Brevet FR2019962A1 — publié le 19700710

la présente invention est relative h un transistor sensible à la pression, à jonction du type barrière de Schottky ; et elle .concerne, plus particulièrement, un dispositif dans lequel une jonction métal-semiconducteur constituant une barrière du type dit 5 barrière de Schottky est utilisée comme jonction d'émetteur ou de collecteur dans un transistor, et une pression mécanique appliquée 4 de l'extérieur à cette jonction provoque une modification d'un signal électrique de sortie, cette modification correspondant à la pression appliquée. 10 Dans la technique classique, on connaît un dispositif ' tel que représenté figure 1 (décrit ci-après) dans lequel une pression mécanique est appliquée verticalement à une jonction émettrice d'un transistor p-n-p ou n-p-n classique par un style 1 applicateur de pression pour modifier la valeur de la résistance électrique d'une . 15 jonction p-n entre une région émettrice 2 et une région de base 3, ce qui a pour résultat de modifier l'intensité du courant dû aux transporteurs en minorité passant au travers de ladite jonction ; l'intensité du courant de collecteur subit une modification très importante proportionnelle à ladite pression mécanique et résultant 20 de l'effet d'amplification du courant entre la région de base 3 et la région collectrice 4. Sans cette même figure 1, les références 5, 6 et 7 désignent respectivement les pellicules d'électrodes servant d'émetteur, de base et de collecteur, et 8 est une pellicule isolante. 25 Dans le dispositif décrit ci-dessus, toutefois, étant don né que la jonction émettrice est formée en profondeur dans la portion superficielle par la méthode de diffusion, la pression mécanique appliquée à ladite jonction émettrice est remarquablement atténuée dans la direction de l'épaisseur de la région émettrice 2, et 30 la sensibilité à la pression externe s'en trouve diminuée. En outre, étant donné que généralement une force est appliquée d'une manière répétée à la jonction, des dislocations cristallographiques apparaissant dans la région émettrice 2 diminuent la fiabilité du dispositif. De plus, il s'est révélé difficile en pratique de rester maître 35 de la profondeur de la jonction. Un but de la présente invention est de réaliser un transistor sensible à la pression possédant des caractéristiques améliorées de sensibilité à la pression et de fiabilité. Un autre but de l'invention est de réaliser un dispositif 40 sensible à la pression dont la qualité soit stable et qui soit fa 69 33956 2 2019962 cile à fabriquer. Pour atteindre les buts sus-spécifiés, un transistor sensible à la pression réalisé conformément à la présente invention est caractérisé en ce qu'on lui fait comporter une jonction émettrice ou 5 collectrice constituée par une jonction à effet redresseur composée d'une jonction métal-semiconducteur, et on applique une pression mécanique à la mince pellicule métallique, la présente invention est en outre caractérisée en ce que l'on forme la susdite jonction à la partie de contact de la base creuse du support formée par attaque 10 au travers d'une fenêtre ménagée dans la couche isolante prévue sur la surfaee du support et de la pellicule métallique formée par éva-poration au travers de ladite fenêtre de la eouche isolante, et en . ce qu'il est formé, sur la périphérie de ladite jonction, un intervalle entouré par ladite couche isolante, ladite pellieule métal11-15 que et ladite base ereuse du semiconducteur. D'autres buts, particularités et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture du complément de description qui suit et à l'examen des dessins ci-annexés, lesquels eomplément et dessins concernent différents modes de réalisation de 20 l'invention choisis b, titre d'exemples non limitatifs et sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication. la figure 1, de ces dessins, représente schématiquement en coupe un transistor sensible à la pression de type classique comportant une jonction p-n. 25 la figure 2 représente schématiquement en coupe un tran sistor sensible à la pression établi selon un mode de réalisation de la présente invention« la figure 3 est un diagramme illustrant une caractéristique d'un mode de réalisation de l'invention,» On a porté en abscis-30 ses la tension électrique inverse en volts, et en ordonnées l'intensité de courant inverse base-émetteur (enj\ A/25 J\ 0) ° la figure 4, enfin, est un diagramme illustrant les autres caractéristiques d'un mode de réalisation de la présente invention par comparaison avee celles du dispositif classique. On a, porté en 35 abscisses la tension électrique émetteur-base (en volts), et en-ordonnées l'intensité de courant au collecteur (en ampères). Se référant à la figure 2 qui montre en coupe le schéma d'un transistor sensible à la pression établi selon un mode de réalisation de la présente invention, on y trouve représenté en 11 un 40 style à corps rigide servant à appliquer la pression et qui fait 69 33956 3 2019962 partie de moyens pour appliquer une pression mécanique ; en 12, une pellicule métallique telle qu'une pellicule de molybdène formée par évaporation et qui constitue une ■j onction émettrice dans le transistor en question ; en 13 une région constituant la base du transistor 5 habituellement formée sur un semiconducteur 14 (servant de support) par diffusion ou par croissance par épitaxie ; en 15 une région diffusée à haute concentration ayant une conductivité de même type que celle de la région constituant la base 13 et formant un contact ohrni-que avec le métal d'éleetrode 16 ; en 1? une pellicule isolante, 10 telle par exemple qu'une pellicule de SiOg ; et en 18 un métal d'électrode quand on se sert du support 14 comme d'une région collectrice