FR3094141A1 - method of manufacturing an optoelectronic component with optical transmission on the rear face - Google Patents

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Abstract

L’invention porte sur un procédé de fabrication d’un composant optoélectronique à transmission optique en face arrière, formé d’une puce optique 10 assemblée à une carte de commande 30, celle-ci comportant une zone de transmission 30 autorisant la transmission optique d’un rayonnement lumineux au travers de la carte de commande 30, une connexion électrique étant réalisée entre des plots de polarisation 31 situés au niveau d’une face supérieure 30.2 de la carte de commande 30 et des plots de contact 15 situés au niveau d’une face avant 10.2 de la puce optique 10. Figure pour l’abrégé : Figure 2GThe invention relates to a method of manufacturing an optoelectronic component with optical transmission on the rear face, formed of an optical chip 10 assembled on a control card 30, the latter comprising a transmission zone 30 allowing optical transmission of the device. 'light radiation through the control card 30, an electrical connection being made between polarization pads 31 located at an upper face 30.2 of the control board 30 and contact pads 15 located at the level of a front face 10.2 of the optical chip 10. Figure for the abstract: Figure 2G

Description

procede de fabrication d’un composant optoelectronique a transmission optique en face arrieremethod of manufacturing an optoelectronic component with optical transmission on the rear face

Le domaine de l’invention est celui des procédés de fabrication d’un composant optoélectronique du type à transmission optique en face arrière, également appelé BSI (pourBack Side Illumination, en anglais). Le composant optoélectronique comporte au moins une puce optique assemblée et connectée électriquement à une carte de commande. Aussi, la puce optique est adaptée à émettre ou à détecter un rayonnement lumineux d’intérêt au travers d’une face optique, dite face arrière, opposée à une couche d’interconnexion de la puce optique.The field of the invention is that of methods for manufacturing an optoelectronic component of the optical transmission type on the rear face, also called BSI (for Back Side Illumination , in English). The optoelectronic component includes at least one optical chip assembled and electrically connected to a control board. Also, the optical chip is suitable for emitting or detecting light radiation of interest through an optical face, called rear face, opposite an interconnection layer of the optical chip.

Les composants optoélectroniques peuvent comporter au moins une puce optique assemblée et connectée électriquement à une carte de commande. La puce optique contient une ou plusieurs diodes adaptées à émettre ou à détecter un rayonnement lumineux d’intérêt, par exemple une ou plusieurs diodes électroluminescentes ou photodiodes. Un tel composant optoélectronique peut ainsi être un écran, un projecteur, un imageur, entre autres.The optoelectronic components may comprise at least one optical chip assembled and electrically connected to a control card. The optical chip contains one or more diodes suitable for emitting or detecting light radiation of interest, for example one or more light-emitting diodes or photodiodes. Such an optoelectronic component can thus be a screen, a projector, an imager, among others.

D’une manière générale, le composant optoélectronique, et plus précisément la puce optique, peut être à transmission optique en face avant (FSI, pourFront Side Illumination, en anglais) ou à transmission optique en face arrière (BSI, pourBack Side Illumination), selon que le rayonnement lumineux d’intérêt traverse ou non une couche d’interconnexion de type BEOL (pourBack End of Line) de la puce optique. La puce optique présente ainsi une première face dite face avant située du côté de la couche d’interconnexion, et une deuxième face dite face arrière, opposée à la face avant, et située du côté d’une couche active contenant la ou les diodes. Ainsi, dans le cas d’une transmission optique en face arrière (BSI), le rayonnement lumineux d’intérêt est émis ou détecté par les diodes de la couche active, et ne traverse pas la couche d’interconnexion. Il ne subit donc pas de perturbations (absorption, diffraction…) induites par les interconnexions métalliques présentes, améliorant ainsi sensiblement les performances du composant optoélectronique.In general, the optoelectronic component, and more precisely the optical chip, can be optical transmission on the front side (FSI, for Front Side Illumination , in English) or optical transmission on the back side (BSI, for Back Side Illumination ), depending on whether or not the light radiation of interest passes through a BEOL type interconnection layer (for Back End of Line ) of the optical chip. The optical chip thus has a first face, called the front face, located on the side of the interconnection layer, and a second face, called the rear face, opposite the front face, and located on the side of an active layer containing the diode or diodes. Thus, in the case of rear face optical transmission (BSI), the light radiation of interest is emitted or detected by the diodes of the active layer, and does not pass through the interconnection layer. It therefore does not undergo disturbances (absorption, diffraction, etc.) induced by the metallic interconnections present, thus significantly improving the performance of the optoelectronic component.

La figure 1 est une vue en coupe, schématique et partielle, d’un tel composant optoélectronique 1 selon un exemple de l’art antérieur. Il comporte une puce optique 10 assemblée et connectée à une carte de commande 30. La puce optique 10 comporte, suivant l’axe Z, un support 20 formant une poignée permanente, une couche d’interconnexion 13 comportant des interconnexions électriques 14, une couche active 12 contenant une ou plusieurs diodes, un substrat 11 ayant été préalablement aminci, et ici au moins un élément optique passif 17 (filtre, antireflet, lentille…). La puce optique 10 repose sur une face supérieure 30.2 de la carte de commande 30. Cette carte de commande 30 permet d’appliquer un signal de commande ou de lecture aux diodes. Pour cela, des plots de polarisation 31 sont connectés à des plots de contact 15 qui affleurent une face de la couche d’interconnexion 13. Cette face étant non libre, c’est-à-dire ici étant « enterrée », des vias métallisés 16 s’étendent suivant l’axe Z pour relier les plots de contact 15 à la face arrière 10.1 de la puce optique 10. Une connexion électrique, ici de type filaire 36, relie les vias métallisés 16 aux plots de polarisation 31.Figure 1 is a sectional view, schematic and partial, of such an optoelectronic component 1 according to an example of the prior art. It comprises an optical chip 10 assembled and connected to a control card 30. The optical chip 10 comprises, along the Z axis, a support 20 forming a permanent handle, an interconnection layer 13 comprising electrical interconnections 14, a layer active 12 containing one or more diodes, a substrate 11 having been previously thinned, and here at least one passive optical element 17 (filter, antireflection, lens, etc.). The optical chip 10 rests on an upper face 30.2 of the control card 30. This control card 30 makes it possible to apply a control or read signal to the diodes. For this, bias pads 31 are connected to contact pads 15 which are flush with one face of the interconnection layer 13. This face being not free, that is to say here being "buried", metallized vias 16 extend along the Z axis to connect the contact pads 15 to the rear face 10.1 of the optical chip 10. An electrical connection, here of the wire type 36, connects the metallized vias 16 to the polarization pads 31.

Dans cet exemple, le procédé de fabrication d’un tel composant optoélectronique 1 requiert donc une étape de réalisation des vias métallisés 16, lesquels traversent ici le substrat 11, la couche active 12, et la couche d’interconnexion 13, dans la mesure où les plots de contact 15 ne sont pas directement accessibles, c’est-à-dire ne sont pas situés au niveau d’une face libre de la puce optique 10. De plus, l’utilisation du support 20 sous la forme d’une poignée permanente se traduit par le fait que la face arrière 10.1 de la puce optique 10 est située à une distance importante vis-à-vis de la face supérieure 30.2 de la carte de commande 30, limitant ainsi le champ des techniques possibles de connexion électrique entre la puce optique 10 et la carte de commande 30. Cela se traduit également par une rigidité du composant optoélectronique 1 telle qu’il ne peut être aisément déformé, réduisant ainsi les possibilités d’applications d’un tel composant.In this example, the method of manufacturing such an optoelectronic component 1 therefore requires a step of producing metallized vias 16, which here pass through the substrate 11, the active layer 12, and the interconnection layer 13, insofar as the contact pads 15 are not directly accessible, that is to say are not located at the level of a free face of the optical chip 10. In addition, the use of the support 20 in the form of a permanent handle results in the fact that the rear face 10.1 of the optical chip 10 is located at a significant distance vis-à-vis the upper face 30.2 of the control card 30, thus limiting the field of possible electrical connection techniques between the optical chip 10 and the control card 30. This also results in a rigidity of the optoelectronic component 1 such that it cannot be easily deformed, thus reducing the possibilities of applications of such a component.

L’invention a pour objectif de remédier au moins en partie aux inconvénients de l’art antérieur, et plus particulièrement de proposer un procédé simplifié de fabrication d’un composant optoélectronique de type à transmission optique en face arrière. L’invention a également pour objectif de proposer un procédé de fabrication permettant d’obtenir un composant optoélectronique d’épaisseur réduite, autorisant éventuellement sa déformation.The aim of the invention is to remedy at least in part the drawbacks of the prior art, and more particularly to propose a simplified method for manufacturing an optoelectronic component of the type with optical transmission on the rear face. The invention also aims to propose a manufacturing method making it possible to obtain an optoelectronic component of reduced thickness, possibly allowing its deformation.

