FR3043671A1 - Procede de preparation d'un support - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un procédé de préparation d'un support 1 en vue d'un assemblage ultérieur avec un capot 7, comprenant : - une formation d'une couche d'accroche 2 sur une zone d'une face 3 du support 1, ladite zone correspondant à une surface de scellement avec le capot 7; - un dépôt sur la couche d'accroche 2 d'au moins une bille fusible 4 d'un matériau de scellement ; caractérisé en ce qu'il comprend un traitement thermique de la au moins une bille fusible 4, configuré pour que au moins une partie du matériau de la au moins une bille fusible 4 fonde et mouille la couche d'accroche 2, de sorte à préformer un cordon de scellement 5 sur la face 3 du support 1.

Description

DOMAINE DE L’INVENTION

La présente invention concerne la réalisation de cordons de scellement en particulier en vue de l’encapsulation et de l’intégration de dispositifs notamment micro dispositifs comprenant des couches sensibles à l’air et/ou des microdispositifs qui fonctionnement sous pression contrôlée. L’invention trouve en particulier son application dans le domaine de la microélectronique et plus particulièrement celui des microsystèmes (MEMS « Micro-electromechanical Systems » et/ou les NEMS « Nano-electromechanical Systems ») qui sont typiquement des systèmes électromécaniques de taille micronique ou nanométrique.

Il concerne notamment plus particulièrement l’encapsulation de composants électroniques par une technique de packaging sur un substrat.

ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE D’une manière générale, les composants microélectroniques en couches minces constituent aujourd’hui encore la tête de pont du développement de l’électronique. Parmi les dispositifs les plus étudiés, on trouve les systèmes de stockage d’énergie comme les micro-batteries à base de lithium, les systèmes de récupération d’énergie comme les cellules photovoltaïques organiques et les photo-détecteurs organiques, les systèmes d’affichage comme les diodes électroluminescentes organiques ou encore les MEMS/NEMS.

Le problème commun de ces circuits et des couches actives qui les composent, réside en leur dégradation rapide en présence des gaz oxydants de l’atmosphère, eau et oxygène. Ces composants électroniques, dans leur grande majorité, embarquent des solutions d’encapsulation afin de se prémunir des éléments oxydants et corrosifs présents dans l’atmosphère environnante, ou permettant de contrôler les pressions partielles des gaz résiduels. L’encapsulation peut aussi permettre de contrôler l’atmosphère de la cavité en pression et en composition. Les pressions sont très variables suivant l’application mais varient typiquement de 1 bar à 10'3mbar.

Il est donc généralement nécessaire de produire un volume hermétique de logement du dispositif microélectronique considéré. Les solutions d’encapsulation relatées par l’état de l’art antérieur font appel à différentes techniques de scellement permettant un assemblage hermétique d’un substrat dit « MEMS » avec un substrat dit « capot ». Ces techniques connues sont les suivantes : - scellement moléculaire ; - scellement métallique ; - scellement anodique ; - scellement par verre fritté.

Plus particulièrement, il existe des solutions basées sur la réalisation d’un joint de scellement en alliage métallique fusible. Dans ce domaine, il existe des techniques permettant de réaliser un joint en alliage métallique entre un substrat et un capot. Ces méthodes sont principalement : le dépôt de couches minces par dépôt physique en phase vapeur dit PVD (Physical Vapor Déposition) ; le dépôt par électrolyse de métaux ou d’alliage métallique ; la sérigraphie d’alliage métallique à travers un masque ; le dépôt d’alliage via un système de dispense.

