Brevet FR2826509A1 — publié le 20021227

IGBT. DISPOS"IF SEMI-CONDUCTEUR COMPRENANT UN FUSIBLE La présente invention concerne le domaine des dispositifs semi-conducteurs multi-couches de composants électroniques intogrés. O Il est connu de prévoir dans les dispositifs semi-conducteurs des bandes de connexion électrique constituant des fusibles et reliant des composants électroniques intégrés, qui permettent, lorsqu'elles sont maintenues ou sectionnces, de réaliser une programmation sélective. C'est le cas en particulier lorsqu'on souhaite isoler des composants électroniques tels que des transistors. Pour sectionner lesdites bandes-fusibles, il est connu d'attaquer ces dernières grâce à des rayons laser. L'utilisation de tels rayons provoquent, dans l'environnement des bandes-fusibles, des échauffements par conduction ou par rayonnement qui sont susceptibles de provoquer une dogradation des composants électroniques intogrés placés à proximité des bandes-fusibles attaquces. La présente invention a pour but de supprimer ou pour le moins de limiter cet inconvénient et concerne un dispositif semi conducteur multi-couches de composants électroniques intégrés qui comprend, dans au moins une couche, au moins une bande de connexion électrique constituant un fusible, disposce de facon à pouvoir être sectionnée et dont au moins une extrémité est relice à au moins un composant intogré. Selon l' invention, des moyens intermédiaires de liaison électrique et de dissipation thermique sont interposés entre ladite bande-fusible et ledit composant intogré. Selon l'invention, lesdits moyens intermédiaires comprennent de préférence au moins une bande de liaison électrique s'étendant sous la forme d'un serpentin. - 1 Selon liinvention, ladite bande de iiaison électrique est de préférence reliée à ladite bande-fusible au travers de moyens de dissipation thermique. Selon l'invention, lesdits moyens intermédiaires comprennent de préférence des bandes de dissipation thermique s'étendant dans des couches différentes et relices par des vias. Selon l'invention, lesdites bandes de dissipation thermique s'étendent de préférence parallèlement à ladite bande-fusible. Selon l'invention, le dispositif semi-conducteur peut 1 0 avantageus em ent co mprendre en outre au mo ins un écran isolé électriquement des composants intogrés et placé dans l'environnement immédiat de ladite bande-fusible. Selon l'invention, ledit écran s'étend de préférence entre ladite bande-fusible et lesdits moyens intermédiaires. Selon l'invention, lesdits moyens intermédiaires peuvent avantageusement traverser ledit écran. Selon l'invention, ledit écran comprend de préférence des bandes distantes les unes des autres, qui s'étendent dans des couches différentes et qui sont placces les unes au-dessus des autres et relices par des vias, ces bandes-écran s'étendant perpendiculairement à ladite bande-fusible. Selon l'invention, le dispositif semi-conducteur peut avantageusement comprendre en outre au moins une diode de protection connoctée auxdits moyens intermédiaires de liaison électrique. La présente invention sera mieux comprise à l'étude d'un dispositif semi- conducteur à bandes-fusibles décrit à titre d'exemple non limitatif et illustré par le dessin sur lequel: - la figure 1 représente une coupe longitudinale partielle d'un dispositif semi-conducteur selon la présente invention; - la figure 2 représente une coupe transvesale selon II-II du dispositif semi-conducteur de la figure 1; - la figure 3 représente une coupe selon III-III du dispositif semi-conducteur de la figure 1; 1 - la figitié 4 représente ure coupe transversale selon IV-IV du dispositif semi-conducteur de la figure 1; - et la figure 5 représente une coupe partielle en plan selon V-V du dispositif semi-conducteur de la figure 1. En se reportant en particulier aux figures 1 et 2, on voit qu'on a représ enté un dispos itif semi- conducteur 1 multi- couches de composants électroniques intogrés, qui comprend par exemple quatre bandes étroites longitudinales de connexion électrique constituant des fusibles. Ces