Brevet FR3069371A1 — publié le 20190125

Dispositif électronique capteur d'images Des modes de réalisation de la présente invention concernent le domaine des dispositifs électroniques aptes à capter des images. Selon un mode de réalisation, il est proposé un dispositif électronique, capteur d'images, qui comprend une première partie et une seconde partie. La première partie inclut une plaquette de substrat semiconducteur pourvue d'un côté de circuits électroniques intégrés et d'une couche diélectrique incluant un réseau de connexions électriques, cette couche diélectrique présentant une face pourvue de contacts électriques. La deuxième partie est apte à générer des signaux électriques sous l'effet de la lumière, sous la forme de pixels, et inclut une plaquette de substrat semiconducteur pourvue d'un côté de circuits électroniques intégrés et d'une couche diélectrique incluant un réseau de connexions électriques, cette couche diélectrique présentant une face pourvue de contacts électriques, et pourvue, de l'autre côté, d'une plaquette secondaire déterminant lesdits pixels. Ladite première partie et ladite deuxième partie sont montées l'une sur l'autre dans une position telle que leurs faces précitées pourvues de contacts électriques sont accolées et ces contacts électriques sont respectivement accolés. Des plots de connexion électrique extérieure sont aménagés dans des trous de ladite plaquette secondaire et sont reliés audit réseau de connexions électriques de ladite deuxième partie. Ladite première partie et ladite deuxième partie peuvent être assemblées par adhésion moléculaire desdites faces et desdits contacts électriques. La plaquette de substrat et la plaquette secondaire peuvent être assemblées par adhésion moléculaire de l'une sur l'autre. Lesdits trous peuvent être situés dans des régions de ladite deuxième partie exemptes de circuits électroniques et de pixels. 2 La plaquette de substrat de la deuxième partie peut comprendre des portions isolées rendues conductrices de l'électricité, qui présentent un côté connecté audit réseau de connexions électriques de ladite deuxième partie et un autre côté sur lequel sont aménagés lesdits 5 plots de connexion électrique extérieure dans lesdits trous. Lesdites portions isolées de la plaquette de substrat de ladite deuxième partie peuvent être exemptes de circuits électroniques. Lesdites portions isolées peuvent être rendues conductrices par dépôt et diffusion d'un métal dans la matière semiconductrice. 10 Un dispositif électronique, capteur d'images, va maintenant être décrit à titre d'exemple non limitatif, illustré par la figure unique annexée. Sur la figure est illustré un dispositif électronique 1, capteur d'images, qui comprend une première partie 2 et une deuxième partie 15 3, qui sont accolées. La première partie 2 comprend une plaquette de substrat semiconducteur 4, en silicium, pourvue d'un côté 5 de circuits électroniques intégrés 6 et d'une couche diélectrique 7 incluant un réseau de connexions électriques 8. 20 La couche diélectrique 7 présente une face avant 9 opposée à la plaquette de substrat 4 et pourvue de contacts électriques 10. Le réseau de connexions électriques 8 comprend plusieurs niveaux métalliques sélectivement connectés entre eux, aux circuits électroniques 6 et aux contacts électriques 10. 25 Les circuits électroniques intégrés 6 comprennent notamment des circuits de commande. La deuxième partie 3 est apte à générer des signaux sous l'effet de la lumière et comprend une plaquette de substrat semiconducteur mince 11, en silicium, pourvue d'un côté 12 de circuits électroniques 30 intégrés 13 et d'une couche diélectrique 14 incluant un réseau de connexions électriques 15. La couche diélectrique 14 présente une face avant 16 opposée à la plaquette de substrat 11 et pourvue de contacts électriques 17. 3 La deuxième partie 3 comprend, de son autre côté 18, une plaquette secondaire 19 (membrane) apte à absorber la lumière et déterminant la zone photosensible des pixels. Le réseau de connexions électriques 15 comprend plusieurs 5 niveaux métalliques sélectivement reliés entre eux, aux circuits électroniques 13, aux contacts électriques 17 et à des parties de la couche secondaire 19, au travers de passages (non représentés sur la figure) de la plaquette de substrat 11. Les circuits électroniques 13 comprennent notamment des 10 transistors et des capacités de stockage de charges. Captant la lumière atteignant la face extérieure 20 de la plaquette 19 (face arrière de la deuxième partie 3), opposée à la plaquette de substrat 11, les circuits électroniques 13 et la plaquette secondaire 19 déterminant des capacités MOS, en délivrent des 15 signaux sous forme de pixels. La première partie 2 et la deuxième partie 3 sont montées ou empilées l'une sur l'autre dans une position telle que leurs faces 9 et 16 sont accolées par adhésion moléculaire et que les contacts électriques 10 et 17 sont sélectivement accolés par adhésion. 20 La deuxième partie 3 présente des trous borgnes 21 dans lesquels sont aménagés des plots de connexion électrique extérieure 22 qui sont sélectivement reliés au réseau de connexions électriques 15. Les trous 21 sont réalisés dans la plaquette secondaire 19, depuis la face extérieure 20 (face arrière), dans des endroits exempts 25 de circuits électroniques 13, et atteignent des portions isolées 11 a de la plaquette de substrat 11. Les portions 11 a de la plaquette de substrat 11 sont séparées du reste 1 lb de cette plaquette, sur lequel sont réalisés des circuits électroniques 13. 