Pour cela, l’objet de l’invention est un procédé de fabrication d’au moins un composant optoélectronique formé d’au moins une puce optique assemblée et connectée électriquement à une carte de commande, la puce optique comportant au moins une diode adaptée à émettre ou à détecter un rayonnement lumineux au travers de la carte de commande.For this, the object of the invention is a method of manufacturing at least one optoelectronic component formed of at least one optical chip assembled and electrically connected to a control card, the optical chip comprising at least one diode adapted to emitting or detecting light radiation through the control card.

Le procédé comporte les étapes suivantes :

  • réalisation d’au moins une puce optique formée d’un substrat, d’ une couche active comportant au moins une diode, formée dans ou sur le substrat, et d’une couche d’interconnexion, recouvrant une face de la couche active, présentant une face dite avant opposée à la couche active, et comportant des plots de contact qui affleurent la face avant ainsi que des interconnexions électriques adaptées à polariser la diode à partir des plots de contact ;
  • assemblage de la puce optique à un support au niveau de ladite face avant ;
  • retrait au moins partiel du substrat suivant son épaisseur ;
  • assemblage par report de la puce optique et du support sur la carte de commande de sorte qu’une face arrière de la puce optique, opposée à ladite face avant, soit orientée vers une face supérieure de la carte de commande sur laquelle repose la puce optique, la carte de commande comportant :
    • une zone de transmission, autorisant la transmission optique dudit rayonnement lumineux au travers de la carte de commande, la puce optique étant positionnée de sorte que la diode soit située en regard de la zone de transmission ;
    • des plots de polarisation situés au niveau de la face supérieure ;
  • retrait total du support, de manière à rendre libre ladite face avant et donc accessibles les plots de contact ;
  • réalisation d’une connexion électrique entre les plots de polarisation de la carte de commande et les plots de contact de la puce optique.
The process comprises the following steps:
  • production of at least one optical chip formed from a substrate, an active layer comprising at least one diode, formed in or on the substrate, and an interconnection layer, covering one side of the active layer, having a so-called front face opposite the active layer, and comprising contact pads which are flush with the front face as well as electrical interconnections suitable for biasing the diode from the contact pads;
  • assembly of the optical chip to a support at said front face;
  • at least partial removal of the substrate along its thickness;
  • assembly by transfer of the optical chip and the support on the control card so that a rear face of the optical chip, opposite to said front face, is oriented towards an upper face of the control card on which the optical chip rests , the control card comprising:
    • a transmission zone, allowing the optical transmission of said light radiation through the control card, the optical chip being positioned so that the diode is located facing the transmission zone;
    • polarization pads located at the level of the upper face;
  • total removal of the support, so as to make said front face free and therefore accessible to the contact pads;
  • making an electrical connection between the bias pads of the control card and the contact pads of the optical chip.

Certains aspects préférés mais non limitatifs de ce procédé de fabrication sont les suivants.Some preferred but non-limiting aspects of this method of manufacture are as follows.

L’étape de réalisation d’une connexion électrique peut comporter le dépôt de bandes conductrices s’étendant sur une surface de la carte de commande et de la puce optique, entre les plots de polarisation et les plots de contact.The step of making an electrical connection may include the deposition of conductive strips extending over a surface of the control card and of the optical chip, between the bias pads and the contact pads.

L’étape d’assemblage de la puce optique sur la carte de commande et l’étape de retrait total du support peuvent être réalisées de manière simultanée.The step of assembling the optical chip on the control board and the step of completely removing the support can be carried out simultaneously.

Le procédé de fabrication peut comporter en outre une étape de déformation du composant optoélectronique vis-à-vis d’un plan parallèle à la face supérieure de la carte de commande.The manufacturing method may also include a step of deforming the optoelectronic component with respect to a plane parallel to the upper face of the control card.

Le procédé de fabrication peut comporter, préalablement à l’étape de report, une étape de réalisation d’au moins un élément optique passif reposant sur la couche active, de sorte que, à la suite de l’étape de report, l’élément optique passif est situé entre la couche active et la carte de commande, et localisé en regard de la zone de transmission.The manufacturing method may comprise, prior to the transfer step, a step of producing at least one passive optical element resting on the active layer, so that, following the transfer step, the element passive optics is located between the active layer and the control card, and located opposite the transmission zone.

L’assemblage de la puce optique sur la face supérieure de la carte de commande peut être effectué par un matériau adhésif s’étendant autour de l’élément optique passif.The assembly of the optical chip on the upper face of the control card can be carried out by an adhesive material extending around the passive optical element.

Le procédé de fabrication peut comporter une étape de réalisation d’une pluralité de puces optiques, celles-ci formant différentes parties d’un même empilement optoélectronique, le procédé comportant, après l’étape d’assemblage au support, une étape de découpe de l’ensemble formé de l’empilement optoélectronique assemblé au support.The manufacturing method may comprise a step of producing a plurality of optical chips, these forming different parts of the same optoelectronic stack, the method comprising, after the step of assembling the support, a step of cutting the assembly formed by the optoelectronic stack assembled on the support.

L’invention porte également sur un composant optoélectronique à transmission optique en face arrière, comportant au moins une puce optique assemblée et connectée électriquement à une carte de commande, la puce optique comportant au moins une diode adaptée à émettre ou à détecter un rayonnement lumineux d’intérêt au travers de la carte de commande,

  • la puce optique présentant une face dite arrière et une face opposée dite face avant, et étant assemblée à la carte de commande par sa face arrière, comportant : une couche active comportant au moins une diode formée dans ou sur un substrat ; et une couche d’interconnexion, recouvrant une face de la couche active, et comportant des plots de contact qui affleurent la face avant ainsi que des interconnexions électriques adaptées à polariser la diode à partir des plots de contact ;
  • la carte de commande comportant : des plots de polarisation situés au niveau d’une face supérieure sur laquelle repose la puce optique ; une zone de transmission, autorisant la transmission optique dudit rayonnement lumineux au travers de la carte de commande, la puce optique étant positionnée de sorte que la diode soit située en regard de la zone de transmission ;
  • une connexion électrique entre les plots de polarisation de la carte de commande et les plots de contact de la puce optique.
The invention also relates to an optoelectronic component with optical transmission on the rear face, comprising at least one optical chip assembled and electrically connected to a control card, the optical chip comprising at least one diode suitable for emitting or detecting light radiation from interest through the order card,
  • the optical chip having a so-called rear face and an opposite so-called front face, and being assembled to the control card via its rear face, comprising: an active layer comprising at least one diode formed in or on a substrate; and an interconnection layer, covering one face of the active layer, and comprising contact pads which are flush with the front face as well as electrical interconnections suitable for biasing the diode from the contact pads;
  • the control card comprising: bias pads located at an upper face on which the optical chip rests; a transmission zone, allowing the optical transmission of said light radiation through the control card, the optical chip being positioned so that the diode is located facing the transmission zone;
  • an electrical connection between the bias pads of the control board and the contact pads of the optical chip.

La carte de commande peut comporter un substrat isolant définissant la face supérieure et un circuit électrique s’étendant sur la face supérieure.The control board may include an insulating substrate defining the top face and an electrical circuit extending over the top face.

La carte de commande peut comporter un substrat isolant réalisé, dans la zone de transmission, en un matériau transparent vis-à-vis du rayonnement lumineux d’intérêt.The control card may comprise an insulating substrate made, in the transmission zone, of a material that is transparent with respect to the light radiation of interest.

La carte de commande peut comporter un substrat isolant présentant une ouverture traversante définissant la zone de transmission.The control card may comprise an insulating substrate having a through opening defining the transmission zone.

La carte de commande peut présenter, dans la zone de transmission, un coefficient de transmission homogène vis-à-vis du rayonnement lumineux d’intérêt.The control card can have, in the transmission zone, a homogeneous transmission coefficient with respect to the light radiation of interest.

Le composant optoélectronique peut comporter une couche déformable, reposant sur la puce optique, et adaptée à se déformer en réponse à l’application d’un signal de commande par la carte de commande.The optoelectronic component may comprise a deformable layer, resting on the optical chip, and adapted to deform in response to the application of a control signal by the control card.