Typiquement, un exemple de technique d’assemblage par joint de scellement entre un substrat et un capot est décrit dans EPA1 1557394. Un matériau fusible sous forme de billes y est déposé sur une face du substrat, au niveau d’une sous-couche en assurant la mouillabilité. Ensuite, on procède à l’assemblage en menant capot et substrat au contact tout en opérant un traitement thermique assurant la fusion du matériau fusible et son étalement à l’interface entre substrat et capot. Le joint de scellement est rendu hermétique lors de la fusion du matériau fusible en jouant sur la mouillabilité d’une sous-couche préalablement déposée et structurée sur une face de chacun des deux substrats. Les billes sont réalisées par des procédés standards du type électrodéposition ou sérigraphie, pour lesquelles le contrôle de la composition eutectique de l’alliage est imparfait, auquel s’ajoute la présence d’impuretés. Le risque est donc d’avoir un mauvais contrôle de la fusion des billes lors de l’assemblage et donc de créer des zones potentiellement non hermétiques.

Le fait de provoquer une fusion des billes pendant l’assemblage peut faire apparaître des défauts dans le joint de scellement ainsi formé, surtout si le support n’est pas plan au niveau de la couche d’accroche, mais aussi nuire à la qualité de l’atmosphère qui est emprisonnée dans la cavité qui entoure le dispositif microélectronique. Ces défauts peuvent alors entraver l’herméticité du joint de scellement et la qualité de l’atmosphère dans le volume encapsulé (nature et pressions partielles des gaz alors mal contrôlées). Cela peut avoir un effet négatif pour les situations où l’on recherche un vide poussé autour de 10'3 mbar. En effet dans ce cas, on opère un dépôt de piégeurs de gaz, appelé communément « getter » et servant à d’absorbeur de gaz, notamment pour faire le vide et/ou contrôler les pressions résiduelles. Les gaz relargués par les billes lors de la fusion durant l’assemblage pourraient avoir un effet polluant sur le getter diminuant ainsi sa capacité de pompage.

Ainsi, les techniques actuelles de réalisation de joint de scellement entre un substrat et un capot posent difficulté. Plus particulièrement, la fusion de matériau fusible qui intervient lors de l’assemblage est susceptible de polluer le volume encapsulé et/ou de produire une herméticité médiocre. L’invention permet de pallier au moins en partie les inconvénients des techniques actuelles.

RESUME DE L’INVENTION

Un aspect de la présente invention concerne un procédé de préparation d’un support en vue d’un assemblage ultérieur avec un capot, comprenant : - une formation d’une couche d’accroche sur une zone d’une face du support, ladite zone correspondant à une surface de scellement avec le capot; - un dépôt sur la couche d’accroche d’au moins une bille fusible d’un matériau de scellement.

Avantageusement, le procédé comprend un traitement thermique de la au moins une bille fusible, configuré pour que au moins une partie du matériau de la au moins une bille fusible fonde et mouille toute la couche d’accroche, de sorte à préformer un cordon de scellement sur la face du support.

Ainsi, le support est préparé pour un assemblage ultérieur avec le capot. Il n’y a pas de risque de pollution d’une cavité d’encapsulation de composants microélectroniques car cette cavité n’est pas formée à ce stade. Et la fusion des billes étant réalisée distinctement de l’assemblage entre support et capot, cette fusion n’est pas sujette aux défauts que l’on rencontre sur les joints de scellement formés entièrement durant l’assemblage. D’une manière générale, la fusion des billes et l’assemblage sont perçus actuellement comme deux aspects simultanés d’une seule étape produisant un ensemble réuni par un joint de scellement. L’invention combat ce préjugé en formant d’abord un cordon sur le support et, seulement ensuite, un joint de scellement définitif au contact hermétique du support et du capot. Le cordon est ainsi parfaitement maîtrisé et peut par exemple s’adapter sans difficulté à des reliefs sur le support avant l’assemblage.

La présence invention concerne également, dans des modes de réalisation, un procédé d’encapsulation d’au moins un dispositif microélectronique entre un support et un capot, dans lequel on effectue le procédé selon l’invention pour préparer le support, et, ultérieurement, on met en contact le cordon de scellement avec une face du capot de sorte à produire un joint de scellement

Un autre aspect de modes de réalisation de l’invention est relatif à un système comprenant un support et un substrat et, entre support et capot, au moins un dispositif microélectronique encapsulé dans une cavité rendu hermétique par un joint de scellement.