bandes-fusibles 2 sont formoes à distance et les unes à côtés des autres dans une couche moyenne du dispositif. A distance d'une des extrémités correspondantes 3 des bandes-fusibles 2, longitudinalement à ces dernières, le dispositif semi-conducteur 1 comprend, dans l'exemple représenté, quatre composants électroniques intogrés 4 tels que des transistors NMOS ou PMOS pilotant éventuellement des mémoires, les autres extrémités desdites bandes-fusibles étant par exempl e relic es à une masse. Les extrémités 3 des bandes-fusibles 2 sont respectivement relices aux composants électroniques intégrés 4 au travers de par exemple quatre moyens intermédiaires 5 de liaison électrique et de dissipation thermique placés à distance et les uns à côté des autres. Comme on le voit plus précisément sur les figures 1 et 3, les moyens intermédiaires 5 comprennent respectivement, dans le volume du dispositif semi-conducteur 1 séparant les extrémités 3 des bandes fusibles 2 et les composants électroniques intégrés 4, un bloc de dissipation thermique principale 6 constitué dans l'exemple par cinq bandes larges longitudinales 7 qui sont placées à distance et les unes au-dessus des autres et par des multiplicités de vias reliant les bandes larges 7 adjacentes. L'une des bandes longitudinales 7, par exemple une bande intermédiaire, de chaque moyen intermédiaire 5 présente un prolongement longitudinal 9 qui s'étend vers la bande-fusible 2 correspondante et en dessous de son extrémité 2a. Les prolongements 9 des moyens intermédiaires 5 sont respectivement reliés aux extrémités 3 des bandes-fusibles 2 par l'intermédiaire de vias 10. 1 Comme on le voit plus precisément sur les figures 1, 3 et 5, les moyens intermédiaires S comprennent en outre des bandes de liaison électrique 11 qui sont placces en-dessous et à distance des blocs. Les bandes de liaison électrique 11 s'étendent longitudinalement sous la forme de serpentins. Les extrémités 11a des serpentins 11 situces du côté des bandes-fusibles 2 correspondantes sont relices aux bandes larges adjacentes 7 par l'intermédiaire de vias 12 et leurs extrémités 11b situces du côté des composants électroniques intogrés 4 qui sont respectivement relices à ces derniers par l'intermédiaires de branches longitudinales de liaison électrique 4a. Comme on le voit plus précisément sur les figures 1 et 4, le dispositif semi-conducteur 1 comprend en outre un écran 13 électriquement isolé, qui est placé entre et à distance des extrémités 3 des bandes-fusibles 2 et des moyens intermédiaires 5, les 1S prolongements 9 s'étendant au travers de cet écran 13. L'écran 13 s'étend sensiblement sur la largeur détermince par les quatre moyens intermédiaires 5 et de part et d'autre du plan déterminé par les bandes-fusibles 2 de façon à s'étendre sensiblement sur l'épaisseur des moyens intermédiaires S. Dans l'exemple représenté, l'écran 13 comprend cinq bandes larges transversales 14 qui sont placées à distance et audessus les unes des autres et qui sont reliées respectivement par l'intermédiaire de vias 15. Le dispositif semi-conducteur 1 comprend en outre des diodes 16 qui sont placées en dessous des serpentins de liaison électrique 11 et sont respectivement relices aux branches de ces derniers par l'intermédiaire de vias 17. Les bandes et les vias précités sont de préférence métalliques ou en tous autres matériaux bons conducteurs de l'électricité. Bien entendu, l es b an d es -fus ibl es 2, les branch es et l es vias constituant les moyens intermédiaires S et l'écran 13, ainsi que les branches de liaison 4a sont noyés dans des couches de matériau diélectrique et sont fabriqués de facon classique. En outre, le 1 dispositif semi-conducteur 1 ne comprend aucun composant électronique intogré dans l'environnement immédiat périphérique des bandes-fusibles 2 et présente un évidement 18 ne laissant subsister au dessus de ces dernières qu'une faible épaisseur de diélectrique. Le dispositif semi-conducteur 1 qui vient d'être décrit présente les avantages suivants. Lors que le dispos itif semi- con ducteur 1 est d ans l 'ét at décrit