D'autres aspects, buts, avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de formes de réalisation préférées de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :Other aspects, aims, advantages and characteristics of the invention will appear better on reading the following detailed description of preferred embodiments thereof, given by way of non-limiting example, and made with reference to the appended drawings. on which ones :

la figure 1, déjà décrite, est une vue en coupe, schématique et partielle, d’un composant optoélectronique selon un exemple de l’art antérieur ;Figure 1, already described, is a sectional view, schematic and partial, of an optoelectronic component according to an example of the prior art;

les figures 2A à 2G sont des vues en coupe, schématiques et partielles, d’un composant optoélectronique pour différentes étapes d’un procédé de fabrication selon un mode de réalisation ;FIGS. 2A to 2G are schematic and partial cross-sectional views of an optoelectronic component for different steps of a manufacturing method according to one embodiment;

les figures 3A et 3B sont des vues en coupe, schématiques et partielles, d’un composant optoélectronique selon deux variantes de réalisation.FIGS. 3A and 3B are sectional views, schematic and partial, of an optoelectronic component according to two variant embodiments.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERSDETAILED DISCUSSION OF PARTICULAR EMBODIMENTS

Sur les figures et dans la suite de la description, les mêmes références représentent les éléments identiques ou similaires. De plus, les différents éléments ne sont pas représentés à l’échelle de manière à privilégier la clarté des figures. Par ailleurs, les différents modes de réalisation et variantes ne sont pas exclusifs les uns des autres et peuvent être combinés entre eux. Sauf indication contraire, les termes « sensiblement », « environ », « de l’ordre de » signifient à 10% près, et de préférence à 5% près. Par ailleurs, les termes « compris entre … et … » et équivalents signifient que les bornes sont incluses, sauf mention contraire.In the figures and in the remainder of the description, the same references represent identical or similar elements. In addition, the various elements are not represented to scale so as to favor the clarity of the figures. Furthermore, the different embodiments and variants are not mutually exclusive and can be combined with one another. Unless otherwise indicated, the terms “substantially”, “approximately”, “around” mean to within 10%, and preferably within 5%. Furthermore, the terms “between … and …” and equivalents mean that the terminals are included, unless otherwise stated.

L’invention porte sur un procédé de fabrication d’au moins un composant optoélectronique à transmission optique en face arrière, autrement dit, un composant optoélectronique de type BSI (Back Side Illumination). Le terme « BSI » est ici à prendre au sens large : le composant optoélectronique peut ainsi être adapté à émettre ou à détecter un rayonnement lumineux d’intérêt. Le rayonnement lumineux d’intérêt est alors transmis par une face arrière de la puce optique, et non pas par une face avant opposée à la face arrière et orientée du côté d’une couche d’interconnexion.The invention relates to a method for manufacturing at least one optoelectronic component with optical transmission on the rear face, in other words, an optoelectronic component of the BSI ( Back Side Illumination ) type. The term “BSI” is here to be taken in the broad sense: the optoelectronic component can thus be adapted to emit or to detect light radiation of interest. The light radiation of interest is then transmitted by a rear face of the optical chip, and not by a front face opposite the rear face and oriented on the side of an interconnection layer.

Le composant optoélectronique est formé d’au moins une puce optique assemblée à une carte de commande. La puce optique comporte au moins un élément optiquement actif tel qu’une diode électroluminescente ou une photodiode, et de préférence, une matrice de diodes. La carte de commande comporte un circuit électrique destiné à appliquer aux diodes un signal de commande ou de lecture (alimentation). Elle est de préférence un circuit imprimé de type PCB (pourPrinted Circuit Board, en anglais).The optoelectronic component is formed of at least one optical chip assembled on a control board. The optical chip comprises at least one optically active element such as a light-emitting diode or a photodiode, and preferably, a matrix of diodes. The control card comprises an electrical circuit intended to apply to the diodes a control or reading signal (supply). It is preferably a printed circuit of the PCB type (for Printed Circuit Board , in English).

Le composé optoélectronique comporte au moins une puce optique dont la face arrière est alors orientée vers la carte de commande. Aussi, comme décrit en détail plus loin, la carte de commande comporte une zone de transmission, autorisant la transmission optique du rayonnement lumineux d’intérêt à partir de ou en direction de la puce optique. Par transmission optique du rayonnement lumineux, on entend ici que la carte de commande présente, dans la zone de transmission, un coefficient de transmission du rayonnement lumineux d’intérêt au moins égal à 50%, et de préférence au moins égal à 80%, voire davantage.The optoelectronic compound comprises at least one optical chip whose rear face is then oriented towards the control card. Also, as described in detail later, the control card includes a transmission zone, allowing the optical transmission of the light radiation of interest from or towards the optical chip. By optical transmission of light radiation, it is meant here that the control card has, in the transmission zone, a transmission coefficient of the light radiation of interest at least equal to 50%, and preferably at least equal to 80%, or even more.

Les figures 2A à 2G illustrent différentes étapes d’un procédé de fabrication d’un composant optoélectronique 1 de type BSI selon un mode de réalisation.FIGS. 2A to 2G illustrate different steps of a method for manufacturing a BSI type optoelectronic component 1 according to one embodiment.

On définit ici et pour la suite de la description un repère direct tridimensionnel orthogonal XYZ, où les axes X et Y forment un plan parallèle à la face supérieure 30.2 de la carte de commande 30, et où l’axe Z est orienté de la carte de commande 30 vers la puce optique 10. Dans la suite de la description, les termes « inférieur » et « supérieur » s’entendent comme étant relatifs à un positionnement croissant suivant la direction +Z.Here and for the remainder of the description, an orthogonal three-dimensional direct reference XYZ is defined, where the X and Y axes form a plane parallel to the upper face 30.2 of the control board 30, and where the Z axis is oriented from the board control 30 to the optical chip 10. In the remainder of the description, the terms “lower” and “upper” are understood as being relative to an increasing positioning in the direction +Z.

La figure 2A illustre une étape de réalisation d’un empilement optoélectronique 2. Cet empilement optoélectronique 2 peut former une même puce optique 10 ou une pluralité de puces optiques distinctes et destinées à être ultérieurement séparées les unes des autres. Dans cet exemple, l’empilement optoélectronique 2 correspond à une pluralité de différentes puces optiques, celles-ci pouvant être identiques ou différentes les unes aux autres en termes de propriétés optiques et/ou électroniques. L’empilement optoélectronique 2 comporte ici un substrat 11, une couche active 12 contenant une ou plusieurs diodes, et une couche d’interconnexion 13.FIG. 2A illustrates a step for producing an optoelectronic stack 2. This optoelectronic stack 2 can form the same optical chip 10 or a plurality of distinct optical chips intended to be subsequently separated from each other. In this example, the optoelectronic stack 2 corresponds to a plurality of different optical chips, these possibly being identical to or different from each other in terms of optical and/or electronic properties. The optoelectronic stack 2 here comprises a substrate 11, an active layer 12 containing one or more diodes, and an interconnection layer 13.

D’une manière générale, le substrat 11 est adapté à permettre la formation de la couche active 12. Il peut être une structure monobloc, ou peut être formé d’un empilement de couches tel qu’un substrat de type SOI (pourSilicon On Insulator, en anglais). Le substrat 11 peut présenter une épaisseur de l’ordre de plusieurs dizaines à centaines de microns. La couche active 12 est adaptée à émettre ou à détecter le rayonnement lumineux d’intérêt. Pour cela, elle comporte au moins une diode, et ici une matrice de diodes. Les diodes sont réalisées à base d’un matériau semiconducteur cristallin, par exemple un composé semiconducteur III-V, c’est-à-dire comportant des éléments chimiques des colonnes III et V du tableau périodique, ou un composé semiconducteur II-VI, entre autres. La couche active 12 peut être formée dans le substrat 11 et donc correspondre à une zone supérieure du substrat 11. En variante, elle peut être une couche distincte du substrat 11 reposant sur celui-ci. Aussi, la couche active 12 est dite formée dans ou sur le substrat 11.In general, the substrate 11 is adapted to allow the formation of the active layer 12. It can be a one-piece structure, or can be formed from a stack of layers such as an SOI type substrate (for Silicon On Insulator , in English). Substrate 11 may have a thickness of the order of several tens to hundreds of microns. The active layer 12 is suitable for emitting or detecting the light radiation of interest. For this, it comprises at least one diode, and here a matrix of diodes. The diodes are made from a crystalline semiconductor material, for example a III-V semiconductor compound, that is to say comprising chemical elements from columns III and V of the periodic table, or a II-VI semiconductor compound, among others. The active layer 12 can be formed in the substrate 11 and therefore correspond to an upper zone of the substrate 11. As a variant, it can be a separate layer of the substrate 11 resting on the latter. Also, the active layer 12 is said to be formed in or on the substrate 11.

Selon un mode de réalisation dans lequel la puce optique est un imageur CMOS, le substrat 11 peut être un substrat épais réalisé par exemple en silicium. La couche active 12 peut être, de manière connue, une partie supérieure du substrat épais 11 dans lequel les diodes sont réalisées, par exemple par implantation ionique, ou être une couche de silicium distincte du substrat épais 11. Des exemples de telles configurations sont décrits notamment dans les brevets EP2161751 et US7417268.According to an embodiment in which the optical chip is a CMOS imager, the substrate 11 can be a thick substrate made for example of silicon. The active layer 12 can be, in known manner, an upper part of the thick substrate 11 in which the diodes are made, for example by ion implantation, or be a layer of silicon distinct from the thick substrate 11. Examples of such configurations are described in particular in patents EP2161751 and US7417268.