BREVE INTRODUCTION DES FIGURES D’autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit, en regard des dessins annexés, donnés à titre d’exemples, non limitatifs, et sur lesquels : - les figures 1 a et 1 b sont respectivement des vues de profil et de dessus d’un support utilisable dans l’invention ; - les figures 2a et 2b sont respectivement des vues de profil et de dessus d’un support lors d’une phase de dépôt d’une couche d’accroche ; - les figures 3a et 3b sont respectivement des vues de profil et de dessus montrant le dépôt d’une bille fusible ; - les figures 4a et 4b sont respectivement des vues de profil et de dessus d’une étape de fusion de la bille ; - la figure 5 montre un assemblage du support et d’un capot ; - les figures 6a et 6b présentent en détail la formation d’un cordon de scellement ; - les figures 7a et 7b illustrent une première variante de topologie du support et l’adaptation du cordon de scellement ; - les figures 8a et 8b montrent une deuxième variante de formation du cordon de scellement ; - les figures 9a et 9b présentent un mode de réalisation de l’invention avec des billes non fusibles; - les figures 10a et 10b montrent une troisième variante de formation du cordon de scellement sur un motif en relief.

Les dessins sont donnés à titre d’exemples et ne sont pas limitatifs de l’invention. Ils constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l’invention et ne sont pas nécessairement à l’échelle des applications pratiques. En particulier, les épaisseurs relatives des différentes couches et substrats peuvent ne pas être représentatives de la réalité.

DESCRIPTION DETAILLEE

Avant d’entamer une revue détaillée de modes de réalisation de l’invention, sont énoncées ci-après des caractéristiques optionnelles qui peuvent éventuellement être utilisées suivant toute association ou alternativement : - avant ou éventuellement après le traitement thermique, un dépôt d’au moins un élément non fusible par exemple une bille non fusible sur la couche d’accroche, le traitement thermique étant configuré pour ne pas faire fondre la au moins une bille non fusible ; - le au moins un élément non fusible est choisi parmi une bille ou un espaceur (par exemple obtenu par sérigraphie ou par dépôt et gravure); - le traitement thermique est configuré pour créer des composés intermétalliques entre le matériau de le au moins un élément non fusible et le matériau de la au moins une bille fusible, lorsque le au moins un élément non fusible présente un caractère métallique ; lorsque l’élément non fusible est déposée après ledit traitement thermique, les composés intermétalliques entre le matériau du au moins un élément non fusible et le matériau de la au moins une bille fusible sont alors formés lors du scellement qui utilise généralement un traitement thermique de scellement. - Le au moins un élément non fusible comprend au moins l’un parmi les matériaux suivants : or, argent, aluminium, nickel, molybdène, titane, tungstène et/ou parmi des nitrures et/ou des oxydes métalliques ou semiconducteurs ; - le volume de la au moins une bille fusible est calibré de sorte à correspondre à un volume du cordon de scellement d’une épaisseur prédéfinie sur toute la couche d’accroche (et en tenant compte de la présence éventuelle d’éléments non fusible lorsque c’est le cas) ; - le matériau de scellement d’au moins une bille fusible est un alliage de deux métaux ; - l’alliage de deux métaux comprend au moins l’un parmi les matériaux suivants : étain, or, argent, Cuivre, indium, plomb ; - la zone d’accroche forme un contour fermé ; avantageusement la couche d’accroche est continue, mais suivant les applications visées elle pourrait être discontinue et par exemple en plusieurs tronçons chacun formant une couche d’accroche individuelle pour au moins une bille fusible. - la couche d’accroche est au moins en partie localisée sur un relief, en creux ou en bosse, présent sur la zone de la face du support ; ce relief peut comprendre une portion plane de fond ou respectivement de plateau, au niveau de laquelle la couche d’accroche est au moins partiellement formée ; cette portion peut être parallèle au plan de la face du support ; - la au moins une bille fusible est déposée par jet de bille assisté par laser. - Un traitement de désoxydation est opéré de la au moins une bille fusible et/ou du au moins un élément non fusible et/ou de la couche d’accroche. - un traitement de réduction des oxydes avant ou pendant le traitement thermique est par exemple opéré, notamment par un traitement avec un gaz réducteur tel que de l’acide formique. - Pour le scellement d’un capot sur le support, on effectue un traitement thermique de scellement pendant ou après la mise en contact à une température supérieure ou égale à la température de fusion de la au moins bille fusible. - la température du traitement thermique de scellement est égale à celle du traitement thermique de la au moins une bille fusible. Ainsi, le joint de scellement peut être obtenu lors de l’assemblage du support avec le capot par un traitement thermique de scellement à une température supérieure ou égale à la température de fusion de la au moins bille fusible. La température du traitement thermique de scellement est choisie avantageusement égale, ce qui inclut des températures sensiblement égales aux tolérances de fabrication près (et/ou par exemple avec une marge de différence de moins de 10% voire de moins de 5%) à celle du traitement thermique de la préforme du cordon.

