EP4597750A1 - Réseau de cellules unitaires de déphasage pour antenne à réseau transmetteur et procédé de fabrication associé - Google Patents

Réseau de cellules unitaires de déphasage pour antenne à réseau transmetteur et procédé de fabrication associé

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Publication number
EP4597750A1
EP4597750A1 EP25153355.0A EP25153355A EP4597750A1 EP 4597750 A1 EP4597750 A1 EP 4597750A1 EP 25153355 A EP25153355 A EP 25153355A EP 4597750 A1 EP4597750 A1 EP 4597750A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
substrate
phase shift
unit cell
shift unit
vias
Prior art date
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Pending
Application number
EP25153355.0A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Denis Mercier
Marjolaine Allain
Antonio Clemente
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
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Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA, Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of EP4597750A1 publication Critical patent/EP4597750A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/44—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the electric or magnetic characteristics of reflecting, refracting, or diffracting devices associated with the radiating element
    • H01Q3/46—Active lenses or reflecting arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/30—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0087—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing antenna arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
    • H01Q21/065—Patch antenna array

Definitions

  • the present invention relates to a transmitting and/or reflecting array antenna, intended to operate in sub-terahertz frequency bands, for example of the order of one or several hundred gigahertz.
  • the present invention relates more particularly to a phase shift unit cell array for a transmitting array antenna and its manufacturing method.
  • the invention finds application, for example, in medical and industrial control imaging, Earth and deep space observation, as well as for radars and broadband telecommunications systems.
  • a transmit array antenna (or "transmit-array" in English) is used to focus or generally form the radiation pattern of an excitation antenna called a focal source.
  • a phase law, and possibly an amplitude law, is generated on the surface of the transmit array in order to transform the incident fields into a desired wavefront.
  • Transmitting arrays are composed of several discrete elements called elementary or unit cells. They are generally square and allow, by their number, their distribution and their phase and amplitude response, to control the distribution of the radiated field.
  • Each unit cell is composed of a receiving element or patch placed on the surface opposite the focal source and an emitting element or patch placed on the opposite surface.
  • Phase shifts are applied to the unit cells, between the elements on the receiving and transmitting surfaces, to focus the incident wavefronts coming from the feed antenna.
  • the primary focal source can be a horn (single source) or a compact antenna array.
  • the transmission network in the form of a matrix of phase shift cells is intended to form at least part of the antenna, or even a reconfigurable phased array antenna, with the primary source associated with it.
  • antennas with a transmitting array at sub-THz frequencies are obtained today by implementing manufacturing processes which consist of transferring a first slice (or plate or wafer in English) of a substrate which can be made of glass, silicon or other materials used in microelectronics onto at least a second slice or plate or wafer of a substrate made of a material which can be identical or different from the first.
  • this assembly of substrates comprises a metal layer on each of its 2 faces and at least one between the 2 substrates.
  • Each of these layers can be etched to form patterns such as radiating patches or elements on the surfaces.
  • the radiating patches or elements on one surface are considered as the receiving elements and those on the second surface as the emitting elements.
  • Each receiving element can optionally be connected to each emitting element by at least one metal via crossing the substrates to form an elementary phase shift cell.
  • An objective of the present invention is to overcome at least one of the drawbacks of the prior art, preferably while retaining the advantages it presents.
  • a transmitting array antenna comprising an array of phase shifting unit cells as introduced above and a primary source electromagnetically connected to said array of phase shifting unit cells.
  • the invention according to each of its different aspects can thus consist of, or result in, a first substrate on which is fixed in pieces, or equivalently in blocks, a second substrate from which the pieces or blocks have been cut. This relaxes the flatness constraints of the assembly surfaces and/or reduces the risk of breakage of the substrates during their handling and/or their manufacture when they are subjected to thermomechanical constraints.
  • the first substrate has a characteristic transverse dimension greater than or equal to 100 mm, or even greater than or equal to 200 mm, and/or said at least one block has a characteristic transverse dimension greater than or equal to 200 ⁇ m and strictly less than 50 mm, preferably less than 5 mm.
  • each tile is attached to the first substrate to form a single phase shifting unit cell of the phase shifting unit cell array.
  • the vias associated with each other are in electrical conduction with each other.
  • the vias are made from a good electrically conductive material, such as copper, or are made from at least one stack of good electrically conductive materials, such as copper, gold and nickel.
  • At least four, preferably at least sixteen, tiles are attached to the first substrate so as to give the array of phase shifting unit cells the shape of a two-dimensional matrix of phase shifting unit cells.
  • the third level of metallization interconnects at least one pair of metal layers including a first metal layer extending from one of the vias through the pad of the phase shift unit cell in question and a second metal layer extending from one of the vias through the first substrate which is associated with the pad of the phase shift unit cell in question.
  • the third metallization level interconnects at least two metal layers extending under two adjacent tiles with a metal layer extending on the first substrate. According to this example, it is possible to interconnect, for example in series, two adjacent tiles by interconnecting certain metal layers of said adjacent tiles via a metal layer extending on the first substrate.
  • At least one, preferably for each, phase shift unit cell at least one, preferably each, metal layer extending under the pad of the cell in question is connected to one of the metal layers extending on the first substrate by means of at least one metal pillar, for example based on copper (and/or silver and/or tin).
  • the third metallization level further comprises an underfill material arranged so as to consolidate the fixing of each paving stone to the first substrate, where appropriate the underfill material filling interstices between metal layers and/or interstices between metal pillars.
  • the third metallization level comprises a pair of two damascene levels, one extending on the first substrate and the other extending under the tile of the phase shift unit cell considered, the two damascene levels of each pair corresponding to each other, so that the fixing of the tile of the phase shift unit cell considered is carried out by direct bonding, silicon oxide being intercalated between the metal layers which are connected to each other.
  • At least one, preferably each, phase shifting unit cell further comprises at least one phase change material switch formed at the third metallization level.
  • At least one, preferably each, phase change material switch extends under at least one pad. According to this example, it It is possible to test the switch before transferring the tile to which it is associated onto the first substrate, so as to only transfer tiles associated with functional switches, and thus increase manufacturing yield.
  • the phase shifting unit cell array is silicon-free.
  • said at least one block and the first substrate are made from the same material chosen from fused silica, quartz and a glass having a loss tangent of less than 0.005 at frequencies above 100 GHz. This avoids having materials with different thermal expansion coefficients.
  • each of the first substrate and the second substrate has a characteristic transverse dimension greater than or equal to 100 mm, or even greater than or equal to 200 mm, and/or said at least one block has a characteristic transverse dimension greater than or equal to 200 ⁇ m and strictly less than 50 mm, preferably less than 5 mm.
  • the first substrate and the second substrate are based on the same material.
  • the cutting is carried out around a unit cell.
  • At least four, preferably at least sixteen, tiles are cut and then transferred, so that the tiles form, with the parts of the first substrate on which they are transferred, an array of phase shift unit cells taking the form of a matrix of phase shift unit cells.
