Brevet FR2023215A1 — publié le 19700807

La présente invention concerne les dispositifs semi-conduc-teurs et un procédé pour leur fabrication et, plus particulièrement, les dispositifs semi-conducteurs comportant des films isolants améliorés déposés sur des parties prédéterminées de la sur-5 face des substrats semi-conducteurs et un procédé pour fabriquer de tels dispositifs semi-conducteurs. Dans différents dispositifs semi-conducteurs tels que les diodes, les transistors, les circuits intégrés ou les circuits intégrés monolithiques, des parties prédéterminées de la surface ÎO des substrats semi-conducteurs sont généralement enduites avec des films isolants afin de les protéger contre l'humidité, la saleté, ou d'autres matières nuisibles» Comme cela est bien connu on utilise la plupart du temps pour ces films isolants, des films de silice (SiOg). Toutefois de 15 tels films de silice ont tendance à absorber des cations impuretés tels que des cations de sodium ou d'hydrogène (N , H ) qui se trouvent automatiquement produits dans le procédé de fabrication des dispositifs semi-conducteurs ci-dessus décrits. De tels cations impuretés présentent une grande mobilité dans les films de silice 20 lorsqu'une tension est appliquée entre les électrodes des dispositifs semi-conducteurs. De plus les films de silice sont soumis à une réaction d'électrode avec les couches d'aluminium constituant les électrodes pour former des ions A& . Pour cette raison, les caractéristiques de fonctionnement des dispositifs semi-conduc-25 teurs enduits avec des films isolants en silice varient non seulement d'un dispositif à l'autre mais varient également avec le temps en raison de la faible stabilité des films isolants comme cela sera décrit plus en détail ci-après. Afin d'empêcher les films isolants d'absorber les cations impuretés qui ont une grande mobilité dans 30 les dits films et d'empêcher la réaction d'électrode ci-dessus décrite, il a été usuel d'appliquer sur les films de Si02 des second et troisième films isolants constitués par du nitrure de silicium (Si3N4) et/ou de l'alumine (Ade manière à accroître la stabilité des films isolants des dispositifs semi-conducteurs. 35 Toutefois, avec des films de Si^^ il est relativement difficile de former à travers ceux-ci, par des procédésd'attaque photochimique, les orifices qui sont nécessaires pour diffuser des régions du type £ ou du type n dans des parties prédéterminées de la surface du substrat semi-conducteur ou pour fixer des électro-40 des métalliques en aluminium, par exemple, par métallisation. De 69 39042 2 2023215 plus, il est nécessaire d'utiliser une vitesse d'attaque chimique relativement élevée de sorte que l'usage des films en Si^N4 n'est pas avantageux pour la production en série. Ceci est dû au fait qu*on utilise habituellement une solution chaude d'acide phosphori-5 que chauffée à environ 180°C comme solution d'attaque photochimique pour les films de Si3N4 de sorte que le masque photosensible conventionnel utilisé pour l'attaque photochimique des films de SiC>2 (la solution d'attaque de celle-ci est constituée habituellement jusqu'ici par un mélange d'acide chlorhydrique et de fluorure d* lO ammonium) ne peut être utilisé parce que de tels masques sont dissous par l'acide phosphorique. De plus, comme la constante diélectrique des films de SiO^ est relativement basse (environ 4), lorsqu'un tel film de SiO^ est utilisé comme film de grille isolant, dans un transistor à effet 15 de champ ayant une grille isolante, il est essentiel de réduire l'épaisseur du film de SiO^ afin d'accroître le facteur d'amplification ou la conductance mutuelle gm d'un tel transistor à effet de champ à grille isolante. Cependant un tel accroissement de 11 épaisseur du film de grille isolant aboutit à une réduction de la 20 tension nominale du transistor à effet de champ à grille isolante. De plus, des piqûres dans le film de grille isolant provoquent un claquage de l'isolation lorsque les électrodes métalliques, en aluminium par exemple, sont fixées sur le film de grille isolant par métallisation. 25 Conformément à la présente invention, au moins une partie du film isolant enduit sur une partie prédéterminée de la surface d*un substrat semi-conducteur réalisé en silicium (Si), germanium (Ge), arséniure de gallium (GaAs) ou phosphure de gallium (GaP) par exemple, est réalisée avec un oxyde d'au moins un élément choi-30 si dans le groupe constitué essentiellement par l*yttrium (Y), le scandium (Se), l'europium (Eu), le samarium (Sm), le terbium (Tb) et le dysprosium (Dy). Ainsi, un des objets de la présente invention est de fournir un dispositif semi-conducteur et un procédé de fabrication de celui-ci dans lesquels l'attaque photochimique du 35 film isolant peut être effectuée beaucoup plus rapidement et dans lesquels la stabilité de la surface du substrat semi-conducteur peut être améliorée. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée faite ci-après avec référence aux dessins ci-annexés 40 dans lesquels: 69 39042 3 2023215 Fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'un appareil de bombardement à haute fréquence destiné à être utilisé dans la mise en oeuvre du procédé de fabrication des dispositifs semi-conducteurs; 5 Fig. 2 est une vue schématique, partie en coupe, d'un ap pareil de réaction en phase vapeur susceptible d'être utilisé dans la fabrication des dispositifs semi-conducteurs en utilisant une réaction en phase vapeur; Fig. 3 est une vue en coupe d'une diode à capacité variable 10 MIS du type métal-isolant-semi-conducteur conforme à la présente invention; Fig. 4 représente la courbe caractéristique de la capacitance par rapport à la tension appliquée d'une diode à capacité variable MIS de l'art antérieur; 15 Fig. 5 représente la courbe similaire d'une diode à capacité variable MIS fabriquée conformément à la présente invention; Fig. 6 est une vue en coupe illustrant un exemple d'un transistor à effet de champ à grille isolante fabriqué conformément au procédé de l'invention; 20 Fig. 7 est une vue en coupe d'un exemple d'une diode planar fabriquée conformément au procédé de la présente invention et Fig. 8 est une vue en coupe d'un exemple d'un transistor planar fabriqué conformément au procédé de la présente invention. On se référera à la figure 1 qui représente une vue en coupe 25 longitudinale d'un appareil de bombardement à haute fréquence utilisable pour former un film isolant sur une partie prédéterminée de la surface d'un support semi-conducteur. Comme représenté, l'appareil de bombardement à haute fréquence 11 comprend une cloche en quartz ou similaire 12 dont le fond est fermé hermétiquement par 30 une plaque métallique 17. Un tube de mise sous vide 14 comportant une vanne 13 et un tube 16 avec une vanne 15 pour admettre un gaz inerte tel que de l'argon traversent la plaque de fond 17. Un pied support en métal 20 portant un support d'anode 19 est fixé au centre de la plaque de fond 17 pour porter le substrat semi-conduc-35 teur 18 réalisé en silicium, germanium, arséniure de gallium ou phosphure de gallium, par exemple. Le pied support 20 est mis à la masse comme représenté et est soumis à une tension positive convenable. A une certaine distance de et en face du substrat 18 est disposé un support de cible cathodique 22 et une couche d'un maté-40 riau à déposer par bombardement tel que de l'oxyde d'yttrium 69 39042 4 2023215 (Y O ), de l'oxyde de scandium (Se O ) , de l'oxyde d'europium (Eu^O^), de l'oxyde de samarium (Sn^O^)» de l'oxyde de terbium (Tb^O^) ou de l'oxyde de dysprosium (Dy^O^) est fixée sur le fond du support de cible cathodique 22. Le support de cible cathodique 5 est entouré par un écran métallique 23 ou une bague de garde. Le dépôt par bombardement du matériau 21 sur une partie prédéterminée de la surface du substrat semi-conducteur 18 en utilisant un appareil de bombardement 11 à haute fréquence est décrit ci-après. Tout d'abord le substrat semi-conducteur 18 est monté lO sur le support d*anode 19 avec sa surface à revêtir par bombardement dirigée vers le haut. Après avoir fixé le matériau 21 à déposer par bombardement sur la surface de fond du support de cible 22, l'intérieur de la cloche 12 est mis sous vide par l*intermé~ diaire du tube 14 et de la. vanne 13 et de• 1 'argon est admis dans 15 celle-ci par l'intermédiaire de la vanne 16. Ensuite, une tension à haute fréquence d'environ 3 kv et d'environ 10 à 15 megahertzs est appliquée entre le support d'anode 19 et le support de cible cathodique 22 pour établir entre eux une décharge d'effluves. Les cations Ar+ de l'argon qui se trouvent dans la région de la déchar~ 20 ge d'effluves sont accélérés vers le support "de cible cathodique 22 pour bombarder le matériau 21 avec une énergie suffisante. Il-en résulte que les molécules du matériau 21 sont projetées et déposées sur la région voulue de la surface du substrat 18 comme indiqué en trait tireté. 