Il est précisé que, dans le cadre de la présente invention, le terme « sur » ou « au-dessus » ne signifie pas obligatoirement « au contact de ». Ainsi, par exemple, le dépôt d’une couche sur une autre couche, ne signifie pas obligatoirement que les deux couches sont directement au contact l’une de l’autre mais cela signifie que l’une des couches recouvre au moins partiellement l’autre en étant soit directement à son contact, soit en étant séparée d’elle par un film, ou encore une autre couche ou un autre élément.

Il est précisé que dans le cadre de la présente invention, l’épaisseur d’une couche se mesure selon une direction perpendiculaire à la surface selon laquelle cette couche présente son extension maximale. L’invention concerne un procédé assurant in fine l’encapsulation d’un dispositif microélectronique ou plusieurs. Selon l’invention, on entend par dispositif microélectronique, un dispositif comportant des éléments de dimensions microniques et/ou nanométriques. Il en va de même du terme « composant électronique » éventuellement ici employé. Tout système ayant pour son fonctionnement au moins un élément électrique entre dans le cadre de l’invention. Ce dispositif microélectronique peut être un MEMS ou un NEMS ayant par exemple une fonction mécanique et/ou optique et/ou photonique et/ou électrique.

Les dessins, et la description qui suit, se concentrent par simplicité sur la formation d’un seul cordon de scellement sur le support mais il est entendu que plusieurs cordons peuvent être fabriqués simultanément ou successivement sur le support, par exemple pour permettre l’assemblage ultérieur avec une pluralité de capots et ainsi pour encapsuler une pluralité de dispositifs microélectroniques. Le terme cordon de scellement s’entend d’une structure disponible sur une face du support de sorte à participer à former, ou constituer, ultérieurement le matériau d’un joint entre le support et un capot.

La figure 1a montre un support 1 pouvant contenir des composants de type MEMS ou tous autres types de composants électroniques. Ce substrat est généralement en silicium ou ses dérivés de type SOI (silicium sur isolant). On entend préférentiellement par support un substrat, une puce ou une plaque (plus communément dénommée « wafer », en anglais) apte à porter au moins une puce. Le support peut être en plusieurs couches et de préférence comporter au moins une couche d’un matériau semi-conducteur ou en verre. La figure 1b illustre schématiquement une vue de dessus du support 1. A l’étape de la figure 2b, une couche d’accroche 2, par exemple sous forme d’une sous-couche métallique, est déposée (par toute technique telle que la PVD acronyme de Physical Vapor Déposition-dépôt physique en phase vapeur) sur une face 3 du support 1 et structurée, par exemples par photolithographie et gravure ou par procédé de retrait du type lift-off, afin de délimiter la zone du cordon de scellement à produire. Cette couche 2 peut être, à titre d’exemple, composée d’un ou de plusieurs matériaux suivants : Cr, Ni, Ti, Cu, Al, Au, W. La largeur (évaluée suivant une direction perpendiculaire à l’épaisseur du support 1) de cette couche d’accroche après structuration (telle que celle comprenant les étapes de mise en forme par dépôt(s) suivi d’enlèvement de matière) est typiquement comprise entre 10 pm et 1 mm. La couche 2 est choisie de façon à présenter une mouillabilité importante vis-à-vis du matériau qui sera ensuite employé pour former le cordon de scellement.