  • the cutting of at least one, preferably each, paving stone comprises a cutting, for example by laser or by saw, in the thickness of the substrate concerned.
  • the transfer of the first tile onto the first substrate is carried out by means of the metal pillars, and further comprises the filling with an underfilling material of the interstices between metal layers which constitute the three metallization levels and/or between interstices between metal pillars.
  • the transfer of the first tile onto the first substrate is carried out by direct bonding, the third metallization level comprising a pair of two damascene levels, one extending over the first substrate and the other extending under the tile of the phase shift unit cell considered.
  • a film or layer based on a material A means a film or layer comprising this material A and possibly other materials.
  • a parameter that is "substantially equal to/greater than/less than” a given value means that this parameter is equal to/greater than/less than the given value, within plus or minus 20% or even 10% of this value.
  • a parameter that is "substantially between” two given values means that this parameter is at least equal to the smallest given value, within plus or minus 20% or even 10% of this value, and at most equal to the largest given value, within plus or minus 20% or even 10% of this value.
  • the terms “on”, “under”, “overcomes”, “covers”, “underlying” and their equivalents do not mean not necessarily "in contact with”.
  • the transfer, application or deposition of a first layer on a second layer does not necessarily mean that the two layers are in direct contact with each other, but means that the first layer at least partially covers the second layer by being either directly in contact with it or by being separated from it by at least one other layer or at least one other element.
  • substrate, film or layer thicknesses are generally measured in directions perpendicular to the main plane of extension of the substrate, film or layer.
  • substrate, film or layer thicknesses are generally measured in directions perpendicular to the main plane of extension of the substrate, film or layer.
  • phase shift unit cell array 1 A first embodiment of the phase shift unit cell array 1 according to the first aspect of the invention is described below with reference to the figure 3 .
  • Each pad 12 is fixed on the first substrate 11 to form a phase shift unit cell 10 of the phase shift unit cell array 1, each via 121 through each pad 12 possibly being associated with one of the vias 111 through the first substrate 11 by being located in line with each other, and the vias 111 and 121 associated with each other interconnecting the three metallization levels 13, 14, 15 with each other.
  • Vias 111 and 121 may be made from a material that is a good electrical conductor, such as copper. Alternatively, they may be made from at least one stack of materials that are a good electrical conductor, such as copper, tin, silver, or gold, for example as described in the scientific article by Kim et al. , which is referenced in the introduction.
  • the third metallization level 15 can make it possible to interconnect at least one pair of metal layers 152 including a first metal layer 1521 extending from the via 121 through the pad 12 of the phase shift cell 10 considered and a second metal layer 1522 extending from the via 111 through the first substrate 11 which is associated with the pad 12 of the phase shift cell 10 considered.
  • the third metallization level 15 can make it possible to interconnect with each other at least two metal layers 1523 extending under two adjacent blocks 12 with a metal layer 1524 extending on the first substrate 11. It is thus possible to interconnect with each other, for example in series, two adjacent blocks 12 by interconnecting certain metal layers 1523 of said adjacent blocks 12 with each other via a metal layer 1524 extending on the first substrate 11.
  • phase shift unit cell network 1 is illustrated on the Figures 4A and 4B which show an organization in matrix form of 4*4 unit cells of phase shift 10.
  • the nature, for example square, of the two-dimensional matrix, as well as the number of phase shift cells 10 that it can comprise, are however not limited to the example illustrated on the Figures 4A and 4B .
  • FIG. 5 An embodiment of the manufacturing method according to the 2nd aspect of the invention is illustrated in the figures 5 has 9 which results in the embodiment of the phase shift unit cell array 1 which is illustrated in the figure 3 .
  • the via(s) 121 through each first pad 12 are possibly associated with one or more vias 111 through the first substrate 11, being located in line with each other, and the vias 111 and 121 associated with each other interconnect the three metallization levels 13, 14, 15 with each other.
  • the steps of providing the first substrate 11 and the second substrate 20 may be as described in the scientific article by R. Bowrothu et al., referenced in the introduction.
  • the cutting is preferably carried out around a single phase shift unit cell of the second substrate 20.
  • Each cutting is for example carried out using a laser or a saw. It preferably takes effect in the thickness of the second substrate 20, the laser being for example kept perpendicular to a main extension surface of the second substrate 20 during each cutting.
  • the manufacturing method according to the illustrated implementation mode may more particularly be such that, for at least one, preferably for each, phase shift unit cell 10, the transfer of the first block 12 onto the first substrate 11 is carried out by means of the metal pillars 151.
  • the method manufacturing can then further include, from the illustration offered by the figure 9 , filling with an underfilling material the interstices between metallic layers 1521, 1522, 1523, 1524 which constitute the three metallization levels 13, 14, 15 and/or between interstices between metallic pillars 151, in the manner illustrated in the figure 3 .
  • At least one, preferably for each, phase shift unit cell 10 at least one, preferably each, metal layer 1521, 1523 extending under the pad 12 of the cell 10 considered can be connected to one of the metal layers 1522, 1524 extending on the first substrate 11 by means of at least one metal pillar 151, for example based on copper.
  • the third metallization level 15 may comprise an underfill material 153 arranged so as to consolidate the fixing of each block 12 to the first substrate 11, where appropriate the underfill material 153 filling interstices between the metal layers 1521, 1522, 1523, 1524 and/or interstices between metal pillars 151.
  • the embodiment illustrated on the figure 10 is such that, for at least one, preferably for each, phase shift unit cell 10, the third metallization level 15 comprises a pair of two damascene levels.
  • a first damascene level 1526 then extends over the first substrate 11 and a second damascene level 1527 then extends under the pad 12 of the phase shift unit cell 10 in question.
  • the two damascene levels 1526, 1527 of each pair correspond to each other. In this way, the fixing of the pad 12 of the phase shift unit cell 10 in question is carried out by direct bonding. Silicon oxide 1528 is then, if necessary, intercalated between the interstices of the metal layers 1521, 1522, 1523, 1524 which are connected to each other.
  • At least one, or even each, block 12 and the first substrate 11 are made from the same material chosen from fused silica and quartz. This avoids having materials with different thermal expansion coefficients, which reduces the risks of breaks in the network, in particular during steps of integrating said network into a transmission antenna 0.
  • Such an antenna in transmission 0 is illustrated in the Figures 1 and 2 . It comprises, in addition to the network of phase-shifting unit cells 1 according to the first aspect of the invention, at least one primary source 2 electromagnetically connected to said network of phase-shifting unit cells 1.
  • certain blocks 12 to be transferred onto the first substrate 11 do not come from the second substrate 20, but from a third substrate having, for example, a thickness different from that of the second substrate 20, and more particularly a layer based on one of fused silica and quartz having a thickness different from that of the second substrate 20.
