Brevet FR2532512A1 — publié le 19840302

Z 532512 La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'une matrice de composants électroni- ques Elle s'applique à tout arrangement matriciel de composants électroniques et en particulier à une matri- ce d'éléments utilisée pour la commande d'un écran d'affichage, tels *que des transistors commandant un écran d'affichage à cristal liquide ou électrolumines- cent, ou tels que des détecteurs optiques. Dans une-matrice de composants comportant p lignes et _ colonnes de composants reliés électrique- ment entre eux, l'excitation électrique d'un composant ij situé au croisement de la ligne i, i étant un entier tel que 1 gi S p et de la colonne J, j étant un entier tel que 14 j et la colonne j de composants Lorsque l'on désire ex- citer successivement tous les composants, l'excitation se fait en général en excitant simultanément toutes les. colonnes et en excitant séquentiellement les lignes, c'est-à-dire en effectuant un balayage ligne par ligne. En conséqu E-ice, dans une telle matrice de composants, la présence d'un composant défectueux en- traîne des perturbations, non seulement au niveau de ce composant mais aussi au niveau de la ligne et de la colonne de composants qui lui correspondent, ce qui crée un défaut beaucoup plus important. Pour éviter de tels problèmes, on utilise une redondance au niveau de chaque composant, c'est-à-dire que l'on multiplie le nombre de composants au niveau de chaque croisement ij entre les lignes et les colonnes. En conséquence, si l'un des composants d'un croisement donné est défectueux, on peut le remplacer par un autre composant correspondant à ce même croisement. La réalisation d'une matrice de composants électroniques, à partir de plusieurs séries de compo- sants, consiste, après la fabrication des composants, à tester les composants d'un même croisement, à choisir pour chaque croisement le composant non défectueux et à relier électriquement entre eux les composants choisis. Cette technique de redondance présente de nombreux inconvénients puisque tous les composants de- vant constituer la matrice doivent être testés pour être ensuite connectés entre eux En effet, ce test pose le problème d'accès à chaque composant Par ail- leurs, le test de chaque composant est long et fasti- dieux. De plus, l'utilisation de plusieurs compo- sants pour un croisement d'une ligne et d'une colonne données pose un certain nombres de problèmes technolo- giques et notamment des problèmes d'encombrement. La présente invention a justement pour objet un procédé de fabrication d'une matrice de composants électroniques permettant de remédier à ces inconvé- nients En particulier, elle permet de tester les dif- férents composants devant constituer la matrice de façon relativement simple. De façon plus précise, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'une matrice de compo- sants électroniques comprenant p lignes et colonnes permettant d'obtenir une matrice de composants dont tous les composants fonctionnent correctement, qui con- siste à réaliser N groupes de r sous-matrices de composants non reliées électriquement entre elles, les compo- sants électroniques d'une même sous-matrice étant reliés électriquement entre eux déterminer dans chaque groupe de sous-matrices une sous-matrice non défectueuse, et connecter entre elles les sous-matrices ainsi déterminées de façon à former la matrice de composants comprenant les p li- gnes et les q colonnes. 3 ' Afin d'obtenir une probabilité élevée de trouver parmi les sousmatrices d'un meme groupe une sous-matrice non d 4 fectueuse, on utilisera, de préfé- rence, au moins trois sous-matrices par groupe. Selon l'invention, la détermination et la connexion des sous-matrices non défectueuses consis- tent à choisir de façon arbitraire, dans chaque groupe de sous-matrices, une des r sous-matrices; connecter entre elles les sous-matrices choisies tester la matrice ainsi obtenue de façon à déterminer les sous-matrices éventuellement défectueuses détruire les connexions de ces sous-matrices -défec- tueuses; connecter des sous-matrices non défectueuses à d'au- tres sous-matrices, choisies de façon arbitraire dans les groupes comprenant les sous-matrices défectueu- ses, et répéter les operations qui precedent jusqu'à l'obten- tion d'une matrice dont tous les composants fonction- nent correctemento Ce procédé