FR3067857A1 - Structure de metallisation sous bosse et procede de fabrication correspondant - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une structure de métallisation sous bosse (2), pour la connexion électrique d'une électrode d'un composant électronique monté en surface à un plot d'un circuit imprimé, comprenant un empilement de : -une couche d'adhésion conductrice électriquement (201) ; -une couche d'attache conductrice électriquement (205) ; -une couche de matériau à coefficient de température positif (203) conductrice électriquement et disposée entre la couche d'adhésion (201) et la couche d'attache (205).
Description
STRUCTURE DE METALLISATION SOUS BOSSE ET PROCEDE DE FABRICATION CORRESPONDANT
L’invention concerne les diodes électroluminescentes, et en particulier la régulation thermique de telles diodes électroluminescentes.
Du fait d’un bon rendement énergétique, les diodes électroluminescentes connaissent un développement considérable. Les diodes électroluminescentes peuvent en effet constituer des points lumineux présentant un rendement énergétique de près de 40 %, alors que le rendement énergétique de lampes à filament n’est que de 5 % et que le rendement énergétique des tubes fluorescents n’est que de 15 %.
Les diodes électroluminescentes concentrent une puissance électrique importante sur une surface réduite, ce qui aboutit à générer une température relativement élevée en un temps réduit. Du fait de sa petite surface, la diode électroluminescente ne peut évacuer suffisamment de puissance par convection et doit donc évacuer la chaleur vers un substrat thermoconducteur. Par ailleurs, le courant traversant la LED doit être limité sous un seuil garantissant que la température de sa jonction n’atteint pas une valeur aboutissant à sa dégradation.
Afin de limiter le courant dans la diode électroluminescente et sa montée en température, une structure connue inclut un substrat sur laquelle la diode électroluminescente et un composant de type CTP sont montés selon une connexion en série.Selon l’état de l’art actuel Le composant de type CTP est typiquement un composant monté en surface connecté à l’anode de la diode électroluminescente.
Selon une autre structure, une couche de matériau à coefficient de température positif est déposée sur un substrat, pour former un composant de type CTP. La couche de matériau à coefficient de température positif présente des électrodes à ses extrémités, par l’intermédiaire desquelles elle est connectée en série avec la diode électroluminescente.
Ces structures présentent des inconvénients. Il y a un temps de réponse significatif entre l’élévation effective de la température de jonction de la diode électroluminescente et l’élévation de température du composant de type CTP. Par conséquent, l’augmentation de la résistance du composant peut s’avérer trop tardive pour limiter à temps le courant traversant la diode électroluminescente. Par ailleurs, l’augmentation de la température du composant CTP ne correspond pas de façon très fidèle à l’augmentation de la température de la diode électroluminescente. Il y a une résistance thermique parasite entre la jonction de la LED et le composant de protection.
L’invention vise à résoudre un ou plusieurs de ces inconvénients. L’invention porte ainsi sur une structure de métallisation sous bosse, pour la
ICG011132 FR Projet4 Texte.docx connexion électrique d’une électrode d’un composant électronique monté en surface à un plot d’un circuit imprimé, comprenant un empilement de :
-une couche d’adhésion conductrice électriquement ;
-une couche d’attache conductrice électriquement ;
-une couche de matériau à coefficient de température positif conductrice électriquement et disposée entre la couche d’adhésion et la couche d’attache.
L’invention porte également sur les variantes suivantes. L’homme du métier comprendra que chacune des caractéristiques des variantes suivantes peut être combinée indépendamment aux caractéristiques ci-dessus, sans pour autant constituer une généralisation intermédiaire.
Selon une variante, ledit matériau à coefficient de température positif est sélectionné dans le groupe constitué de la perovskite, du titanate de baryum, un oxyde métallique, du polymère-carbone.
Selon une autre variante, la structure comprend en outre une couche formant barrière de diffusion disposée entre la couche d’adhésion et la couche de matériau à coefficient de température positif.
Selon une autre variante, ladite couche formant barrière de diffusion inclut un matériau sélectionné dans le groupe constitué de Ni, Pt, Pd, W et Ta ou TiN.
Selon encore une autre variante, ladite couche d’adhésion conductrice électriquement inclut un matériau sélectionné dans le groupe constitué de Ti, Cr, TiW.
Selon une variante, ladite couche d’attache est une couche de colle électroconductrice.
Selon une autre variante, ladite couche d’attache est une couche de brasure.