  • the blocks 12 may come from different substrates, and the latter may, for example, have different thicknesses from one another, so that the blocks 12 which are cut therein may be transferred onto the same first substrate 11 for an array of phase-shifting unit cells 1 whose phase-shifting unit cells 10 have different thicknesses from one another.
  • the invention according to each of its different aspects can thus consist of, or result in, a first substrate 11 on which is fixed in pieces, or equivalently in blocks 12, a second substrate 20 from which the pieces or blocks 12 have been cut.
  • This advantageously avoids having to transfer one substrate onto another substrate, thus relaxing the flatness constraints of the assembly surfaces and/or reducing the risk of breakage of the substrates during their handling and/or their manufacture when they are subjected to thermomechanical constraints.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Abstract

L'invention concerne une antenne à réseau transmetteur et/ou réflecteur, destinée à fonctionner dans des bandes de fréquence sub-térahertz. La présente invention concerne plus particulièrement un réseau de cellules unitaires de déphasage 1 pour antenne à réseau transmetteur et son procédé de fabrication. L'invention trouve par exemple à s'appliquer dans l'imagerie médicale et de contrôle industriel, d'observation de la Terre et de l'espace profond, ainsi que pour les radars et les systèmes de télécommunication large bande.L'invention selon chacun de ses différents aspects peut ainsi consister en, ou aboutir à, un premier substrat 11 sur lequel est fixé par morceaux, ou équivalemment par pavés 12, un deuxième substrat dans lequel les morceaux ou pavés 12 ont été découpés. On relâche ainsi les contraintes de planéité des surfaces d'assemblage et/ou on diminue le risque de casse des substrats lors de leur manipulation.

Description

    DOMAINE TECHNIQUE
  • La présente invention concerne une antenne à réseau transmetteur et/ou réflecteur, destinée à fonctionner dans des bandes de fréquence sub-térahertz, par exemple de l'ordre d'une ou plusieurs centaines de gigahertz. La présente invention concerne plus particulièrement un réseau de cellules unitaires de déphasage pour antenne à réseau transmetteur et son procédé de fabrication. L'invention trouve par exemple à s'appliquer dans l'imagerie médicale et de contrôle industriel, d'observation de la Terre et de l'espace profond, ainsi que pour les radars et les systèmes de télécommunication large bande.
    • ETAT DE LA TECHNIQUE
  • En référence à la figure 1 annexée, une antenne à réseau transmetteur (ou « transmit-array » en anglais) permet de focaliser ou de former dans le cas général le diagramme de rayonnement d'une antenne excitatrice appelée source focale. Une loi de phase, et éventuellement d'amplitude, est générée sur la surface du réseau transmetteur afin de transformer les champs incidents en un front d'onde désiré. Les réseaux transmetteurs sont composés de plusieurs éléments discrets appelés cellules élémentaires ou unitaires. Elles sont généralement carrées et permettent de par leur nombre, leur répartition et leur réponse en phase et en amplitude de contrôler la distribution du champ rayonné. Chaque cellule unitaire est composée d'un élément ou patch récepteur placée sur la surface en regard de la source focale et d'un élément ou patch émetteur placé sur la surface opposée. Des déphasages sont appliqués aux cellules unitaires, entre les éléments sur les surfaces de réception et de transmission, pour focaliser les fronts d'onde incidents provenant de l'antenne d'alimentation. La source focale primaire pouvant être un cornet (source unique) ou un réseau d'antennes compactes. Le réseau en transmission se présentant sous la forme d'une matrice de cellules de déphasage est destiné à former une partie au moins de l'antenne, voire d'une antenne reconfigurable à réseau phasé, avec la source primaire qui lui est associée.
  • La plupart des antennes à réseau transmetteur aux fréquences sub-THz sont obtenues aujourd'hui par mises en oeuvre de procédés de fabrication qui consistent à reporter une première tranche (ou plaque ou wafer en anglais) d'un substrat qui peut être en verre, en silicium ou autres matériaux utilisés en microélectronique sur au moins une deuxième tranche ou plaque ou wafer d'un substrat en un matériau qui peut être identique ou différent du premier. La plupart du temps cet assemblage de substrats comporte une couche métallique sur chacune de ses 2 faces et au moins une entre les 2 substrats. Chacune de ces couches peut être gravée pour former des motifs tels que des patchs ou éléments rayonnants sur les surfaces. Les patchs ou éléments rayonnants d'une surface sont considérés comme les éléments récepteurs et ceux de la seconde surface comme les éléments émetteurs. Chaque élément récepteur peut éventuellement être relié à chaque élément émetteur par au moins un via métallique traversant les substrats pour former une cellule élémentaire de déphasage.
  • Par exemple, les trois documents scientifiques suivants reposent sur ce type d'assemblage dit plaque à plaque :
  • Ces solutions présentent, comme beaucoup d'autres méthodes de fabrication, l'inconvénient d'impliquer la manipulation de deux tranches, relativement fines, pour des diamètres relativement grands, de laquelle découlent des difficultés d'assemblage et des risques d'endommager l'une au moins des deux tranches. Du fait des coefficients de dilatation thermique très différents entre eux des matériaux utilisés, il est délicat d'utiliser des procédés de fabrication standard de la microélectronique pour le collage des substrats entre eux ; ce dernier requérant des températures supérieures à 250°C, les contraintes mécaniques générées par la montée en température entraînent potentiellement la casse des plaques.
  • Un objectif de la présente invention est de pallier au moins l'un des inconvénients de l'art antérieur, de préférence en conservant les avantages qu'il présente.
    • RESUME
  • Pour atteindre cet objectif, selon un premier aspect de l'invention, on prévoit un réseau de cellules unitaires de déphasage pour antenne à réseau transmetteur, comprenant :
    • un premier substrat à base de l'un ou l'autre parmi de la silice fondue, du quartz et un verre présentant une tangente de perte inférieure à 0,005 aux fréquences supérieures à 100 GHz, et comportant des vias à travers le premier substrat,
    • au moins deux pavés, par exemple issus d'une découpe dans un deuxième substrat à base de l'un ou l'autre parmi de la silice fondue, du quartz et un verre présentant une tangente de perte inférieure à 0,005 aux fréquences supérieures à 100 GHz, et comportant chacun au moins un via à travers le pavé,
    • trois niveaux de métallisation dont un premier niveau de métallisation situé sous le premier substrat, un deuxième niveau de métallisation situé sur chaque pavé et un troisième niveau de métallisation situé entre chaque pavé et le premier substrat,
    chaque pavé étant fixé sur le premier substrat pour former une cellule unitaire de déphasage du réseau de cellules unitaires de déphasage, au moins un via à travers chaque pavé étant associé à un des vias à travers le premier substrat en étant situé au droit l'un de l'autre, et les vias associés entre eux interconnectant les trois niveaux de métallisation entre eux et chaque pavé pouvant avoir une épaisseur différente.
