Etude d'un procédé d’écriture directe d'interconnexions par laser et electroless : application aux modules multipuces (MCM)

= Study of direct process of interconnections by laser and electroless : Application for multichip modules (MCM)

• Auteur / Autrice : Amor Labiadh
• Direction : Pierre Pinard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Électronique, électrotechnique, automatique (Lyon)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LPM - Laboratoire de Physique de la Matière (1961-2007)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Palladium -- Couches minces

Décomposition (chimie)

Réseaux électriques d'interconnexion

Résumé

L' intégration à très grande échelle (VI. . SI) in"pose le développement de systèmes d'interconnexions adaptés. En effet , les boîtiers standards et les circuits imprimés limitent la densité d'intégration dégradent l'amplitude et le temps de montée de signal transnis. Le terres de prcpagation très long est la conséquence des règles de dessin et des matériaux utilisés. Ces limitations peuvent être franchies en utilisant les moodules multiples couches minces (r-o1-D) pour interconnecter les puces entre elles. La technique conventionnelle pour développer et fabriquer ces modules est la photolitho gravure. Dans le cadre de cette thèse, nous avons développé un procédé d écriture directe par laser suivi d'electroless permettant la réalisation de lignes d'interconnexions de 5 à 50 m de large. Ce procédé rapide et souple, doit permettre 1'étude et le test des modules MCM prototypes. Dans une première étape, il est foncé sur la décomposition localisée par laser d'un film mince de métalorganique. Le produit final de décomposition (métal) servira comme surface active pour la croissance du cuivre par electroless dans une seconde étape. Le choix du précurseur metalorganique s est fixé sur l'acétate de palladium qui se décompose à faible température, contient une forte proportion d'éléments métallique et n'est pas hydraté . Nous avons étudié les cinétiques de décomposition et de croissance de des deux matériaux : palladium et cuivre. Les conditions expérimentales ont été mises au point pour aboutir à des résultats fiables et reproductibles. La composition des matériaux constituant les lignes d'interconnexions, la morphologie des surface et des interfaces ont été analysés. Enfin, l'asemblage de toutes les étapes élémentaires permettant de fabriquer un niveau conducteur a été réalisé.

The very large scale integration (VSLI) dictate the development of the adapted interconnection systems. Therefore, the conventional packing and the printed board (PCB) limit the integration density, degrade the amplitude and the rise of the transmitted signal. The long propagation time results from pattern rules and used materials. Those limitations can be exceded by using the thin layer multichip modules (MCM-D), to interconnect the chip ? The conventional technical to develop and fabricate those modules in the photolithography In this thesis, we have developed a process of laser direct writing followed by electroless allowing the realisation of interconnection lines of 5 to 50 m with. The fact and flexible process must allow the study and test of MCM prototypes. In the first step, it is based on the local laser decomposition of metalorganic film. The final product of decomposition will be usefull as an active surface for the electroless copper growth, in the second step. Th e choice of the metalorganic precursor is fixed on the palladium acetate that to be decomposed at lower temperature, content an important portion of metallic element ant it is not hydrated. We have studied the decomposition and growth kinetics of the two materials : palladium and copper. The experimental condition have been determined to obtain an reliable and reproducible result. The composition of the material forming the interconnection lines, the morphology of surface and interfaces have been analysed. At the end, the assembly of all elementary steps allowing the fabrication of an one conductor level has been realised.