Brevet FR2545313A1 — publié le 19841102

La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication d'un circuit à plusieurs couches selon la technique de stratification, dans lequel une couche iso- lante de séparation est intercalée entre des pistes conduc- trices, à superposition croisée, de différents étages de couches. Un tel procédé de réalisation d'un circuit mul- ticouches a été décrit par G Unter Kâs, entre autres dans " Schichtelektronik-Dickschicht und Dtinnschichttechnik ", Lexika-Verlag, Grafenau, 1978, pages 30 à 45. Dans ce document, concernant le procédé par cou- ches épaisses, il est proposé, dans le cas de croisements de pistes conductrices, d'intercaler entre les trajets parcourus par le courant une pate de verre à faible constante diélectrique faisant office d'isolant Cette pâte de verre est alors imprimée par sérigraphie selon la configuration souhaitée, puis solidifiée par cuisson. Concernant le procédé par couches minces, il est proposé de métalliser de l'oxyde de silicium aux croise- ments des conducteurs Cependant, ce document déconseille en même temps de fabriquer des circuits à plusieurs couches selon le procédé par métallisation, parce que, de l'avis de l'auteur, la métallisation à l'aide de masques présente une grande complexité. Sur cette base, l'invention a pour objet de proposer un procédé de fabrication d'un circuit multi- couches à l'aide de la technique de métallisation, qui permette de manière simple la formation d'un grand nom- bre d'étages de pistes conductrices dont les degrés mutuels d'isolation sont différents. Conformément à l'invention, cet objet est at- teint par le fait qu'une première couche isolante de remplissage est métallisée entre les pistes conductrices 254531 3 de l'étage de couche inférieur, qu'une seconde couche isolante de remplissage et une couche de séparation sont métalliséessur cette couche de remplissage ainsi que sur les pistes conductrices de l'étage de couche inférieur, et que la piste conductrice de l'étage de couche supérieur est ensuite appliquée, toutes ces applications ayant res- pectivement lieu à l'aide de masques appropriés. Les avantages pouvant être obtenus par l'inven- tion résident notamment dans le fait que, en déposant les couches de remplissage entre les pistes conductrices de chaque étage, on obtient un circuit multicouches présen- tant une surface supérieure plane Sans la présence de ces couches de remplissage, les croisements superposés des pistes conductrices provoqueraient une surface supé- rieure non plane, ce qui est par exemple désavantageux lorsque le circuit multicouches est garni de composants discrets une fois sa fabrication achevée. Selon d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention, les points prévus de croisement superposé des pistes conductrices peuvent être isolés dans une première étape par métallisation de la couche de sépara- tion,puis la première couche de remplissage peut être métallisée entre les pistes conductrices, après quoi les surfaces non recouvertes par la couche de séparation peuvent être revêtues de la seconde couche de remplissa- ge Les matériaux respectifs constituant les couches de séparation et de remplissage peuvent consister en des verres et en des oxydes à points de fusion élevés La couche de séparation entre deux pistes conductrices peut consister en de l'A 12030 Enfin, la couche de rem- plissage peut consister en du Si O 2 ou en du Si 3 Ni 4. L'invention va à présent être décrite plus en détail à titre d'exemples nullement limitatifs, en re- gard du dessin annexé sur lequel les figures 1 à 4 il- lustrent les étapes individuelles du procédé pour fabri- quer un circuit multicouches au moyen de la technique de métallisation. La figure 1 illustre la première étape de fabri- cation d'un circuit " multicouches " Le matériau de base consiste en un substrat 1 qui, lors d'une étape précédente, a déjà été revêtu d'une piste conductrice 2 d'un premier étage Sur le point prévu de croisement superposé des pistes conductrices, une couche de séparation 3 est métal- lisée sur la piste conductrice 2 à l'aide d'un premier cache 4 Comme matériau formant la première couche de séparation, on utilise un verre ou un oxyde à point de fusion élevé, présentant une faible constante diélec- trique et un grand pouvoir isolant. Etant donné que, dans la plupart des cas, la capacité entre les pistes conductrices d'un point de croisement superposé doit être la plus faible possible, la matière utilisée en tant que première couche de sépa- ration 3 est une matière isolante à faible constante diélec- trique, de préférence du Si O 2 ou du Si 3 Ni 4. La figure 2 représente la deuxième étape du pro- cédé Une première couche de remplissage 5 du premier étage est métallisée sur les surfaces du substrat 1 qui ne sont pas recouvertes par la piste conductrice 2 L'é- paisseur de cette couche de remplissage 5 métallisée correspond alors à l'épaisseur de la piste conductrice 2, si bien que ladite couche 5 et ladite piste 2 