Brevet FR2025224A1 — publié le 19700904

i 2025224 L'invention est relative à un transducteur électro-mécanique à semi-conducteur. Dans des transducteurs électro-mécaniques à semi-conducteurs on peut exercer une pression sur un corps semi-conducteur de 5 diverses manières. Une manière efficace parmi celles-ci consiste à utiliser une aiguille en une matière de très grande dureté, qui, à son extrémité, présente un rayon de courbure extrêmement faible. Par exemple on utilise ainsi des aiguilles de saphir, de diamant, d'alliage de très grande dureté, etc. Cependant, lors-10 qu'on exerce une pression sur un corps semi-conducteur par l'intermédiaire d'une telle aiguille, les moindres mouvements de la pointe de 1'aiguille,par rapport au corps semi-conducteur,qui se produisent, rendent instables les propriétés électriques du semi-conducteur et accélèrent sa détérioration, même si l'aiguil-15 le est fixée soir le corps semi-conducteur à l'aide d'une matière plastique. L'invention a pour but d'obvier à cet inconvénient. Conformément à l'invention, l'extrémité d'une aiguille est fixée sur un corps semi-conducteur par métallisation des parties 20 en contact de l'aiguille et du corps semi-conducteur, évitant ainsi toute instabilité de l'extrémité de l'aiguille par rapport au corps semi-conducteur lui-même. A cet effet, un revêtement de métal fusible, présentant de bonnes propriétés d'adhérence, est tout d'abord disposé sur l*ai— 25 guille, destinée à exercer la pression, réalisée en saphir, en diamant, ou en un alliage de très grande dureté approprié, par dépôt chimique ou par vaporisation. D'une manière analogue, un revêtement d'un tel métal est également disposé sur un corps semi-conducteur dans la région où s'exercera le contact avec 1' 30 aiguille. Ces métaux ne sont pas nécessairement les mêmes. Par exemple, lorsqu'on utilise une aiguille de saphir, présentant à son extrémité un rayon de courbure de 50 microns, pour exercer une pression sur la surface d'une jonction PN ou d'une électrode Shottky d'un corps en silicium, on dépose des pellicules de 35 chrome et d'un alliage d'étain et de plomb sur l'aiguille de saphir, et des pellicules de chrome et d'or sur la surface de contact du corps en silicium. Dans ce cas, le chrome est utilisé pour augmenter 1 * adhérence entre le corps semi-conducteur et l'aiguille . On peut alors utiliser pour cela également d'autres 40 métaux tels que le nickel, l'aluminium, etc., aussi bien que le 69 41782 2025224 chrome» Quant à la combinaison d'un alliage de plomb et d'étain et dr©r, on petit la remplacer aussi par d'autres combinaisons si elles assurent une bonne adhérence après fusion. Après ces traitements, l'aiguille et le semi-conducteur 5 sont amenés en contact, pressés fortement l'une contre l'autre et soumis ensuite à un traitement de fusion par échauffement. Lrinvention est décrite plus en détail ci-après, à l'aide de deux exemples, non limitatifs, de réalisation, en se référant aux dessins annexés dans lesquels : 10 - la figure 1 est une coupe d'un mode de réalisation d'un transducteur électro-mécanique à semi-conducteur conforme à 1'invention et , - la figure 2 est une coupe d'un autre mode de réalisation d'un transducteur électro-mécanique à semi-conducteur conforme à 15 l'invention. Le transducteur représenté par' la figure 1 comporte un semiconducteur 1 du. type P, par exemple de silicium, un semi-conducteur 2 du type N, par exemple de silicium, formant une jonction PN avec le semi-conducteur du type P, des électrodes 3 et 4 pré-20 vues respectivement sur les semi-conducteurs 1 et 2 de types P et N. Le corps formé par les semi-conducteurs 1 et 2 est recouvert d'une pellicule isolante 5, par exemple d'oxyde de silicium et d'une pellicule 6, adhérant suffisamment fortement, de chrome * ou d'un métal approprié. Sur cette pellicule de chrome 6 est 25 déposée une