La figure 2b présente une répartition possible de la couche d’accroche 2 sur la face 3 du support 1, avec dans cette exemple, un contour fermé, la couche 2 produisant une bordure ceinturant une zone intérieure de présence ou de placement ultérieur d’un ou plusieurs dispositifs microélectroniques. Dans la figure 2b, la couche 2 borde le contour du support 1 mais cette disposition est purement indicative.

Il s’agit ensuite de rapporter un matériau capable de former in fine le cordon de scellement. A cet effet, de manière préférée, au moins une bille 4 calibrée en alliage fusible est alors déposée sur la surface de la couche d’accroche 2. Dans l’exemple des figures 3a et 3b, une bille 4 est déposée dans un coin du contour fermé produit par la couche 2. On entend par fusible la propriété du matériau employé de fondre au moins en partie pour s’étaler sur la couche 2, dans les conditions de température et de pression de la fabrication du cordon de scellement. A l’inverse, on entend par non fusible un matériau qui ne pourra pas parvenir à la fusion durant la formation du cordon de scellement, c’est-à-dire durant la fusion au moins partielle du matériau fusible.

Pour réaliser l’étape de dépôt de bille(s), on peut par exemple utiliser une technique de report de billes communément appelée « solder jetting » ou jet de bille, assistée par laser. Des billes préformées sont individualisées dans une machine et projetées successivement sur la face 3 au travers d’une buse, par capillarité. Durant la projection, la bille 4 est portée à la fusion via un laser intégré dans la buse de la machine. Grâce à ce laser, la bille 4 dispose de suffisamment d’énergie pour mouiller au moins partiellement la couche d’accroche 2 de la face 3 du support 1.

Une telle méthode permet de placer les billes de manière précise en réalisant une soudure des billes sur la couche d’accroche 2 à l’aide d’un laser. Les billes fusibles 4 peuvent être à base d’un alliage métallique choisi par exemple parmi des alliages suivants : SnPb, AuSn, SnAgCu, InPb, AgSn, AgSnPb, InSnPb .

Les billes fusibles 4 peuvent avoir un diamètre compris par exemple entre 50 pm et 1 mm.

Une fois la ou les billes placées, le support 1 est porté, au moins au niveau de la couche d’accroche 2, à une température permettant à nouveau la fusion de du matériau fusible qui par mouillabilité va venir couvrir la totalité de la surface de la couche 2. La température à laquelle les billes 4 sont portées est supérieure ou égale à la température de fusion de l’alliage ou autre matériau à base duquel les billes sont formées et peut être située par exemple entre 90°C et 300°C. Par exemple, lorsque les billes fusibles 4 sont à base de SnPb, la température de fusion peut être de 180°C +ou- 10°C, tandis que la température de fusion peut être de 210°C +ou- 10°C lorsque les billes fusibles 4 sont à base de SnAgCu ou de 130°C +ou- 10°C lorsque les billes fusibles 4 sont à base d’InSnPb et enfin 280°C + ou - 10°C lorsque les billes fusibles sont à base d’AuSn.

Le profil final du cordon de scellement 5 ainsi formé par fusion des billes sur le support 1 va dépendre de la surface totale de la couche d’accroche et de la quantité de matière apportée par la ou les billes fusibles. Le cordon 5 est par exemple allongé, avec une largeur correspondant à celle de la couche 2 sous-jacente ; il peut comporter une pluralité de tronçons de longueur supérieure à cette largeur, formant par exemple les côtés d’un rectangle, ou présente une forme circulaire. A ce stade, le cordon 5 s’étant étalé, le matériau fusible n’a plus la forme d’une bille. Les figures 4a et 4b montrent un exemple de ce profil et de la répartition du matériau fusible. On s’arrange pour que la quantité de matière de matériau fusible soit prédéfinie de sorte que le volume total de matériau fusible corresponde à l’épaisseur souhaitée du cordon à réaliser, compte tenu de la surface de la couche d’accroche 2.

