Brevet FR2007542A1 — publié le 19700109

On sait déjà par le journal technique "Scientia Electrica" X» (1964)» pages 115 à 119, isoler éleotriquement les éléments semiconduoteurs d'un microcircuit les uns par rapport aux autres, au moyen de jonctions du type EU. A cette fin, sur un corps de "base semioonduoteur,on dépose épitsocialement, com-5 me un substrat, une couche semiconductrioe monocristalline d'un type de oon-ductivité qui est opposé à oelui du corps de "base. A travers cette oouche se-mioonductrioe, on diffuse une zone isolante, par exemple sous la forme d'une trame, ayant*le type de coriductivité du substrat, de telle sorte qu'on engendre dos îles,sur la surfaoe latérale du corps semiconducteur, qui sont isolées 10 électriquement les unes par rapport aux autres au moyen de jonotions du type PU, Dans ces lies, on insère ensuite des éléments semiconducteurs tels que des diodes, des transistors, des condensateurs du type FIT ou des résistances diffusées qui doivent Stre séparées électriquement les unes des autres. La présente invention conoerne un procédé de oe genre pour la fabrication 15 d'une zone située sur la surface d'un oorps semioonduoteur et qui, au moyen d'une surfaoe de jonction PÎT, est séparée électriquement du oorps semiconducteur restant et contient au moins un élément semioonduoteur d'un micro-oircuit. Le procédé classique pour la fabrication d'une zone de oe genre, présente l'inoonvénient que, généralement, les zones isolantes doivent Ôtre diffusées 20 très en profondeur, et, en conséquence, oela néoessite des durées de diffusion relativement longues, Ceoi, en particulier, présente l'inoonvénient que les couches de masquage d'oxyde qui sont nécessaires pour effectuer les processus de diffusion sont obligées do devenir défectueuses par suite des longues durées de diffusion, de telle sorte qu'il apparaît des courts-cirouits électriques 25 entre les éléments individuels et le substrat. Le procédé olassique pour la fabrication d'une zone située sur la surfaoe d'un corpB semiconducteur qui est séparée éleotriquement du oorps semiconducteur restant par une jonction du type EN, et qui contient au'moins un élément semiconducteur d'un micro-circuit, est perfectionné, selon l'invention, 30 en ce que sur un corps de base semiconducteur, fortement dopé, se comportant comme le substrat pçur la position de la zone, on diffuse une zone fortement dopée d'un type de conductivité en opposition de celui du corps de base ; en ce qu'on recouvre la surfaoe semiconductrioe comportant la zone, avec une couche épitaxiale du même type de conductivité que la zone et présentant une 35 épaisseur telle qu'au cours de la diffusion suivante d'une zone isolante autour de la zone fortement dopée et d'une diffusion effeotué® simultanément dans une autre zone de l'élément semiconducteur, la zone isolante se combine avec la zone de diffusion extérieure qui s'est formée sur le substrat au cours du procédé épitaxial. 40 D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description 69 13186 2007542 2 détaillée ci-dessous. Bien entendu la description et le dessin ne sont donnés qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures 1, 2 et 3 représentent diverses étapes sucoessivee du procédé de fabrication selon l'invention. 5 L'exemple de réalisation qui est expliqué en référence avec le dessin, concerné la fabrication d'un élément semiconduoteur présentant deux »ones, par exemple une diode à capacité variable et un redresseur, les deux zones étant indiquées par les références numériques 3 et 4j la Bone 4 étant séparée éleotriquement du corps semiconducteur restant au moyen d'une jonction 2 du type 10 PU. Le dessin, en vue transversale, montre, en coupe, une plaque semiconductri-ce dans laquelle, comme oela est illustré sur la figure 3j en plus de la zone 4 on aménage encore d'autres zones 7 et 8 contenant d'autres éléments semiconducteurs du mioro-oirouit. Dans l'exemple de réalisation, selon là présente invention, et selon les figures 1, 2 et 3 du dessin, on procède de la manière 15 suivante t Tout d'abord, dans un corps de base 1 semiconducteur, en forme de plaque, on diffuse line zone 9 du type n+ aveo une concentration d'impuretés relativement élevée, correspondant à une résistance spécifique de 0,2 dho/cm et une conductivité du type P, en utilisant le procédé planaire généralement connu j .j. 20 et si cela est nécessaire, d'autres zones 10 et 11, du type n y sont diffusées pour d'autres élémenls semiconducteurs qui doivent Ôtre séparées éleotriquement des éléments semiconducteurs de