25 La figure 2 représente, partie en coupe,, un appareil de réaction en phase vapeur 31 qui convient également pour déposer des films isolants sur des parties prédéterminées de la surface de substrats semi-conducteurs, conformément à la présente invention.. L'appareil de réaction représenté comprend une enveloppe à 30 vide horizontale 38 contenant une nacelle 33 réalisée en un matériau réfractaire tel que le-quartz ou- le graphite qui contient un corps réactif 32 tel. qu'un chlorure d'au moins un élément choisi dans le groupe comprenant essentiellement 1'yttrium, le scandium, 1'europium, le samarium, le terbium- et le dysprosium, par exemple 35 du chlorure de scandium, et un support de substrat incliné 35 qui supporte un substrat semi-conducteur 34, le dit substrat étant incliné sous un angle convenable et espacé de la nacelle 33 d'une distance définie en faisant face à celle-ci". Une extrémité de 1* enveloppe est reliée à un tube d'entrée! 3T comportant une vanne à COPY 69 39042 5 2023215 trois voies 36 pour admettre les gaz de réaction qui seront décrits ci-après tandis que l'extrémité opposée de l'enveloppe 38 est fermée par un couvercle d'extrémité 40 comportant un tube de mise sous vide 39, Une des branches de la vanne à trois voies 36 est connec» 5 tée à une source dTun gaz de réaction 42, de l,oxygène par exemple, par l'intermédiaire d'un débitmètre 41 et l'autre branche est connectée à une source d'un gaz de transport 44, par exemple de l'azote, par l'intermédiaire d'un débitmètre 43. Une bobine de chauffage à haute fréquence 45 est disposée pour entourer les parties de 10 l'enveloppe à vide 38 contenant la nacelle 33 et une autre bobine de chauffage à haute fréquence 46 est disposée pour entourer les parties de l'enveloppe contenant le support de substrat 35# On suppose qu'un film isolant d'oxyde de scandium (Sc^O^) doit être déposé sur la surface d'un substrat semi-conducteur 34 15 en utilisant l'appareil de réaction en phase vapeur 31 représenté. Tout d'abord la vanne à trois voies 36 est manoeuvrée pour introduire le gaz de transport, de l'azote par exemple, dans l'enveloppe 38 à partir de la source 44, Pendant ce temps, l'air se trouvant dans l'enveloppe 38 est évacué par la canalisation de mise 20 sous vide 39 pour purger l'air avec l'azote. Ensuite la vanne à trois voies 36 est actionnée pour admettre le gaz de réaction, c'est-à-dire de l'oxygène, dans l'enveloppe 38 depuis la. source 42, Les bobines de chauffage à haute fréquence 45 et 46 sont alimentées de façon convenable de manière à chauffer le corps de réac-25 tion 32 et le substrat semi-conducteur 34 aux températures voulues. Ensuite le corps de réaction, c'est-à-dire le chlorure de scandium dans cet exemple, est dispersé par vaporisation et la vapeur de chlorure de scandium peut participer à- la réaction en phase vapeur avec l'oxygène alimenté depuis la source 42 pour former de l'oxyde 30 de scandium (Sc^O^) qui est déposé sur la surface du substrat semiconducteur 34, La réaction de formation de l'oxyde de scandium peut être exprimée par les équations suivantes : 2SCC13~^2SC3+ + 3C12 35 2Sc3+ + 302-^ASc203 La pression de la vapeur de chlorure de scandium formée comme ci-dessus décrit est relativement êLevée, comme représenté dans le tableau 1 ci-après, de sorte qu'il est facile de contrô- 00PY 69 39042 6 2023215 1er la vitesse de dépôt du film d'oxyde de scandium sur la surface du substrat semi-conducteur en faisant varier la température de chauffage fournie par la bobine de chauffage à haute fréquence 45» TABLEAU 1 5 ; Température du chlorure de scandium °C 792 855 895 924 955 Pression de vapeur de la vapeur en mmHg 12,O 56,9 148 534 612 Quoique, dans l'exemple ci-dessus, le chlorure de scandium ait été pris comme exemple de matériau de départ pour former de 1' oxyde de scandium, un composé de scandium contenant un radical organique et subissant une décomposition à une température relative-15 ment basse peut remplacer le chlorure de scandium. On donnera ci-après, à titre d'exemples, différents modes de mise en oeuvre de la présente invention. Exemple 1 Un appareil de bonfoardement à haute fréquence, identique à 20 celui représenté dans la figure 1, a été utilisé et un substrat semi-conducteur 51 du type n, ayant une épaisseur de 300 microns et une résistivité de Of2 ohm-cm a été monté sur le support d1 anode 19. Le matériau 21 assurant le bombardement et constitué par de l'oxyde d'yttrium (Y203) a été fixé sur le support de cible 25 cathodique 22. Après mise sous vide de la cloche 12 jusqu'à un vide d'environ iO~^ torr, par le tube de mise sous vide 14, du gaz argon a été admis sous une pression d'environ 7 x 10*"^ torr par le tube d'entrée 16. Sous ces conditions, une tension à haute fréquence d'environ 3 kv sous une fréquence de 13,65 megahertzs a été appli-30 quée entre le matériau 21 à projeter par bombardement et le substrat semi-conducteur 51, pendant environ 10 minutes, pour déposer un film d'oxyde d'yttrium 52 ayant une épaisseur d'environ 0,2 micron sur la surface du substrat