Dans une variante du procédé, la fusion de la au moins une bille fusible peut avoir lieu sous une atmosphère réductrice, contenant généralement du dihydrogène, de façon à réduire les éventuels oxydes présents sur le pourtour de la bille fusible et/ou de la couche d’accroche. A ce stade, le support 1 est équipé d’un cordon de scellement 5. Il peut faire l’objet d’autres étapes de fabrication. Seulement ensuite, le cordon 5 participe à l’encapsulation d’une cavité délimitée latéralement par le cordon 5, par la face 3 du support 1 et par une face en vis-à-vis d’un capot 7. Le fait de construire le cordon 5 avant tout assemblage avec le capot 7 permet une bonne répartition du matériau fusible sur toute la surface d’accroche 2, sans le paramètre perturbateur que constitue la phase d’assemblage. On verra plus loin que cela permet notamment une bonne formation du cordon 5, avec une répartition efficace du matériau fusible, sur une face 3 même non plane au niveau de la couche d’accroche 2.

La figure 5 montre une phase d’encapsulation suivant celle de formation du cordon 5. Le capot 7 fait l’objet d’une formation d’une couche d’accroche 8 secondaire, de forme et de dimension avantageusement équivalentes à celles de la couche d’accroche 2 et disposée de sorte à se placer en regard de ladite couche d’accroche 2 quand le capot est placé en vis-à-vis du support 1. La couche d’accroche 8 secondaire peut être dans l’un des matériaux envisagés pour la couche 2 et/ou être déposée de façon similaire. Le capot 7 est rapporté sur le support 1 et le matériau du cordon 5 est à nouveau porté à une température au moins égale à son point de fusion dans les conditions de pression de la fabrication définies en vue de contrôler au mieux la pression dans la cavité 10. Un joint de scellement est alors produit entre le capot 7 et le support 1, et une encapsulation est effective dans l’espace intercalaire 10. Durant l’assemblage, seules des considérations de mouillage du matériau fusible sont à prendre en compte pour répartir efficacement le matériau sur la couche d’accroche 8. La répartition de ce matériau fusible sur la couche d’accroche 2 a en effet été déjà produite à ce stade.

On notera que l’invention ne fait pas d’hypothèse limitative sur la nature du capot 7 : il peut s’agir d’un élément de structure (et notamment de matériau) tel qu’envisagé pour le support 1. En outre, le capot 7 peut porter le ou les dispositifs microélectroniques à encapsuler. En ce sens, le support 1 peut par exemple ne constituer que le support du cordon de scellement 5.

Les figures 6a à 8b montrent des variantes possibles de l’invention en ce qui concerne la topographie de la face 3 du support. Ces variantes de forme sont éventuellement transposables alternativement ou en combinaison à la forme de la face en regard du capot 7.

Les figures 6a et 6b montrent en détail le cas précédemment décrit aux figures 4a et 4b avec une face avant 3 plane au niveau de la couche d’accroche 2. Néanmoins, le profil du cordon y est plus arrondi, et moins ovalisé qu’en figure 4a, selon une calibration différente de la ou les billes.

La présente invention permet de fabriquer un cordon de scellement hermétique sur des surfaces planes mais également sur des surfaces structurées (qui s’entendent ici de parties de la face 3 du support 1 qui présentent un relief, de préférence en creux) comme le montrent les figures 7a et 7b dans un premier cas. La face 3 présente dans cette configuration une zone en creux et la couche d’accroche couvre le fond de cette zone et aussi le flanc de cette zone en creux. De la sorte, lors de la formation du cordon 5, ce dernier épouse la forme de la zone en creux. La couche 2 débordant même de la zone en creux, le cordon en déborde à son tour.