forment une surface supérieure plane Les surfaces de la piste conductrice ne devant pas être revêtues sont masquées à l'aide d'un deuxième masque 6. La figure 3 illustre la troisième étape de fa- brication du circuit multicouches Une seconde couche de remplissage 7 du premier étage est métallisée sur les surfaces de la piste conductrice 2 non recouvertes par la couche de séparation 3, ainsi que sur la première couche de remplissage 5, l'épaisseur de cette seconde couche de remplissage 7 correspondant à l'épaisseur de la couche de séparation 3, et correspondant approximati- vement à l'épaisseur de la première couche de remplissage S 5 Les surfaces déjà recouvertes par la couche de sépara- tion 3 et ne devant pas être revêtues sont masquées à l'aide d'un troisième masque 8 La couche de séparation 3 et la couche de remplissage 7 forment une surface su- périeure plane Pour les première et deuxième couches de remplissage 5 et 7, on utilise de nouveau un verre ou un oxyde à point de fusion élevé, mais les matières dont sont respectivement constituées la couche de séparation 3 et les couches de remplissage 5 et 7 ne doivent pas être identiques. Lors du choix des matières formant les couches de remplissage 5 et 7 et la couche de séparation 3, il faut notamment prendmaen considération les critères de constante diélectrique, de rigidité diélectrique et de facteur de pertes Lorsque la couche de remplissage 7 doit servir, par exemple, de diélectrique d'un conden- sateur, on utilise une matière à constante diélectrique élevée, de préférence de l'A 1203. À l'achèvement des étapes du procédé décrites à l'appui des figures 1 à 3, la fabrication du premier étage du circuit multicouches est terminée Comme le montre la figure 4, une piste conductrice 9 du second étage est ensuite métallisée, les surfaces du premier étage ne devant pas être revêtues étant alors masquées au moyen d'un quatrième masque- 10. Les autres étapes consécutives du procédé pour fabriquer le deuxième étage du circuit à plusieurs cou- ches sont les processus de métallisation décrits en regard des figures 1 à 3 Un troisième étage et d'au- tres étages peuvent être fabriqués de la même façon. Dans ce cas, il est avantageux que chaque autre étage respectif soit déposé sur une surface supérieure plane. Cela permet d'obtenir par exemple des structures de pistes conductrices présentant une grande netteté de bordures et de faibles écarts. Il est possible de combiner partiellement dans un ordre différent la succession des étapes individuel- les du procédé; par exemple, la première couche de remplissage 5 _ la couche de séparation 3 et la seconde couche de remplissage 7 peuvent également être métalli- sées lors de première, deuxième et troisième étapes respectives Lorsque les matières constituant la couche de séparation 3 et la seconde couche de remplissage 7 sont identiques, ces deux couches peuvent aussi être métallisées conjointement lors d'une seule et unique étape du procédé. Une fois achevé, le circuit multicouches est de préférence garni de composants discrets, en vue de former un circuit hybride Il est alors avantageux que la face supérieure de ce circuit à plusieurs couches soit plane. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Procédé de fabrication d'un circuit à plu- sieurs couches selon la technique de stratification, dans lequel une couche isolante de séparation est inter- calée entre des pistes conductrices, à superposition croisée, de différents étages de couches, procédé caractérisé par le fait qu'une première couche isolante de remplissage ( 5) est métallisée entre les pistes conductrices ( 2) de l'é- tage de couche inférieur; par le fait qu'une seconde couche isolante de remplissage ( 7) et une couche de sépa- ration ( 3) sont métallisées sur ladite couche de remplissage ( 5) ainsi que sur les pistes conductrices ( 2) de l'étage de couche inférieur; et par le fait que la piste conduc- trice ( 9) de l'étage de couche supérieur est ensuite dépo- sée, ces applications respectives ayant lieu à l'aide de masques appropriés ( 4, 6, 8, 10). 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les points prévus de croisement superposé des pistes conductrices sont isolés dans une première étape par métallisation de la couche de séparation ( 3) par le fait que la première couche de remplissage ( 5) est ensuite métallisée entre lesdites pistes conductrices; et par le fait que les surfaces non recouvertes par ladite couche de séparation ( 3) sont ensuite revêtues de la seconde couche de remplissage ( 7). 3 Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les matériaux respectifs constituant les couches de séparation et de remplissage consistent en des verres ou en des oxydes à points de fu- sion élevés. 4 Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la couche de séparation entre deux pistes conductrices consiste en de l'A 10 2 3 ' Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la couche de remplissage consiste en du Si O 2 ou en du Si 3 Ni 4-