  • Selon un deuxième aspect, on prévoit une antenne à réseau transmetteur comprenant un réseau de cellules unitaires de déphasage tel qu'introduit ci-dessus et une source primaire reliée électromagnétiquement, audit réseau de cellules unitaires de déphasage.
  • Selon un troisième aspect, on prévoit un procédé de fabrication d'un réseau de cellules unitaires de déphasage pour antenne à réseau transmetteur, comprenant :
    • fournir un premier substrat à base de l'un ou l'autre parmi de la silice fondue, du quartz et un verre présentant une tangente de perte inférieure à 0,005 aux fréquences supérieures à 100 GHz, et comprenant des vias à travers le premier substrat,
    • fournir un deuxième substrat à base de l'un ou l'autre parmi de la silice fondue, du quartz et un verre présentant une tangente de perte inférieure à 0,005 aux fréquences supérieures à 100 GHz, et comprenant des vias à travers le deuxième substrat,
    • fournir un premier niveau de métallisation situé sous le premier substrat et une première moitié d'un troisième niveau de métallisation située sur le premier substrat,
    • fournir un deuxième niveau de métallisation situé sur le deuxième substrat et une deuxième moitié du troisième niveau de métallisation située sous le deuxième substrat, puis
    • découper au moins un premier pavé dans le deuxième substrat, ledit au moins un premier pavé comprenant au moins un des vias du deuxième substrat,
    • reporter ledit au moins un premier pavé sur le premier substrat, de sorte qu'au moins un via à travers chaque premier pavé soit associé à un des vias à travers le premier substrat, en étant situé au droit l'un de l'autre, et de sorte que les vias associés entre eux interconnectent les trois niveaux de métallisation entre eux.
  • L'invention selon chacun de ses différents aspects peut ainsi consister en, ou aboutir à, un premier substrat sur lequel est fixé par morceaux, ou équivalemment par pavés, un deuxième substrat dans lequel les morceaux ou pavés ont été découpés. On relâche ainsi les contraintes de planéité des surfaces d'assemblage et/ou on diminue le risque de casse des substrats lors de leur manipulation et/ou de leur fabrication lorsqu'ils sont soumis à des contraintes thermomécaniques.
    • BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
  • Les buts, objets, ainsi que les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description détaillée d'un mode de réalisation de cette dernière qui est illustré par les dessins d'accompagnement suivants dans lesquels :
    • La figure 1 représente schématiquement une coupe en vue de profil d'une antenne à réseau transmetteur selon un mode de réalisation du deuxième aspect de l'invention.
    • La figure 2 représente schématiquement une vue en perspective une antenne à réseau transmetteur selon un mode de réalisation du deuxième aspect de l'invention.
    • La figure 3 représente schématiquement une vue en coupe d'une partie d'un réseau de cellules unitaires de déphasage selon un mode de réalisation du premier aspect de l'invention.
    • La figure 4A représente une vue en perspective et en transparence d'un réseau de cellules de déphasage selon un mode de réalisation du premier aspect de l'invention
    • La figure 4B représente schématiquement une vue de profil et en transparence du réseau de cellules de déphasage illustré sur la figure 4A.
    • Les figures 5 à 9 représentent schématiquement des étapes d'un mode de mise en oeuvre du procédé de fabrication de la partie du réseau de cellules unitaires de déphasage qui est illustré sur la figure 3.
    • La figure 10 représente schématiquement une vue en coupe d'une partie d'un réseau de cellules unitaires de déphasage selon un autre mode de réalisation du premier aspect de l'invention relativement à celui illustré sur la figure 3.
    • La figure 11 représente schématiquement une vue en coupe d'une partie d'un réseau de cellules unitaires de déphasage selon un autre mode de réalisation du premier aspect de l'invention relativement à celui illustré sur la figure 3 et à celui illustré sur la figure 10.
  • Les dessins sont donnés à titre d'exemples et ne sont pas limitatifs de l'invention. Ils constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l'invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. En particulier, les épaisseurs relatives des différentes couches illustrées sur les dessins ne sont pas représentatives de la réalité.
    • DESCRIPTION DÉTAILLÉE
  • Avant d'entamer une revue détaillée de modes de réalisation de l'invention, sont énoncées ci-après des caractéristiques optionnelles qui peuvent éventuellement être utilisées en association ou alternativement :
    Selon un exemple du premier aspect de l'invention, le premier substrat présente une dimension transversale caractéristique supérieure ou égale à 100 mm, voire supérieure ou égale à 200 mm, et/ou ledit au moins un pavé présente une dimension transversale caractéristique supérieure ou égale à 200 µm et strictement inférieure à 50 mm, de préférence inférieure à 5 mm.
  • Selon un exemple du premier aspect de l'invention, chaque pavé est fixé au premier substrat pour former une unique cellule unitaire de déphasage du réseau de cellules unitaires de déphasage.
  • Selon un exemple du premier aspect de l'invention, les vias associés entre eux sont en conduction électrique l'un avec l'autre.
  • Selon un exemple du premier aspect de l'invention, les vias sont constitués à base d'un matériau bon conducteur électrique, tel que le cuivre, ou sont constitués à base d'au moins un empilement de matériaux bons conducteur électrique, tel que le cuivre, l'or et le nickel.
  • Selon un exemple du premier aspect de l'invention, au moins quatre, de préférence au moins seize, pavés sont fixés sur le premier substrat de sorte à conférer au réseau de cellules unitaires de déphasage la forme d'une matrice bidimensionnelle de cellules unitaires de déphasage.
  • Selon un exemple du premier aspect de l'invention, pour au moins une, de préférence pour chaque, cellule unitaire de déphasage, le troisième niveau de métallisation interconnecte au moins une paire de couches métalliques dont une première couche métallique s'étendant depuis l'un des vias à travers le pavé de la cellule unitaire de déphasage considérée et une seconde couche métallique s'étendant depuis l'un des vias à travers le premier substrat qui est associé au pavé de la cellule unitaire de déphasage considérée.
  • Selon un exemple du premier aspect de l'invention, le troisième niveau de métallisation interconnecte entre elles au moins deux couches métalliques s'étendant sous deux pavés adjacents entre eux avec une couche métallique s'étendant sur le premier substrat. Selon cet exemple, il est possible d'interconnecter entre eux, par exemple en série, deux pavés adjacents entre eux en interconnectant certaines couches métalliques desdits pavés adjacents entre eux par l'intermédiaire d'une couche métallique s'étendant sur le premier substrat.
  • Selon un exemple du premier aspect de l'invention, pour au moins une, de préférence pour chaque, cellule unitaire de déphasage, au moins une, de préférence chaque, couche métallique s'étendant sous le pavé de la cellule considérée est connectée à une des couches métalliques s'étendant sur le premier substrat par l'intermédiaire d'au moins un pilier métallique, par exemple à base de cuivre (et/ou d'argent et/ou d'étain).