Selon encore une variante, la structure comprend en outre une couche de capotage ou une couche mouillable disposée entre la couche de matériau à coefficient de température positif et la couche d’attache.
L’invention porte également sur un dispositif, comprenant :
-une structure de métallisation sous bosse telle que définie ci-dessus;
-un circuit imprimé comportant un plot solidaire de la couche d’adhésion de la structure de métallisation sous bosse.
Selon une variante, le dispositif comprend :
-une structure de métallisation sous bosse telle que définie ci-dessus.
-un composant électronique monté en surface comportant une électrode solidaire de la couche d’adhésion de la structure de métallisation sous bosse.
L’invention porte également sur un procédé de fabrication d’une structure de métallisation sous bosse, pour la connexion électrique d’un composant électronique à un plot d’un substrat, le procédé comprenant une étape de formation d’une couche conductrice électriquement de matériau à coefficient de
ICG011132 FR Projet4 Texte.docx température positif entre une couche d’adhésion conductrice électriquement et une couche d’attache conductrice électriquement.
Selon une variante, le procédé comprend une étape de fourniture de la couche d’adhésion, l’étape de disposition de la couche de matériau à coefficient de température positif comprenant le dépôt de cette couche de matériau à coefficient de température positif à la verticale de la couche d’adhésion, puis le dépôt de la couche d’attache, de sorte que la couche de matériau à coefficient de température positif est positionnée entre la couche d’adhésion et la couche d’attache.
Selon encore une variante, le procédé comprend en outre une étape de disposition d’une couche formant barrière de diffusion entre la couche d’adhésion et la couche de matériau à coefficient de température positif.
Selon une variante, le procédé comprend en outre une étape de formation d’une couche de capotage ou d’une couche mouillable entre la couche de matériau à coefficient de température positif et la couche d’attache.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
-la figure 1 est une vue en coupe schématique d’une structure de métallisation sous bosse fixée à un circuit imprimé, selon un exemple de mode de réalisation de l’invention ;
-la figure 2 est une vue en coupe schématique d’une structure de métallisation sous bosse fixée à un composant à montage en surface, selon un autre exemple de mode de réalisation de l’invention ;
-la figure 3 est une vue en coupe schématique d’un ensemble incluant un circuit imprimé, deux structures de métallisation sous bosse et un composant monté en surface ;
-la figure 4 est un logigramme illustrant une suite d’étapes d’un exemple d’un procédé de fabrication selon l’invention.
L’invention propose d’intégrer une fonction de protection par limitation de courant en fonction de la température, dans une structure de métallisation sous bosse, en incluant une couche de matériau à coefficient de température positif ou CTP entre une couche d’adhésion et une couche d’attache, cette couche étant conductrice électriquement.
Ainsi, la fonction de protection par limitation de courant est positionnée au plus près du composant monté en surface à protéger. La température sur la couche en matériau CTP est ainsi particulièrement représentative de la
ICG011132 FR Projet4 Texte.docx température du composant à protéger, ce qui permet d’obtenir une protection en un temps particulièrement limité. Cette fonction de protection est assurée tout en conservant la fonction de conduction du courant de service entre le composant et le circuit imprimé ou le substrat d’accueil, et ce avec un minimum de pertes par effet Joule dans les connexions en série.
La figure 1 est une vue en coupe schématique d’un dispositif 1, comprenant une structure de métallisation sous bosse 2 et un circuit imprimé 10. Le circuit imprimé 10 comprend de façon connue en soi un plot conducteur 11 sur une face. Le support du circuit imprimé 10 est par exemple en fibre de verre avec résine époxyde FR4 ou FR5. Le support de circuit imprimé peut également être formé de façon connue en soi en céramique, ou en substrat métallique isolé (SMI), en silicium ou en polymère souple, tel que celui diffusé sous la dénomination commerciale Kapton. Ce peut encore être un circuit d’adressage à matrice active de type TFT (Thin Film Transistor) ou CMOS connus pour les écrans ou microécrans à LEDs. Le plot conducteur 11 présente une structure et une composition connues en soi. Le plot 11 peut par exemple être réalisé en alliage de Cuivre. La structure de métallisation sous bosse 2 est fixée au plot conducteur 11. Ce plot 11 peut être constitué d’une matrice de plots permettant d ‘adresser une matrice de pixels de composants/pixels individuels.