semi-conducteur 51. Une couche d'aluminium a été déposée par vaporisation sur ce film d'oxyde 35 d'yttrium 52 par la technique du faisceau d'électrons et en utilisant un masque convenable pour former une électrode de manière à réaliser une diode métal-isolant-semi-conducteur (MIS) à capacité variable 54. Le film isolant 52 constitué par de l'oxyde d'yttrium 69 39042 7 2023215 (Y^Og) déposé sur la surface du substrat semi-conducteur 51 est uniforme stoéchiométriquement étant donné que l'yttrium en phase » 3+ * solide se présente seulement sous la forme de Y , De plus, étant donné qu'il est très stable chimiquement par comparaison avec la 5 silice (SiOg) ou l'alumine (A^^)* il convient parfaitement pour être utilisé comme film de stabilisation de surface des différents dispositifs semi-conducteurs. A titre d'exemple, la stabilité d'une diode à capacité variable (MIS) comportant un film isolant constitué seulement par 10 une couche de silice conventionnelle et celle d'une diode à capacité variable semblable comportant une couche de silice et un film d'oxyde d'yttrium déposée sur celle-ci par la technique de bombardement à haute fréquence, ont été comparées par la dépendance au traitement thermique de polarisation (BT) des caractéristiques 15 capacité-voltage appliqué, procédé qui est habituellement utilisé pour évaluer la stabilité de tels films isolants. Les résultats obtenus sont représentés dans les figures 4 et 5. Dans le traitement thermique de polarisation, un dispositif semiconducteur muni du fila isolant ci-dessus décrit, déposé sur 20 la surface d'un substrat semi-conducteur, une diode à capacité variable MIS par exemple, est immergé dans une solution aqueuse de chlorure de sodium (NaCl) pour contaminer avec le sodium le film isolant et une tension prédéterminée est appliquée sur une électrode montée sur le film isolant, à une température prescrite, 25 pour déterminer la mobilité des ions à travers le film isolant, la migration des dits ions étant observée sous forme du décalage de la bande de tension dite plate V__. Jr o Comme représenté dans la figure 4, avec la diode à capacité variable MIS conventionnelle comportant un film isolant constitué 30 par une couche unique de silice, la tension de bande plate était à l*origine d'environ -1,5 volt comme représenté par la courbe 61® Cependant, comme cela sera décrit plus en détail ci-après, lorsque la diode a été soumise au traitement thermique de polarisation, conformément à la présente invention, la tension de la bande plate 35 a été décalée à environ -60 volts, comme représenté par la courbe 62, Une amplitude aussi importante du décalage&VpB de la tension de bande plate dans cet exemple £-1,5 - (-60 volts) = 58,5 voltsjf produit non seulement des variations importantes de la capacité avec le temps en un point de fonctionnement donné' de la diode à 40 capacité variable MIS mais également une large différence dans les 69 39042 8 2023215 caractéristiques de fonctionnement entre des diodes à capacité variable MIS individuelles, A contrariot dans la diode à capacité variable MIS comportant un film de silice et un film d»oxyde d'yttrium recouvrant 5 celle-ci, la première tension de bande plate V_D est décalée à P D -ÎO volts, comme représenté par la courbe 63 dans la figure 5, à partir d*une valeur de -1,5 volt pour la diode à capacité variable comportant seulement un film de silice, lorsqutun film d'oxyde d* yttrium a été déposé sur le film de silice par la technique de lb bombardement à haute fréquence. Le décalage de la dite première tension de bande plate V__ est provoqué par un endommageaient dû Jr Jo au bombardement. Cependant, lorsqu'une tension de +15 volts est appliquée sur une électrode montée sur les films isolants et lorsque la diode à capacité variable est soumise au traitement thermi-15 que de polarisation pendant 15 minutes, à une température d'envi-ron 150°C, le décalage de la tension de bande plate est seulement d'environ -2 volts comme représenté par la courbe 64 de la figure 5, Ainsi il est clair que l'amplitude du décalage de la tension de bande plate AVpB est fortement abaissée par comparaison avec 20 celle du film isolant conventionnel constitué seulement par un film de silice. Lorsque le film isolant, constitué par un film de silice et un film d'oxyde d'yttrium déposé sur celui-ci par la technique du bombardement à haute fréquence, est traité thermique-ment dans une atmosphère d'oxygène pendant environ ÎO minutes à 25 une température de 1000°C, préalablement au traitement thermique de polarisation, la tension de bande plate initiale est d'environ -2volts comme représenté par la courbe 65, ce qui est sensiblement