Brevet FR2085776A1 — publié le 19711231

l'invention est relative à un procédé pour la stabilisation des caractéristiques électriques d'un transistor à effet de champ à électrode de commande isolée, en particulier à des dispositifs de ce genre dans lesquels un métal réfractaire est utilisé pour cons-5 tituer l'électrode de commande. les transistors à effet de champ du type à électrode de commande isolée comportent en général une paire de régions "bien délimitées de conductivités de types opposés, avoisinant directement une surface constituant la majeure partie d'un corps semi-conduc-10 teur monocristallin d'un type déterminé de conductivité, dans lequel les régions délimitées précitées appelées généralement source et collecteur sont séparées par une région constituant un canal, étroite, disposée en dessous d'une couche isolante surmontée par une électrode de commande. la conduction entre les régions de la 15 source et du collecteur s'effectue à travers le canal au voisinage immédiat de la surface et est modulée par un potentiel appliqué à 11 électrode de commande. Au cours de la fabrication de transistors à effet de champ de ce genre, les régions situées au voisinage immédiat de la surface 20 sont amenées à diffuser à l'intérieur du corps semi-conducteur avec des impuretés activatrices pour former les régions de la source et du collecteur, de conductivités de types opposés à celui de la masse principale de la pastille semi-conductrice, et pour produire les jonctions P-N de la source et du collecteur. A titre d'exemple, on i 25 peut obtenir ce résultat en formant une couche passivante appropriée, par exemple de dioxyde de silicium, à la surface de la pastille, en éliminant par attaque chimique des parties de cette pellicule de dioxyde de silicium, en faisant diffuser le dopant choisi à l'intérieur des régions délimitées découvertes une fois que l'oxyde 30 a été attaqué chimiquement pour former ainsi les régions de la source et du collecteur et en redéposant ensuite une couche de dioxyde de silicium ou d'un autre matériau passivant au moins sur les ouvertures précédemment exposées de l'oxyde. Des contacts appropriés sont ensuite réalisés pour former le collecteur, la source et l'é~ 35 lectrode de commande, ceci d'une manière bien connue des spécialistes. Ce procédé de fabrication de dispositifs semi-conducteurs,, constituât des transistors à effet de champ à électrode de commande isolée, présente toutefois un certain nombre d'inconvénients. 40 Par exemple, la couche passivante ainsi formée est médiocre du fait 71 11581 2 2085776 que des éléments contaminants sont introduits dans la couche passi-van te durant la phase de réoxydation. En outre, il est extrêmement difficile d'aligner avec précision l'électrode de commande par rapport aux jonctions de la source et du collecteur une fois achevée 5 la phase de réoxydation. Si on n'obtient pas une telle précision d'alignement, la région découverte du canal constituera une résistance très élevée et exigera une tension de seuil élevée (tension nécessaire pour inverser la surface du silicium en dessous de la région de l'électrode de commande afin de former ainsi le canal) 10 pour commander le dispositif du fait que, pour une polarisation nulle de l'électrode de commande, il y a très peu de porteurs majoritaires dans la région du canal. De plus, une telle imprécision d'alignement augmente la capacité de contre-réaction entre le collecteur et 1'électrode de commande, ce qui entraîne une augmentation 15 indésirable de la capacité de l'électrode de commande qui limite la vitesse de fonctionnement et, de ce fait, la fréquence de fonctionnement du dispositifo Pour surmonter les difficultés précitées, on peut utiliser une variante, constituant un procédé d'auto-alignement de l'électrode 20 de commande isolée, qui est fondée sur l'utilisation d'un métal ré-fractaire pour constituer l'électrode de commande et un masque de diffusion, lorsque c'est nécessaire. Ceci est effectué en formant l'électrode de commande du transistor à effet de champ à électrode de commande isolée en même temps que sont définies les parties, si-25 tuées au voisinage immédiat du canal, de la source et du collecteur. Initialement, une couche conductrice d'un métal réfractaire, tel que du molybdène, est formée suivant un certain dessin, par des techniques bien connues de photorésistance et d'attaque chimique, pour fournir un dessin à la surface d'une couche isolante formée sur 30 un support semi-conducteur, tel que du silicium, à partir duquel les dispositifs semi-conducteurs constituant des transistors à effet de champ à électrode de commande isolée doivent être fabriqués. La couche conductrice est dessinée de