précédemment, les bandes-fusibles 2 sont relices électriquement aux composants électroniques intégrés 4 respectivement au travers des prolongements 9 par l'intermédiaire des vias 1O, au travers de la partie en coin du bloc 6 de dissipation thermique reliant le plus directement les prolongements 9 et les vias 12, au travers du serpentin de liaison électrique 11 par l'intermédiaire de ces vias 12, et au travers des branches de liaison électrique 4a. Les composants électroniques intégrés 4 sont ainsi connoctés électriquement aux composants électroniques reliés aux autres extrémités des bandes-fusibles 2. Lorsqu'on attaque une bande-fusible 2 de facon à la sectionner par fusion pour isoler électriquement le composant électronique 4 correspondant, par exemple sous l'effet d'un rayon laser dirigé vers le fond de l'évidement 18, le moyen intermédiaire 5 correspondant et l'écran 13 constituent des protections contre les dissipations thermiques générces par conduction ou par rayonnement, de telle sorte que ces dissipations ne puissent aller endommager les composants électroniques intogrés environnants et en particulier le composant électronique intogré 4 correspondant. En effet, la chaleur générce par conduction transite par le prolongement 9 au traversdes vias 1O vers le bloc de dissipation thermique 6, le serpentin 11 relié au bloc de dissipation thermique 6 par l'intermédiaire des vias 12 constituant une barrière de dissipation de la chaleur résiduelle. En outre, l'écran 13 constitue une barrière thermique d'arrêt du rayonnement thermique généré. Par ailleurs, les diodes 16 constituent des protections électriques contre les charges électriques générces. 1 La presents invention ne se limite pas à l'exemple ci-dessus décrit. Bien des variantes de réalisation sont possibles sans sortir du cadre défini par les revendications annexces. s 1 _ - r 1 REVENDICATIONS 1. Dispositif semi-conducteur multi-couches de composants électroniques intogrés, comprenant, dans au moins une couche, au moins une bande de connexion électrique constituant un fusible, disposce de façon à pouvoir être sectionnce et dont au moins une extrémité est relice à au moins un composant électronique intogré, caractérisé par le fait qu'entre ladite bande-fusible (2) et ledit composant électronique intogré (4) sont interposés des moyens intermédiaires (5) de liaison électrique et de dissipation thermique. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens intermédiaires (S) comprennent au moins une bande de liaison électrique s'étendant sous la forme d'un serpentin (11). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ladite bande de liaison électrique (11) est relice à ladite bande fusible (2) au travers de moyens de dissipation thermique (6). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lesdits moyens intermédiaires (5) comprennent des bandes de dissipation thermique (7) s'étendant dans des couches différentes et relices par des vias (8). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que lesdites bandes de dissipation thermique (7) s'étendent parallèlement à ladite bande-fusible (2). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins un écran thermique (13) isolé électriquement et placé dans l'environnement immédiat de ladite bande-fusible (2). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que ledit écran (13) s'étend entre ladite bande-fusible (2) et lesdits moyens intermédiaires (5). 8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le lesdits moyens interemédiaires (9) traverse ledit écran (13). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé par le fait que ledit écran (13) comprend des bandes (14) distantes les unes des autres, qui s'étendent dans des couches différentes - 1 et qui sont placces les unes au-dessus des autres et relices par des vias (15), ces bandes-écran s'étendant perpendiculairement à ladite bande fusible (2). 10. Dispositif scion l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend au mains une diode de protection (16) connectée auxdits moyens intermédiaires de liaison électrique (1 1).