égal à la valeur de celle de la diode à capacité variable comportant seulement un film de silice. Après le traitement thermique 30 de polarisation, la tension de bande plate présente une valeur d' environ -2,5 volts, comme représenté par la courbe 661 ce qui réduit à nouveau l'amplitude du décalage de la tension de bande plate Avfb. Ainsi, ave6 les dispositifs semi-conducteurs comportant des films isolants, même lorsque des cations de sodium ou d'hydrogène 35 sont absorbés dans les films isolants, les films sont très stables contre ces cations. De plus, ils sont très stables envers la réaction d'électrode décrite ci-dessus. Plus spécialement, ceux soumis au traitement de surface ci—dessus décrit présentent une action de stabilisation de surface excellente. On considère que 40 la raison de la stabilité de surface de la diode à capacité varia- 69 39042 9 2023215 ble traitée theriniquement peut être attribuée au fait que quoique la surface du semi-conducteur soumise au bombardement à haute fréquence soit endommagée, un tel endommagement peut être récupéré par la traitement thermique* Outre l'yttrium, d'autres éléments 5 tels que le scandium qui sont utilisés dans la présente invention, ont substantiellement la même fonction de stabilisation de surface. A l'inverse du film de nitrure de silicium, les films isolants de la présente invention constitués par de l'oxyde d'yttrium, de l'oxyde de scandium, de l'oxyde de samarium, de l'oxyde de lO terbium, de l'oxyde de dysprosium, des mélanges de ceux-ci ou des couches complexes de ceux-ci, peuvent être facilement soumis à une attaque chimique par des agents d'attaque tels que l'acide phos-phorique, l'acide chlorhydrique, l'acide nitrique ou l,acide sul-furique, à la température ambiante, de sorte qu'ils peuvent être 15 perforés par une opération d'attaque chimique en utilisant les masques photo-résistants conventionnels pour former des ouvertures à travers les films isolants, ouvertures qui sont utilisées pour diffuser des régions du type g ou du type n dans des parties prédéterminées de la surface des substrats ou pour fixer des électro-20 des métalliques d'aluminium, par exemple par métallisation, sur la surface des substrats. Ainsi ces films isolants peuvent être plus facilement soumis à une attaque chimique à une vitesse plus élevée, ce qui est avantageux du point de vue de la production en série. Outre les procédés de bombardement à haute fréquence et de 25 réaction en phase vapeur, les films isolants peuvent également être formés par les autres procédés conventionnels tels que 1* oxydation anodique, l'oxydation à haute température, l'çxydation dans un plasma et le procédé de dépôt de vapeur utilisant un faisceau d'électrons, 30 Le tableau 2 ci-après donne une comparaison entre la ten sion de bande plate VpB, les amplitudes du décalage de la tension de bande plate provoqué par le traitement thermique de po larisation, la résistance d'isolation et les constantes diélectriques des films isolants et les vitesses d'attaque chimique pour 35 des exemples 1 à 17 de diodes à capacité variable MIS comprenant différentes combinaisons de différents substrats semi-conducteurs, de différents types de films isolants- et de différentes méthodes de fabrication de ceux-ci et de deux exemples de diodes à capacité variable MIS de l'art antérieur. Dans ce tableau 2 toutes les 40 vitesses d'attaque chimique sont déterminées en utilisant la même 69 39042 io 2023215 solution ci3acide phosphorique maintenue à une température de 50°C. TABLEAU 2 Diode à capacité variable MIS Exemple 1 i Condition Caractéris tiques • ' Matériau du sub-s trat Film isolant Procédé de mise en oeuvre de 1*iso« lant VFB (V) ÛVFb (V) Résistance désolation Constante diélectrique 'Vitesse d'attaque chimique O (A/sec.) 1 i Si Y2°3 Bombardement H. F. -6 0,5 5 x lO6 14 200 2 H SC2°3 n —6 1 ft ft ii 3 tf Eu2°3 it «6 ! ' 1 If tl tt 4 tt Sm2°3 M —6 1 11 tt « 5 tt Tb2°3 tl . — 6 1 11 tl it 6 " Dy2°3 t» -6 1 M tt tt 7 " SC2°3 Eu2°3 tf -6 1 Tl tt tt 8 " Sm2°3 Td2°3• Dy2o3 11 -5 1 tt tf tt 9 19 SC2°3 Réacw tion en phase vapeur -2 0,5 io7 II lOO . lO Î1 II oxydation anodiw que -2 0,5 t« tt tt 11 GaAs H Bombardement H.F„ " -50 6 5 x lO6 11 200 69 39042 ii 2023215 12 Ge tl -20 6 ' tt tt 200 13 tt Eu2°3 Sc2°3 Réaction en phase vapeur Bombardement H.F. -6 1 t» 12 tt 14 tl SC2°3 Sn2°3 Bombardement H.F. Réaction en phase vapeur -6 3 5 x 106 tt tt 15 Si sio2 Y2°3 Oxydation à haute tempé** rature Bombardement H.F. -lO 2 8 x lO6 lO tt 16 »t h Oxyda— tion A haute température Bombardement H.F. -2 0*5 tt n t» 17 mélange Y2°3 et sio2 Bombardement H.F. —6 1 tl tt 50 Art antérieur 1 Si Sio^ Oxydation à haute