manière à faciliter en même temps la formation des régions, situées au voisinage immédiat du canal, 35 de la source et du collecteur et la formation de l'électrode de cont-mande. Plus simplement exprimé, la couche conductrice dessinée, y compris l'électrode de commande, sert à la fois de masque d'attaque chimique pour faciliter 1'élimination de la couche isolante de la surface des régions où la source et le collecteur doivent être for-40 més et peut, en plus, servir de masque de diffusion au moyen duquel 71 11581 3 2085776 les régions de la source et du collecteur sont formées. Une partie constituant l'électrode de commande de la couche conductrice est placée au-dessus du canal entre les régions de la source et du collecteur. Cette partie constituant l'électrode de commande est, par 5 la suite, munie d'un contact au cours de la fabrication et agit comme support de contact de l'électrode de commande. Cette utilisation multiple de la couche conductrice dessinée forme automatiquement des jonctions, situées au voisinage immédiat du canal, de la source et du collecteur, parfaitement alignées avec l'électrode de comman-10 de. Bien que de tels dispositifs, constituant des transistors à effet de champ à électrode de commande isolée et auto-alignée, utilisant lin métal réfractaire avaient un certain nombre d'avantages distincts, tels-qu'une plus grande vitesse de commutation et une moin-15 dre capacité de contre-réaction, ils n'étaient pas sans présenter quelques inconvénients. Par exemple, l'expérience a montré que lorsqu'on utilisait un métal réfractaire, tel que du molybdène ou du tungstène, au cours du cycle de fabrication, il se produisait une réduction considérable de la stabilité électrique du dispositif, 20 due à la présence apparente d'ions d'impuretés mobiles de l'une et l'autre polarité qui peuvent exister dans le métal réfractaire avant son dépôt et qui contaminent ensuite la couche isolante. Quelques exemples d'ions d'impuretés mobiles sont constitués par des ions alcalins, par exemple de sodium, de lithium et de potassium, des 25 ions d'hydrogène et d'hydroîçyle. De plus, il peut exister aussi des ions d'impuretés mobiles déjà présents dans la couche isolante qui y ont été introduits au cours des phases de traitement effectuées antérieurement. Le nombre total d'ions d'impuretés mobiles présents dans la 30 couche isolante est mieux déterminé en mesurant la variation de la "tension de bande rectangulaire d'un dispositif métal-isolant-sili-cium entre la valeur correspondant au cas où le dispositif est soumis à des contraintes et la valeur correspondant au cas où le dispositif n'est soumis à aucune contrainte. Plus grande est la variation 35 de la tension de bande rectangulaire, plus grand est le nombre d'ions d'impuretés mobiles présents dans la couche isolante. La tension de bande rectangulaire, dans une telle structure métal-isolant-silicium, est définie comme la tension qu'il faut appliquer à 1" électrode de commande par rapport à l'électrode semi-conductrice pour que,.sur 40 un diagramme de niveaux d'énergie représentant les niveaux d'énergie 71 11581 4 208.5776 en fonction de la distance normale à l'interface silicium-isolant, les bandes de conduction et de valence,sur cette interface, soient rectilignes, c'est-à-dire perpendiculaires à l'interface. L'état d'absence de contraintes s'obtient simplement en mesurant la ten-5 sion de bande rectangulaire à la température ambiante. L'état de contraintes, au contraire, s'obtient en appliquant à la fois une contrainte thermique et une contrainte électrique sur l'électrode métallique de commande de la structure métal-isolant-silicium. On supprime ensuite la contrainte thermique et on laisse la structure 10 se refroidir à la température ambiante (la contrainte électrique étant constamment maintenue), puis on mesure de nouveau, à ce moment, la tension de bande rectangulaire pour déterminer s'il s'est produit une variation de la tension de bande rectangulaire depuis la première mesure à la température ambiante. Un ensemble préféren-15 tiel d'états de contraintes consiste à soumettre la structure à une température de 300°C pendant une minute, tout en maintenant une contrainte électrique de + 15 volts appliquée à l'électrode métallique de commande. Dans ces conditions de contraintes, les ions d'impuretés mobi-20 les sont collectés à l'interface silicium-isolant et leur présence est déterminée en mesurant la variation de bande rectangulaire. Pour la stabilité de fonctionnement recherchée d'un tel dispositif en service dans des conditions de température et de tension différentes, il est évidemment souhaitable de réduire au minimum de 25 telles variations de la tension de bande