permet de limiter le nombre d'opé- rations à effectuer pour déterminer les sous-matrices non défectueuses à raccordero En effet, l'obtention d'une matrice dont tous les composants fonctionnent correctement se fait en choisissant des ensembles de composants non défectueux, c'est-à-dire des sous-ma- trices non défectueuses, et non en choisissant les com- posantse composant par composant O De préférence, la destruction des connexions des sous-matrices défectueuses est réalisée au moyen d'un faisceau laser. Selon un mode préféré de mise en oeuvre -du procédé de l'invention, le test de la matrice obtenue consiste à: exciter séquentiellement chaque ligne dé composants et recueillir séquentiellement le signal de sortie au niveau de chaque ligne de façon à tester chaque li- gne, exciter séquentiellement chaque colonne de compo- sants et recueillir séquentiellement le signal de sortie au niveau de chaque colonne de façon à tester chaque colonne, et exciter séquentiellement chaque ligne de composants et recueillir le signal de sortie en parallèle sur les colonnes de façon à réaliser un test entre les lignes et les colonnes. Ce-test permet de détecter les anomalies des lignes et des colonnes de la matrice obtenue. Afin de tester chaque composant de la matrice obtenue, on peut conformément à l'invention, effectuer une étape de test supplémentaire Cette étape consiste à exciter séquentiellement chaque ligne de composants et à recueillir le signal de sortie en parallèle sur les colonnes, en envoyant un faisceau d'électrons délo- calisés sur toute la matrice obtenue, de façon à tester le bon fonctionnement de chaque composant. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui suit, donnée à titre illustratif et non limitatif en référen- ce à l'unique figure qui représente les différentes étapes du procédé de l'invention. En se référant à l'unique figure, le procédé de fabrication selon l'invention consiste à réaliser tout d'abord N groupes 2 de r sous-matrices 4 de compo- sants électroniques 6, r et N étant des nombres entiers positifs Sur cette figure, on a repré'senté douze grou- pes de sous-matrices, portant les références 21, 2 - 212: formés chacun de trois sous-matrices 4 a 4 b et 4 c Dans une même sous-matrice 4 les composants électroniques 6 sont reliés électriquement entre eux au moyen de conducteurs électriques 8 La réalisation de chaque sous-matrice de composants électroniques se fait de façon classique. Ensuite, on détermine, dans chaque groupe 2 de sous-matrices 4, une sousmatrice 4 fonctionnant correctement et on connecte entre elles les sous-matri- ces 4 choisies La connexion des sous-matrices choisies se fait par l'intermédiaire d'interrupteurs 10 à plu- sieurs branchements, ici trois branchements possibles. Sur la figure, on a représenté une connexion possible de la sous-matrice-4 a du groupe 2 l à la sous- matrice 4 b du groupe 22, cette dernière étant reliée à la sous-matrice 4 a du groupe 23, etc Sur la partie A de cette figure, on a représenté une vue schématique de dessus de la matrice permettant de mieux voir la con- nexion des différentes sous-matrices entre elles - Les sous-matrices 4 a, 4 b, 4 c d'un même groupe 2 constituent une redondance de sous-matrices permet- tant d'obtenir à coup sûr une matrice finale de compo- sants électroniques 6, dont tous les composants fonc- tionnent correctement Cette matrice finale, comme par exemple celle représentée sur la figure et portant la référence 12, comporte É lignes i de composants et g colonnes i de-composants. Afin d'obtenir une probabilité élevée d'avoir, dans chaque groupe 2 de sous-matrices, une sous-matrice 4 dont tous les points fonctionnent cor- rectement, c'est-à-dire une probabilité voisine de 1, on utilisera de préférence une redondance au moins éga- le à trois, c'est-à-dire que le nombre r est au moins égal à trois. La réalisation d'une matrice, conformément à l'invention, peut être avantageusement utilisée pour l'obtention d'une matrice de composants électroniques, tels que des transistors, utilisés dans l'adressage d'éléments, par exemple de cristal liquide, dans un écran d'affichage Ces transistors peuvent être, soit des MOSFET (transistor à effet de champ en technologie métal oxyde semiconducteur) réalisés sur du silicium monocristallin, soit des transistors réalisés en couche mince. On va maintenant décrire la façon de