Dans le cas des figures 8a et 8b, la couche d’accroche 2 couvre le fond de la zone en creux et non ses flancs si bien qu’un espace 6 entre matériau fusible et flanc de zone en creux y est préservé après la fusion, ce qui n’était pas le cas en figure 7b. En figure 8b, le cordon s’inscrit dans la zone en creux mais sans en toucher les flancs et sans en déborder.

Dans le cas des figures 10a et 10b, la couche d’accroche 2 couvre au moins en partie le sommet d’un relief en bosse qui surplombe une partie périphérique de la face du support, avec une hauteur maximale repérée « h ». Dans cet exemple, à la hauteur h, un plateau est formé avec avantageusement une surface plane et de préférence parallèle à la face du support ; et le cordon de scellement 5 est localisé sur au moins une partie de ce relief. La couche d’accroche 2 a par exemple une largeur inférieure ou égale à celle du plateau et le cordon 5 est configuré pour ne pas dépasser cette couche 2.

Dans le cas d’une surface structurée, les hauteurs (c’est-à-dire la profondeur du creux suivant l’épaisseur du support 1) typiques sont de l’ordre de quelques microns jusqu’à quelques dizaines de microns. Néanmoins, il est tout à fait envisageable d’avoir des hauteurs supérieures à 100 pm.

Dans les deux cas représentés en figures 7a à 8b, on obtient au final un cordon 5 qui pourra assurer l’herméticité de l’encapsulation malgré la forte topographie.

Un autre mode de réalisation de l’invention est visible aux figures 9a et 9b. On y fait l’emploi d’une ou plusieurs billes non fusibles comme éléments non fusibles 9 afin de pouvoir contrôler l’espace intercalaire après scellement entre support 1 et capot 7. Il peut s’agir d’autres structures telles des espaceurs.

Ces billes peuvent être métalliques avec des matériaux tels que, par exemple : Sn, Pb, Ag, Au, Cu, In, Ni, W, Mo, Ti ou leurs alliages et/ou des nitrures (TiN, WN, par exemples) et/ou des oxydes métalliques (Ti02, par exemple) ou d’un matériau semiconducteur. Le matériau choisi est tel que la fusion du matériau fusible n’entraîne pas sa fusion. Ainsi, d’une manière générale, le point de fusion de ce matériau dit non fusible est supérieur en température à celui du matériau fusible employé pour étaler le cordon 5 sur la couche d’accroche 2. Et les conditions de la fusion du matériau dit fusible sont choisies (en particulier en température et en pression) pour provoquer la fusion du matériau fusible sans provoquer celui du matériau non fusible, en particulier en sélectionnant une température de création du cordon qui soit supérieure ou égale à celle de fusion du matériau fusible, et inférieure à celle de fusion du matériau non fusible.

On fera de préférence en sorte que le matériau dit non fusible utilisé n’interagisse pas avec le matériau issu des éléments fusibles afin qu’il puisse assurer son rôle d’espaceur et ainsi contrôler précisément l’écartement entre le support 1 et le capot 7. Par exemple il peut s’agir des éléments tels des billes non fusibles 9 de W ou WN avec une brasure (c’est-à-dire un matériau fusible) en AuSn.

Non limitativement, les billes non fusibles 9 peuvent être déposées par jet de billes. Elles peuvent être réparties, de préférence uniformément le long du contour de la zone d’accroche ; elles peuvent être déposées avant ou après les billes fusibles, et avant ou après la fusion formant le cordon de scellement 5.