  • Selon l'exemple précédent, le troisième niveau de métallisation comprend en outre un matériau de sous-remplissage agencé de sorte à consolider la fixation de chaque pavé au premier substrat, le cas échéant le matériau de sous-remplissage remplissant des interstices entre couches métalliques et/ou des interstices entre piliers métalliques.
  • Selon un exemple du premier aspect de l'invention, alternatif ou complémentaires aux deux précédents, pour au moins une, de préférence pour chaque, cellule unitaire de déphasage, le troisième niveau de métallisation comprend une paire de deux niveaux de damascène, l'un s'étendant sur le premier substrat et l'autre s'étendant sous le pavé de la cellule unitaire de déphasage considérée, les deux niveaux de damascène de chaque paire se correspondant l'un l'autre, de sorte que la fixation du pavé de la cellule unitaire de déphasage considérée soit réalisé par collage direct, de l'oxyde de silicium étant intercalé entre les couches métalliques qui sont connectées entre elles.
  • Selon un exemple du premier aspect de l'invention, au moins une, de préférence chaque, cellule unitaire de déphasage comprend en outre au moins un commutateur à matériau à changement de phase formé au niveau du troisième niveau de métallisation.
  • Selon l'exemple précédent, au moins un, de préférence chaque, commutateur à matériau à changement de phase s'étend sous au moins un pavé. Selon cet exemple, il est possible de tester le commutateur avant de reporter le pavé auquel il est associé sur le premier substrat, de sorte à ne reporter que des pavés associés à des commutateurs fonctionnels, et augmenter ainsi le rendement de fabrication.
  • Selon un exemple du premier aspect de l'invention, le réseau de cellules unitaires de déphasage est exempt de silicium.
  • Selon un exemple du premier aspect de l'invention, ledit au moins un pavé et le premier substrat sont constituées à base du même matériau choisi parmi de la silice fondue, du quartz et un verre présentant une tangente de perte inférieure à 0,005 aux fréquences supérieures à 100 GHz. On évite ainsi d'être en présence de matériaux à coefficients de dilatation thermique différents entre eux.
  • Selon un exemple du troisième aspect de l'invention, chacun parmi le premier substrat et le deuxième substrat présente une dimension transversale caractéristique supérieure ou égale à 100 mm, voire supérieure ou égale à 200 mm, et/ou ledit au moins un pavé présente une dimension transversale caractéristique supérieure ou égale à 200 µm et strictement inférieure à 50 mm, de préférence inférieure à 5 mm.
  • Selon un exemple du troisième aspect de l'invention, le premier substrat et le deuxième substrat sont à base du même matériau.
  • Selon un exemple du troisième aspect de l'invention, la découpe est réalisée autour d'une cellule unitaire.
  • Selon un exemple du troisième aspect de l'invention, au moins quatre, de préférence au moins seize, pavés sont découpés puis reportés, de sorte que les pavés forment, avec les parties du premier substrat sur lesquels ils sont reportés, un réseau de cellules unitaires de déphasage prenant la forme d'une matrice de cellules unitaires de déphasage.
  • Selon un exemple du troisième aspect de l'invention, le procédé comprend en outre :
    • fournir au moins un troisième substrat à base de l'un ou l'autre parmi de la silice fondue, du quartz et un verre présentant une tangente de perte inférieure à 0,005 aux fréquences supérieures à 100 GHz, et comprenant des vias à travers le troisième substrat, et
    • fournir un deuxième niveau de métallisation situé sur le troisième substrat et une deuxième moitié du troisième niveau de métallisation située sous le troisième substrat, puis,
    • découper au moins un deuxième pavé dans le troisième substrat, autour d'une cellule unitaire de déphasage du troisième substrat,
    • reporter ledit au moins un deuxième pavé sur le premier substrat,
    de sorte qu'au moins un via à travers chaque deuxième pavé soit associé à un des vias à travers le premier substrat, en étant situé au droit l'un de l'autre, et de sorte que les vias associés entre eux interconnectent les trois niveaux de métallisation entre eux. Ainsi, les pavés peuvent être issus de différents substrats, et ces derniers peuvent par exemple présenter des épaisseurs différentes entre elles, de sorte que les pavés qui y sont découpés puissent être reportés sur un même premier substrat pour un réseau de cellules unitaires de déphasage dont les cellules de déphasage présentent des épaisseurs différentes entre elles.
  • Selon un exemple du troisième aspect de l'invention, la découpe d'au moins un, de préférence de chaque, pavé comprend une découpe, par exemple par laser ou par scie, dans l'épaisseur du substrat concerné.
  • Selon un exemple du troisième aspect de l'invention, pour au moins une, de préférence pour chaque, cellule unitaire de déphasage, le report du premier pavé sur le premier substrat est réalisé par l'intermédiaire des piliers métalliques, et comprend en outre le remplissage par un matériau de sous-remplissage des interstices entre des couches métalliques qui constituent les trois niveaux de métallisation et/ou entre des interstices entre piliers métalliques.
  • Selon un exemple du troisième aspect de l'invention, alternatif ou complémentaire au précédent, pour au moins une, de préférence pour chaque, cellule unitaire de déphasage, le report du premier pavé sur le premier substrat est réalisé par collage direct, le troisième niveau de métallisation comprenant une paire de deux niveaux de damascène, l'un s'étendant sur le premier substrat et l'autre s'étendant sous le pavé de la cellule unitaire de déphasage considérée.
  • On entend par un film ou une couche à base d'un matériau A, un film ou une couche comprenant ce matériau A et éventuellement d'autres matériaux.
  • On entend par un paramètre « sensiblement égal/supérieur/inférieur à » une valeur donnée que ce paramètre est égal/supérieur/inférieur à la valeur donnée, à plus ou moins 20 %, voire 10 %, près de cette valeur. On entend par un paramètre « sensiblement compris entre » deux valeurs données que ce paramètre est au minimum égal à la plus petite valeur donnée, à plus ou moins 20 %, voire 10 %, près de cette valeur, et au maximum égal à la plus grande valeur donnée, à plus ou moins 20 %, voire 10 %, près de cette valeur.
  • Il est précisé que, dans le cadre de la présente invention, les termes « sur », « sous », « surmonte », « recouvre », « sous-jacent » et leurs équivalents ne signifient pas forcément « au contact de ». Ainsi par exemple, le report, l'application ou le dépôt d'une première couche sur une deuxième couche, ne signifie pas obligatoirement que les deux couches sont directement au contact l'une de l'autre, mais signifie que la première couche recouvre au moins partiellement la deuxième couche en étant soit directement à son contact, soit en étant séparée d'elle par au moins une autre couche ou au moins un autre élément.
  • Dans la description qui suit, les épaisseurs de substrat, de film ou de couche sont généralement mesurées selon des directions perpendiculaires au plan d'extension principale du substrat, du film ou de la couche.