détermi- ner, selon l'invention, les sous-matrices non défec- tueuses de chaque groupe à connecter électriquement en- tre elles. La première étape de cette détermination con- siste à choisir, arbitrairement, dans chaque groupe 2 de sous-matrices, une sous-matrice 4 et à connecter électriquement entre elles les sous-matrices choisies. Dans le cas de trois sous-matrices par groupe, il y a douze combinaisons possibles pour relier une sous-ma- trice d'un groupe à l'une des trois sous-matrices des quatre groupes voisins. La seconde étape consiste à tester, comme on le verra ultérieurement, la matrice ainsi obtenue de façon à déterminer les sous-matrices éventuellement dé- fectueuses, cette matrice peut être par exemple celle représentée sur la figure Ensuite, on détruit les con- nexions des sous-matrices défectueuses révélées par le test Cette destruction se fait par exemple en envoyant un faisceau laser sur les connexions illicites Par exemple, si le test révèle que la sous-matrice 4 b du groupe 22 ne fonctionne pas ou fonctionne mal, on dé- truit les trois connexions de cette sous-matrice 4 b, la reliant, réciproquement, à la sous-matrice 4 a du groupe 21, à la sous-matrice 4 a du groupe 23 et à la sous- matrice 4 a du groupe 26. L'étape suivante du procédé consiste à choi- sir, arbitrairement, dans les groupes comportant les sous-matrices défectueuses, par exemple dans le groupe 22 comportant la sous-matrice défectueuse 4 b, une autre sous-matrice, par exemple la sous-matrice 4 c de ce groupe 22, et à connecter ces nouvelles sous-matrices choisies, aux autres sous-matrices, par exemple à con- necter la-sous-matrice 4 c du groupe 22, respectivement, à la sous-matrice 4 a du groupe 21 (partie A de la figu- re), à la sous-matrice 4 a du groupe 23 et à la sous- matrice 4 a du groupe 26. O 10 Les opérations décrites précédemment doivent être répétées jusqu'à ce que l'on obtienne une matrice finale dont tous les composants fonctionnent correcte- ment Bien entendu, il peut se faire que la première matrice réalisée soit la bonne. On va maintenant décrire une façon de réali- ser le test de la matrice obtenues lors de la connexion des sous-matrices de façon arbitraire afin de déterml- ner les sous-matrices éventuellement défectueuses. La première étape de ce test consiste à dé- terminer la continuité électrique de chaque ligne i de composants électroniques 6 de la matrice obtenue Ceci peut être réalisé en excitant séquentiellement les li- gnes i, de la m&me façon qu'on le ferait lors du fonc- tionnement ultérieur de la matrice, et en recueillant le signal de sortie au niveau de chaque ligne Par exemple, le signal d 9 excitation peut étre envoyé par les entrées El, à gauche de la figure= et le signal de sortie peut être recueilli sur les sorties Sûr à droite de la figure Si aucune anomalie n'est détectées on passe à l'étape suivante du test. La seconde étape du test consiste à détermi- ner la continuité électrique de chaque colonne j de composants électroniqueso Comme pour le contrôle des lignes, ceci peut être réalisé en excitant séquentiel- lement les colonnes et en recueillant le signal de sor- tie au niveau de chaque colonne Par exemple on peut entrer le signal d'excitation par les entrées Ec, en haut de la figure, et le signal de sortie peut être recueilli sur les sorties Sc en bas de la figure Com- me précédemment, si aucune anomalie n'est détectée, on peut passer à l'étape suivante du test. La troisième étape du test consiste à réali- ser un contrôle entre les lignes et les colonnes de la matrice obtenue Ceci peut être effectué en excitant séquentiellement les lignes i et en recueillant le si- gnal de sortie en parallèle sur les colonnes j Par exemple, on peut entrer le signal d'excitation par les entrées E et recueillir le signal de sortie simultané- ment sur les sorties-Sc. Ces trois étapes de test sont suffisantes pour détecter les anomalies des lignes et des colonnes, anomalies qui sont les plus graves pour une matrice de composants électroniques Ces trois étapes de test peu- vent être réalisées par une simple lecture de différen- ce de potentiel entre les signaux d'entrée et de sor- tie Une différence de potentiel importante entre l'en- trée et la sortie du signal correspond à une anomalie de la matrice obtenue. Dans le cas de composants électroniques ser- vant à la commande d'un écran d'affichage, par