Brevet FR2019295A1 — publié le 19700703

La présente invention a pour objet im procédé de production d'une couche en un matériau seiui-conducteur enduit» Elle vise également les produits obtenus selon ce procédé. On connaît déjà une méthode de production d'une couche de ce 5 genre, consistant à déposer sur uii substrat une couche d'un matériau semi-conducteur, à déposer un film mince en une matière d'en-duisage sur la couche semi-conductrice et à chauffer le substrat de façon que la matière d'enduisage se répande dans le substrat. L'objet de la présente invention est une méthode simplifiée 10 de production d'une telle couche en un matériau semi-conducteur enduit, procédé pour lequel il n'est pas nécessaire de faire appel à un processus de chauffage du substrat sur lequel est formée la dite couche. Les termes d'enduit et d'enduisage se trouvent dans la litté-15 rature technique actuelle sous la forme ndopeurw et "dopage" que, pour simplifier, on utilisera parfois dans la description. En conséquence, le procédé de fabrication d'un matériau semiconducteur enduit ou dopé est caractérisé par les opérations consistant à déposer un film mince de substance d'enduisage sur un 20 support et à déposer par évaporation. une couche, du matériau semiconducteur sur ledit film, ce dernier étant suffisamment mince pour que pratiquement la totalité de sa masse diffuse ou se répande dans le matériau semi-conducteur déposé. On comprend aisément qu'un tel procédé permet de contrôler de 25 façon très exacte la proportion des atomes d'enduisage dans la couche semi-conductrice, suivant l'épaisseur relative du film do-peur et de la couche en matériau semi-conducteur. Cette épaisseur relative peut, à son tour, être facilement contrôlée suivant la quantité de la matière et de l'enduit qui sont évaporés de leurs 50 sources initiales respectives. On saisit en outre clairement que le procédé selon l'invention peut être avantageusement appliqué à la fabrication d'une couche de matériau serai-conducteur, constituant une phase ou opération intermédiaire de la fabrication d'un transistor à film 35 mince. On a représenté au dessin ci-annexé, une forate non limitative de réalisation de la présente invention et dans ce dessin: Figure 1 est une coupe agrandie d'un se ai-conducteur à film mince isolé à effet de vanne, dispositif qui peut être incorporé 40 à une couche de matière seai-condûctrice dopée selon le procédé de BAD ORIG'HAt 69 23431 2 2019295 l®inv©ntion® Figure 3 est une mie en perspective d'un dispositif deatiné au dépôt par évaporation d'une couche de substance de dopage sur ub-s bande évaporatoire» 5 Figure 3 est une vue analogue d'un dispositif destiné au dé pôt par évaporation drun film, mince d'atomes de dopage sur-un support approprié. Comme le montre la Fis* X, une couche 6 en matériau serai-conducteur k base de séléniure de cadmium, d'une épaisseur de l'ordre 10 d 'un micron, est enduite de cuivre dans une proportion d@ 0,034^ en poids de cuivre par rapport au séléniure, en déposant sur un substrat de verre 1, un film mince:de' cuivre 5 de 2,19 angstr5mss puis en déposant par évaporation une couche 6 semî-conductrîcê en séléniure de cadaiium d'épaisseur de l'ordre d'un micron. D'au-15 très matériaux semi-conducteurs, tels que.le sulfure de cadmium et autres matériaux d'enduisage, tels que l'or ou l'argent, peuvent être utilisés. Un film de cuivre 5 dont l'épaisseur est de 2,19 angstrofcis a pour effet que la couche 6 d'un micron en séléniure de cadmium, qui a normalement une résistance de 25.mréghoms, voit sa 20 résistance portée à 125.000 méghoms, ce qui est dû à l'enduisage de la couche 6 à l'aide d'atomes de cuivre dérivés de film mince de cuivre. Les atomes de cuivre sont absorbés dans le séléniure de cadmium au cours du dépôt de la couche de séléniure 6 sur le film mince de. cuivre 5. 25 La Fi g.. 1 représente l'application du procédé selon llinven- tion à la fabrication d'un dispositif semi-conducteur isolé à effet de vanne, le résultat étant une augmentation dé la conductance de transfert de ce dispositif. Sur une .face d'un substrat en verre 1, on aépose une électrode 30 de source 2 en or et une électrode d'utilisation 4 en or également et ce par dépôt sous -vide. L'électrode de source 2 et l'électrode d'utilisation 4 sont séparées d'une distance de l'ordre de 10 microns. Le substrat 1.peut, au lieu da verre, être en une matière isolante.appropriée quelconque, comme la"céramique, la porcelaine 35 ou des matières plastiques. . .... Un film miace.de cuivre 5, dfépaisseur de 2,19 angstroms est déposé entre les électrodes. 