Selon un autre mode de réalisation, le substrat 11 est adapté à permettre la formation de la couche active 12, et notamment à permettre la croissance épitaxiale du composé semiconducteur à base duquel les diodes sont réalisées. Il comporte une face qui définit une surface de nucléation. Ainsi, dans le cas où la couche active 12 comporte des diodes réalisées à base d’un composé III-V, il peut ainsi comporter une couche de nucléation, par exemple en AlN ou en un matériau adapté. La couche active 12 peut comporter, à titre illustratif, une matrice de diodes électroluminescentes réalisées à base de GaN. Les diodes peuvent présenter une structure identique ou similaire à celle décrite dans la demande de brevet EP2960940, ou à celle décrite dans la publication de Fan et al. intituléeIII-nitride micro-emitter arrays development and applications, J. Phys. D: Appl. Phys. 41 (2008) 094001. La ou les diodes de la couche active 12 peuvent être réalisées par croissance épitaxiale MOCVD ou équivalent.According to another embodiment, the substrate 11 is adapted to allow the formation of the active layer 12, and in particular to allow the epitaxial growth of the semiconductor compound based on which the diodes are made. It has a face which defines a nucleation surface. Thus, in the case where the active layer 12 comprises diodes made on the basis of a III-V compound, it can thus comprise a nucleation layer, for example in AlN or in a suitable material. The active layer 12 may comprise, by way of illustration, a matrix of light-emitting diodes made from GaN. The diodes may have a structure identical or similar to that described in patent application EP2960940, or to that described in the publication by Fan et al. entitled III-nitride micro-emitter arrays development and applications , J. Phys. D: Appl. Phys. 41 (2008) 094001. The diode or diodes of the active layer 12 can be produced by epitaxial growth MOCVD or equivalent.

La couche d’interconnexion 13 comporte des interconnexions électriques 14 permettant la commande ou la lecture (alimentation) des diodes de la couche active 12. Elle est donc destinée à connecter électriquement la ou les diodes de la couche active 12 à la carte de commande 30. Les interconnexions électriques 14 sont des portions de lignes conductrices, par exemple métalliques, séparées les unes des autres par un matériau diélectrique, par exemple un oxyde ou un nitrure de silicium. La couche d’interconnexion 13 recouvre donc la couche active 12, et présente une face opposée à la couche active 12, dite face avant 10.2 de connexion, au niveau de laquelle affleurent au moins deux plots de contact 15. Ainsi, par l’application d’une polarisation électrique aux plots de contact 15, la ou les diodes sont activées pour émettre ou détecter le rayonnement lumineux d’intérêt.The interconnection layer 13 comprises electrical interconnections 14 allowing the control or the reading (power supply) of the diodes of the active layer 12. It is therefore intended to electrically connect the diode or diodes of the active layer 12 to the control board 30 The electrical interconnections 14 are portions of conductive lines, for example metallic, separated from each other by a dielectric material, for example an oxide or a silicon nitride. The interconnection layer 13 therefore covers the active layer 12, and has a face opposite the active layer 12, called the front connection face 10.2, at the level of which at least two contact pads 15 are flush. Thus, by the application of an electrical bias to the contact pads 15, the diode or diodes are activated to emit or detect the light radiation of interest.

Ainsi, on obtient un empilement optoélectronique 2 formé du substrat 11, de la couche active 12, et de la couche d’interconnexion 13. L’empilement optoélectronique 2 présente donc une face avant 10.2 de connexion au niveau de laquelle affleurent les plots de contact 15. La face opposée de l’empilement optoélectronique 2 forme une face dite arrière 10.1. Dans cet exemple, l’empilement optoélectronique 2 comporte plusieurs puces optiques destinées à être ultérieurement séparées les unes des autres par découpe de l’empilement optoélectronique 2.Thus, an optoelectronic stack 2 is obtained formed of the substrate 11, of the active layer 12, and of the interconnection layer 13. The optoelectronic stack 2 therefore has a front connection face 10.2 at the level of which the contact pads are flush 15. The opposite face of the optoelectronic stack 2 forms a so-called rear face 10.1. In this example, the optoelectronic stack 2 comprises several optical chips intended to be subsequently separated from each other by cutting out the optoelectronic stack 2.

La figure 2B illustre une étape d’assemblage de la puce optique 10, et dans cet exemple de l’empilement optoélectronique 2, à un support 20 formant ici une poignée temporaire.FIG. 2B illustrates a step for assembling the optical chip 10, and in this example of the optoelectronic stack 2, to a support 20 here forming a temporary handle.

Plus précisément, le support 20 est assemblé à l’empilement optoélectronique 2 au niveau de la face avant 10.2 de ce dernier. Il est destiné à permettre la manipulation de l’empilement optoélectronique 2 lors du report de ce dernier sur la carte de commande 30. Il permet en outre, préalablement à l’étape de report, de manipuler l’empilement optoélectronique 2 lors d’une étape de suppression partielle ou totale du substrat 11, et lors d’une étape de découpe de l’empilement optoélectronique 2 dans le but d’individualiser les puces optiques les unes vis-à-vis des autres.More precisely, the support 20 is assembled to the optoelectronic stack 2 at the level of the front face 10.2 of the latter. It is intended to allow the manipulation of the optoelectronic stack 2 during the transfer of the latter to the control card 30. It also allows, prior to the transfer step, to manipulate the optoelectronic stack 2 during a step of partial or total elimination of the substrate 11, and during a step of cutting out the optoelectronic stack 2 in order to individualize the optical chips vis-à-vis each other.

Le support 20 est de préférence réalisé en un matériau présentant un coefficient de dilatation thermique (CTE) proche de celui du substrat 11. Il peut s’agir d’un substrat à base de silicium, de saphir ou autre, et son épaisseur peut être de l’ordre de plusieurs centaines de microns.The support 20 is preferably made of a material having a coefficient of thermal expansion (CTE) close to that of the substrate 11. It can be a substrate based on silicon, sapphire or other, and its thickness can be of the order of several hundred microns.

L’empilement optoélectronique 2 peut être assemblé au support 20 par collage au moyen d’une couche intercalaire de colle 21 pouvant être ultérieurement supprimée. Ainsi, à titre d’exemple, il est possible d’utiliser une colle à base de polymère thermosensible, d’un adhésif double face, d’un matériau sensible aux ultraviolets, ou de tout autre matériau équivalent.The optoelectronic stack 2 can be assembled to the support 20 by bonding by means of an intermediate layer of glue 21 which can subsequently be removed. Thus, by way of example, it is possible to use an adhesive based on a heat-sensitive polymer, a double-sided adhesive, a material sensitive to ultraviolet rays, or any other equivalent material.

La figure 2C illustre une étape de retrait au moins partiel du substrat 11 suivant l’axe Z de son épaisseur. Il peut donc s’agir d’un amincissement (réduction partielle de l’épaisseur du substrat 11) ou d’un retrait total. De préférence, le substrat 11 est aminci (retrait partiel et non total) de manière à assurer une protection de la couche active 12. De plus, dans le cas d’un imageur CMOS dans lequel la couche active 12 est une zone du substrat 11, celui-ci est nécessairement aminci et non totalement supprimé. Cette étape permet de réduire l’épaisseur totale de la puce optique 10, rendant ainsi possible la connexion électrique de la puce optique 10 à la carte de commande 30 via des bandes conductrices 35 déposées à la surface des puces 10, 30, par exemple par sérigraphie. Elle permet également d’augmenter la transmission optique du rayonnement lumineux d’intérêt par le substrat 11.FIG. 2C illustrates a step of at least partial removal of the substrate 11 along the Z axis of its thickness. It can therefore be a thinning (partial reduction in the thickness of the substrate 11) or a total shrinkage. Preferably, the substrate 11 is thinned (partial and not total shrinkage) so as to ensure protection of the active layer 12. Moreover, in the case of a CMOS imager in which the active layer 12 is an area of the substrate 11 , this one is necessarily thinned and not completely eliminated. This step makes it possible to reduce the total thickness of the optical chip 10, thus making it possible to electrically connect the optical chip 10 to the control board 30 via conductive strips 35 deposited on the surface of the chips 10, 30, for example by screen printing. It also makes it possible to increase the optical transmission of the light radiation of interest by the substrate 11.

Pour cela, le retrait, ici partiel, du substrat 11 peut être effectué par une technique de type abrasion (grinding, en anglais), ou par toute autre technique équivalente. Le substrat aminci 11 peut alors présenter une épaisseur finale de l’ordre de quelques microns à quelques dizaines de microns, par exemple une épaisseur de 10µm environ. L’épaisseur finale du substrat aminci 11 est notamment choisie en fonction des applications du composant optoélectronique 1, et en fonction de la gamme spectrale du rayonnement lumineux d’intérêt, dans le but de limiter une éventuelle absorption du rayonnement par le substrat aminci 11.For this, the removal, here partial, of the substrate 11 can be carried out by a technique of the abrasion type ( grinding , in English), or by any other equivalent technique. The thinned substrate 11 can then have a final thickness of the order of a few microns to a few tens of microns, for example a thickness of approximately 10 μm. The final thickness of the thinned substrate 11 is chosen in particular according to the applications of the optoelectronic component 1, and according to the spectral range of the light radiation of interest, with the aim of limiting possible absorption of the radiation by the thinned substrate 11.

