Brevet FR2088490A1 — publié le 19720107

La présente invention concerne un empilage comportant au moins deux corps semiconducteurs, utilisé de préférence pour l'agencement de plaquettes de mémoire, la présente invention se propose aussi de fournir un procédé pour fabriquer un dispositif 5 de ce type. Il est connu de disposer dans un plan des corps semi-conducteurs, par exemple des plaquettes semiccnductrices sans boîtier comportant des circuits intégrés. Pour idéaliser les voies conductrices nécessaires au câblage des circuits on dispose soit 10 uniquement du même plan soit d'un plan parallèle audit plan, ce qui permet de croiser les voies conductrices en établissant les contacts correspondants. Les voies conductrices elles-mêmes présentent partiellement une longueur importante étant donné que l'on ne peut pas éviter de relier électriquement des con-15 tacts éloignés les uns des autres se trouvant sur différentes plaquettes. De même le nombre de plaquettes à utiliser est-limité par la grandeur raisonnable, du point de vue technologique, de la superficie du plan. Des voies conductrices trop longues font apparaître des capacités parasites, ce qui augmente 20 les temps de commutation dans une proportion souvent non Justifiable. Il est connu en outre de superposer des plaquettes de ce type comportant des voies conductrices et des composants. Les voies conductrices de chacune des plaquettes sont amenées jus-25 qu'au bord des plaquettes et sont munies là d'éléments de contact métalliques. Apres la fixation du dispositif global les liaisons électriques souhaitées sont réalisées entre les éléments de contact individuels des voies conductrices amenées jusqu'au bord. Des dispositifs de ce type sont peu appropriés 30 pour la réalisation des mémoires à semiconducteurs à l'aide de plaquettes de mémoire possédant une capacité plus importante et des temps de commutation faibles, en raison de la réalisation compliquée des liaisons électriques entre les plaquettes de mémoire individuelles,, 35 La présente invention se propose de fournir un empi lage de corps semiconducteurs dans lequel les liaisons électriques entre les plaquettes individuelles sont courtes et simples. Les capacités parasites apparaissant dans ce dispositif doivent être aussi faibles que possible et en outre ce dispositif doit 40 être réalisé suivant un procédé de fabrication aussi simple que 71 168S6 2 2088490 possible. Ce problème est résolu suivant l'invention par le fait que les différents corps semiconducteurs sont superposés sans boîtier ni plaques de support et que des conducteurs de câblage 5 disposés perpendiculairement au plan des corps semiconducteurs sont disposés sur le bord de ces corps semiconducteurs. Cette disposition présente l'avantage particulier que les capacités des conducteurs de câblage sont faibles en raison de leur faible longueur. Ceci est valable surtout lorsque de 10 nombreuses plaquettes de mémoire doivent être reliées les unes aux autres dans un dispositif. Une autre caractéristique de l'invention consiste en ce que les bords des différents corps semiconducteurs sont placés sur les extrémités libres, en forme de dents, de barrettes 15 métalliques qui sont plus épaisses sur leurs extrémités opposées aux extrémités libres, et que deux barrettes superposées de l'empilage sont respectivement reliées électriquement par leurs extrémités plus épaisses. Une autre forme de réalisation de l'invention se ca-20 ractérise par le fait qu'au moins deux corps semiconducteurs sont reliés électriquement par une broche métallique au moyen d'au moins deux surfaces de contact, de préférence superposées, cette broche étant logée dans un perçage traversant les surfaces de contact et les corps semiconducteurs. 25 La présente invention permet de réaliser un empilage d'épaisseur importante de plaquettes semiconductrices avec de faibles capacités parasites à l'aide de la technique de construction adaptée en particulier à la réalisation de mémoires. Les temps de transit et par conséquent les temps de commutation 30 du dispositif de mémoire global peuvent être maintenus très faibles. On peut éviter des câblages à couches multiples avec des structures très fines ayant un ordre de grandeur de 70 p-qui sont très coûteuses et très difficiles à fabriquer. Dans les 35 mémoires à semiconducteurs, l'empilage des différentes plaquettes, avec les liaisons électriques situées le long de la pile, apporte de gros avantages. Par exemple, dans le cas de 16 éléments de mémoire où chaque plaquette comporte 8 conducteurs d'adresse, deux conducteurs pour les tensions d'alimentation et 40 les paires de conducteurs digitaux, dont chaque paire est res 71 16896 3 2088490 pectivement reliée uniquement à une plaquette, sont disposés le long de la pile. La présente invention se propose aussi ce fournir ...n procédé pour fabriquer 1'empilage. Il est proposé qu'un corps semiconducteur soit re". ié électriquement et mécaniquement avec les extrémités libres des barrettes, en forme de dents et disposées sur le bord intérieur d'un cadre métallique, l'éraisseur du cadre métallique sur son bord extérieur étant au moins aus^i importante que la somme des épaisseurs des barrettes et du corps semiconducteur de sorte que, après l'agencement d'autres cadres métalliques et acres que ceux-ci sont enrobés par une masse isolante, les barrettes épaissies voisines du bord extérieur du cadre sont partiellement séparées de manière que deux barrettes superposées de l'empilage soient reliées électriquement par leurs parties plus épaisses restantes. Ce procédé permet d'obtenir un agencement de plaquettes de mémoire simple à fabriquer du point de vue technologique. Les barrettes du cadre métallique peuvent être utilisées cirec-tement comme voies conductrices ou conducteurs : outres. Le cadre métallique est réalisé de façon à pouvoir empiler les corps semiconducteurs et à établir les liaisons électriques souhaitées le long des corps semiconducteurs. Enfin, dans une autre forme de réalisation cnacune des barrettes métalliques se compose au moins de deux parties, ce qui permet de fabriquer de façon particulièrement simple le dispositif global. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'une forme de réalisation particulière donnée à titre d'exemple et représentée au dessin annexé dans lequel : La figure 1 représente schématiquement un empilage de corps semiconducteurs. La figure 2 est une vue en coupe d'une .re-ière forme de réalisation de l'invention. La figure 3 est ur.e vue er. plan du dispositif de la figure 1. La figure 4 est une vue en coupe d'une seconde forme de réalisation de l'invention. Dans les figures 1 à 4 les éléments identiques sont 71 16896 4 2088490 désignés par les mêmes références. La figure 1 représente schématiquement trois corps semiconducteurs 1. Les différents corps semiconducteurs 1 sont mis en contact par deux fois quatre conducteurs d'adresse 4, 14 5 et par deux conducteurs d'alimentation 6. Ces conducteurs relient les différents corps semiconducteurs 1 entre eux, En outre, chaque corps semiconducteur 1 est relié respectivement à une paire de conducteurs digitaux 7, 17, 27 qui lui est propre. L'invention illustrée plus en détail à l'aide des figures 10 2 à 4 peut par exemple servir à la fabrication d'un dispositif de ce type. Comme représenté dans la figure 2, plusieurs corps semiconducteurs 1 reposent sur les extrémités libres ou barrettes 2 d'un premier cadre métallique 12 de faible épaisseur. 15 Les barrettes 2 sont situées à l'intérieur du cadre 12 et sont reliées aux corps semiconducteurs 1 par l'intermédiaire des surfaces de contact 5. Un second cadre métallique 13 est prévu sur le cadre 2, ce second cadre comportant des barrettes 3 dirigées vers l'intérieur, ces barrettes étant plus courtes que les bar-2C rettes 2 et reposant sur celles-ci. Un autre cadre 12 est disposé sur le cadre 13, cet autre cadre supportant un autre corps semiconducteur 1. Suivant le procédé de l'invention, après la fabrication de la pile, les parties extérieures des cadres 12 et 13 25 sont sectionnées suivant les lignes 10 représentées en pointillé dans les figures 2 et 3, après quoi l'intérieur du dispositif est tout d'abord imprégné d'une masse isolante 8 et les barrettes 2 et 3 sont soudées l'une avec l'autre. Pour la masse isolante 8 on peut utiliser de la résine époxy. De ce fait les 30 surfaces de contact 5 superposées des différents corps semiconducteurs 1 sont reliées électriquement par l'intermédiaire des barrettes 2 et 3, sans qu'il puisse y avoir de court-circuit avec les surfaces de contact 5 voisines prévues sur le même corcs semiconducteur 1 « 35 Le sectionnement des parties extérieures 12 et 13 peut être réalisé par fraisage. Il est aussi possible que les cadres métalliques 12 et 13 ainsi que les barrettes 2 et 3 soient constitués d'une seule pièce. L'utilisation de cadres séparés 12 et 13 permet simplement une construction particulièrement 40 simple du dispositif global, les perçages 16 ménagés dans les 71 16896 5 2088490 cadres 12 et 13 pouvant servir à leur centrage. Une autre possibilité de réalisation consiste, coir.n.e représenté dans la figure 4, à percer les différents corps semi conducteurs 1 au niveau de leurs surfaces de ccrta:t et à réa-Li ser les liaisons entre les surfaces ie car:tact 5 superposées l'aide de broches 15 disposées dans ces perçages. 'Jela permet d'obtenir un e.c.piiage de plaquettes sans caare. 71 168S6 6 2088490 REVE II DIC,t IlOnS 1, Empilage, comportant au a.cins deux corps semiconducteurs, util : se de préférence pour 1 'agencement de plaquettes de mémoire, caractérisé par le fait que 1 es différents corps semiconducteurs sont superposés sans boîtier ni plaques de sup- 5 !crt et que des conducteurs de ciblage disposés perpendiculairement au plan des corps semiconducteurs, sont disposés sur le fccrd de ces corps semiconducteurs. 2. Empilage suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les bords des différents corps semiconducteurs 10 sont placés sur les extrémités libres, en forme de dents, de barrettes .métalliques qui sont plus épaisses sur leurs extrémités opposées aux extrémités libres, et que ceux barrettes superposées de l'empilage sont respectivement reliées électriquement par leurs ext -émités plus épaisses. 15 ?• Empilage suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'au moins deux corps semiconducteurs sont reliés électriquement par une broche métallique au moyen d'au moins aeux surfaces de contact, de préférence superposées, cette broche étant logée cans un perçage traversant les surfaces de 20 contact et les corps semiconducteurs. 4. Empilage suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que chacune des barrettes est constituée par au moins deux parties. 5) Procédé pour fabriquer un empilage suivant l'une 25 des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'un corps semiconducteur est relié électriquement et mécaniquement avec les extrémités libres des barrettes, en forme de dents et disposées sur le bord intérieur d'un cadre métallique, l'épaisseur du cadre métallique sur son bord extérieur étant au moins aussi 30 importante que la somme des épaisseurs des barrettes et du corps semiconducteur de sorte que, acres l'agencement d'autres cadres métalliques et aprls que ceux-ci sent enrobés par une masse isolante, les barrettes épaissies voisines du bord extérieur du cadre sont partiellement séparées le manière que deux barrettes 35 superposées de l'empilage soient reliées électriquement parleurs parties plus épaisses restantes.