la zone 9. Dans l'opération suivante, on diffuse épitaxialement et d'une manière connue, sur le corps semiconduoteur, selon là figure 1 une couche épitaxiale con-25 ductrioe 5 du type n, d'un type de oonductivité qui est en opposition de oelui du corps de base 1. La zone de surface liaite entre la couche épitaxiale 5 le corps de base 1 est indiquée par la référence numérique 6 sur la figure 2. Au cours de la formation épitaxiale de la couche épitaxiale ayant une épaisseur de 10 microns, des impuretés conductrices du type P se diffusent, en ef- 30 fet, à partir de oes portions du corps de base 1 qui ne sont pas pourvues de + zone du type n , dans la coucho épitaxiale,pour doper à nouveau le matériau semiconducteur, comme cela est illustré sur la figure 2. Au cours de l'oxydation suivante, par le prooédé planaire suivant, le matériau d'impuretés conducteur du type P est à nouveau diffusé dans la couche épitaxiale 5« En conséquenoe, 35 en distinction du prooédé connu, il est prévu, selon la présente invention, que des portions de la zone isolante 12 se diffusent au cours du dépôt de la couche épitaxiale 5. Ensuite, et selon la figure 3, en utilisant le prooédé planaire bien oon-nu, on diffuse l'autre zone, 3> de l'élément de diode semiconduoteur et la zone 40 isolante 12, simultanément. Si une autre opération de diffusion est ajoutée, 69 13186 2007542 3 dans le "bal: de former à l'intérieur de 1 a' zone 3, une zone d'émetteur d1 un transistor, selon le procédé de la présente invention, et en distinction du prooédé connu, la "diffusion de ■base" est réalisée en même temps que la diffusion de la zone isolante. Dans le prooédé selon la présente invention, oeoi est 5 seulement possible parce qu'une profondeur de diffusion de 1 a * zone 3, d' environ 5 microns, est déjà suffisante pour séparer complètement la zone adjacente 4 électriquement par rapport au corps de base 1, en prévoyant une zone ou surface fermée 2 de jonction PU. Le matériau d'impuretés se diffuse à partir du corps de base 1 vers le matériau d'impuretés qui est diffusé à partir 10 de la surface latérale. Dans la zone 3» toutefois, cet effet est oompensé par la forte concentration do dopage du type de conductivité opposé. Le procédé selon la présente invention, en conséquence, en le comparant au procédé oonnu, permet la fabrication do zones isolantes relativement profondes, en nécessitant des durées de diffusion relativement courtes ne provo-15 quant pas de perturbation avec le masquage d'oxyde au cours de la diffusion planaire. Etant donné que, dans le procédé selon la présente invention,on diffuse la zone isolante on m&fte temps qu'on diffuse une zone des éléments semiconducteurs, on évite un procédé complet de diffusion planaire (prooédé ph.otolith.o-20 graphique aveo prooédé de gravure pour fournir le masquage d'oxyde, le procédé de nettoyage, l'application du matériau d'impuretés et la diffusion). En conséquence, quand on utilise le prooédé selon la présente invention, il en résulte, en plus d'un rendement accru, une réduotion du prix de revient en réduisant la quantité de travail nécessaire. 25 Bien que les principes de la présente invention aient été décrits ci- dessus en relation avec un exemple particulier de réalisation,"on comprendra clairement que ladite description est faite seulement à titre d'exemple et ne limite pas la portée de l'invention. 13186 2007542 4 HEVEiroi CATIOÎIS 1°) Prooédé pour fabriquer une zone située sur la surfaoe d'un corps semiconducteur qui,, par une surface de jonction du type HT, est séparée électriquement du corps semiconducteur restant, et qui contient au moin» un élément 5 semiconducteur d'un micro-circuit, prooédé caractérisé en ce que sur le corps de base semiconducteur, fortement dopé, se comportant comme le substrat pour la position de la zone, on diffuse une zone fortement dopée d'un type de conductivité en opposition de celui du corps de base, en ce que la surfaoe semi-conductrice comportant la zono est recouverte avec une couoh.e épitaxiale du 10 m$me type de conductivité que la zone et d'épaisseur telle qu'au cours do la diffusion suivante d'une aone isolante, autour de la zone fortement dopée et d'une diffusion effectuée simultanément d'une autre zone de l'élément semiconducteur, la zone isolante se combine aveo la zone de diffusion qui s'est formée à l'extérieur du substrat au cours du prooédé épitaxial. 15 2°) Procédé selon la revendication 1°), caractérisé en ce qu'on effeotue la diffusion de la zone de base d'un transistor en mÊme temps que la diffusion d'une zone isolante.