30 Les portions 1 la sont préalablement rendues conductrices de l'électricité, par exemple par un dépôt d'un métal tel que du cobalt sur les portions 1 la et diffusion du métal dans le silicium par un traitement thermique. 4 D'une part les portions 1 la sont connectées au réseau de connexions électriques 15 et d'autre part les plots de connexion électrique 22 sont aménagés sur les portions 11a, dans les trous 21. Les plots de connexion électrique 22 peuvent être en aluminium 5 ou en cuivre, avec interposition de couches conductrices d'adhésion entre eux et les portions 11 a et de couches d'isolant entre eux et la plaquette secondaire 19. Il résulte de ce qui précède que les réseaux de connexions électriques 8 et 15 sont sélectivement reliés entre eux via les contacts 10 électriques 10 et 17, reliés aux circuits électroniques 6 et 13 et reliés aux plots de connexion électrique extérieure 22, de sorte à assurer l'alimentation électrique des circuits électroniques 6 et 13 depuis l'extérieur et à assurer des échanges de signaux entre les circuits électroniques 6 et 13 et entre chacun des circuits électroniques 6 et 13 15 et l'extérieur. Le dispositif électronique 1 peut être fabriqué de la manière suivante. On fabrique séparément la première partie 2 et la deuxième partie 3. 20 La deuxième partie 3 peut être réalisée de la manière suivante. On fabrique séquentiellement un premier élément comprenant la plaquette secondaire 19 comprenant les zones photosensibles des pixels. Un substrat 11 est ensuite accolé par adhésion moléculaire à la plaquette secondaire 19, épaisse, ces éléments comprenant par exemple 25 des couches d'oxyde de silicium à cet effet. Après avoir réalisé ce collage, sont réalisés dans la plaquette de substrat 11 les portions 11a, rendues conductrices de l'électricité, les circuits électroniques 13 et la couche diélectrique 14 pourvue du réseau de connexions électriques 15. Puis, on monte les parties 2 et 3 30 l'une au-dessus de l'autre par adhésion moléculaire comme décrit précédemment. Après cette séquence, la plaquette secondaire 19 est amincie du côté opposé au collage moléculaire pour obtenir une membrane photosensible présentant après amincissement une face extérieure 20. 5 Puis on réalise les trous 21 et on fabrique les plots de connexion électrique 22. Ensuite, on peut relier le dispositif électronique 1 à un dispositif électronique extérieur en connectant des fils électriques 23 5 sur les plots de connexion électrique 22. Selon une autre disposition, les plots de connexion électrique 22 pourraient être en saillie, REVENDICATIONS1. Dispositif électronique, capteur d'images, comprenant : une première partie (2) incluant une plaquette de substrat semiconducteur (4) pourvue d'un côté de circuits électroniques intégrés (6) et d'une couche diélectrique (7) incluant un réseau de connexions électriques (8), cette couche diélectrique présentant une face (5) pourvue de contacts électriques (10) ; et une deuxième partie (3) apte à générer des signaux électriques sous l'effet de la lumière, sous la forme de pixels, incluant une plaquette de substrat semiconducteur (11) pourvue d'un côté de circuits électroniques intégrés (13) et d'une couche diélectrique (14) incluant un réseau de connexions électriques (15), cette couche diélectrique présentant une face (16) pourvue de contacts électriques (17), et pourvue, de l'autre côté, d'une plaquette secondaire (19) déterminant lesdits pixels, dans lequel ladite première partie (2) et ladite deuxième partie (3) sont montées l'une sur l'autre dans une position telle que leurs faces précitées (9, 16) pourvues de contacts électriques sont accolées et ces contacts électriques (10, 17) sont respectivement accolés ; et dans lequel des plots de connexion électrique extérieure (22) sont aménagés dans des trous (21) de ladite plaquette secondaire (19) et sont reliés audit réseau de connexions électriques (15) de ladite deuxième partie (3). 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel ladite première partie (2) et ladite deuxième partie (3) sont assemblées par adhésion moléculaire desdites faces (9, 16) et desdits contacts électriques (10, 17). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel la plaquette de substrat (11) et la plaquette secondaire (19) sont assemblées par adhésion moléculaire de l'une sur l'autre. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel lesdits trous (21) sont situés dans des régions de ladite deuxième partie (3) exemptes de circuits électroniques et de pixels. 7 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la plaquette de substrat (11) de la deuxième partie (3) comprend des portions isolées (11a) rendues conductrices de l'électricité, qui présentent un côté connecté audit réseau de 5 connexions électriques (15) de ladite deuxième partie (3) et un autre côté sur lequel sont aménagés lesdits plots de connexion électrique extérieure (22) dans lesdits trous (21). 6. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel lesdites portions isolées (11a) de la plaquette de substrat (11) de ladite 10 deuxième partie (3) sont exemptes de circuits électroniques. 7. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel lesdites portions isolées (11a) sont rendues conductrices par dépôt et diffusion d'un métal dans la matière semiconductrice.