rectangulaire. Toutefois, des tentatives antérieures pour traiter de tels dispositifs de manière à réduire au minimum de telles variations de la tension de bande rectangulaire ont donné lieu à des défauts d'interface fixes qui à leur tour affectent de façon nuisible les caractéristiques de 30 fonctionnement, par exemple en provoquant une élévation de la tension de seuil. En conséquence, un but de 1'invention est de fournir un procédé pour stabiliser électriquement des dispositifs semi-conducteurs du genre des transistors à effet de champ à électrode de commande 35 isolée en réduisant au minimum les effets nocifs de la présence d'ions d'impuretés mobiles dans la couche isolante du dispositif, ceci en réduisant notablement la quantité d'ions d'impuretés mobiles» Un autre but de l'invention est de fournir un tsl procédé qui 40 réduise au minimum, dans de tels dispositifs, la formation de dé 71 11581 5 2085776 fauts résiduels d'interface fixes. Un autre but de l'invention est de fournir un tel procédé qui assure des résultats très reproductibles. Ces buts et d'autres buts encore de l'invention ressortiront 5 mieux de la description détaillée ci-dessous d'exemples illustra-tifs mais nullement limitatifs de réalisation effectuée en se référant aux dessins annexés sur lesquels : - la fig. 1 est un schéma par blocs des principales phases d'un procédé conforme à l'invention; 10 - la fig. 2 représente graphiquement la tension (appliquée à l'électrode de commande métallique) en fonction de la capacité (à travers la couche diélectrique) pour un dispositif, constituant un transistor à effet de champ à électrode de commande isolée, considéré dans le.cas où il n'est soumis à aucune contrainte et dant°le 15 cas où il est soumis à des contraintes, ces courbes étant utilisées pour la mesure et la caractérisation de la stabilité électrique d'un dispositif particulier; - la fig. 3 est -une vue en coupe d'un appareil utilisé pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention; et 20 - la fig. 4 est une vue en coupe à grande échelle d'un disposi tif semi-conducteur caractéristique constituant un transistor à effet de champ à électrode de commande isolée. En résumé, l'invention porte sur un procédé pour réduire la présence d'ions d'impuretés mobiles dans une couche isolante formée i ' 25 sur un corps semi-conducteur de silicium. Initialement, le corps semi-conducteur est placé sous une pression ambiante réduite infé-rieure à 10 ïorr. Dans ce vide, la couche isolante est cuite par chauffage à une température située entre 950°C et 1150°0 pendant un temps suffisant pour entraîner les ions d'impuretés mobiles présents 30 dans la couche isolante, les ions d'impuretés mobiles sont collectés sur une surface métallique relativement froide (c'est-à-dire une surface ayant une température inférieure à environ 1 50°0) qui est disposée à une distance d'environ 30 cm du corps. semi-conducteur. • le corps est ensuite chauffé, en présence d'hydrogène, à une tempé-35 rature comprise entre 250 et 550°0, pendant un temps suffisant pour réduire la présence des défauts d'interface fixes des deux polarités qui sont formés dans la couche isolante au cours de la phase initiale de chauffage, le caractère amphotère du défaut d'interface fixe et la symétrie des niveaux d'énergie de l'état de l'interface 40 suggèrent qu'ils peuvent être considérés comme des niveaux pris à 71 11581 6 2085776 l'extérieur du cohtinuum ou spectre continu des bandes de conduction et de valence, par les discontinuités présentées par les liaisons du silicium à la surface, le chauffage sous vide à haute température de pastilles de silicium oxydées est capable de produire 5 une grande densité de niveaux d'énergie fixes, donneurs et accepteurs, de l'interface. la fig. 1 représente un schéma par blocs des phases A à E d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, la phase A se rapporte à la formation d'un certain nombre de pastilles semi-conduc-10 trices dans une plaquette semi-conductrice à laquelle est applicable le procédé selon l'invention. 