Brevet FR2032259A1 — publié le 19701127

693.3103 i 2032259 La présente invention concerne un procédé pour réaliser des couches de contact métalliques, en vue de l'incorporation dans un boîtier, de composants à semi-conducteurs, fabriqués notamment selon la technique planar. 5 Dans le cas où l'on incorpore des diodes planar dans un boîtier, constitué de préférence en verre, la stabilité mécanique du composant dans le boîtier lui-même joue un rôle non négligeable. Cette stabilité mécanique, qui constitue la condition pour que le composant présente de bons paramètres élec-10 triques, est assurée par la présence de contacts correctement soudables. D'autre part, il faut qu'il y ait une jonction correcte et solide entre ces contacts et la substance semi-conductrice. La présente invention permet de réaliser des contacts 15 présentant une bonne soudabilité, sur des composants à semi-con-ducteurs, en vue de leur incorporation dans des boîtiers miniaturisés en verre, lesdits contacts présentant une bonne adhérence sur des substances semi-conductrices, et notamment sur du silicium à résistance ohmique élevée. 20 Le procédé selon la présente invention est du type indiqué initialement, et il est caractérisé par le fait que l'on dépose tout d'abord un alliage d'aluminium et de nickel sur la surface du composant à semi-conducteurs, qui est prévue pour les contacts avec le boîtier, et que l'on dépose ensuite, 25 par dessus, une couche métallique de titane, que l'on renforce enfin par une couche d'argent. Suivant un mode d'exécution avantageux de l'invention, on utilise comme première couche un alliage d'aluminium et de nickel contenant 1 à 2 % de nickel. 30 Selon une autre caractéristique de l'invention^ on dépose une couche d'alliage d'aluminium et de nickel ayant une épaisseur voisine de 0,5P. Selon un mode d'exécution particulièrement avantageux du procédé selon la présente invention, on dépose la couche de 35 titane avec une épaisseur voisine de 0,5^. Enfin, de préférence, on dépose la couche d'argent avec une épaisseur voisine de lu. On a constaté qu'il est particulièrement avantageux de réaliser les couches métalliques par dépôt par évaporation sous vide. Ce dépôt a lieu de préférence par une opération d'éva-40 poration sous une pression inférieure à 10~~' Torr. Il serait 6933103 2 2032259 également possible de déposer l'alliage d'aluminium et de nickel par évaporation sous vide, et les couches de titane et d'argent par des opérations de dépôt électrolytique. La couche d'aluminium et de nickel, déposée en premier 5 assure un bon contact électrique avec la substance semi-conductrice , en particulier du silicium. Le titane, qui est déposé ensuite, empêche la formation d'un alliage d'aluminium et d'argent, analogue à la "peste pourpre" (purpur pest) d'aluminium et d'or. La couche d'argent déposée en dernier permet un soudage 10 parfait dans le boîtier à l'aide des "pastilles de soudage" usuelles, c'est-à-dire des grains de cuivre, dont les deux faces sont recouvertes par une couche métallique, constituée par exemple par de l'or, dopé avec de l'antimoine et additionné d'étain. La présente invention procure la possibilité d'incor-15 porer rationnellement dans un boîtier miniaturisé en verre, des diodes au silicium fabriquées selon la technique planar, notamment des diodes de Zener du type planar, qui sont fabriquées à partir de silicium dopé du type p,présentant une résistivité électrique supérieure à 0,03 Ohm.cm. On a pu éviter ainsi dans 20 une large mesure les pannes électriques qui apparaissent avec les procédés connus (utilisation d'une couche de titane et d'or comme contact sur la face arrière). A titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et illustré schématiquement au dessin annexé un exemple de réalisation de 25 1r invention. La figure 1 représente en coupe une pastille monocristalline de silicium 1, comportant un dopage du type p (avec une résistivité électrique supérieure à 0,03 Ohm.cm); dans cette pastille 1, une jonction p-n,2, a été réalisée à l'aide d'une sub-30 stance produisant un dopage du type n, par exemple, du phosphore. Selon la présente invention, on recouvre tout d'abord par évaporation sous vide la face inférieure de cette pastille monocristalline de silicium avec une couche 3, d'épaisseur 0,5v, d'un alliage à 98 % d'aluminium et 2 % de nickel; sur cette couche 35 d'alliage d'aluminium et de nickel on dépose ensuite une seconde couche métallique 4, de titane, ayant une épaisseur de 0,5u. Ensuite, on dépose par évaporation sous vide une couche d'argent 5, d'épaisseur voisine de lu.Les opérations de dépôt par évaporation sous vide ont lieu de façon connue, par évaporation des métaux 40 ou alliages correspondants, à partir d'une hélice de tungstène, 6933103 2032259 sous une pression de ÎO-"' Torr. Le dispositif à semi-conducteurs 11, pourvu des contacts déposés par évaporation, et représenté sur la figure 2, est incorporé, à l'aide d'une pastille de soudage 9> dans un élément de boîtier 6. qui a été aménagé pour le soudage, et qui comprend une traversée 7 en fil gaine de cuivre, qui est soudée dans une tubulure S, en verre au plomb. \ y 6933103 4 2032259 REVENDICATIONS 1. Procédé pour réaliser des couches de contact métallique, en vue de l'incorporation dans un boîtier, de composants à semi-conducteurs, fabriqués notamment selon la technique planar, 5 caractérisé par le fait que l'on dépose tout d'abord un alliaqe d'aluminium et de nickel sur la surface du composant à semiconducteur, qui est prévu pour les contacts avec le boîtier, et que l'on dépose ensuite, par dessus, une couche métallique de titane, que l'on renforce enfin par une couche d'argent. 10 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on utilise comme première couche un alliage d'aluminium et de nickel, contenant 1 à 2% de nickel. 3. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2,caractérisé par le fait que l'on dépose une couche d'al- 15 liage d'aluminium et de nickel ayant une épaisseur voisine de 0,5y. 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1,2,3, caractérisé par le fait que l'on dépose la couche de titane avec une épaisseur voisine de 0,5p. 5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 20 2,3,4, caractérisé par le fait que l'on dépose la couche d'argent avec une épaisseur voisine de lp. 6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1,2,3*4,5, caractérisé par le fait que l'on dépose les couches métalliques par évaporation sous vide. 25 7. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé par le fait que l'on effectue le dépôt par évaporation sous une pression inférieure à 10"^ Torr. 8. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1,2,3,4,5,6,7, caractérisé par le fait que l'on dépose l'alliage 30 d'aluminium et de nickel par évaporation sous vide et les couches de titane et d'argent par des opérations de dépôt électrolytique. 9. Application du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1,2,3,4,5,6,7,8, pour la fabrication de composants planar au silicium, notamment de diodes de Zener du type planar, 35 à partir de silicium présentant un dopage du type p et une résistivité électrique supérieure à 0,03 Ohm..cm.