Dans certains cas, on peut souhaiter remonter le point de fusion du matériau formé après refusion des billes fusibles lors de la formation du cordon 5. Cela peut être obtenu par un procédé de solidification isotherme où le matériau de plus bas point de fusion de l’alliage qui constitue les billes fusibles 4 réagit avec le métal contenu dans les éléments non fusibles 9. Il y a généralement formation de composés intermétalliques à l’interface entre les deux métaux. A titre d’exemple, une brasure AuSn (80% at. Au/20% at. Sn) qui fond à 280°C et participe au matériau fusible, réagit avec le nickel de billes non fusibles. Le point de fusion du cordon de scellement 5 ainsi créé passe au-delà des 400°C, ce qui permet de réaliser des étapes post-assemblage comme par exemple, l’activation d’un « getter » (ou piégeur de gaz) déposé à l’intérieur de la cavité.

Sauf indication spécifique du contraire, des caractéristiques techniques décrites en détail pour un mode de réalisation donné peuvent être combinées aux caractéristiques techniques décrites dans le contexte d’autres modes de réalisation décrits à titre exemplaire et non limitatif.

Claims (15)

1. REVENDICATIONS

   1. Procédé de préparation d’un support (1) en vue d’un assemblage ultérieur avec un capot (7), comprenant : - une formation d’une couche d’accroche (2) sur une zone d’une face (3) du support (1), ladite zone correspondant à une surface de scellement avec le capot (7); - un dépôt sur la couche d’accroche (2) d’au moins une bille fusible (4) d’un matériau de scellement ; caractérisé en ce qu’il comprend un traitement thermique de la au moins une bille fusible (4), configuré pour que au moins une partie du matériau de la au moins une bille fusible (4) fonde et mouille la couche d’accroche (2), de sorte à préformer un cordon de scellement (5) sur ladite zone d’une face (3) du support (1 ).
2. 2. Procédé selon la revendication précédente, comprenant un dépôt d’au moins un élément non fusible (9) sur la couche d’accroche (2), le traitement thermique étant configuré pour ne pas faire fondre le au moins un élément non fusible (9).
3. 3. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel le au moins un élément non fusible (9) est choisi parmi une bille ou un espaceur.
4. 4. Procédé selon l’une des deux revendications précédentes, dans lequel le traitement thermique est configuré pour créer des composés intermétalliques entre le matériau du au moins un élément non fusible (9) et le matériau de la au moins une bille fusible (4).
5. 5. Procédé selon l’une des trois revendications précédentes, dans lequel le au moins un élément non fusible (9) comprend au moins l’un parmi les matériaux suivants : or, argent, aluminium, nickel, molybdène, titane, tungstène, nitrures et/ou oxydes métalliques ou de semiconducteur.
6. 6. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le volume de la au moins une bille fusible (4) est calibré de sorte à correspondre à un volume du cordon de scellement (5) d’une épaisseur prédéfinie sur toute la couche d’accroche (2).
7. 7. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le matériau de scellement d’au moins une bille fusible (4) est un alliage de deux métaux.
8. 8. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel l’alliage de deux métaux comprend au moins l’un parmi les matériaux suivants : étain, or, argent, cuivre, indium, plomb.
9. 9. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la couche d’accroche (2) forme un contour fermé.
10. 10. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la couche d’accroche (2) est au moins en partie localisée sur un relief, en creux ou en bosse, présent sur la zone de la face du support (1).
11. 11. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la au moins une bille fusible (4) est déposée par jet de bille assisté par laser.
12. 12. Procédé selon l’une des revendications précédentes comprenant un traitement de réduction des oxydes avant ou pendant le traitement thermique.
13. 13. Procédé d’encapsulation d’au moins un dispositif microélectronique entre un support (1) et un capot (7) , dans lequel on effectue le procédé selon l’une des revendications précédentes pour préparer le support (1), et, ultérieurement, on met en contact le cordon de scellement (5) avec une face du capot (7) de sorte à produire un joint de scellement.
14. 14. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel on effectue un traitement thermique de scellement pendant ou après la mise en contact à une température supérieure ou égale à la température de fusion de la au moins bille fusible.
15. 15. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la température du traitement thermique de scellement égale à celle du traitement thermique de la au moins une bille fusible (4).