o Sur la périphérie de la jonction émettrice, ou jonction entre la pellicule. métallique 12 et la région- constituant la base , 15 13, il est prévu un. intervalle 19 environné par la couche isolante 17, la pellicule métallique 12 et la surfaee latérale creuse du support 13 servant de base. Cet intervalle 19 est foimé en opérant de la manière décrite ci-après. La région du support constituant la base 13 est.d'abord profondément attaquée chimiquement au travers de 20 la fenêtre de jonction, prévue dans la pellicule isolante 17, de façon à former un creux dans cette région, et l'on gratte la pellicule isolante immédiatement sous ladite fenêtre de jonction. Le support est de plus attaqué latéralement, et une pellicule métallique 12 de plusieurs milliers d'IngstrSms est déposée sur ladite par-25 tie creuse au travers de ladite fenêtre. Selon l'expérience acquise, O quand la profondeur du creux est d'environ 3.000 A, on attaque le , . o creux latéralement sur environ 1.000 A, et on obtient ainsi l'intervalle désiré. L'intervalle protège la région de base même quand une cou-30 che d'accumulation de charges est'présente immédiatement sous la pellicule isolante sur la surfaee de la région de base. Par conséquent une intensité de courant de fuite inverse entre la base et l'émetteur se trouve substantiellement éliminée. Ce fait remédie remarquablement bien au défaut selon lequel on obtient une tension dis-35 ruptive d'émetteur plutôt faible dans un dispositif établi selon la technique antérieure. D'autre part, dans le sens conducteur, un bruit engendré par la recombinaison superficielle à la partie extrême de la jonction, etc., est aussi inhibé. Sur la figure 3, on a représenté une 40 caractéristique de redressement base-émetteur dans le sens inverse 69 33956 4 2019962 pour un dispositif réalisé conformément à la présente invention en se servant de la valeur de la pression appliquée comme paramètre. la figure 4 illustre les caractéristiques de fonctionnement d'un dispositif réalisé conformément à la présente invention ; 5 les courbes en trait plein correspondent à un dispositif établi selon la technique antérieure, tandis que les courbes en pointillé corresponde.nt à un dispositif établi conformément à l'invention. c Les paramètres illustrés dans- les figures 3 et 4 représentent la pression mécanique appliquée au style applieaisur de pres-10 sion dont la pointe a un rayon de courbure de plusieurs dizaines de microns. Bien qu'un transistor sensible à la pressions, dans lequel une barrière de Schottky métal-semiconducteur sert de jonction é-mettrice, ait été décrit au cours de l'explication ci-dessus de la 15 structure et du fonctionnement d'un mode de réalisation de la présente invention, il est facile de comprendre, d'après le principe de fonctionnement de tels transistors, que 1'on peut se servir de la barrière de Schottky tout aussi bien pour une jonction collectrice. Au cours des travaux qui ont abouti à la mise ru point de la présen- a A X m à J» •! ai» m a JfUy*•» am 4« «3 m a v> ri •? r\ J.Hvfc?U.O_LUIlj UI1 BAD ORIGINAL 69 33956 5 2019962 pour former un dispositif classique ; de plus, on obtient aussi une meilleure reproductibilité. Etant donné qu'une barrière de Schottky formant une jonction émettrice ou collectrice du transistor sensible à la pression 5 selon la présente invention est prévue sur la surface servant de base du creux du support qui est profondément attaqué chimiquement au travers d'une fenêtre de jonction formée dans la couche isolante sur la surface du support, et étant donné qu'un intervalle prédéterminé est ménagé sur la périphérie de ladite jonction, l'impédance en sens 10 inverse est aussi améliorée. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus spécialement envisagés ; elle en em-15 brasse, au contraire, toutes les variantes. "1 BAD ORIGNAL 69 33956 2019962 REVENDICATIONS 1. Transistor semiconducteur sensible à la pression, caractérisé en ce qu'une jonction émettrice ou collectrice à effet redresseur composée d'un contact métal-semiconducteur est établie sur 5 la surface de la région de base du semiconducteur, et l'intensité de courant à la jonction est modifiée d'une manière correspondant à la valeur de la pression quand une pression est appliquée à ladite jonction par des moyens applicateurs de pression. 2. Transistor semiconducteur sensible à la pression? ea-10 ractérisé en ce qu'une jonction émettrice ou collectrice à effet redresseur composée d'un contact métal-semiconducteur est étabLie sur la surface de la région de base du semiconducteur, l'intensité de courant à la jonction est modifiée d'une manière correspondant à la valeur de la pression quand une pression est appliquée à ladite jonc- 15 tion par des moyens applicateurs de pression,-ladite jonction est formée sur la surface de base creusée du support formée par attaque au travers d'une fenêtre ménagée dans la couche isolante prévus sœ> la surfaee du support semiconducteur5 le métal de ladite jonction, est appliqué par évaporation au travers de la fenêtre établie dans 20 ladite coixch.s isolants, et un intervalle CHuOuié pa? ladite couche isolante, la couche métallique et La surface latérale creusée dans ledit semiconducteur est prévu sur la périphérie de ladite jonction 3. Transistor semiconducteur sensible à la pression selon la revendication 2, caractérisé en ce que la profondeur de ladite O 25 partie creuse formée par attaque est supérieure à 3.000 A, la largeur de la zone latéralement attaquée sous la fenêtre ménagée dans la couche isolante (ou largeur d'attaque latérale) est supérieure à 0 1.000 A, et l'épaisseur de la couche métallique est supérieure à plusieurs milliers d ' ingstr'dms et plus grande que ladite profondeur 30 d'attaque® BAD original