  • De manière générale, les matériaux à changement de phase sont des matériaux capables d'alterner, sous l'effet d'une variation de température, entre une phase cristalline et une phase amorphe, la phase amorphe présentant une résistance électrique supérieure à celle de la phase cristalline.
  • Dans la description qui suit, les épaisseurs de substrat, de film ou de couche sont généralement mesurées selon des directions perpendiculaires au plan d'extension principale du substrat, du film ou de la couche.
  • Un premier mode de réalisation du réseau de cellules unitaires de déphasage 1 selon le premier aspect de l'invention est décrit ci-dessous en référence à la figure 3.
  • Le réseau de cellules unitaires de déphasage 1 pour antenne en transmission 0, tel qu'illustré sur la figure 3, mais également tel qu'illustré sur les figures 10 et 11, comprend :
    • un premier substrat 11 à base de l'un ou l'autre parmi de la silice fondue et du quartz et comportant une matrice de vias 111 à travers le premier substrat 11,
    • au moins un pavé 12, de préférence issu d'une découpe dans un deuxième substrat 21 à base de l'un ou l'autre parmi de la silice fondue et du quartz, comportant au moins un via 121 à travers le pavé 12, et
    • trois niveaux de métallisation 13, 14, 15 dont un premier niveau de métallisation 13 situé sous le premier substrat 11, un deuxième niveau de métallisation 14 situé sur chaque pavé 12 et un troisième niveau de métallisation 15 situé entre chaque pavé 12 et le premier substrat 11.
  • Chaque pavé 12 est fixé sur le premier substrat 11 pour former une cellule unitaire de déphasage 10 du réseau de cellules unitaires de déphasage 1, chaque via 121 à travers chaque pavé 12 étant possiblement associé à un des vias 111 à travers le premier substrat 11 en étant situé au droit l'un de l'autre, et les vias 111 et 121 associés entre eux interconnectant les trois niveaux de métallisation 13, 14, 15 entre eux.
  • Comme illustré sur la figure 11, chaque cellule unitaire de déphasage 10 peut comprendre au moins un commutateur à matériau à changement de phase 101 formé au niveau du troisième niveau de métallisation 15.
  • Les vias 111 et 121 peuvent être constitués à base d'un matériau bon conducteur électrique, tel que le cuivre. En alternative, ils peuvent être constitués à base d'au moins un empilement de matériaux bons conducteur électrique, tel que le cuivre l'étain, l'argent ou l'or, par exemple de la façon décrite dans l'article scientifique de Kim et al. qui est référencé en introduction.
  • Plus particulièrement, et comme illustré sur les figures 3, 10 et 11, pour au moins une, de préférence pour chaque, cellule unitaire de déphasage 10, le troisième niveau de métallisation 15 peut permettre d'interconnecter au moins une paire de couches métalliques 152 dont une première couche métallique 1521 s'étendant depuis le via 121 à travers le pavé 12 de la cellule de déphasage 10 considérée et une seconde couche métallique 1522 s'étendant depuis le via 111 à travers le premier substrat 11 qui est associé au pavé 12 de la cellule de déphasage 10 considérée.
  • En alternative ou en complément, et toujours comme illustré sur les figures 3, 10 et 11, le troisième niveau de métallisation 15 peut permettre d'interconnecter entre elles au moins deux couches métalliques 1523 s'étendant sous deux pavés 12 adjacents entre eux avec une couche métallique 1524 s'étendant sur le premier substrat 11. Il est ainsi possible d'interconnecter entre eux, par exemple en série, deux pavés 12 adjacents en interconnectant certaines couches métalliques 1523 desdits pavés 12 adjacents entre eux par l'intermédiaire d'une couche métallique 1524 s'étendant sur le premier substrat 11.
  • La représentation schématique qu'offre la figure 3 n'est que partielle. L'ensemble du réseau de cellules unitaires de déphasage 1 est quant à lui illustré sur les figures 4A et 4B qui montrent une organisation sous forme matricielle de 4*4 cellules unitaires de déphasage 10. La nature, par exemple carrée, de la matrice bidimensionnelle, ainsi que le nombre de cellules de déphasage 10 qu'elle peut comprendre, ne sont toutefois pas limités à l'exemple illustré sur les figures 4A et 4B.
  • Un mode de mise en oeuvre du procédé de fabrication selon le 2e aspect de l'invention est illustré sur les figures 5 à 9 qui aboutit au mode de réalisation du réseau de cellules unitaires de déphasage 1 qui est illustré sur la figure 3.
  • Le procédé de fabrication selon le mode de mise en oeuvre illustré sur les figures 5 à 9 est essentiellement tel qu'il comprend :
    • fournir un premier substrat 11 à base de l'un ou l'autre parmi de la silice fondue et du quartz et comprenant une matrice de vias 111 à travers le premier substrat 11 (Cf. figure 5),
    • fournir un deuxième substrat 20 à base de l'un ou l'autre parmi de la silice fondue et du quartz et comprenant une matrice de vias 121 à travers le deuxième substrat 20 (Cf. figure 5),
    • fournir un premier un premier niveau de métallisation 13 situé sous le premier substrat 11 et une première moitié 1501 d'un troisième niveau de métallisation 15 située sur le premier substrat 11 (Cf. figure 5),
    • fournir un deuxième niveau de métallisation 14 situé sur le deuxième substrat 20 et une deuxième moitié 1502 du troisième niveau de métallisation 15 située sous le deuxième substrat 20 (Cf. figure 5), puis
    • découper au moins un premier pavé 12 dans le deuxième substrat 20, autour d'un des vias 121 ou plus généralement autour d'une cellule unitaire de déphasage du deuxième substrat 20 (Cf. figures 7 et 8),
    • reporter ledit au moins un premier pavé 12 sur le premier substrat 11 (Cf. figure 9).
  • De la sorte, le ou les vias 121 à travers chaque premier pavé 12 sont possiblement associés à un ou des vias 111 à travers le premier substrat 11, en étant situés au droit les uns des autres, et les vias 111 et 121 associés entre eux interconnectent les trois niveaux de métallisation 13, 14, 15 entre eux.
  • Plus particulièrement, les étapes de fourniture du premier substrat 11 et du deuxième substrat 20 peuvent être telle que décrite dans l'article scientifique de R. Bowrothu et al., référencé en introduction.
  • Notons que la découpe est de préférence réalisée autour d'une unique cellule unitaire de déphasage du deuxième substrat 20. En alternative, il est possible de reporter une pluralité de pavés 12, par exemple formant une matrice 2*2 ou 4*4, ou plus, et pas nécessairement carrée, en découpant le deuxième substrat 20 autour de cette pluralité. Chaque découpe est par exemple réalisée à l'aide d'un laser ou d'une scie. Elle prend de préférence effet dans l'épaisseur du deuxième substrat 20, le laser étant par exemple maintenu perpendiculaire à une surface d'extension principale du deuxième substrat 20 pendant chaque découpe.