La figure 2D illustre une étape de réalisation d’au moins un élément optique passif 17 sur la face arrière 10.1 de la puce optique 10, ici sur la face libre du substrat de croissance 11. Cette étape est facultative mais avantageuse. L’élément optique 17 peut être une couche antireflet, un filtre optique, une lentille planaire de mise en forme du faisceau lumineux, ou tout autre élément optique. L’élément optique 17 présente ici une face libre plane, de manière à autoriser l’assemblage à la carte de commande 30.FIG. 2D illustrates a step for producing at least one passive optical element 17 on the rear face 10.1 of the optical chip 10, here on the free face of the growth substrate 11. This step is optional but advantageous. The optical element 17 can be an antireflection layer, an optical filter, a planar lens for shaping the light beam, or any other optical element. The optical element 17 here has a flat free face, so as to allow assembly to the control card 30.

Par ailleurs, une étape de découpe de l’empilement optoélectronique 2 peut être effectuée, en particulier lorsqu’il comporte plusieurs puces optiques destinées à être séparées les unes des autres. Cette étape de découpe peut être effectuée suivant des lignes de découpe prédéfinies par les techniques connues, par exemple par découpe mécanique et/ou par laser, par gravure chimique, par gravure physique, ou autre. Cette étape de découpe peut être effectuée avant ou après la réalisation des éléments optiques. Par ailleurs, le support 20 est également découpé, permettant ainsi la manipulation de chaque puce optique 10 lors de l’étape suivante de report sur la carte de commande 30.Furthermore, a step of cutting out the optoelectronic stack 2 can be performed, in particular when it comprises several optical chips intended to be separated from each other. This cutting step can be performed along predefined cutting lines by known techniques, for example by mechanical and/or laser cutting, by chemical etching, by physical etching, or otherwise. This cutting step can be performed before or after the production of the optical elements. Furthermore, the support 20 is also cut, thus allowing the handling of each optical chip 10 during the next transfer step on the control board 30.

La figure 2E illustre une étape de report de la puce optique 10 sur la carte de commande 30. Plus précisément, la puce optique 10 est disposée au niveau de sa face arrière 10.1 sur la face supérieure 30.2 de la carte de commande 30, et non pas au niveau de sa face avant 10.2 comme dans l’exemple de l’art antérieur de la fig.1.FIG. 2E illustrates a step for transferring optical chip 10 onto control card 30. More specifically, optical chip 10 is placed at its rear face 10.1 on upper face 30.2 of control card 30, and not not at its front face 10.2 as in the example of the prior art of fig.1.

La carte de commande 30 permet la polarisation électrique de la ou des diodes, de manière à les activer en émission ou en détection. Elle comporte ainsi un circuit électrique à connecter aux plots de contact 15 de la couche d’interconnexion 13. Ainsi, elle comporte un substrat électriquement isolant 32 et un circuit électrique de commande ou de lecture (alimentation). La face supérieure 30.2 présente donc une surface d’assemblage, destinée à recevoir la puce optique 10. Au moins deux plots de polarisation 31 sont situés au niveau de la face supérieure 30.2. Plus précisément, les plots de polarisation 31 peuvent affleurer la face supérieure 30.2, notamment lorsque la carte de commande 30 est un circuit intégré par exemple en silicium (transparent à l’infrarouge), ou peuvent être disposés sur la face supérieure 30.2, notamment lorsque la carte de commande 30 est un circuit imprimé.The control card 30 enables the electrical biasing of the diode or diodes, so as to activate them in transmission or in detection. It thus comprises an electric circuit to be connected to the contact pads 15 of the interconnection layer 13. Thus, it comprises an electrically insulating substrate 32 and an electric circuit for controlling or reading (power supply). The upper face 30.2 therefore has an assembly surface, intended to receive the optical chip 10. At least two polarization pads 31 are located at the level of the upper face 30.2. More precisely, the polarization pads 31 can be flush with the upper face 30.2, in particular when the control card 30 is an integrated circuit, for example made of silicon (transparent to infrared), or can be placed on the upper face 30.2, in particular when the control card 30 is a printed circuit.

De préférence, la carte de commande 30 est un circuit imprimé de type PCB. Le substrat 32 est réalisé en au moins un matériau électriquement isolant, par exemple en résine époxy ou en polyimide, et le circuit électrique est réalisé sous la forme de bandes métalliques définies sur la face supérieure 30.2. La carte de commande 30 peut présenter une épaisseur et un matériau tels qu’elle est rigide ou est souple et déformable. Elle peut comporter un empilement de plusieurs couches de bandes métalliques séparées les unes des autres par un substrat isolant, et connectées entre elles par des trous métallisés. Le substrat 32 peut comporter un ou plusieurs matériaux électriquement isolants. Ainsi, il peut comporter un même matériau isolant qui s’étend dans la zone de transmission 33 comme en-dehors de celle-ci. En variante, il peut comporter plusieurs matériaux isolants, par exemple un premier matériau, opaque ou transparent, situé en -dehors de la zone de transmission 33, et un deuxième matériau, transparent, définissant la zone de transmission 33.Preferably, the control card 30 is a PCB-type printed circuit. The substrate 32 is made of at least one electrically insulating material, for example epoxy resin or polyimide, and the electrical circuit is made in the form of metal strips defined on the upper face 30.2. The control card 30 can have a thickness and a material such that it is rigid or is flexible and deformable. It may comprise a stack of several layers of metal strips separated from each other by an insulating substrate, and interconnected by metallized holes. Substrate 32 may include one or more electrically insulating materials. Thus, it may comprise the same insulating material which extends in the transmission zone 33 as well as outside of it. As a variant, it may comprise several insulating materials, for example a first material, opaque or transparent, located outside the transmission zone 33, and a second transparent material, defining the transmission zone 33.

La carte de commande 30 comporte ainsi une zone de transmission 33, autrement dit une zone que peut traverser le rayonnement lumineux d’intérêt entre les faces inférieure 30.1 et supérieure 30.2 de la carte de commande 30, sans subir une absorption sensible ou une perturbation notable. Le coefficient de transmission de la carte de commande 30 y est alors au moins égal à 50%, de préférence au moins égal à 80% voire davantage. De plus, la carte de commande 30 ne comporte pas, dans cette zone de transmission 33, des connexions métalliques susceptibles de perturber la transmission du rayonnement lumineux d’intérêt. Cela se traduit par le fait que le coefficient de transmission, dans cette zone, est sensiblement homogène. Dans cet exemple, la zone de transmission 33 de la carte de commande 30 est formée par un matériau transparent. Il peut ainsi s’agir d’un substrat en verre, en saphir, en céramique transparent, entre autres. En variante, comme décrit plus loin, la zone de transmission 33 peut être formée par une ouverture traversante de la carte de commande 30. La puce optique 10 est positionnée sur la carte de commande 30 de sorte que la ou les diodes sont situées en regard de la zone de transmission 33.The control card 30 thus comprises a transmission zone 33, in other words a zone that the light radiation of interest can pass through between the lower 30.1 and upper 30.2 faces of the control card 30, without undergoing a significant absorption or a notable disturbance. . The transmission coefficient of the control card 30 is then therein at least equal to 50%, preferably at least equal to 80% or even more. In addition, the control card 30 does not include, in this transmission zone 33, metal connections likely to disturb the transmission of the light radiation of interest. This results in the fact that the transmission coefficient, in this zone, is substantially homogeneous. In this example, the transmission zone 33 of the control card 30 is formed by a transparent material. It can thus be a substrate made of glass, sapphire, transparent ceramic, among others. As a variant, as described below, the transmission zone 33 can be formed by a through opening of the control card 30. The optical chip 10 is positioned on the control card 30 so that the diode or diodes are located opposite of transmission zone 33.

Par ailleurs, la puce optique 10 est assemblée à la carte de commande 30, par exemple par collage. Dans cet exemple, un matériau adhésif 34 est situé entre le substrat aminci 11 et la face supérieure 30.2 de la carte de commande 30, et entoure de préférence continûment l’élément optique. Dans cet exemple, le matériau adhésif 34 n’est pas situé entre les diodes et la zone de transmission 33 et peut donc être sensiblement opaque au rayonnement lumineux d’intérêt. En variante, le matériau adhésif, alors transparent, peut être situé en regard de la zone de transmission 33, à l’interface entre l’élément optique et la face supérieure 30.2.Furthermore, the optical chip 10 is assembled to the control card 30, for example by gluing. In this example, an adhesive material 34 is located between the thinned substrate 11 and the upper face 30.2 of the control board 30, and preferably continuously surrounds the optical element. In this example, the adhesive material 34 is not located between the diodes and the transmission zone 33 and can therefore be substantially opaque to the light radiation of interest. As a variant, the adhesive material, then transparent, can be located opposite the transmission zone 33, at the interface between the optical element and the upper face 30.2.