température -1,5 30 lO7 4 lÂ/min. 2 tt ! Si3N4 Réaction en phase vapeur -20 o,i tt 7 O lOA/min. 69 39042 12 2023215 Les exemples 1 à 6 ont été fabriqués en déposant sur la surface d'un substrat semi-conducteur en silicium un film isolant de Y2C>3, Sc2C>3, EUgO^, Sm203, Tb203 ou Dy2°3 resPectivemen't» avec un appareil de bombardement à haute fréquence identique à celui 5 représenté dans la figure 1 et l'exemple 7 a été fabriqué en déposant successivement des films de Sc000 et Eu00_ sur la surface d* 6 J ' 6 J un substrat semi-conducteur au silicium avec le même appareil de bombardement, à haute fréquence. L'exemple 8 a été fabriqué en déposant successivement trois films de Sra^O^ ^b203 et Dy203 sur un lO substrat semi-conducteur au silicium avec le même appareil de bombardement à haute fréquence tandis que l'exemple 9 a été fabriqué en déposant un film isolant de SCgOg sur la surface d*un substrat semi-conducteur au silicium avec le même appareil de réao-tion en phase vapeur que celui représenté dans la figure 2• L'exem-15 pie 10 a été fabriqué en déposant un film isolant de Sc^^sur la surface d'un substrat au silicium par oxydation anodique. L'exemple 11 a été fabriqué en déposant un film isolant'de Sc203 sur la surface d'un substrat en arséniure de gallium avec l'appareil de bombardement à haute fréquence représenté dans la figure 1 et 1» 20 exemple 12 a été fabriqué en déposant un film isolant de Sc203 sur un substrat semi-conducteur au germanium avec le même appareil de bombardement à haute fréquence. L'exemple 13 a été fabriqué en déposant tout d'abord un film de Euo0_ sur la'surface d'un substrat 2, 3 semi-conducteur au germanium avec l'appareil de réaction en phase 25 vapeur représenté dans la figure 2, suivi par le dépôt d'un film de recouvrement en Sc203 avec l'appareil de bombardement à haute fréquence représenté dans la figure 1. L'exemple 14 a été fabriqué en déposant tout d'abord un film isolant de Sc203 sur un substrat semi-conducteur au germanium avec l'appareil de bombardement à 30 haute fréquence représenté dans la figure 1 et en déposant ensuite un second film isolant de Sm203 avec l'appareil de réaction en phase vapeur représenté dans la figure 2. L'exemple 15 correspond à la-diode illustrée, par les courbes 63 et .64 dans la figure 5, tandis que l'exemple 16 correspond à la diode illustrée par les 35 courbes 65 et 66 dans la figure 5. L'exemple 17 a été fabriqué en déoosant un film isolant unique constitué par- un mélange de YqO u J et SiOg sur la surface d'un substrat semi-conducteur au silicium ■avec l'appareil de bombardement à haute fréquence représenté dans . la figure 1. • • • Y." ' - • -7" .. • - .. • 40 L'exemple 1 de l'art antérieur a été fabriqué en déposant ^ COPv 69 39042 13 2023215 un film isolant de SiO sur la surface d'un substrat semi-conduc-teur au silicium par le procédé d'oxydation à haute température tandis que l'exemple 2 de l'art antérieur a été fabriqué en déposant un film isolant de Si^N^ sur la surface d'un substrat semi-5 conducteur au silicium par réaction en phase vapeur. Comme on peut le constater clairement d'après le Tableau 2, les diodes à capacité variati e MIS comportant des films isolants des différents types faisant l'objet de l'invention sont extrêmement stables contre les cations impuretés tels que les cations de lO sodium et d'hydrogène aussi bien que contre les réactions d'électrodes par comparaison avec les diodes à capacité variable MIS conventionnelles comportant une couche unique de SiC>2. De plus, la vitesse d'attaque des films isolants pour former des ouvertures est très rapide. 15 La figure 6 représente une section d'un exemple d'un tran sistor à effet de champ à grille isolante fabriqué conformément à la présente invention, ce transistor étant formé en diffusant une zone source du type £ 72. et une zone collecteur 73 dans des zones espacées de la surface d'un substrat semi-conducteur au silicium 20 71 du type n en formant ensuite un film de SiC>2 76 ayant une épaisseur d'environ SOO X sur le substrat par le procédé d'oxydation à haute température de manière à recouvrir au moins les extrémités apparentes sur la surface du substrat des deux jonctions 74 et 75 formées sur les interfaces respectives entre la région de 25 source 72, la région collecteur 73 et le substrat 71 et en formant O finalement un film de 77 ayant une épaisseur d'environ 1500 A sur le film de SiC>2 par le procédé de bombardement à haute fréquence de manière à former une structure de film isolant 78 à double couche. Une électrode grille G en aluminium est appliquée sur la 30 structure de film isolant 78 couvrant un canal conducteur électrique 79 