Brevet FR3076072A1 (20190628)

REVENDICATIONS1. Procédé de collage (100) par thermocompression de deux substrats (1,\n<CLM>\1\tpar formation d'une interface de collage (3) à base d'aluminium, le procédé comprenant les étapes suivantes : - Fournir (110) deux substrats (1, 2), - Déposer (120) une couche à base d'aluminium (4a, 4b) sur une face (1b, 2b) de chacun des deux substrats, - Déposer (130) une couche à base de germanium (5a, 5b) au moins sur chaque couche à base d'aluminium (4a, 4b) précédemment déposée (120), les étapes de dépôt (120,\n<CLM>\1\tse succédant sans remise en contact des couches à base d'aluminium (4a, 4b) avec de l'oxygène, Mettre en contact (140) les substrats (1,\n<CLM>\1\tl'un avec l'autre par les couches à base de germanium (5a, 5b) précédemment déposées (130), puis Appliquer une thermocompression (150) des substrats (1,\n<CLM>\1\tmis en contact (140) de sorte à faire migrer le germanium de chaque couche à base de germanium (5a, 5b) dans l'aluminium des couches à base d'aluminium (4a, 4b) pour former l'interface de collage (3) à base d'aluminium.\n<CLM>\1\tProcédé (100) selon la revendication précédente, dans lequel la thermocompression (150) est réalisée à une température strictement inférieure à la température de l'eutectique de l'aluminium et du germanium, et de préférence à une température inférieure à 420°C, au moins jusqu'à obtention de l'interface de collage (3) à base d'aluminium.\n<CLM>\1\tProcédé (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la thermocompression (150) est réalisée à une 30 température supérieure à 100°C.\n<CLM>\1\tProcédé (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque couche à base de germanium (5a, 5b) est 22 déposée (130) sur une couche à base d'aluminium (4a, 4b) de sorte à présenter une épaisseur d'au moins un ordre de grandeur inférieure à celle de la couche à base d'aluminium (4a, 4b). 5\n<CLM>\1\tProcédé (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque couche à base de germanium (5a, 5b) est déposée (130) de sorte à présenter une épaisseur comprise entre 10 nm et 1 pm, de préférence comprise entre 10 nm et 20 nm. 10\n<CLM>\1\tProcédé (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque couche à base d'aluminium (4a, 4b) est déposée (120) de sorte à présenter une épaisseur comprise entre 100 nm et 10 pm, de préférence comprise entre 100 nm et 500 nm. 15\n<CLM>\1\tProcédé (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les étapes de dépôt (120) de chaque couche à base de germanium (5a, 5b) sur une couche à base d'aluminium (4a, 4b) et de dépôt (130) de la couche à base d'aluminium (4a, 4b) comprennent le dépôt, sous atmosphère contrôlée au moins en termes de pression et en termes de taux 20 d'oxygène, d'un bicouche Al/Ge par évaporations ou pulvérisations successives d'une partie au moins d'une cible à base d'aluminium et d'une cible à base de germanium, de préférence les étapes de dépôt (120) de chaque couche à base de germanium (5a, 5b) sur une couche à base d'aluminium (4a, 4b) et de dépôt (130) de la couche à base d'aluminium (4a, 4b) étant réalisées dans une même 25 enceinte hermétique.\n<CLM>\1\tProcédé (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins une étape de dépôt (120) d'une couche à base aluminium est précédée d'une étape de formation (115) d'une couche inerte chimiquement (6) avec l'aluminium au moins sur la face (1 b, 2b) du substrat (1,\n<CLM>\1\tsur laquelle la couche à base d'aluminium (4a, 4b) est destinée à être déposée (120), la couche inerte chimiquement (6) étant par exemple à base d'un matériau choisi parmi : l'oxyde de silicium et le nitrure de titane. 23\n<CLM>\1\tProcédé (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, chacun des deux substrats (1,\n<CLM>\1\tprésentant un diamètre égal à 200 mm, la thermocompression (150) comprend l'une au moins 5 parmi : l'application d'au moins un niveau de pression d'un des deux substrats (1,2) sur l'autre selon une direction perpendiculaire à leurs faces (1 b, 2b) mises en contact (140), la pression étant comprise entre 0,05 Mpa et 3 Mpa, de préférence comprise entre 0,1 Mpa et 0,5 Mpa, et 10 l'application d'au moins un niveau de force de compression d'un des deux substrats (1,2) sur l'autre selon une direction perpendiculaire à leurs faces (1 b, 2b) mises en contact (140), la norme de la force étant comprise entre 2 kN et 90 kN. 15\n<CLM>\1\tProcédé (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la thermocompression (150) comprend : - Pendant une première durée t1, de préférence comprise entre 10 et 30 min, et par exemple égale à 20 min : O l'application d'un premier niveau de pression P1, par exemple égal à 20 0,1 MPa, d'un des deux substrats (1,\n<CLM>\1\tsur l'autre selon une direction perpendiculaire à leurs faces (1 b, 2b) mises en contact (140) et O une montée en température depuis l'ambiante jusqu'à une première température seuil T1 inférieure à la température de l'eutectique de 25 l'aluminium et du germanium, par exemple une première température seuil T1 égale à 415°C, puis - Pendant une deuxième durée t241, de préférence comprise entre 5 min et 10 h, par exemple égale à 1 h: O l'application d'un deuxième niveau de pression P2 supérieur au 30 premier niveau de pression P1, par exemple un deuxième niveau de pression P2 égal à 0,5 MPa, d'un des deux substrats (1,\n<CLM>\1\tsur l'autre selon une direction perpendiculaire à leurs faces (1 b, 2b) mises en contact (140) et 24 O un maintien de la première température seuil T1, puis - Pendant une troisième durée t542, de préférence comprise entre 10 et 30 min : O au moins l'un parmi le maintien du deuxième niveau de pression P2 5 et l'application d'un niveau de pression inférieur au niveau de pression P2, le cas échéant l'application d'un niveau de pression inférieur au niveau de pression P2 succédant au maintien du deuxième niveau de pression P2, par exemple le niveau de pression inférieur au niveau de pression P2 étant égal au premier niveau de 10 pression P1, et O un refroidissement jusqu'à l'ambiante.\n<CLM>\1\tProcédé (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la thermocompression (150) est paramétrée de sorte 15 que, une fois l'interface à base d'aluminium (3) formée, le germanium ait migré dans l'aluminium de sorte à former, dans et/ou en périphérie de l'interface à base d'aluminium (3), une distribution spatiale d'inclusions (7) dont la taille caractéristique moyenne est de préférence comprise entre 10 nm et 1 pm. 20\n<CLM>\1\tProcédé (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins l'un des substrats (1,\n<CLM>\1\test fourni (110) de sorte à comprendre au moins un dispositif ou élément microélectronique, par exemple un cordon de soudure. 25\n<CLM>\1\tProcédé (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre, avant de mettre en contact (140) les substrats (1,\n<CLM>\1\tl'un avec l'autre, une étape de rinçage à l'eau déionisée puis une étape de séchage, ces étapes étant paramétrées de sorte à éliminer au moins une partie d'oxyde natif de germanium, la mise en contact (140) des 30 substrats (1,\n<CLM>\1\tl'un avec l'autre étant ensuite réalisée de préférence de sorte à éviter tout contact prolongé des substrats (1,\n<CLM>\1\tavec de l'oxygène. 25\n<CLM>\1\tProcédé (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la thermocompression (150) est réalisée sous vide poussé, à une pression comprise entre 10-3 et 10-7 mbar, par exemple égale à 5.10-5 mbar. 5