La figure 2F illustre une étape de retrait total du support 20. Ainsi, la face avant 10.2 est rendue libre, permettant alors d’accéder directement aux plots de contact 15 sans avoir à réaliser des vias métallisés comme dans l’exemple de l’art antérieur de la fig.1. La couche de colle temporaire est également supprimée lors de cette étape. A noter que, avantageusement, cette étape de retrait total du support 20 peut être effectuée simultanément à l’étape d’assemblage de la puce optique 10 sur la carte de commande 30. A cet égard, une étape d’exposition aux UV et/ou de chauffage peut permettre de coller la puce optique 10 sur la carte de commande 30, et simultanément, de décoller le support 20 vis-à-vis de la puce optique 10. Ainsi, la couche de colle 21 assurant l’assemblage de la puce optique 10 sur le support 20 est adaptée à être rendue non-fonctionnelle ou à être supprimée lors d’une exposition à un rayonnement lumineux prédéfini par exemple UV et/ou à un recuit à température prédéfinie. De plus, la couche de colle 34 assurant l’assemblage de la puce optique à la carte de commande 30 est adaptée à être rendue fonctionnelle lors de cette même exposition UV et/ou thermique.FIG. 2F illustrates a step of total removal of the support 20. Thus, the front face 10.2 is made free, then allowing direct access to the contact pads 15 without having to produce metallized vias as in the example of the art front of fig.1. The temporary glue layer is also removed during this step. It should be noted that, advantageously, this step of total removal of the support 20 can be carried out simultaneously with the step of assembling the optical chip 10 on the control card 30. In this respect, a step of exposure to UV and/or or heating can make it possible to stick the optical chip 10 on the control board 30, and simultaneously, to detach the support 20 vis-à-vis the optical chip 10. Thus, the layer of glue 21 ensuring the assembly of the optical chip 10 on support 20 is adapted to be rendered non-functional or to be eliminated during exposure to predefined light radiation, for example UV, and/or annealing at a predefined temperature. In addition, the glue layer 34 ensuring the assembly of the optical chip to the control card 30 is adapted to be rendered functional during this same UV and/or thermal exposure.

Ainsi, on obtient un composant optoélectronique 1 formé de la carte de commande 30 et de la puce optique 10 assemblées l’une à l’autre. Les plots de polarisation 31 sont accessibles, ainsi que les plots de contact 15 affleurant la face avant 10.2 de connexion. Par ailleurs, les diodes de la puce optique 10 sont situées en regard de la zone de transmission 33 de la carte de commande 30. Autrement dit, la puce optique 10 est assemblée, au niveau de sa face arrière 10.1, sur la carte de commande 30. Le composant optoélectronique 1 est effectivement un composant de type BSI.Thus, an optoelectronic component 1 formed of the control card 30 and the optical chip 10 assembled together is obtained. The polarization pads 31 are accessible, as well as the contact pads 15 flush with the front connection face 10.2. Furthermore, the diodes of the optical chip 10 are located opposite the transmission zone 33 of the control card 30. In other words, the optical chip 10 is assembled, at its rear face 10.1, on the control card 30. The optoelectronic component 1 is effectively a BSI type component.

La figure 2G illustre une étape de connexion électrique entre la puce optique 10 et la carte de commande 30, et plus précisément entre les plots de contact 15 et les plots de polarisation 31. Dans cet exemple, la connexion électrique est réalisée par des bandes métalliques 35 déposées de manière localisée et s’étendant sur la face supérieure 30.2 de la carte de commande 30, sur la face latérale de la puce optique 10, et sur la face avant 10.2 de connexion de la puce optique 10. Les bandes métalliques 35 peuvent être réalisées par sérigraphie, par impression par jet d’encre, héliographie, flexographie, ou autres. En variante, une connexion électrique filaire peut être effectuée pour connecter ensemble les plots de contact 15 et les plots de polarisation 31. La connexion électrique par bandes métalliques 35 déposées est notamment rendue possible par le fait que le support 20 a été préalablement supprimé et le substrat 11 au moins aminci, de sorte que l’épaisseur de la puce optique 10 entre sa face arrière 10.1 et sa face avant 10.2 de connexion peut être de l’ordre de quelques microns à quelques dizaines de microns, par exemple de 5µm à 20µm environ.FIG. 2G illustrates an electrical connection step between the optical chip 10 and the control board 30, and more precisely between the contact pads 15 and the bias pads 31. In this example, the electrical connection is made by metal strips 35 deposited in a localized manner and extending on the upper face 30.2 of the control card 30, on the side face of the optical chip 10, and on the front face 10.2 of connection of the optical chip 10. The metal strips 35 can be produced by screen printing, inkjet printing, heliography, flexography, or others. As a variant, a wired electrical connection can be made to connect the contact pads 15 and the polarization pads 31 together. substrate 11 at least thinned, so that the thickness of the optical chip 10 between its rear face 10.1 and its front connection face 10.2 can be of the order of a few microns to a few tens of microns, for example from 5 μm to 20 μm about.

Il en ressort que le procédé de fabrication selon l’invention est simplifié par rapport au procédé de l’art antérieur mentionné précédemment. En effet, il ne comporte pas d’étape d’assemblage de la puce optique 10 ou de l’empilement optoélectronique 2 sur un support formant une poignée permanente. Au contraire, par le report de la puce optique 10 sur la carte de commande 30 via un support 20 formant une poignée temporaire, on oriente la puce optique 10 de sorte que sa face arrière 10.1 soit tournée vers la carte de commande 30 et non plus vers une direction opposée. On évite ainsi d’avoir à réaliser des vias métallisés de reprise de contact, s’étendant entre la face arrière 10.1 et les plots de contact 15, comme décrit en référence à la fig.1. Ceci est autorisé par le fait que la carte de commande 30 présente une zone de transmission 33 en regard de laquelle sont situées la ou les diodes de la puce optique 10. De plus, par la suppression totale du support 20 formant la poignée temporaire, les plots de contact 15 sont rendus libres et la puce optique 10 présente une épaisseur totale particulièrement réduite, permettant d’effectuer la connexion électrique entre la puce optique 10 et la carte de commande 30 par des bandes métalliques 35 déposées à la surface de ces éléments, et non pas par connexion filaire. De plus, outre le fait d’obtenir un composant optoélectronique 1 particulièrement compact, celui-ci peut également être souple et déformable du fait de sa faible épaisseur totale.It emerges from this that the manufacturing method according to the invention is simplified compared to the method of the prior art mentioned above. Indeed, it does not include a step of assembling the optical chip 10 or the optoelectronic stack 2 on a support forming a permanent handle. On the contrary, by transferring the optical chip 10 to the control card 30 via a support 20 forming a temporary handle, the optical chip 10 is oriented so that its rear face 10.1 faces the control card 30 and no longer towards an opposite direction. This avoids having to make metallized vias for contact recovery, extending between the rear face 10.1 and the contact pads 15, as described with reference to fig.1. This is authorized by the fact that the control card 30 has a transmission zone 33 opposite which the diode(s) of the optical chip 10 are located. contact pads 15 are made free and the optical chip 10 has a particularly reduced total thickness, making it possible to make the electrical connection between the optical chip 10 and the control card 30 by metal strips 35 deposited on the surface of these elements, and not by wired connection. Moreover, in addition to the fact of obtaining a particularly compact optoelectronic component 1, the latter can also be flexible and deformable due to its low total thickness.