La structure de métallisation 2 comprend un empilement de plusieurs couches en matériaux différents. Une couche d’adhésion 201 conductrice électriquement est fixée au plot 11. La couche d’adhésion 201 inclut par exemple majoritairement (inclure majoritairement signifier inclure plus de 50% en masse pour la suite) un matériau sélectionné dans le groupe constitué du Ti, du Cr, du TiW. La couche d’adhésion 201 présente typiquement une épaisseur comprise entre 10 et 100 nm. Quand il s’agit d’un assemblage par brasage ou soudage, cet empilement de couches est appelé dans le métier UBM ( Under Bump Metallurgy ou Under Bump Metallization en langue anglaise).
La structure de métallisation 2 est en outre associée à une couche d’attache 205 (généralement désignée par le terme ‘die attach’ en langue anglaise) électriquement conductrice. La couche d’attache 205 (qui peut par exemple être une colle ou une brasure ou un métal poli) est généralement rapportée au moment de l’assemblage d’un composant à montage en surface sur son substrat 10. Cette couche d’attache 205 est destinée à être fixée à un composant à montage en surface. La couche d’attache 205 est par exemple formée d’une colle électroconductrice ou d’une couche de brasure. Pour des applications avec une puissance électrique réduite, une couche d’attache 205 électroconductrice en époxy chargée de particules d’argent peut par exemple être
ICG011132 FR Projet4 Texte.docx utilisée. Une couche d’attache 205 pour brasure pourra typiquement comprendre des particules de Cuivre ou d’argent ou d’étain ou d’Or ou d’alliages binaires ou d’alliages ternaires à base de ces matériaux ou de matériaux à bas point de fusion tels l’Indium ou le bismuth. La couche d’attache 205 présente typiquement une épaisseur comprise entre 1 et 10 pm si c’est un attachement par collage direct, ou typiquement comprise entre 10 à 300 pm si c’est un collage conducteur, ou typiquement 10 à 100 pm si c’est une brasure.
La structure de métallisation 2 comprend également une couche de matériau à coefficient de température positif ou CTP 203, électriquement conductrice. La couche de matériau CTP 203 est disposée dans l’empilement entre la couche d’adhésion 201 et la couche d’attache 205. La couche en matériau CTP 203 inclut par exemple majoritairement un matériau sélectionné dans le groupe constitué de la perovskite, du titanate de baryum, un oxyde métallique approprié ou du polymère-carbone. La couche de matériau CTP 203 présentera typiquement une épaisseur comprise entre 1 et 10 pm, en fonction de l’ampleur de la limitation de courant devant être garantie par la structure de métallisation 2.
La couche 203 en matériau CTP aura avantageusement des propriétés d’adhésion avec les deux couches entre lesquelles elle est en contact. Avantageusement, le matériau CTP de la couche 203 est choisi pour permettre son dépôt par un procédé de pulvérisation cathodique, un dépôt en phase vapeur ou par électrolyse. La couche 203 est avantageusement traitée et modifiée pour être compatible avec une intégration dans une structure de métallisation sous bosse de composant électronique pour obtenir une épaisseur de la structure 2 inférieure à 10 pm, pour présenter une résistivité verticale de l’ordre de quelques milliOhms.cm de préférence inférieure à 1 milliOhm .cm pour .présenter une résistivité du même ordre de grandeur que les autres couches de l’empilement.
Dans l’exemple illustré, la couche en matériau CTP 203 positionnée sous une couche mouillable ou de capotage 204 (couche dite de capping en langue anglaise), avec une composition connue en soi. La couche 204 peut par exemple inclure de l’Au, du Pt ou du Pd, qui ont un fort pouvoir mouillant à la brasure et aux colles électro conductrices. Cette couche 204 est peu oxydable ou fortement résistante à l’oxydation. Dans le cas d’un collage direct, la couche en matériau CTP 203 peut être fixée directement à la couche d’attache 205.
Avantageusement, comme dans l’exemple illustré, une couche barrière de diffusion 202 est disposée entre la couche d’attache 205 et la couche d’adhésion 201. Dans l’exemple, la couche de barrière de diffusion 202 est disposée entre la couche d’adhésion 201 et la couche en matériau CTP 203. La couche 202 inclut avantageusement majoritairement un matériau sélectionné dans le groupe constitué de Ni, Pt, Pd, W, Ta ou TiN. La couche 202 présente avantageusement
ICG011132 FR Projet4 Texte.docx une épaisseur comprise entre 0,1 pm et 5 pm. La couche 202 sert à éviter la diffusion entre la couche d’adhésion 201 et la couche en matériau CTP 203, en particulier si le processus de fabrication ou d’intégration de la structure de métallisation 2 comprend des étapes de mises en œuvre à haute température.