exemple des transistors, ces trois étapes de test peuvent être effectuées en adressant les éléments d'affichage, cris- tal liquide par exemple, et en effectuant une lecture optique Dans ce cas, l'apparition deélèments d'affi- chage noirs (c'est-à-dire non excités) correspond à une anomalie de la matrice obtenue. Comme autre technique de test, on peut utili- ser un faisceau d'électrons, ou encore la thermographie infrarouge. Afin d'effectuer un test plus poussé au ni- veau de chaque composant électronique de la matrice, on peut réaliser une étape de test supplémentaire. Cette étape consiste, à exciter séquentiel- lement les lignes i et à recueillir le signal de sortie en parallèle sur les colonnes Te comme dans l'étape précédente, en envoyant, simultanément à l'excitation, un faisceau d'électrons délocalisés sur toute la matri- ce de composants Cette étape supplémentaire correspond au fonctionnement ultérieur de la matrice, lorsque celle-ci est entièrement réalisée. Les circuits électriques (non représentés) permettant d'effectuer les différentes étapes du test de la matrice obtenue peuvent être les mêmes que ceux utilisés pour le fonctionnement ultérieur de la matrice ou bien d'autres circuits facilement réalisables par l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 Procédé de fabrication d'une matrice de composants électroniques comprenant p lignes et _ co- lonnes permettant d'obtenir une matrice de composants dont tous les composants fonctionnent correctement, ca- ractérisé en ce qu'il consiste à: réaliser N groupes ( 2) de r sous-matrices ( 4) de com- posants ( 6) non reliées électriquement entre elles, les composants électroniques ( 6) d'une même sous-ma- trice ( 4) étant reliés électriquement entre eux; déterminer dans chaque groupe ( 2) de sous-matrices ( 4) une sous-matrice non défectueuse, et connecter entre elles les sous-matrices ainsi déterminées de façon à former la matrice de composants ( 6) compre- nant les p lignes et les g colonnes. 2 Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce que r est au moins égal à 3. 3 Procédé selon l'une quelconque des reven- dications 1 et 2, caractérisé en ce que la détermina- tion et la connexion des sous-matrices non défectueuses consistent à: choisir de façon arbitraire, dans chaque groupe ( 2) de sous-matrices ( 4) , une des r sous-matrices ( 4); connecter entre elles les sous-matrices ( 4) choi- sies; tester la matrice ainsi obtenue de façon à déterminer les sousmatrices ( 4) éventuellement défectueuses; détruire les connexions de ces sous-matrices ( 4) dé- fectueuses; connecter des sous-matrices ( 4) non défectueuses à d'autres sous-matrices ( 4), choisies de façon arbi- traire dans les groupes ( 2) comprenant les sous-ma- trices défectueuses, et répéter les opérations qui précèdent jusqu'à l'obten- tion d'une matrice dont tous les composants fonction- nent correctement. Il 11 'f 4 Procédé selon la revendication 3, carac- térisé en ce que la destruction des connexions des sous-matrices ( 4) défectueuses est réalisée au moyen d'un faisceau lasero - 5 Procédé selon l'une quelconque des reven- dications 3 et 4, caractérisé en ce que le test de la matrice obtenue consiste à = exciter (EL) séquentiellement chaque ligne (i) de composants ( 6) et recueillir séquentiellement le si- gnal de sortie (S) au niveau de chaque ligne (i) de façon à tester chaque ligne exciter (Ec) séquentiellement chaque colonne (j) de composants ( 6) et recueillir séquentiellement le si- gnal de sortie (S) au niveau de chaque colonne (j) de façon à tester chaque colonne, et exciter (El) séquentlellement chaque ligne (i) de composants ( 6) et recueillir' le signal de sortie (Sc) en parallèle sur les colonnes (j) de façon à réaliser un test entre les lignes et les colonneso 6 Procédé selon ia revendication 5 p carac- térisé -en ce que le test de la matrice comprend une étape supplémentaire qui consiste à exciter (E) se- quentiellement chaque ligne (i) de composants ( 6) et a recueillir le signal de sortie (Sc) en parallèle sur les colonnes (j) en envoyant un faisceau d'électrons, délocalisés sur toute la matrice obtenueg de façon à tester le bon fonctionnement de chaque composant ( 6). 7 Procédé selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 6, caractérisé en ce que les composants ( 6) sont des transistors de commande d'un écran d"affi- chage O J O ' ' ,