Nouvelles métallurgies pour le collage hybride à basse température dans le packaging Fan-Out Wafer

Contexte :

Les technologies de packaging avancées sont au cœur de la révolution microélectronique, essentielles pour des domaines comme l’IA, l’aérospatiale et le calcul haute performance. Parmi elles, le Fan-Out Wafer-Level Packaging (FOWLP) se distingue par sa densité d’interconnexions et son efficacité spatiale, ouvrant la voie à des systèmes plus compacts et puissants. Le collage hybride, combinant diélectriques polymères et interconnexions métalliques, est une étape clé. Cependant, l’utilisation du cuivre pose des défis liés à l’oxydation et aux températures élevées. Ce doctorat propose d’explorer de nouvelles métallurgies pour un collage hybride à basse température, contribuant à la conception des technologies de demain. Vous évoluerez dans un environnement collaboratif et stimulant, au sein du 3IT et du C2MI, deux pôles d’excellence où chercheurs, étudiants et industriels innovent ensemble, offrant des opportunités uniques de développement et d’impact mondial.

Sujet : Cette thèse vise à explorer des alternatives au cuivre pour le collage métallique dans les procédés de collage hybride à base de polymères, afin de permettre un collage à basse température pour des applications de packaging avancé telles que le Fan-Out Wafer Level Packaging (FOWLP). Les objectifs incluent : 1. Réaliser une revue de littérature approfondie sur les défis liés à l’oxydation du cuivre et sur les métaux alternatifs permettant un collage à basse température. 2. Développer et caractériser des métallurgies alternatives prometteuses pour les interconnexions, en veillant à leur compatibilité avec le matériau diélectrique adhésif et à la minimisation de la résistance électrique. 3. Optimiser des stratégies de protection des interconnexions en cuivre (par exemple, couches barrières ou revêtements) pour prévenir l’oxydation et améliorer la mouillabilité. 4. Définir et mettre au point les conditions du procédé de collage die-to-wafer (D2W) adaptées pour obtenir une interface de collage fiable et performante. 5. Effectuer des caractérisations morphologiques, électriques et mécaniques complètes afin d’évaluer la qualité d’adhésion et la robustesse de l’interface de collage. À l’issue de cette thèse, le candidat aura établi un procédé innovant de collage hybride à basse température utilisant des métallurgies alternatives, contribuant ainsi à l’avancement des technologies d’interconnexions à haute densité pour les systèmes microélectroniques de nouvelle génération.

Environnement de travail :

Le projet sera réalisé sous la codirection du  P^r Dominique Drouin. La personne retenue interagira régulièrement avec tous les collaborateurs, mais exécutera la vaste majorité des travaux au 3IT. En outre, le projet inclura des échanges fructueux avec notre partenaire industriel, IBM, enrichissant ainsi l'expérience par des perspectives industrielles et des applications concrètes des recherches menées. L'individus profitera d'un cadre de recherche exceptionnel où étudiants, professionnels, enseignants et industriels collaborent étroitement au développement des technologies du futur.

Profil recherché :

•  Diplôme requis : Maîtrise en génie mécanique, nanotechnologies, matériaux, chimie ou domaine connexe.

• Compétences clés : Microfabrication, caractérisation des surfaces, connaissance en métallurgies et des polymères.

• Qualités personnelles: Autonomie, adaptabilité, esprit d’équipe, goût pour la recherche expérimentale et l’innovation.

• Atouts : Connaissance des procédés d’intégration et du packaging microélectronique avancé.

• Langues : Capacité à communiquer en français ou en anglais, à l’oral et à l'écrit.