Dans l’exemple illustré à la figure 1, la structure de métallisation sous bosse 2 est avantageusement réalisée sur un plot 11 du circuit imprimé 10, avant de rapporter une puce ou un composant monté en surface. La figure 2 illustre un exemple de structure de métallisation sous bosse 4 préalablement formée sur un composant à montage en surface 3. Une telle puce ou composant à montage en surface 3 peut être distribué commercialement de façon indépendante sous cette forme, associé à la structure de métallisation sous bosse 4. Le composant à montage en surface 3 peut aussi être une puce LED non packagée et montée sous forme puce sur carte (COB).
La figure 2 est une vue en coupe schématique d’un dispositif, comprenant une structure de métallisation sous bosse 4 et un composant monté en surface 3. Le composant monté en surface 3 comprend de façon connue en soi une électrode inférieure 31 (par exemple une anode) et une électrode supérieure 32 (par exemple une cathode). L’électrode 31 et l’électrode 32 présentent une structure et une composition connues en soi. La structure de métallisation sous bosse 4 est fixée à l’électrode 31.
La structure de métallisation 4 comprend un empilement de plusieurs couches en matériaux différents. Une couche d’adhésion 401 conductrice électriquement est fixée à l’électrode 31. La couche d’adhésion 401 peut présenter la même composition et/ou la même épaisseur que dans les exemples détaillés pour la couche 201.
La structure de métallisation 4 est en outre associée à une couche d’attache 405 électriquement conductrice. Cette couche d’attache 405 est destinée à être fixée à un plot d’un circuit imprimé. La couche d’attache 405 est par exemple formée d’une colle électroconductrice ou d’une couche de brasure. La couche 405 peut présenter la même composition et/ou la même épaisseur que dans les exemples détaillés pour la couche 205.
La structure de métallisation 4 comprend également une couche de matériau à coefficient de température positif ou CTP 403, électriquement conductrice. La couche de matériau CTP 403 est disposée dans l’empilement entre la couche d’adhésion 401 et la couche d’attache 405. La couche en matériau CTP 403 peut présenter la même composition et/ou la même épaisseur que dans les exemples détaillés pour la couche 203.
Dans l’exemple illustré, la couche en matériau CTP 403 est fixée à la couche d’attache 405. Avantageusement, comme dans l’exemple illustré, une
ICG011132 FR Projet4 Texte.docx couche barrière de diffusion 402 est disposée entre la couche d’attache 405 et la couche d’adhésion 401. Dans l’exemple, la couche de barrière de diffusion 402 est disposée entre la couche d’adhésion 401 et la couche en matériau CTP 403. La couche 402 peut présenter la même composition et/ou la même épaisseur que dans les exemples détaillés pour la couche 202. La couche 402 sert à éviter la diffusion entre la couche d’adhésion 401 et la couche en matériau CTP 403, en particulier si le processus de fabrication ou d’intégration de la structure de métallisation 4 comprend des étapes mises en œuvre à haute température (typiquement au-delà de 300°C).
Dans l’exemple illustré, la couche en matériau CTP 403 positionnée sous une couche mouillable ou de capotage 404 (couche dite de capping en langue anglaise), avec une composition connue en soi.
Le composant 3 peut par exemple être (non limitativement) une diode électroluminescente, un transistor à hétérojonction, ou un composant de puissance susceptible de dissiper localement une grande quantité de chaleur préjudiciable à son fonctionnement. Le composant 3 pourra par exemple être une diode électroluminescente du type à film fin vertical (VTF).
La figure 3 illustre un exemple d’utilisation de plusieurs structures de métallisation sous bosse dans un dispositif 1. Des structures de métallisation sous bosse 21 et 22 sont solidarisées et en contact électrique avec des plots respectifs d’un circuit imprimé, par l’intermédiaire de leurs couches d’adhésion respectives. Les structures de métallisation sous bosse 21 et 22 présentent la même structure que la structure de métallisation sous bosse 2 décrite en référence à la figure 1. Le dispositif 1 comprend en outre un composant à montage en surface 3. Le composant à montage en surface 3 comprend une électrode 31 fixée et en contact électrique avec la couche d’attache de la structure de métallisation sous bosse
21. L’électrode 32 est en contact électrique et fixée à une extrémité d’un fil de conduction 5 (usuellement désigné par le terme ‘wire’ en langue anglaise). L’autre extrémité du fil 5 est en contact électrique et fixée à la couche d’attache de la structure de métallisation sous bosse 22. Une conduction entre les plots du circuit imprimé est ainsi assurée, à travers le composant 3, par l’intermédiaire de deux protections en température mises en œuvre par les structures de métallisation sous bosse 21 et 22.