s'étendant de la zone source 72 à la zone collecteur 73. Les parties des films isolants au-dessus de la zone source 72 et de la zone collecteur 73 sont éliminées par attaque chimique pour former des ouvertures pour fixer une électrode de source S et une 35 électrode collecteur D respectivement réalisées,- par exemple, en aluminium. Comme représenté dans le tableau 2, étant donné que la constante diélectrique de est élevée, dans le transistor à effet de champ à grille isolante fabriqué comme ci-dessus décrit, il est 40 possible d'obtenir pour le dispositif une conductance mutuelle gm COPY 69 39042 14 2023215 élevée par comparaison avec la couche unique de SiO^ conventionnelle ayant habituellesnt une épaisseur de 800 à 900 Â même lorsque l'épaisseur du film isolant est notoirement plus grande. De plus, le claquage de l'isolation sous l'effet des piqûres peut 5 être évité positivement au moment de la formation de l'électrode grille, ce qui est plus spécialement notable avec la construction à deux couches de la structure du film isolant. On comprendra que l'un quelconque des nombreux films isolants de l'invention indiqués dans le tableau 2 peut être utilisé pour réaliser la struc-10 ture de film isolant 78. La figure 7 représente une vue en coupe d'un exemple d'une diode planar réalisée conformément à la présente invention. Une telle diode est fabriquée par les stades qui consistent à diffuser une région du type £ 82 dans une partie de la surface d'un 15 substrat semi-conducteur au silicium 81 du type n, par exemple en déposant un film isolant 84 •qtd. peut être l'un quelconque des nombreux types indiqués dans le tableau 2 de façon à recouvrir au moins l'extrémité apparente de la jonction 83 à l'interface entre la région 82 du type £ et le substrat 81 du type n, en attaquant 20 chimiquement le film isolant 84 pour former une ouverture et en fixant une électrode 85 en aluminium sur le substrat 82 du type j>. La diode planar fabriquée de cette manière et munie d'un film isolant qui peut être l'un quelconque des nombreux types différents indiqués dans le tableau 2 présente non seulement une stabilité de 25 surface excellente mais également une tension de claquage inverse plus élevée que la diode similaire comportant un film isolant unique en SiOg par exemple. La figure 8 est une vue en coupe d'un.exemple d'un transistor planar fabriqué conformément au procédé de la présente inven— 30 tion,ce procédé comportant les stades qui consistent à diffuser une région 92 du type £ dans une partie de la surface d'un substrat semi-conducteur au silicium 91 du type n, par exemple, en diffusant une région émetteur du type n 93 dans une partie de la région formant base 92 et en appliquant un film isolant 96 qui peut être 35 l'un quelconque des films isolants indiqués dans le tableau 2 pour couvrir les parties apparentes des jonctions 94 et 95 formées respectivement par les interfaces entre le substrat 91 et la région base 92 et entre la région base 92 et la région émetteur 93. On fixe ensuite une électrode émetteur E, une électrode base B et 40 une électrode collecteur C0 De façon similaire à la diode planar 69 39042 15 2023215 représentée dans la figure 7, le transistor planar représenté dans la figure 8 présente une tension de claquage inverse plus élevée que le transistor planar antérieur. Ceci est également vrai des autres types de transistors tels que le type mésa. 69 39042 16 2023215 REVENDICATIONS 1, Un dispositif semi-conducteur comprenant un substrat semi-conducteur, au moins une jonction divisant le dit substrat semi-conducteur en au moins deux régions, la dite jonction étant formée à l'interface entre les régions adjacentes et l'extrémité 5 de la dite jonction étant apparente sur la surface du dit substrat et un film isolant recouvrant la dite extrémité apparente de la dite jonction caractérisé en ce qu'au moins une partie du dit film isolant est un film d'oxyde constitué essentiellement par au moins un oxyde choisi dans le groupe comprenant YgO^, 10 Sc203, Eu203, Sm203, Tb^ et Dy^. 2. Un dispositif semi-conducteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que le substrat semi-conducteur comprend une région d'un type de conductivité opposé à celui du dit substrat semi-conducteur, la dite région étant formée dans le dit substrat, 15 une jonction p-n formée entre la dite région et le dit substrat, la dite jonction pn ayant des extrémités opposées apparentes sur la surface du dit substrat et recouvertes par un film isolant et une électrode fixée sur la dite région, 3« Un dispositif semi-conducteur selon la revendication 20 2 caractérisé en ce que le film isolant comprend une première couche de Si02 et une seconde couche recouvrant la dite première couche,au moins une partie de la dite seconde couche comprenant un film d'oxyde constitué essentiellement par au moins un oxyde choisi dans le groupe constitué par Y_0_, Sc000, Eu„00. Sm_00. J £ o 2 3 2. 