones de fixation (10) respectivement situées sur deux parois opposées du logement et le deuxième élément (12) s'étend en porte à faux à partir de ladite zone de commande du premier élément. 15
  7. 7. Circuit intégré selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le deuxième élément comprend une poutre (120) s'étendant dans une direction différente de la direction (AX1) passant par les deux zones de fixation (AX2).
  8. 8. Circuit intégré selon les revendications 6 et 7, dans lequel 20 les deux zones de fixation (10) sont en vis-à-vis, le premier élément (11) est symétrique par rapport à la direction (AX1) passant par les deux zones de fixation et la poutre (120) du deuxième élément s'étend perpendiculairement à ladite direction.
  9. 9. Circuit intégré selon la revendication 8 prise en 25 combinaison avec la revendication 4 ou 5, dans lequel le premier élément (11) comprend une première plaque (110) fixée sur les deux zones de fixation par deux bras (111, 112) et formant ladite zone de commande, et la première électrode comprend une deuxième plaque (122) située au voisinage de l'extrémité libre de la poutre. 30
  10. 10. Circuit intégré selon l'une des revendications précédentes prise en combinaison avec la revendication 3, dans lequel le premier (20) corps fixe et le deuxième corps fixe (5) sont situés au deuxième niveau de métallisation (M2) situé entre ledit premier niveau de métallisation (M3) et le substrat (SB), et la deuxième électrode 3022691 18 comprend en outre un appendice électriquement conducteur (21) solidaire du premier corps fixe situé entre le corps fixe et la première électrode et ayant une hauteur sensiblement égale à la moitié de l'espace entre deux niveaux de métallisation. 5
  11. 11. Circuit intégré selon la revendication 10, dans lequel le dispositif capacitif comprend une couche diélectrique (22) entre les deux électrodes fixée sur ledit appendice ou sur la première électrode.
  12. 12. Circuit intégré selon la revendication 11, dans lequel le dispositif capacitif possède une première configuration en l'absence de 10 fléchissement du premier élément dans laquelle la couche diélectrique (22) est à distance de l'électrode sur laquelle elle n'est pas fixée, et une deuxième configuration en présence d'un fléchissement du premier élément dans laquelle la couche diélectrique (22) est en contact avec l'électrode sur laquelle elle n'est pas fixée, et le premier élément étant 15 commandable en flexion à partir de ladite zone de commande pour faire passer le dispositif capacitif de sa première configuration à sa deuxième configuration.
  13. 13. Circuit intégré selon l'une des revendications 10 à 12, dans lequel le logement possède une paroi de plancher (PI) située au 20 deuxième niveau de métallisation (M2) et incorporant le premier et le deuxième corps fixes.
  14. 14. Circuit intégré selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite structure suspendue (1) comprend en outre un troisième élément (13) structurellement identique au deuxième élément 25 (12), s'étendant en porte à faux à partir du premier élément (11) symétriquement au deuxième élément, et possédant une troisième électrode (131) structurellement identique à la première électrode, et le dispositif capacitif comporte une quatrième électrode structurellement identique à la deuxième électrode et comportant un 30 troisième corps fixe (40) situé en regard de ladite troisième électrode (131) au même niveau de métallisation que celui du premier corps fixe, ledit premier élément étant commandable en flexion à partir de la zone de commande (110) de ce premier élément de façon à modifier 3022691 19 simultanément la distance entre la première et la deuxième électrodes et la distance entre la troisième et la quatrième électrodes.
  15. 15. Circuit intégré selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le premier élément (11) comporte une première partie 5 (111a, 111b) située au premier niveau de métallisation (M3) et une deuxième partie (111c, 111d) située à un niveau de via (V3) adjacent audit premier niveau de métallisation, les deux parties comportant des matériaux ayant des coefficients de dilatation thermique différents, ledit premier élément étant électriquement activable de façon à passer 10 d'une configuration fléchie à une configuration non fléchie, ladite première partie étant configurée pour lui permettre d'être au moins en partie parcouru par un courant électrique de façon à augmenter sa température.
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