La figure 6 est un logigramme illustrant une suite d’étapes d’un exemple de procédé de fabrication pour un dispositif 1 incluant une structure de métallisation sous bosse 2.
À l’étape 601, on fournit un circuit imprimé muni d’un plot conducteur de connexion, tel que décrit en référence à la figure 1.
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À l’étape 602, on procède à une étape de préparation de surface du plot conducteur. Cette étape de préparation comprend par exemple des phases d’oxydation, de nettoyage et/ou d’activation pour améliorer l’adhésion du plot conducteur avec un dépôt métallique ultérieur. Une oxydation est par exemple mise en œuvre au moyen d’un four de traitement thermique ou d’un dépôt à base des techniques de dépôt sous vide. Une étape de nettoyage est par exemple mise en œuvre sur un poste de nettoyage par voie humide. Une étape d’activation est par exemple mise en œuvre par un traitement plasma à base d’oxygène, d’argon ou d’éléments non neutres.
À l’étape 603, on procède à une étape de dépôt d’une couche d’adhésion, par exemple avec un matériau ou une épaisseur tels que détaillés en référence à la couche 201. Un tel dépôt peut par exemple être réalisé par un procédé de dépôt chimique en phase vapeur ou un procédé de dépôt physique en phase vapeur (désigné par les termes PVD ou sputtering en langue anglaise).
À l’étape 604, on procède à une étape de dépôt d’une couche barrière de diffusion, sur le dépôt de la couche d’adhésion. Le dépôt de la couche barrière est par exemple réalisé avec un matériau ou une épaisseur tels que détaillés en référence à la couche 202. Un tel dépôt peut par exemple être réalisé par un procédé de dépôt chimique en phase vapeur ou un procédé de dépôt physique en phase vapeur ou par électrolyse (dépôt électrolytique).
À l’étape 605, on procède à une étape de dépôt d’une couche de matériau CTP, sur le dépôt de la couche barrière. Le dépôt de la couche de matériau CTP est par exemple réalisé avec un matériau ou une épaisseur tels que détaillés en référence à la couche 203. Un tel dépôt peut par exemple être réalisé par un procédé de dépôt chimique en phase vapeur ou un procédé de dépôt physique en phase vapeur ou un procédé électrolytique.
À l’étape 606, on procède à une modification de la couche de matériau CTP, en vue d’adapter l’orientation des grains de la couche CTP pour lui donner les valeurs de résistivités souhaitées et ajuster sa courbe de modification de sa résistance en fonction de la température dans la plage de travail et de protection du composant. Une telle modification est par exemple réalisée en soumettant la couche de matériau CTP à un plasma, en lui appliquant un laser ou en réalisant un traitement thermique en température. Un tel procédé sera par exemple réalisé à l’extérieur des réacteurs de dépôt utilisé précédemment mais avantageusement en salle blanche pour éviter la contamination du matériau CTP lors de son étape de modification.
À l’étape 607, on procède à une étape de dépôt d’une couche de capotage ou d’une couche mouillable sur le dépôt de la couche de matériau CTP.
À l’étape 608, on procède à une étape de dépôt d’une couche d’attache Le dépôt de la couche d’attache est par exemple réalisé avec un matériau ou une
ICG011132 FR Projet4 Texte.docx épaisseur tels que détaillés en référence à la couche 205. L’étape de dépôt comprend par exemple l’adhésion d’une couche électroconductrice sur la couche de capotage ou la couche mouillable. L’étape de dépôt pourra également comporter une étape de dépôt métallique par un procédé de dépôt chimique en phase vapeur ou un procédé de dépôt physique en phase vapeur ou par voie électrolytique. La couche d’attache peut bien entendu être déposée bien plus tardivement, par exemple au moment de l’assemblage de la structure de métallisation sous bosse à un composant monté en surface.
L’étape 609, on procède à une étape de définition ou de mise en forme du motif de l’empilement de couches obtenues précédemment, de façon à définir le contour des bords de la structure de composant sous bosse formée sur le plot. Cette étape comprend par exemple une étape de photolithographie, de façon connue en soi (par exemple étalement d’une résine photosensible, illumination de la résine puis développement chimique).