3 25 Tb203 et Dy203. 4» Un dispositif semi-conducteur selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend un support semi-conducteur ayant une surface principale, un film isolant appliqué sur la dite surface principale et une électrode formée par une'couche 30 métallique réalisée sur la dite couche isolante, au moins une partie du dit film isolant étant constituée par un film d'oxyde comprenant essentiellement au moins un oxyde choisi dans le groupe constitué par Y203, Sc203, Eu203, Sm203, Tb203 et Dy2°3* 5„ Un dispositif semi-conducteur selon l'une quelconque 35 des revendications 1 et 4 caractérisé en ce que le film isolant est constitué par une couche unique d'un film d'oxyde constituée essentiellement par au moins un oxyde choisi dans le groupe constitué par Y203, Sc203, Eu^ , Sm^, Tb203 et Dy203. 69 39042 17 2023215 6. Un dispositif semi-conducteur selon l'une quelconque des revendications 1 et 4 caractérisé en ce que le film isolant comprend une pluralité de couches,au moins une des dites couches étant une couche d'oxyde constituée essentiellement par au moins 5 un oxyde choisi dans le groupe constitué par Y_0„. Sc_0_, Eu00_, S-2°3» Tb2°3 et °y2°3' 7m Un dispositif semi-conducteur selon l'une quelconque des revendications 1 et 4 caractérisé en ce que le film isolant est constitué par un mélange d'au moins deux oxydes choisis dans 10 le groupe constitué par ^2°3' Sc2°3» Eu2°3* Sm2°3* Tb2°3 et Dy2°3. 8, Un dispositif semi-conducteur selon l'une quelconque des revendications 1 et 4 caractérisé en ce que le film isolant est constitué par un mélange d'au moins un oxyde choisi dans le groupe 15 comprenant ^2°3* Sc203, Eu203, Sm2°3* Tb2°3 et Dy2°3 et de la silice SiC>2» 9. Un dispositif semi-conducteur selon la revendication 4 caractérisé en ce que le substrat semi-conducteur comprend une zone de source et une zone collecteur espacées l'une de l'autre 20 qui sont formées dans le dit substrat et ont un type de conduc-tivité opposé à celui du dit substrat et un canal conducteur formé dans le dit substrat semi-conducteur et s'étendait entre la dite zone de source et la dite zone collecteur, un film isolant étant formé pour recouvrir au moins le dit canal conducteur» 25 lO. Un dispositif semi-conducteur selon la revendication 9 caractérisé en ce que le film isolant est constitué par une première couche de Si02, la dite première couche étant formée sur une surface principale du dit substrat, et une seconde couche d' un oxyde choisi dans le groupe constitué par Y O , Sco0 , Eu O , 30 Sm^Og, TbgO^ et ^2^3» ■'■a dite seconde couche recouvrant la dite première couche. 11. Un dispositif semi-conducteur selon la revendication 9 caractérisé en ce que le film isolant comprend uns première couche formée sur une surface principale du substrat semi-conduc-35 teur et constituée pair Si02» une seconde couche formée sur la dite première couche et constituée par un oxyde choisi dans le groupe constitué par Y203, Sc203, Eu203, Sm203, Tb203 et Dy203 et une troisième couche recouvrant la dite seconde couche et constituée par un élément choisi dans le groupe constitué par 40 la silice Si02 et le nitrure de silicium Si3N^« 69 39042 18 2023215 12# Un procédé de fabrication d'un dispositif semiconducteur caractérisé en ce que l'on dépose par bombardement un film isolant constitué par au moins un oxyde choisi dans le groupe constitué par Y2C>3, Sc2C>3, Eu2C>3, Sm2Q3, Tb2C>3 et Dy2C>3 sur une surface d'un substrat semi-conducteur et traite thermi-quement le dit substrat semi-conducteur enduit avec le dit film isolant. 13# Un procédé de f abrication d'un dispositif semi—conducteur caractérisé en ce que l'on dépose un premier film isolant constitué par de la silice, on dépose par bombardement un second film isolant constitué par au moins un oxyde choisi dans le groupe constitué par Y2°3* Sc2°3* Eu2°3f Sm2°39 Tb2°3 et Dy2°3 SUr le dit premier film isolant et traite thermiquement le dit substrat semi-conducteur muni des dits premier et second films isolants# 14» Un procédé de fabrication d'un dispositif semi-con-ducteur caractérisé en ce que l'on dépose par bombardement un mélange constitué par au moins un oxyde choisi dans le groupe comprenant essentiellement Y 00, Sco0_, Eu_0o. Sa O , Tb_0_ et 4 J 2 J 2 3 23 23 Dy O et de la s£Lice sur une surface d'un substrat semi-conduc» 2 3 teur et traite ensuite thermiquement le dit substrat semiconducteur»