La figure 3A est une vue en coupe, schématique et partielle, d’un composant optoélectronique 1 selon une variante de réalisation. Dans cet exemple, la zone de transmission 33 de la carte de commande 30 est réalisée, non pas en un matériau transparent du substrat isolant 32 de la carte de commande 30, mais comme une ouverture formée dans le substrat isolant 32. Celui-ci peut alors être réalisé en un matériau partiellement ou totalement opaque au rayonnement lumineux d’intérêt. Aussi, comme l’illustre la fig.3A, la zone de transmission 33 de la carte de commande 30 peut être formée d’une ouverture traversante du substrat isolant 32. Le substrat isolant 32 délimite l’ouverture traversante dans le plan XY, et assure latéralement le maintien mécanique et la connexion électrique de la puce optique 10. En variante (non représentée), l’ouverture peut ne pas être traversante : une partie amincie reste présente dans la zone de transmission 33. Cependant, l’épaisseur de la partie amincie et le matériau de la partie amincie sont choisis de sorte que le coefficient de transmission optique dans cette zone reste au moins égal à 50%, et de préférence au moins égal à 80% voire davantage. Une partie amincie présente notamment l’avantage d’assurer une protection vis-à-vis de la face arrière 10.1 de la puce optique 10, et ici des éléments optiques 17.FIG. 3A is a schematic and partial sectional view of an optoelectronic component 1 according to a variant embodiment. In this example, the transmission zone 33 of the control card 30 is made, not of a transparent material of the insulating substrate 32 of the control card 30, but as an opening formed in the insulating substrate 32. This can then be made of a material partially or totally opaque to the light radiation of interest. Also, as illustrated in FIG. 3A, the transmission zone 33 of the control board 30 can be formed by a through opening of the insulating substrate 32. The insulating substrate 32 delimits the through opening in the XY plane, and provides laterally the mechanical support and the electrical connection of the optical chip 10. Alternatively (not shown), the opening may not be through: a thinned part remains present in the transmission zone 33. However, the thickness of the thinned part and the material of the thinned part are chosen so that the optical transmission coefficient in this zone remains at least equal to 50%, and preferably at least equal to 80% or even more. A thinned part has the particular advantage of providing protection vis-à-vis the rear face 10.1 of the optical chip 10, and here of the optical elements 17.

Par ailleurs, selon un mode de réalisation, le composant optoélectronique 1 peut comporter une couche d’encapsulation 22 de la puce optique 10. Comme l’illustre la fig.3A, un matériau d’encapsulation 22 recouvre la puce optique 10 et repose également sur la face supérieure 30.2 de la carte de commande 30. Elle peut assurer le maintien de la connexion électrique entre les puces, une protection mécanique de la face avant 10.2 de la puce optique 10, une fonction de protection optique de la puce optique 10 vis-à-vis de rayonnement lumineux se propageant vers la face avant 10.2 de la puce optique 10, etc. Ce matériau d’encapsulation 22 peut également participer à maintenir déformé le composant optoélectronique 1, c’est-à-dire à maintenir une courbure du composant optoélectronique 1 par rapport au plan XY.Furthermore, according to one embodiment, the optoelectronic component 1 may comprise an encapsulation layer 22 of the optical chip 10. As illustrated in FIG. 3A, an encapsulation material 22 covers the optical chip 10 and also rests on the upper face 30.2 of the control card 30. It can maintain the electrical connection between the chips, a mechanical protection of the front face 10.2 of the optical chip 10, an optical protection function of the optical chip 10 screws -to-vis light radiation propagating towards the front face 10.2 of the optical chip 10, etc. This encapsulation material 22 can also participate in keeping the optoelectronic component 1 deformed, that is to say in maintaining a curvature of the optoelectronic component 1 with respect to the XY plane.

Selon un mode de réalisation, le composant optoélectronique 1 peut comporter au moins un élément optique passif (filtre optique, antireflet, lentille…) situé sur la face inférieure 30.1 du substrat au niveau de la zone de transmission 33. Par ailleurs, la face inférieure 30.1 peut y être structurée de manière à optimiser la transmission du rayonnement lumineux d’intérêt.According to one embodiment, the optoelectronic component 1 may comprise at least one passive optical element (optical filter, antireflection, lens, etc.) located on the lower face 30.1 of the substrate at the level of the transmission zone 33. Furthermore, the lower face 30.1 can be structured therein so as to optimize the transmission of the light radiation of interest.

Selon un mode de réalisation, le composant optoélectronique 1 peut présenter une forme générale courbe par rapport au plan XY. Cette forme courbe peut être autorisée par l’épaisseur réduite du composant optoélectronique 1, par exemple de l’ordre de 100µm voire moins, par exemple de l’ordre de 50µm, la puce optique 10 présentant une épaisseur par exemple de l’ordre de 10 à 20µm. La forme courbe du composant optoélectronique 1 permet notamment de mettre en forme le faisceau lumineux émis ou à détecter, réduisant ainsi le besoin éventuel d’utiliser des éléments optiques tels que des lentilles de focalisation ou de diffusion.According to one embodiment, the optoelectronic component 1 may have a generally curved shape with respect to the XY plane. This curved shape can be authorized by the reduced thickness of the optoelectronic component 1, for example of the order of 100 μm or even less, for example of the order of 50 μm, the optical chip 10 having a thickness for example of the order of 10 to 20µm. The curved shape of the optoelectronic component 1 makes it possible in particular to shape the light beam emitted or to be detected, thus reducing the possible need to use optical elements such as focusing or diffusing lenses.

A ce titre, la figure 3B est une vue en coupe, schématique et partielle, d’un composant optoélectronique 1 selon une variante de réalisation dans laquelle le composant optoélectronique 1 comporte une membrane active déformable 23, par exemple de type piézoélectrique. La membrane déformable 23 peut s’étendre sur la face avant 10.2 de la puce optoélectronique, et comporter au moins deux plots de contact 24 situés sur une face libre de la membrane déformable 23. Elle est électriquement isolée des bandes métalliques 35 de connexion entre les plots de contact 15 et les plots de polarisation 31 par une couche intermédiaire 25 électriquement isolante. Les plots de contact 24 sont alors connectés électriquement à des plots de polarisation 37 disposés au niveau de la face supérieure 30.2 de la carte de commande 30. Ainsi, par l’application d’une tension électrique à la membrane déformable 23, celle-ci se déforme de manière concave ou convexe, induisant alors une déformation du composant optoélectronique 1 dans son ensemble.As such, FIG. 3B is a schematic and partial sectional view of an optoelectronic component 1 according to a variant embodiment in which the optoelectronic component 1 comprises a deformable active membrane 23, for example of the piezoelectric type. The deformable membrane 23 can extend over the front face 10.2 of the optoelectronic chip, and comprise at least two contact pads 24 located on a free face of the deformable membrane 23. It is electrically insulated from the metal connection strips 35 between the contact pads 15 and bias pads 31 by an intermediate layer 25 electrically insulating. The contact pads 24 are then electrically connected to bias pads 37 arranged at the level of the upper face 30.2 of the control card 30. Thus, by applying an electric voltage to the deformable membrane 23, the latter deforms in a concave or convex manner, then inducing a deformation of the optoelectronic component 1 as a whole.

Par ailleurs, selon un mode de réalisation (non représenté), le composant optoélectronique 1 peut comporter une pluralité de puces optiques assemblées et connectées à la même carte de commande 30. Les puces optiques peuvent être identiques ou différentes entre elles, notamment en ce qui concerne leurs propriétés optiques et/ou électroniques, et en particulier en ce qui concerne la gamme spectrale d’émission ou de détection. Chaque puce optique 10 est connectée électriquement à des plots de polarisation 31 situés au niveau de la face supérieure 30.2 de la carte de commande 30.Furthermore, according to one embodiment (not shown), the optoelectronic component 1 may comprise a plurality of optical chips assembled and connected to the same control card 30. The optical chips may be identical or different from each other, in particular as regards relates to their optical and/or electronic properties, and in particular as regards the spectral range of emission or detection. Each optical chip 10 is electrically connected to bias pads 31 located at the level of the upper face 30.2 of the control card 30.

Des modes de réalisation particuliers viennent d’être décrits. Différentes variantes et modifications apparaîtront à l’homme du métier.Particular embodiments have just been described. Various variations and modifications will occur to those skilled in the art.

Claims (13)

