Brevet FR3135162A1 — publié le 20231103

Connexion électrique et son procédé de fabrication La présente description concerne un procédé de fabrication comprenant les étapes suivantes : prévoir un substrat de silicium (SUB2) ayant un via (200) pénétrant dans le substrat (SUB2) à partir de sa face avant (100) et comprenant un cœur conducteur (201) en silicium et une gaine isolante (202) en oxyde de silicium ; graver le substrat (SUB2) à partir de sa face arrière (102), sélectivement par rapport à la gaine (202) pour qu'une partie du via (200) fasse saillie de la face arrière (102) ; déposer une couche isolante (300) d'oxyde de silicium du côté de la face arrière (102) ; polir la couche isolante (300) jusqu'à exposer le cœur (201) en laissant en place une partie de l'épaisseur de la couche isolante (300) ; et former une électrode conductrice (104) en contact avec le cœur (201). Figure pour l'abrégé : Fig. 3 Connexion électrique et son procédé de fabrication La présente description concerne de façon générale les circuits électroniques, et, plus particulièrement, les connexions électriques dans les circuits électroniques. La présente demande concerne également un procédé de fabrication d'un circuit électronique, et, plus particulièrement, d'une connexion électrique dans un tel circuit. On connait des circuits ou dispositifs électroniques comprenant un substrat en silicium ayant une première face, dite face avant, revêtue d'une structure d'interconnexion couramment appelée structure d'interconnexion de fin de ligne (BEOL de l'anglais "Back End Of Line"), et une deuxième face, dite face arrière, opposée et parallèle à la première face. Lorsqu'une électrode conductrice est prévue du côté de la face arrière du substrat, une connexion électrique connecte électriquement l'électrode à la structure d'interconnexion revêtant la face avant. Toutefois, ces connexions électriques connues et leurs procédés de fabrication présentent des défauts. Il existe un besoin de pallier tout ou partie des inconvénients des dispositifs électroniques connus comprenant une connexion électrique telle que décrite ci-dessus et des procédés de fabrication connus de ces dispositifs électroniques. Par exemple, il existe un besoin de pallier tout ou partie des inconvénients d'une connexion électrique telle que décrite précédemment que comprennent ces dispositifs électroniques connus, et des procédés connus de fabrication d'une telle connexion électrique. Un mode de réalisation pallie tout ou partie des inconvénients des dispositifs électroniques connus comprenant une connexion électrique telle que décrite ci-dessus et des procédés de fabrication connus de ces dispositifs électroniques. Par exemple, un mode de réalisation pallie tout ou partie des inconvénients d'une connexion électrique telle que décrite précédemment que comprennent ces dispositifs électroniques connus, et des procédés connus de fabrication d'une telle connexion électrique. Un mode de réalisation prévoit un procédé de fabrication comprenant les étapes suivantes : prévoir un substrat de silicium ayant une face avant revêtue d'une structure d'interconnexion, une face arrière opposée à la face avant, au moins un via pénétrant verticalement dans le substrat à partir de la face avant sur une partie de l'épaisseur du substrat, ledit au moins un via comprenant un cœur conducteur en silicium et une gaine isolante en oxyde de silicium pouvant comprendre du nitrure de silicium, la gaine recouvrant le cœur et l'isolant électriquement du substrat ; graver, à partir de la face arrière, le substrat sélectivement par rapport à la gaine de sorte qu'une partie dudit au moins un via fasse saillie de la face arrière ; déposer une couche isolante d'oxyde de silicium pouvant comprendre du nitrure de silicium du côté de la face arrière sur une épaisseur supérieure à une hauteur de la partie dudit au moins un via en saillie ; effectuer un polissage chimico-mécanique de la couche isolante jusqu'à exposer le cœur conducteur dudit au moins un via en laissant en place une partie de l'épaisseur de la couche isolante sur la face arrière ; et former une électrode conductrice du côté de la face arrière et en contact avec le cœur dudit au moins un via. Selon un mode de réalisation, l'étape de formation de l'électrode comprend le dépôt d'une couche conductrice sur la couche isolante et en contact avec le cœur dudit au moins un via, et une étape de retrait d'une partie de la couche conductrice en laissant en place ladite électrode. Selon un mode de réalisation, la couche isolante est déposée sur et en contact avec la face arrière du substrat et la partie dudit au moins un via en saillie. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre, entre l'étape de polissage et l'étape de formation de l'électrode, une étape de gravure d'une partie du cœur dudit au moins un via, la gravure étant mise en œuvre du côté de la face arrière et étant sélective par rapport à la gaine et à la couche isolante. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre, après l'étape de formation de l'électrode, une étape de formation d'un film quantique reposant sur la couche isolante et l'électrode. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre : une étape de prévision d'un substrat supplémentaire en silicium ayant une face avant revêtue d'une structure d'interconnexion supplémentaire et une face arrière opposée à la face avant du substrat supplémentaire et destinée à recevoir de la lumière ; et une étape d'assemblage de la structure d'interconnexion sur la structure d'interconnexion supplémentaire. Selon un mode de réalisation, le film quantique est configuré pour convertir de la lumière infrarouge en paires électron-trou et l'électrode est en un matériau transparent à la lumière infrarouge, par exemple en oxyde de zinc et/ou en oxyde d'indium-étain. Selon un mode de réalisation, la gaine dudit au moins un via est en contact avec le cœur dudit au moins un via. Un mode de réalisation prévoit un dispositif comprenant : un substrat semiconducteur en silicium comprenant une face avant et une face arrière opposée à la face avant ; une structure d'interconnexion revêtant la face avant ; une couche isolante en oxyde de silicium pouvant comprendre du nitrure de silicium, la couche isolante reposant sur la face arrière ; au moins un via comprenant un cœur conducteur en silicium recouvert latéralement d'une gaine isolante en oxyde de silicium pouvant comprendre du nitrure de silicium, ledit au moins un via traversant le substrat à partir de sa face avant, au moins la gaine dudit au moins via traversant la couche isolante et affleurant une première face de la couche isolante opposée à une deuxième face de la couche isolante tournée vers le substrat ; et une électrode conductrice reposant sur et en contact avec le cœur conducteur dudit au moins un via, du côté de la face arrière du substrat. Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend en outre un film quantique reposant sur la couche isolante et l'électrode. Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend en outre un substrat supplémentaire en silicium et une structure d'interconnexion supplémentaire reposant sur une face avant du substrat supplémentaire, la structure d'interconnexion étant assemblée sur la structure d'interconnexion supplémentaire et le substrat supplémentaire comprenant une face arrière opposée à sa face avant et destinée à recevoir de la lumière. Selon un mode de réalisation, le film quantique est configuré pour convertir de la lumière infrarouge en paires électron-trou et l'électrode est en un matériau transparent à la lumière infrarouge, par exemple en oxyde de zinc et/ou en oxyde d'indium-étain. Selon un mode de réalisation, la gaine dudit au moins un via est en contact avec le cœur dudit au moins un via. Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la est une vue en coupe illustrant un exemple d'un dispositif électronique comprenant une connexion électrique telle que décrite précédemment ; la illustre, par trois vues en coupe A, B et C, des étapes d'un exemple de procédé de fabrication d'une connexion électrique du dispositif de la ; la illustre, par cinq vues en coupe A, B, C, D et E, des étapes d'un mode de réalisation d'un procédé de fabrication d'une connexion électrique du dispositif de la ; la représente, par une vue en coupe, une étape d'un procédé de fabrication du dispositif de la selon un mode de réalisation ; et la représente, par une vue en coupe, une autre étape d'un procédé de fabrication du dispositif de la selon un mode de réalisation. Procédé de fabrication d'une connexion électrique d'un circuit électronique, le procédé comprenant les étapes suivantes : prévoir un substrat de silicium (SUB2) ayant une face avant (100) revêtue d'une structure d'interconnexion (BEOL2), une face arrière (102) opposée à la face avant (100), au moins un via (200) pénétrant verticalement dans le substrat (SUB2) à partir de la face avant (100) sur une partie de l'épaisseur du substrat (SUB2), ledit au moins un via (200) comprenant un cœur conducteur (201) en silicium et une gaine isolante (202) en oxyde de silicium pouvant comprendre du nitrure de silicium, la gaine (202) recouvrant le cœur (201) et l'isolant électriquement du substrat (SUB2) ; graver, à partir de la face arrière (102), le substrat (SUB2) sélectivement par rapport à la gaine (202) de sorte qu'une partie dudit au moins un via (200) fasse saillie de la face arrière (102) ; déposer une couche isolante (300) d'oxyde de silicium pouvant comprendre du nitrure de silicium du côté de la face arrière (102) sur une épaisseur supérieure à une hauteur de la partie dudit au moins un via (200) en saillie ; effectuer un polissage chimico-mécanique de la couche isolante (300) jusqu'à exposer le cœur conducteur (201) dudit au moins un via en laissant en place une partie de l'épaisseur de la couche isolante (300) sur la face arrière (102) ; et former une électrode conductrice (104) du côté de la face arrière (102) et en contact avec le cœur (201) dudit au moins un via (200). Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape de formation de l'électrode (104) comprend le dépôt d'une couche conductrice sur la couche isolante (300) et en contact avec le cœur (201) dudit au moins un via (200), et une étape de retrait d'une partie de la couche conductrice en laissant en place ladite électrode (104). Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la couche isolante (300) est déposée sur et en contact avec la face arrière (102) du substrat (SUB2) et la partie dudit au moins un via (200) en saillie. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le procédé comprend en outre, entre l'étape de polissage et l'étape de formation de l'électrode (104), une étape de gravure d'une partie du cœur (201) dudit au moins un via (200), la gravure étant mise en œuvre du côté de la face arrière (102) et étant sélective par rapport à la gaine (202) et à la couche isolante (300). Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le procédé comprend en outre, après l'étape de formation de l'électrode (104), une étape de formation d'un film quantique (QF) reposant sur la couche isolante (300) et l'électrode (104). Procédé selon la revendication 5, dans lequel le procédé comprend en outre : une étape de prévision d'un substrat supplémentaire (SUB1) en silicium ayant une face avant (108) revêtue d'une structure d'interconnexion supplémentaire (BEOL1) et une face arrière (110) opposée à la face avant (108) du substrat supplémentaire (SUB1) et destinée à recevoir de la lumière (106) ; et une étape d'assemblage de la structure d'interconnexion (BEOL2) sur la structure d'interconnexion supplémentaire (BEOL1). Procédé selon la revendication 5 ou 6, dans lequel le film quantique (QF) est configuré pour convertir de la lumière infrarouge en paires électron-trou et l'électrode (104) est en un matériau transparent à la lumière infrarouge, par exemple en oxyde de zinc et/ou en oxyde d'indium-étain. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la gaine (202) dudit au moins un via est en contact avec le cœur (201) dudit au moins un via. Dispositif (1) comprenant : un substrat semiconducteur (SUB2) en silicium comprenant une face avant (100) et une face arrière (102) opposée à la face avant (100) ; une structure d'interconnexion (BEOL2) revêtant la face avant (100) ; une couche isolante (300) en oxyde de silicium pouvant comprendre du nitrure de silicium, la couche isolante (300) reposant sur la face arrière (102) ; au moins un via (200) comprenant un cœur conducteur (201) en silicium recouvert latéralement d'une gaine isolante (202) en oxyde de silicium pouvant comprendre du nitrure de silicium, ledit au moins un via (200) traversant le substrat (SUB2) à partir de sa face avant (100), au moins la gaine (202) dudit au moins via (200) traversant la couche isolante (300) et affleurant une première face de la couche isolante (300) opposée à une deuxième face de la couche isolante (300) tournée vers le substrat (SUB2) ; et une électrode conductrice (104) reposant sur et en contact avec le cœur conducteur (201) dudit au moins un via, du côté de la face arrière (102) du substrat (SUB2). Dispositif selon la revendication 9, comprenant en outre un film quantique (QF) reposant sur la couche isolante (300) et l'électrode (104). Dispositif selon la revendication 10, comprenant en outre un substrat supplémentaire (SUB1) en silicium et une structure d'interconnexion supplémentaire (BEOL1) reposant sur une face avant (108) du substrat supplémentaire (SUB1), la structure d'interconnexion (BEOL2) étant assemblée sur la structure d'interconnexion supplémentaire (BEOL1) et le substrat supplémentaire (SUB1) comprenant une face arrière (110) opposée à sa face avant (108) et destinée à recevoir de la lumière (106). Dispositif selon la revendication 10 ou 11, dans lequel le film quantique (QF) est configuré pour convertir de la lumière infrarouge en paires électron-trou et l'électrode (104) est en un matériau transparent à la lumière infrarouge, par exemple en oxyde de zinc et/ou en oxyde d'indium-étain. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, dans lequel la gaine (202) dudit au moins un via est en contact avec le cœur (201) dudit au moins un via.