  • En référence à la figure 6, le procédé de fabrication selon le mode de mise en oeuvre illustré peut plus particulièrement être tel que, pour au moins une, de préférence pour chaque, cellule unitaire de déphasage 10, le report du premier pavé 12 sur le premier substrat 11 soit réalisé par l'intermédiaire des piliers métalliques 151. Le procédé de fabrication peut alors comprendre en outre, depuis l'illustration qu'offre la figure 9, le remplissage par un matériau de sous-remplissage des interstices entre des couches métallique 1521, 1522, 1523, 1524 qui constituent les trois niveaux de métallisation 13, 14, 15 et/ou entre des interstices entre piliers métalliques 151, de la façon illustrée sur la figure 3.
  • Ainsi, comme illustré sur la figure 3, pour au moins une, de préférence pour chaque, cellule unitaire de déphasage 10, au moins une, de préférence chaque, couche métallique 1521, 1523 s'étendant sous le pavé 12 de la cellule 10 considérée peut être connectée à une des couches métalliques 1522, 1524 s'étendant sur le premier substrat 11 par l'intermédiaire d'au moins un pilier métallique 151, par exemple à base de cuivre.
  • En outre, comme toujours illustré sur la figure 3, le troisième niveau de métallisation 15 peut comprendre un matériau de sous-remplissage 153 agencé de sorte à consolider la fixation de chaque pavé 12 au premier substrat 11, le cas échéant le matériau de sous-remplissage 153 remplissant des interstices entre les couches métalliques 1521, 1522, 1523, 1524 et/ou des interstices entre piliers métalliques 151.
  • En alternative au mode de réalisation illustré sur la figure 3, le mode de réalisation illustré sur la figure 10 est tel que, pour au moins une, de préférence pour chaque, cellule unitaire de déphasage 10, le troisième niveau de métallisation 15 comprend une paire de deux niveaux de damascène. Un premier niveau de damascène 1526 s'étend alors sur le premier substrat 11 et un second niveau de damascène 1527 s'étend alors sous le pavé 12 de la cellule de déphasage 10 considérée. De préférence, les deux niveaux de damascène 1526, 1527 de chaque paire se correspondent l'un l'autre. De la sorte, la fixation du pavé 12 de la cellule unitaire de déphasage 10 considérée est réalisée par collage direct. De l'oxyde de silicium 1528 se trouve alors le cas échéant intercalé entre les interstices des couches métalliques 1521, 1522, 1523, 1524 qui sont connectées entre elles.
  • De préférence, au moins un, voire chaque, pavé 12 et le premier substrat 11 sont constituées à base du même matériau choisi parmi de la silice fondue et du quartz. On évite ainsi d'être en présence de matériaux à coefficients de dilatation thermique différents entre eux, ce qui réduit les risques de ruptures du réseau, notamment lors d'étapes d'intégration dudit réseau dans une antenne en transmission 0.
  • Une telle antenne en transmission 0 est illustrée sur les figures 1 et 2. Elle comporte en plus du réseau de cellules unitaires de déphasage 1 selon le premier aspect de l'invention, au moins une source primaire 2 reliée électromagnétiquement audit réseau de cellules unitaires de déphasage 1.
  • De façon non illustrée sur les figures, la personne du métier comprendra qu'il est possible que certains pavés 12 à reporter sur le premier substrat 11 ne soient pas issus du deuxième substrat 20, mais d'un troisième substrat présentant par exemple une épaisseur différente de celle du deuxième substrat 20, et plus particulièrement une couche à base de l'un parmi de la silice fondue et du quartz présentant une épaisseur différente de celle du deuxième substrat 20. Ainsi, les pavés 12 peuvent être issus de différents substrats, et ces derniers peuvent par exemple présenter des épaisseurs différentes entre elles, de sorte que les pavés 12 qui y sont découpés puissent être reportés sur un même premier substrat 11 pour un réseau de cellules unitaires de déphasage 1 dont les cellules unitaires de déphasage 10 présentent des épaisseurs différentes entre elles.
  • L'invention selon chacun de ses différents aspects peut ainsi consister en, ou aboutir à, un premier substrat 11 sur lequel est fixé par morceaux, ou équivalemment par pavés 12, un deuxième substrat 20 dans lequel les morceaux ou pavés 12 ont été découpés. On évite ainsi avantageusement à avoir à reporter un substrat sur un autre substrat, relâchant ainsi les contraintes de planéité des surfaces d'assemblage et/ou diminuant le risque de casse des substrats lors de leur manipulation et/ou de leur fabrication lorsqu'ils sont soumis à des contraintes thermomécaniques.
  • L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisations précédemment décrits et s'étend à tous les modes de réalisation couverts par l'invention.

Claims (15)

  1. Réseau de cellules unitaires de déphasage (1) pour antenne à réseau transmetteur, comprenant :
    • un premier substrat (11) à base de l'un ou l'autre parmi de la silice fondue, du quartz et un verre présentant une tangente de perte inférieure à 0,005 aux fréquences supérieures à 100 GHz et comportant des vias (111) à travers le premier substrat (11),
    • au moins deux pavés (12) issus d'une découpe dans un deuxième substrat (21) à base de l'un ou l'autre parmi de la silice fondue, du quartz et un verre présentant une tangente de perte inférieure à 0,005 aux fréquences supérieures à 100 GHz et comportant chacun au moins un via (121) à travers le pavé (12),
    • trois niveaux de métallisation (13, 14, 15) dont un premier niveau de métallisation (13) situé sous le premier substrat (11), un deuxième niveau de métallisation (14) situé sur chaque pavé (12) et un troisième niveau de métallisation (15) situé entre chaque pavé (12) et le premier substrat (11),
    chaque pavé (12) étant fixé sur le premier substrat (11) pour former une cellule unitaire de déphasage (10) du réseau de cellules unitaires de déphasage (1), au moins un via (121) à travers chaque pavé (12) étant associé à un des vias (111) à travers le premier substrat (11) en étant situé au droit l'un de l'autre, et les vias (111 et 121) associés entre eux interconnectant les trois niveaux de métallisation (13, 14, 15) entre eux et chaque pavé pouvant avoir une épaisseur différente.
  2. Réseau de cellules unitaires de déphasage (1) selon la revendication précédente, dans lequel au moins quatre, de préférence au moins seize, pavés (12) sont fixés sur le premier substrat (11) de sorte à conférer au réseau de cellules unitaires de déphasage (1) la forme d'une matrice bidimensionnelle de cellules unitaires de déphasage (10).
  3. Réseau de cellules unitaires de déphasage (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, pour au moins une, de préférence pour chaque, cellule unitaire de déphasage (10), le troisième niveau de métallisation (15) interconnecte au moins une paire de couches métalliques (152) dont une première couche métallique (1521) s'étendant depuis l'un des vias (121) à travers le pavé (12) de la cellule unitaire de déphasage (10) considérée et une seconde couche métallique (1522) s'étendant depuis l'un des vias (111) à travers le premier substrat (11) qui est associé au pavé (12) de la cellule unitaire de déphasage (10) considérée.