2 et 4 eii les chevauchant partiellement, par-un processus d'évaporation et cela en quantité fixe de cuivre. Ensuite, une couche semi-conductrice 6 à base de séléniure 40 de cadmium dont l'épaisseur est d'un micron, est déposée par éva- 8AD ORIGINAL 69 23431 3 2019295 poration sur ledit film mince de cuivre 5. La ehaleur présente dans le matériau serai-conducteur déposé, provogue la diffusion dans la couche 6 de la totalité du cuivre formant la couche du film. 5. Le séléniure de cadaliura est une matière de type n de sorte que les a-5 tomes de cuivre 5 absorbés dans la couche 6 agissent comme receveurs d'atom.es, ce qui augmente 1s. résistivité électrique de la couche 6 au séléniure. Les atomes de cuivre 5 compensent également les atomes donneurs qui sont normalement présents sur le support 1 même préparé avec la plus grande régularité. On a constaté qu'une 10 proportion plus élevée que 0,15 £ en poids de cuivre par rapport au séléniure de cadmium, conduisait à un seuil de tension beaucoup trop élevé pour commuter le dispositif semi-conducteur à film mince de Fig. 1. La résistivité d'une couche semi-conductrice telle que 6 dans 15 un dispositif semi-conducteur.sensiblement analogue à celui de Fig. 1, mais sans le film mince de cuivre 5 de 2,19 ajigstrbms d'épaisseur, n'est que de 0,1 méghoni. Le dispositif se.ui-conducteur à effet de vanne de Fig. 1 présente au contraire une résistance de 500 méghoms, donc 5000 fois plus grande, ce qui est dû aux proportions 20 ûe 0,054 % indiquées plus haut. Une plus forte proportion donne un multiple supérieur à 5000 fois et cette augmentation de résistivité a pour effet d'augmenter en conséquence la conductance de transfert ou le gain du dispositif. Le dispositif seai-eonducteur à effet de vanne représenté en 25 Fig. 1 peut être complété par le dépôt pcr évaporation d'une couche isolante 8, par exemple du monoxyde de silicium, d'épaisseur de l'ordre de 0,1 micron, couche qui est placée sur la couche semi-conductrice 6. Une couche constituant électrode de- vanne 10 en aluminium., d'une épaisseur de 0,1 micron, est déposée sur la couche 30 isolante 8. Un fil d'électrode 13 est connecté à la couche d'aluminium ou électrode 10, par exemple au moyen d'une peinture "d'argent conductrice. Des fils de cuivre 3 et 7 sont connectés respectivement eux électrodes de source 2 et d'utilisation 4, également par le moyen de peinture d'argent conductrice. 35 Les Fig. 'I et 3 représentent un procédé permettant de contrô ler de façon rigoureuse l'épaisseur du film mince15 d'atomes de dopage, utilisé pour enduire la couche semi-conductrice 6. Une quantité mesurée de cuivre 20 (Fig. 2), par exemple de 0,080 g, est placée sur un pont à évaporation en tantale. Un masque 24 pré-40 sentant un trou 25 de 1 cm2 est disposé sur le pont 22. Lorsque t BAD ORIGINAL 69 23431 4fc 20 ! ViS>5 ce dernier est suffisa-jnsat chaud, le cuivre s'évapore vers le haut suivant une configuration hémisphérique et une couche de cuivre 28 se dépose donc sur une bande ou feuille 26 de tantale disposée à environ 17,5 cm. au-dessus du pont 22. La couche résultante 5 28 de .cuivre présente une épaisseur de 1400 e.ngstr3ms et a une surface d'un centiniètre carré. Cooae la densité du cuivre est de 9,94 g/cm?, le poids de la couche 28 est de 0,000125 grariraes. La bande à évaporation 26 en tantale est alors utilisée corarie source d'évaporation; on place un support portant une électrode de source 2 et 10 une électrode d'utilisstîon 4 d'abord suivant une position inversée 17,5 cia au-dessus de la bande 26 avec un masque 33, disposé entre la bande 26 et le support 1. La bande 26 est ensuite chauffée électriquement de façon qu'un film de cuivre 5 de 2,19 angstrSms d'épaisseur soit déposé sur le support 1, et sur les. électrodes 2 et 15 4. ORIGINAL 69 23431 5 2019295 KEVEKDICATIQKTS 1. Procédé de fabrication d'une couche en un matériau seml- , conducteur enduit, caractérisé par les opérations qui sonsistent à déposer sur un substrat (1) un film, mince (5) eh une matière d'en-5 duisage et à déposer p;*r évaporation sur le film une couche de maté= riau semi-conducteur (6), ledit film (5) en matière "d'enduisage étant suffisamment mince pour que pratiquement toute sa masse se répande dans la matière semi-conductrice déposée» 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait 10 que le, matériau semi-conducteur (6) est du seléhiure de cadmium, et qv.e la matière d'enduisage (5) est du cuivre. 5. Procédé de fabrication d'une couche en matériau semi-conducteur dopé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le film mince (5) en matière d'endui-15 sage est formé par évaporation d'une quantité déterminée de substance de dopageà tfavers un masque à ouverture (24) en vue de former une couche déposée sur une bande évaporatoire (26) et par évaporation de cette couche à travers un masque à ouverture (35) sur ledit substrat. 20 4. Couche en matériau semi-conducteur enduit, caractérisée par le fait qu'elle est obtenuepar le procédé selon l'une quelconque des revendi cat ions pré cèdente s. 5. Procédé de fabrication d'un transistor à film mince caractérisé par les opérations consistant à munir un substrat (l) d'une 25 électrode de source (2) et d'une électrode d'utilisation (4), à déposer un film mince (5) en matériau de dopage au-dessus de la zone du substrat comprise entre ces deux électrodes (2,4) en chevauchant celles-ci au moins partiellement; et à déposer par évaporation un matériau semi-conducteur (6) sur le film (5), le film de 30 dopage (5) étant suffisamment mince pour que sa masse se répande en totalité dans le matériau semi-conducteur déposé. 6. Transistor à film mince fabriqué selon le procédé de la revendication 5. BAD ORIG'NAL