Brevet FR2959868A1 — publié le 20111111

LD-RI GRB 10-0602FR Société par actions simplifiée : STMicroelectronics (CROLLES 2) SAS Et Société Anonyme dite : STMicroelectronics SA Dispositif semi-conducteur à plots de connexion munis d'inserts Invention de : FIORI Vincent DELPECH Philippe SABOURET Eric Dispositif semi-conducteur à plots de connexion munis d'inserts La présente invention concerne le domaine des dispositifs semi-conducteurs. Couramment, les dispositifs semi-conducteurs ou puces de circuits intégrés présentent des plots de connexion électrique en vue d'une connexion électrique extérieure de ces circuits intégrés via les plots. Lors de la mise en place des moyens de connexion électrique sur les plots des dispositifs semi-conducteurs, par exemple de fils de connexion électrique ou de plots de connexion électrique d'un autre composant, il peut apparaître des contraintes thermo-mécaniques qui sont susceptibles d'endommager les parties des dispositifs situés au- dessous ou dans l'environnement de leurs plots. Notamment pour réduire cet inconvénient, il est proposé un dispositif semi-conducteur qui comprend un circuit intégré et des plots de connexion électrique extérieure et dans lequel les plots de connexion électrique présentent des évidements au moins partiellement remplis par une matière différente de celle les constituant, de façon à former des inserts. Les évidements peuvent s'étendre sur une profondeur correspondant à une partie de l'épaisseur des plots. Les évidements peuvent s'étendre sur l'épaisseur des plots. La partie centrale des plots peut être exempte d'évidement. Les évidements peuvent être symétriques par rapport aux médiatrices des côtés et aux diagonales des plots. Les évidements peuvent comprendre des portions de rainures Les rainures peuvent être aménagées parallèlement aux côtés des plots. Les plots peuvent être en aluminium ou en cuivre et la matière de remplissage des évidements peut être en oxyde de silicium. Le coefficient de dilatation et/ou le module d'Young de la matière de remplissage peuvent être plus faibles que ceux de la matière constituant les plots. Le produit des coefficients de dilatation et du module d'Young de la matière de remplissage peut être plus faible que celui de la matière constituant les plots. Un dispositif semi-conducteur comprenant des plots de connexion électrique munis d'inserts va maintenant être décrit à titre d'exemple non limitatif et illustré par le dessin sur lequel : - la figure 1 montre une coupe schématique d'un dispositif semi-conducteur ; - la figure 2 représente une coupe partielle d'un plot de connexion électrique muni d'un insert, selon une variante de réalisation ; - la figure 3 représente une coupe partielle d'un plot de connexion électrique muni d'un insert, selon une autre variante de réalisation ; - la figure 4 représente une vue de dessus d'un plot de connexion électrique muni d'un insert ; - la figure 5 représente une vue de dessus d'un plot de connexion électrique muni d'un autre insert ; - la figure 6 représente une vue de dessus d'un plot de connexion électrique muni d'un autre insert ; - la figure 7 représente une vue de dessus d'un plot de connexion électrique muni d'un autre insert ; - la figure 8 représente une vue de dessus d'un plot de connexion électrique muni d'un autre insert ; - la figure 9 représente une vue de dessus d'un plot de connexion électrique muni d'un autre insert ; et - la figure 10 représente une vue de dessus d'un plot de connexion électrique muni d'un autre insert. Comme illustré sur la figure 1, un dispositif semi-conducteur ou puce 1, généralement de forme parallélépipédique et à contour carré, comprend un circuit électronique intégré 2, des plots de connexion électrique extérieure 3, en une matière conductrice de l'électricité, aménagés sur une face frontale 4 et un réseau de connexion électrique intégré 5 permettant de relier sélectivement le circuit électronique intégré 2 aux plots de connexion électrique extérieure 3. Selon l'exemple décrit, les plots de connexion électrique extérieure 3 sont de forme parallélépipédique et à contour carré. Les faces frontales 6 des plots 3 sont destinées à recevoir des moyens de connexion électriques tels que les extrémités de fils de connexion électriques, des colonnes de connexion électrique ou des plots de connexion électrique d'un autre composant électronique. I1 est proposé d'aménager dans les plots 3, dans le sens de leur épaisseur, des évidements E et de remplir, au moins partiellement, ces évidements E d'une matière différente de celle constituant ces plots 3 de façon à former des inserts I. Selon une autre variante illustrée sur la figure 2, les évidements E peuvent s'étendre à partir de la face frontale des plots 3 et sur une partie de l'épaisseur des plots 3. Selon une variante illustrée sur la figure 3, les évidements E peuvent s'étendre à partir de la face frontale 6 des plots 3 et sur toute l'épaisseur des plots 3 de telle sorte que les inserts I sont en contact sur la face 4 des dispositifs semi-conducteurs 1. Les inserts I peuvent présenter une face extérieure 7 située au niveau de la face frontale 6 des plots 3. La disposition des évidements E peut être telle que les évidements E, et en conséquence les inserts I qui les remplissent, présentent des axes de symétrie selon les médiatrices des côtés des plots 3 et des axes de symétrie selon les diagonales des plots 3. Différentes dispositions des évidements E vont maintenant être décrites. Selon une variante illustrée sur la figure 4, des évidements E se présentent sous la forme de deux rainures 8 et 9 en croix, aménagées selon les médiatrices des côtés des plots 3 et qui s'étendent d'un côté à l'autre des plots 3, de telle sorte que les rainures 8 et 9, et en conséquence les inserts I qui les remplissent, en forme de poutres, sont symétriques par rapport aux médiatrices des côtés des plots 3 et par rapport aux diagonales des plots 3. Selon une variante illustrée sur la figure 5, des évidements E se présentent sous la forme de quatre portions de rainures 10, 1l, 12 et 13 en croix, aménagées selon les médiatrices des côtés des plots 3 et qui s'étendent à partir de chaque côté des plots 3, sans se rejoindre dans la partie centrale des plots 3, de telle sorte que