L’étape 610 comprend la gravure sélective des couches de l’empilement, selon le motif défini à l’étape précédente. La gravure peut comprendre des étapes de gravure successives de type anisotrope, selon des procédés connus en soi en fonction des matériaux de l’empilement. Des étapes de gravure par voie humide en bains sélectifs ou par voie sèche dans des bâtis plasma pourront par exemple être utilisées.
Le procédé de fabrication décrit précédemment est en particulier adapté à une technologie de production pour des substrats de type Silicium.
Claims (14)
1. Structure de métallisation sous bosse (2), pour la connexion électrique d’une électrode d’un composant électronique monté en surface à un plot d’un circuit imprimé, caractérisée en ce qu’elle comprend un empilement de :
-une couche d’adhésion conductrice électriquement (201) ;
-une couche d’attache conductrice électriquement (205) ;
-une couche de matériau à coefficient de température positif (203) conductrice électriquement et disposée entre la couche d’adhésion (201) et la couche d’attache (205).
2. Structure de métallisation sous bosse (2) selon la revendication 1, dans laquelle ledit matériau à coefficient de température positif est sélectionné dans le groupe constitué de la perovskite, du titanate de baryum, un oxyde métallique, du polymère-carbone.
3. Structure de métallisation sous bosse (2) selon la revendication 1 ou 2, comprenant en outre une couche formant barrière de diffusion (202) disposée entre la couche d’adhésion (201) et la couche de matériau à coefficient de température positif (203).
4. Structure de métallisation sous bosse (2) selon la revendication 3, dans laquelle ladite couche formant barrière de diffusion (202) inclut un matériau sélectionné dans le groupe constitué de Ni, Pt, Pd, W et Ta ou TiN.
5. Structure de métallisation sous bosse (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ladite couche d’adhésion conductrice électriquement (201 ) inclut un matériau sélectionné dans le groupe constitué de Ti, Cr, TiW.
6. Structure de métallisation sous bosse (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ladite couche d’attache (205) est une couche de colle électroconductrice.
7. Structure de métallisation sous bosse (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle ladite couche d’attache (205) est une couche de brasure.
8. Structure de métallisation sous bosse (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une couche de capotage ou
ICG011132 FR Projet4 Texte.docx une couche mouillable (204) disposée entre la couche de matériau à coefficient de température positif (203) et la couche d’attache (205).
9. Dispositif (1), comprenant :
-une structure de métallisation sous bosse (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes ;
-un circuit imprimé comportant un plot (11) solidaire de la couche d’adhésion (201) de la structure de métallisation sous bosse (2).
10. Dispositif (1), comprenant :
-une structure de métallisation sous bosse (2) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9 ;
-un composant électronique monté en surface (3) comportant une électrode (31) solidaire de la couche d’adhésion (401) de la structure de métallisation sous bosse (4).
11. Procédé de fabrication d’une structure de métallisation sous bosse (2), pour la connexion électrique d’un composant électronique à un plot d’un substrat, caractérisé en ce qu’il comprend une étape de formation d’une couche conductrice électriquement de matériau à coefficient de température positif (203) entre une couche d’adhésion conductrice électriquement (201) et une couche d’attache conductrice électriquement (205).
12. Procédé de fabrication d’une structure de métallisation sous bosse (2) selon la revendication 11, comprenant une étape de fourniture de la couche d’adhésion (201), l’étape de disposition de la couche de matériau à coefficient de température positif (203) comprenant le dépôt de cette couche de matériau à coefficient de température positif (203) à la verticale de la couche d’adhésion, puis le dépôt de la couche d’attache (205), de sorte que la couche de matériau à coefficient de température positif (203) est positionnée entre la couche d’adhésion et la couche d’attache.
13. Procédé de fabrication d’une structure de métallisation sous bosse (2) selon la revendication 11 ou 12, comprenant en outre une étape de disposition d’une couche formant barrière de diffusion entre la couche d’adhésion (201) et la couche de matériau à coefficient de température positif (203).
14. Procédé de fabrication d’une structure de métallisation sous bosse (2) selon l’une quelconque des revendications 11 à 13, comprenant en outre une étape de formation d’une couche de capotage ou d’une couche mouillable (204) entre
ICG011132 FR Projet4 Texte.docx la couche de matériau à coefficient de température positif et d’attache (205).
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| US20140334052A1 (en) * | 2007-01-25 | 2014-11-13 | François Hébert | Structure and method for self protection of power device with expanded voltage ranges |
| US20120032182A1 (en) * | 2010-08-09 | 2012-02-09 | Micron Technology, Inc. | Solid state lights with thermal control elements |
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