  4. Réseau de cellules de déphasage (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le troisième niveau de métallisation (15) interconnecte entre elles au moins deux couches métallique (1523) s'étendant sous deux pavés (12) adjacents entre eux avec une couche métallique (1524) s'étendant sur le premier substrat (11).
  5. Réseau de cellules unitaires de déphasage (1) selon l'une quelconque des deux revendications précédentes, dans lequel, pour au moins une, de préférence pour chaque, cellule unitaire de déphasage (10), au moins une, de préférence chaque, couche métallique (1521, 1523) s'étendant sous le pavé (12) de la cellule (10) considérée est connectée à une des couches métallique (1522, 1524) s'étendant sur le premier substrat (11) par l'intermédiaire d'au moins un pilier métallique (151), par exemple à base de cuivre.
  6. Réseau de cellules unitaires de déphasage (1) selon la revendication précédente, dans lequel le troisième niveau de métallisation (15) comprend en outre un matériau de sous-remplissage (153) agencé de sorte à consolider la fixation de chaque pavé (12) au premier substrat (11), le cas échéant le matériau de sous-remplissage (153) remplissant des interstices entre couches métalliques (1521, 1522, 1523, 1524) et/ou des interstices entre piliers métalliques (151).
  7. Réseau de cellules unitaires de déphasage (1) selon l'une quelconque des quatre revendications précédentes, dans lequel, pour au moins une, de préférence pour chaque, cellule unitaire de déphasage (10), le troisième niveau de métallisation (15) comprend une paire de deux niveaux de damascène, l'un (1526) s'étendant sur le premier substrat (11) et l'autre (1527) s'étendant sous le pavé (12) de la cellule unitaire de déphasage (10) considérée, les deux niveaux de damascène (1526, 1527) de chaque paire se correspondant l'un l'autre, de sorte que la fixation du pavé (12) de la cellule unitaire de déphasage (10) considérée soit réalisé par collage direct, de l'oxyde de silicium (1528) étant intercalé entre les couches métallique (1521, 1522, 1523, 1524) qui sont connectées entre elles.
  8. Réseau de cellules unitaires de déphasage (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins une, de préférence chaque, cellule unitaire de déphasage comprend en outre au moins un commutateur à matériau à changement de phase (101) formé au niveau du troisième niveau de métallisation (15).
  9. Réseau de cellules unitaires de déphasage (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit au moins un pavé (12) et le premier substrat (11) sont constituées à base du même matériau choisi parmi de la silice fondue, du quartz et un verre présentant une tangente de perte inférieure à 0,005 aux fréquences supérieures à 100 GHz.
  10. Antenne à réseau transmetteur (0) comprenant un réseau de cellules unitaires de déphasage (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes et une source primaire (2) reliée électromagnétiquement audit réseau de cellules unitaires de déphasage (1).
  11. Procédé de fabrication d'un réseau de cellules unitaires de déphasage (1) pour antenne à réseau transmetteur (0), comprenant :
    • fournir un premier substrat (11) à base de l'un ou l'autre parmi de la silice fondue, du quartz et un verre présentant une tangente de perte inférieure à 0,005 aux fréquences supérieures à 100 GHz, et comprenant des vias (111) à travers le premier substrat (11),
    • fournir un deuxième substrat (20) à base de l'un ou l'autre parmi de la silice fondue, du quartz et un verre présentant une tangente de perte inférieure à 0,005 aux fréquences supérieures à 100 GHz, et comprenant des vias (121) à travers le deuxième substrat (20),
    • fournir un premier un premier niveau de métallisation (13) situé sous le premier substrat (11) et une première moitié (1501) d'un troisième niveau de métallisation (15) située sur le premier substrat (11),
    • fournir un deuxième niveau de métallisation (14) situé sur le deuxième substrat (20) et une deuxième moitié (1502) du troisième niveau de métallisation (15) située sous le deuxième substrat (20), puis
    • découper au moins un premier pavé (12) dans le deuxième substrat (20), ledit au moins un premier pavé (12) comprenant au moins un des vias (121) du deuxième substrat (20),
    • reporter ledit au moins un premier pavé (12) sur le premier substrat (11), de sorte qu'au moins un via (121) à travers chaque premier pavé (12) soit associé à un des vias (111) à travers le premier substrat (11), en étant situé au droit l'un de l'autre, et
    de sorte que les vias (111 et 121) associés entre eux interconnectent les trois niveaux de métallisation (13, 14, 15) entre eux.
  12. Procédé de fabrication selon la revendication précédente, dans lequel au moins quatre, de préférence au moins seize, pavés (12) sont découpés puis reportés, de sorte que les pavés (12) forment, avec les parties du premier substrat (11) sur lesquels ils sont reportés, un réseau de cellules unitaires de déphasage (1) prenant la forme d'une matrice de cellules unitaires de déphasage (10).
  13. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des deux revendications précédentes, comprenant :
    • fournir au moins un troisième substrat à base de l'un ou l'autre parmi de la silice fondue, du quartz et un verre présentant une tangente de perte inférieure à 0,005 aux fréquences supérieures à 100 GHz, et comprenant des vias à travers le troisième substrat, et
    • fournir un deuxième niveau de métallisation situé sur le troisième substrat et une deuxième moitié du troisième niveau de métallisation située sous le troisième substrat, puis,
    • découper au moins un deuxième pavé dans le troisième substrat, autour d'une cellule unitaire de déphasage du troisième substrat,
    • reporter ledit au moins un deuxième pavé sur le premier substrat,
    de sorte qu'au moins un via à travers chaque deuxième pavé soit associé à un des vias à travers le premier substrat, en étant situé au droit l'un de l'autre, et de sorte que les vias associés entre eux interconnectent les trois niveaux de métallisation entre eux.
  14. Procédé selon l'une quelconque des trois revendications précédentes, dans lequel, pour au moins une, de préférence pour chaque, cellule unitaire de déphasage (10), le report du premier pavé (12) sur le premier substrat (11) est réalisé par l'intermédiaire des piliers métalliques (151), et comprend en outre le remplissage par un matériau de sous-remplissage des interstices entre des couches métallique (1521, 1522, 1523, 1524) qui constituent les trois niveaux de métallisation (13, 14, 15) et/ou entre des interstices entre piliers métalliques (151).
  15. Procédé selon l'une quelconque des quatre revendications précédentes, dans lequel, pour au moins une, de préférence pour chaque, cellule unitaire de déphasage (10), le report du premier pavé (12) sur le premier substrat (11) est réalisé par collage direct, le troisième niveau de métallisation (15) comprenant une paire de deux niveaux de damascène, l'un (1526) s'étendant sur le premier substrat (11) et l'autre (1527) s'étendant sous le pavé (12) de la cellule unitaire de déphasage (10) considérée.
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