pellicule 7 de métal fusible, par exemple d'or,pour la fixation d'une aiguille 8. Une telle aiguille 8, par exemple de saphir, destinée à exercer une pression sur le semi-conducteur, est revêtue d'une pellicule 9 adhérant fortement, par exemple de chrome, et d'une pellicule 10 d'un métal fusible, par exemple 30 d'un alliage d'étain et de plomb . L'aiguille 8 et le corps formé par les semi-conducteurs 1 et 2 sont amenés en contact et adhèrent l'un à l'autre, par fusion des pellicules de métal 7 et lOit, pour former une région de soudage par fusion 11. La figure 2 représente un autre mode de réalisation de 35 transducteur électro-mécanique à semi-conducteur dans lequel une aiguille , destinée à exercer une pression, est fixée sur une électrode Shottky prévue sur un corps en silicium. Un corps semiconducteur 12, par exemple en silicium, est muni d'une électrode ohmique 13, d'une pellicule isolante 14, par exemple d'oxyde de 40 silicium, et d'une électrode Shottky 15. Sur l'électrode Shott- 69 41782 3 2025224 ky 15 sont déposées une pellicule 16 fortement adhérente, par exemple de chrome, et une pellicule de métal fusible, par exemple d'or, pour la fixation d'une aiguille. Une aiguille 18,destinée à exercer une pression, réalisée par exemple en saphir, 5 est revêtue également d'une pellicule 19 fortement adhérente, par exemple de chrome, et d'une pellicule 20 de métal fusible, par exemple d'un alliage d'étain et de plomb. I/'aiguille 18 est fixée sur le corps semi-conducteur 12 en une région de soudage par fusion 21. On a désigné par 22 une électrode. 10 Ainsi qu'on l'a exposé ci-dessus, une aiguille destinée à exercer une pression est, conformément à l'invention, fixée sur un corps semi-conducteur par adhérence de métal. Dans ces conditions, l'adhérence et la fixation d'une aiguille sont assurées d'une manière plus stable qu'avec les méthodes classiques, 15 telle que celle consistant à utiliser une matière plastique, ce qui se traduit par une augmentation de la stabilité des propriétés électriques et de la longévité du dispositif. De plus, on obtient une adhérence suffisante avec une région de contact plus étroite, grâce à un choix approprié du métal, de sorte que la 20 déperdition de force appliquée se trouve limitée à une .faible valeur, permettant d'exercer à peu près la même pression sur un corps semi-conducteur que dans le cas où on n'utilise aucune substance de fixation. De ce fait, l'invention présente divers avantages importants au point de vue industriel. 25 Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties,ayant été plus spécialement indiqués ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. 69 41782 4 2025224 REVENDICATIONS 1. Transducteur électro-mécanique à semi-conducteur, caractérisé en ce qu'il comprend un corps semi-conducteur présentant une région où on exerce une pression et une aiguille, pour exercer une pression sur ladite région du corps semi-conducteur, fixée sur cette région par adhérence de métal. 2. Transducteur électro-mécanique à semi-conducteur, selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'aiguille et la région de contact sont revêtues d'une pellicule de métal adhérant fortement sur l'aiguille et sur le corps semi-conducteur et d'une pellicule de métal fusible, et ces pellicules de métal fusible, disposées sur l'aiguille et sur le corps semi-conducteur, sont mises en contact l'une avec l'autre, puis soudées ensemble par fusion. 3. Transducteur électro-mécanique à semi-conducteur selon la revendication 2, caractérisé en ce qûe la pellicule de métal adhérente est réalisée en un métal choisi dans le groupe comprenant le chrome, le nickel et l'aluminium, que la pellicule de métal fusible recouvrant l'aiguille est réalisée en un alliage d'étain et de plomb, et que la pellicule de métal fusible recouvrant le corps semi-conducteur est réalisée en or.