Procédé de fabrication d’au moins un composant optoélectronique (1) formé d’au moins une puce optique (10) assemblée et connectée électriquement à une carte de commande (30), la puce optique (10) comportant au moins une diode adaptée à émettre ou à détecter un rayonnement lumineux au travers de la carte de commande (30), le procédé comportant les étapes suivantes :
  • réalisation d’au moins une puce optique (10) formée de :
    • un substrat (11),
    • une couche active (12) comportant au moins une diode, formée dans ou sur le substrat (11),
    • une couche d’interconnexion (13), recouvrant une face de la couche active (12), présentant une face dite avant (10.2) opposée à la couche active (12), et comportant des plots de contact (15) qui affleurent la face avant (10.2) ainsi que des interconnexions électriques (14) adaptées à polariser la diode à partir des plots de contact (15) ;
  • assemblage de la puce optique (10) à un support (20) au niveau de ladite face avant (10.2) ;
  • retrait au moins partiel du substrat (11) suivant son épaisseur ;
  • assemblage par report de la puce optique (10) et du support (20) sur la carte de commande (30) de sorte qu’une face arrière (10.1) de la puce optique (10), opposée à ladite face avant (10.2), soit orientée vers une face supérieure (30.2) de la carte de commande (30) sur laquelle repose la puce optique (10), la carte de commande (30) comportant :
    • une zone de transmission (33), autorisant la transmission optique dudit rayonnement lumineux au travers de la carte de commande (30), la puce optique (10) étant positionnée de sorte que la diode soit située en regard de la zone de transmission (33),
    • des plots de polarisation (31) situés au niveau de la face supérieure (30.2) ;
  • retrait total du support (20), de manière à rendre libre ladite face avant (10.2) et donc accessibles les plots de contact (15) ;
  • réalisation d’une connexion électrique entre les plots de polarisation (31) de la carte de commande (30) et les plots de contact (15) de la puce optique (10).
Method of manufacturing at least one optoelectronic component (1) formed of at least one optical chip (10) assembled and electrically connected to a control card (30), the optical chip (10) comprising at least one diode adapted to emitting or detecting light radiation through the control card (30), the method comprising the following steps:
  • production of at least one optical chip (10) formed of:
    • a substrate (11),
    • an active layer (12) comprising at least one diode, formed in or on the substrate (11),
    • an interconnection layer (13), covering one face of the active layer (12), presenting a so-called front face (10.2) opposite the active layer (12), and comprising contact pads (15) which are flush with the face front (10.2) as well as electrical interconnections (14) suitable for biasing the diode from the contact pads (15);
  • assembly of the optical chip (10) to a support (20) at said front face (10.2);
  • at least partial removal of the substrate (11) along its thickness;
  • assembly by transfer of the optical chip (10) and the support (20) on the control board (30) so that a rear face (10.1) of the optical chip (10), opposite to said front face (10.2) , or oriented towards an upper face (30.2) of the control card (30) on which the optical chip (10) rests, the control card (30) comprising:
    • a transmission zone (33), allowing the optical transmission of said light radiation through the control card (30), the optical chip (10) being positioned so that the diode is located opposite the transmission zone (33 ),
    • bias pads (31) located at the upper face (30.2);
  • complete removal of the support (20), so as to make said front face (10.2) free and therefore accessible to the contact pads (15);
  • making an electrical connection between the bias pads (31) of the control board (30) and the contact pads (15) of the optical chip (10).
Procédé de fabrication selon la revendication 1, dans lequel l’étape de réalisation d’une connexion électrique comporte le dépôt de bandes conductrices (35) s’étendant sur une surface de la carte de commande (30) et de la puce optique (10), entre les plots de polarisation (31) et les plots de contact (15).A manufacturing method according to claim 1, wherein the step of making an electrical connection comprises depositing conductive strips (35) extending over a surface of the control board (30) and the optical chip (10 ), between the bias pads (31) and the contact pads (15). Procédé de fabrication selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’étape d’assemblage de la puce optique (10) sur la carte de commande (30) et l’étape de retrait total du support (20) sont réalisées de manière simultanée.Manufacturing method according to claim 1 or 2, in which the step of assembling the optical chip (10) on the control board (30) and the step of completely removing the support (20) are carried out simultaneously . Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, comportant en outre une étape de déformation du composant optoélectronique (1) vis-à-vis d’un plan parallèle à la face supérieure (30.2) de la carte de commande (30).Manufacturing method according to any one of Claims 1 to 3, further comprising a step of deforming the optoelectronic component (1) with respect to a plane parallel to the upper face (30.2) of the control card ( 30). Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, comportant, préalablement à l’étape de report, une étape de réalisation d’au moins un élément optique passif (17) reposant sur la couche active (12), de sorte que, à la suite de l’étape de report, l’élément optique passif (17) est situé entre la couche active (12) et la carte de commande (30), et localisé en regard de la zone de transmission (33).Manufacturing process according to any one of Claims 1 to 4, comprising, prior to the transfer step, a step of producing at least one passive optical element (17) resting on the active layer (12), so that, following the transfer step, the passive optical element (17) is located between the active layer (12) and the control card (30), and located opposite the transmission zone (33) . Procédé de fabrication selon la revendication 5, dans lequel l’assemblage de la puce optique (10) sur la face supérieure (30.2) de la carte de commande (30) est effectué par un matériau adhésif (34) s’étendant autour de l’élément optique passif (17).Manufacturing process according to claim 5, in which the assembly of the optical chip (10) on the upper face (30.2) of the control card (30) is carried out by an adhesive material (34) extending around the passive optical element (17). Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, comportant une étape de réalisation d’une pluralité de puces optiques, celles-ci formant différentes parties d’un même empilement optoélectronique (2), le procédé comportant, après l’étape d’assemblage au support (20), une étape de découpe de l’ensemble formé de l’empilement optoélectronique (2) assemblé au support (20).Manufacturing method according to any one of Claims 1 to 6, comprising a step of producing a plurality of optical chips, these forming different parts of a same optoelectronic stack (2), the method comprising, after step of assembling the support (20), a step of cutting out the assembly formed by the optoelectronic stack (2) assembled on the support (20). Composant optoélectronique (1) à transmission optique en face arrière (10.1), comportant au moins une puce optique (10) assemblée et connectée électriquement à une carte de commande (30), la puce optique (10) comportant au moins une diode adaptée à émettre ou à détecter un rayonnement lumineux d’intérêt au travers de la carte de commande (30),
  • la puce optique (10) présentant une face dite arrière (10.1) et une face opposée dite face avant (10.2), et étant assemblée à la carte de commande (30) par sa face arrière (10.1), comportant :
    • une couche active (12) comportant au moins une diode formée dans ou sur un substrat (11), et
    • une couche d’interconnexion (13), recouvrant une face de la couche active (12), et comportant des plots de contact (15) qui affleurent la face avant (10.2) ainsi que des interconnexions électriques (14) adaptées à polariser la diode à partir des plots de contact (15) ;
  • la carte de commande (30) comportant :
    • des plots de polarisation (31) situés au niveau d’une face supérieure (30.2) sur laquelle repose la puce optique (10),
    • une zone de transmission (33), autorisant la transmission optique dudit rayonnement lumineux au travers de la carte de commande (30), la puce optique (10) étant positionnée de sorte que la diode soit située en regard de la zone de transmission (33) ;
  • une connexion électrique entre les plots de polarisation (31) de la carte de commande (30) et les plots de contact (15) de la puce optique (10).
Optoelectronic component (1) with optical transmission on the rear face (10.1), comprising at least one optical chip (10) assembled and electrically connected to a control card (30), the optical chip (10) comprising at least one diode adapted to emitting or detecting light radiation of interest through the control card (30),
  • the optical chip (10) having a so-called rear face (10.1) and an opposite face called the front face (10.2), and being assembled to the control card (30) by its rear face (10.1), comprising:
    • an active layer (12) comprising at least one diode formed in or on a substrate (11), and
    • an interconnection layer (13), covering one face of the active layer (12), and comprising contact pads (15) which are flush with the front face (10.2) as well as electrical interconnections (14) suitable for biasing the diode from the contact pads (15);
  • the control card (30) comprising:
    • bias pads (31) located at an upper face (30.2) on which the optical chip (10) rests,
    • a transmission zone (33), allowing the optical transmission of said light radiation through the control card (30), the optical chip (10) being positioned so that the diode is located opposite the transmission zone (33 );
  • an electrical connection between the bias pads (31) of the control board (30) and the contact pads (15) of the optical chip (10).
Composant optoélectronique (1) selon la revendication 8, dans lequel la carte de commande (30) comporte un substrat isolant (32) définissant la face supérieure (30.2) et un circuit électrique s’étendant sur la face supérieure (30.2).Optoelectronic component (1) according to claim 8, in which the control board (30) comprises an insulating substrate (32) defining the upper face (30.2) and an electrical circuit extending on the upper face (30.2). Composant optoélectronique (1) selon la revendication 8 ou 9, dans lequel la carte de commande (30) comporte un substrat isolant (32) réalisé, dans la zone de transmission (33), en un matériau transparent vis-à-vis du rayonnement lumineux d’intérêt.Optoelectronic component (1) according to Claim 8 or 9, in which the control card (30) comprises an insulating substrate (32) made, in the transmission zone (33), of a material transparent to radiation bright of interest. Composant optoélectronique (1) selon l’une quelconque des revendications 8 à 10, dans lequel la carte de commande (30) comporte un substrat isolant (32) présentant une ouverture traversante définissant la zone de transmission (33).Optoelectronic component (1) according to any one of Claims 8 to 10, in which the control card (30) comprises an insulating substrate (32) having a through opening defining the transmission zone (33). Composant optoélectronique (1) selon l’une quelconque des revendications 8 à 11, dans lequel la carte de commande (30) présente, dans la zone de transmission (33), un coefficient de transmission homogène vis-à-vis du rayonnement lumineux d’intérêt.Optoelectronic component (1) according to any one of Claims 8 to 11, in which the control card (30) has, in the transmission zone (33), a homogeneous transmission coefficient with respect to the light radiation d 'interest. Composant optoélectronique (1) selon l’une quelconque des revendications 8 à 12, comportant une couche déformable (23), reposant sur la puce optique (10), et adaptée à se déformer en réponse à l’application d’un signal de commande par la carte de commande (30).Optoelectronic component (1) according to any one of Claims 8 to 12, comprising a deformable layer (23), resting on the optical chip (10), and adapted to deform in response to the application of a control signal by the control board (30).
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