la partie centrale des plots 3 est exempte d'évidement. Les rainures 10, 11, 12 et 13, et en conséquence les inserts I qui les remplissent, déterminent une disposition symétrique par rapport aux médiatrices des côtés des plots 3 et par rapport aux diagonales des plots 3. Selon une variante illustrée sur la figure 6, des évidements E se présentent sous la forme de trois rainures 14, 15 et 16 parallèles à deux côtés opposés des plots 3 et trois rainures 17, 18 et 19 parallèles aux deux autres côtés opposés des plots 3 et allant respectivement d'un côté à l'autre des plots 3, de telle sorte que ces rainures, et en conséquence les inserts I qui les remplissent, déterminent un quadrillage. Ainsi, cette disposition des évidements E est telle que les évidements E formés par ce quadrillage, et en conséquence les inserts I qui les remplissent, présentant des axes de symétrie selon les médiatrices des côtés des plots 3 et des axes de symétrie selon les diagonales des plots 3. Selon une variante illustrée sur la figure 7, des évidements E déterminant des inserts I se présentent sous la forme d'une rainure continue fermée 20, formant un carré dont les côtés sont parallèles aux et situés à égales distances des côtés des plots 3. Selon une variante illustrée sur la figure 8, des évidements E comprennent quatre rainures 21, 22, 23 et 24 qui s'étendent sous la forme de L placés dans les coins des plots 3, dont les branches sont de longueurs égales et sont parallèles aux et à égales distances respectivement des côtés des plots 3. Ainsi, cette disposition des évidements E, et en conséquence les inserts I qui les remplissent, est également telle qu'elle est symétrique selon les médiatrices des côtés des plots 3 et selon les diagonales des plots 3. Selon une variante illustrée sur la figure 9, des évidements E comprennent quatre rainures droites 25, 26, 27 et 28, de mêmes longueurs, parallèles aux et à égales distances respectivement des côtés des plots 3. Ces quatre rainures 25, 26, 27 et 28 sont disposées de telle sorte qu'elles sont symétriques selon les médiatrices des côtés des plots 3 et selon les diagonales des plots 3. Dans le cas des variantes selon les figures 7, 8 et 9, les évidements E correspondants sont disposés plutôt plus proches des côtés des plots 3 que de leurs centres. Selon une variante illustrée sur la figure 10, des évidements E déterminant des inserts I comprennent huit rainures de mêmes longueurs, disposées de façon rayonnante autour d'une partie centrale des plots 3 et équi-réparties. Le coefficient de dilatation et module d'Young de la matière de remplissage sont plus faibles que ceux de la matière constituant les plots. De plus, le produit des coefficients de dilatation et du module d'Young de la matière de remplissage peut être plus faible que celui de la matière constituant les plots. Le matériau formant les inserts I peut être tel que son coefficient de dilatation et son module d'Young de la matière de remplissage sont plus faibles que ceux de la matière constituant les plots 3. Par exemple, dans le cas où les plots 3 sont en aluminium ou en cuivre, les inserts I peuvent être en oxyde de silicium. A titre d'exemple de réalisation, si les côtés des plots 3 présentent des longueurs comprises entre 50 et 100 microns, la largeur des rainures formant les évidements E peut être comprise entre 3 et 10 microns et leur longueur peut être comprise entre 40 et 90 microns. Si les évidements E ne sont pas établis sur toute l'épaisseur des plots 3, leur profondeur peut être au moins égale à 80 pour cent de l'épaisseur des plots 3. Par exemple, après avoir réalisé les évidements E par gravure, on peut réaliser les inserts I par dépôt, en utilisant les moyens classiquement mis en oeuvre en microélectronique. Grâce à l'aménagement des inserts I dans les plots 3, il se produit une accommodation du stress, c'est-à-dire une amélioration de la résistance mécanique du dispositif 1 notamment dans le voisinage des plots 3, par une réduction des effets mécaniques des forces nécessaires appliquées lors de la mise en place des moyens de connexion extérieurs précités sur les plots 3. La présente invention ne se limite pas aux exemples ci-dessus décrits. Les dispositions, les formes et les dimensions des évidements E déterminant les inserts I pourraient être différents. De plus, les plots 3 pourraient présenter des contours rectangulaires, circulaires ou polygonaux, Les dispositions, les formes et les dimensions des évidements E déterminant les inserts I pouvant être adaptés à de tels contours. Bien d'autres variantes de réalisation sont possibles sans sortir du cadre défini par les revendications annexées. REVENDICATIONS1. Dispositif semi-conducteur comprenant un circuit intégré et des plots de connexion électrique extérieure, dans lequel les plots (3) présentent des évidements (E) au moins partiellement remplis par une matière différente de celle les constituant, de façon à former des inserts (I). 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les évidements s'étendent sur une profondeur correspondant à une partie de l'épaisseur des plots. 3. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les évidements s'étendent sur l'épaisseur des plots. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la partie centrale des plots est exempte d'évidement. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les évidements sont symétriques par rapport aux médiatrices des côtés et aux diagonales des plots. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les évidements comprennent des portions de rainures. 7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel les rainures sont aménagées parallèlement aux côtés des plots. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les plots sont en aluminium ou en cuivre et la matière de remplissage des évidements est en oxyde de silicium. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le coefficient de dilatation et/ou le module d'Young de la matière de remplissage sont plus faibles que ceux de la matière constituant les plots. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le produit des coefficients de dilatation et du module d'Young de la matière de remplissage peut être plus faible que celui de la matière constituant les plots.