0e procédé sera décrit à l'aide d'une pastille -unique (représentée sur la fig. 4) de silicium avant que celle-ci soit obtenue par subdivision d'une plaquette mère, la pastille 20 ne constitue qu'une faible partie d'une plaquette de 15 silicium semi-conducteur et il va de soi que le procédé décrit peut être appliqué à la totalité de la plaquette si on le désire, l'ensemble de cette pastille 20 fournit, au cours de la phase A, un transistor à effet de champ à électrode de commande isolée, qui est formé en utilisant une technique d'obtention d'une électrode de com-20 mande isolée auto-alignée. Initialement, une couche isolante de dioxyde de silicium 23 d'environ 3.000 à 25.000 angstroms d'épaisseur est formée à la surface supérieure du support de silicium 26 dont le type de conductivité peut être, par exemple, le type N. Une ouverture destinée à recevoir un diélectrique (non représentée sur la 25 figure), pour l'électrode de commande, est ensuite effectuée dans la couche d'oxyde 23 en découvrant une partie de la surface supé- . . rieure du support 26. Une mince couche diélectrique 29 pour l'électrode de commande, qui peut aussi être du dioxyde de silicium, d'une épaisseur d'environ 1.000 angstroms, est ensuite déposée dans 30 l'ouverture en question pour l'électrode de commande et est recouverte par une couche 22 d'un matériau réfractaire tel que du molybdène ou du tungstène, cette dernière recouvrant également le reste de la surface supérieure de la pastille 20. On sait, évidemment, qu'on peut utiliser -un autre matériau isolant, tëL que du nitrure de 35 silicium ou de l'oxynitrure de silicium, pour les couches 23 et 29, soit seul, soit en combinaison avec du dioxyde de silicium. En utilisant des techniques de photomasquage et d'attaque chimique bien connues des spécialistes, l'électrode métallique de commande 22 se trouve délimitée aussi bien que les ouvertures 27 et 28 destinées 40 au collecteur et à la source. 7111581 7 20-85776 Une source appropriée à'un matériau, contenant une impureté déterminant le type de conductivité désiré, -par exemple une couche de verre au borosilicate 21 -contenant un dopant du type de conductivité P, est ensuite déposée sur toute la surface supérieure de la 5 plaquette 26 du type de conductivité ET. la pastille 20 est ensuite traitée à une température suffisamment élevée pour entraîner le dopant du type P à l'intérieur du support 26 formant ainsi simultanément le collecteur 24 et la source 25- Toutes les techniques citées ci-dessus pour la formation de la structure 20 sont connues des 10 spécialistes; aussi est-il inutile de les décrire plus en détail ici. On sait par la théorie qu'au cours des diverses phases de fabrication utilisées pour former des structures semi-conductrices telles que le dispositif 20, les ions d'impuretés mobiles sont in-15 troduits dans les couches isolantes 23 et 29 affectant ainsi d'une manière nocive la stabilité électrique du dispositif. Cet effet sur la stabilité électrique est mis en évidence, par exemple, par une forte variation de la tension de bande rectangulaire lorsqu'on la mesure successivement dans un état où le dispositif n'est soumis à 20 aucune contrainte et dans un état où il est soumis à des contraintes. la courbe correspondant aux contraintes est obtenue en soumettant la couche diélectrique du dispositif 20 à une contrainte thermique de 300°C et à une contrainte de tension appliquée à l'électrode de commande de + 15 volts. Au bout d'une minute, on supprime la 25 contrainte thermique de 300°G et on laisse la structure se refroidir jusqu'à la température ambiante; à ce moment, on mesure de nouveau la tension de bande rectangulaire. D'une manière caractéristique, cette variation, désignée par "A", de la tension de bande rectangulaire, qui est la différence entre les tensions et Vfu2 30 indiquées sur la fig. 2, qui n'est pas relative à un dispositif conforme à l'invention, va de 2 à 3 volts à plus de 30 volts, les dispositifs réalisés conformément à l'invention présentent des variations, dans des conditions de contraintes comparables, considérablement inférieures, la courbe 0(7) de la fig. 2, qui n'a qu'un but 35 illustratif, est relative à un silicium de type îT; toutefois, un procédé de mesure analogue pourrait être utilisé pour déterminer line courbe 0(V) pour un silicium de type P, qui permettrait également de déterminer la variation, désignée par "A", de la tension de bande rectangulaire, à la seule différence près que les courbes 40 0(V) seraient symétriques des précédentes par rapport à l'axe,des C. bad original 71 -11581 v 2085776 Les dispositifs conformes à l'invention présentent des variations qui, dans des conditions de contraintes comparables, sont nettement réduites. Selon une phase préférentielle B de l'invention, des plaquettes, 5 contenant des pastilles identiques à la pastille 20, sont placées dans un système à vide approprié. Un mode de réalisation caractéristique d'un tel système à vide 10 est représenté sur la fig. 3. Le système à vide 10 comporte une plaque embase métallique 13 et une cloche métallique, qui sont refroidies par de l'eau circulant dans 10 des serpentins 11. De préférence, la plaque 13 et la cloche 12 sont maintenues à une température inférieure à une température maximale de 150°0. A la plaque embase 13 est fixé un système de pompe à vide _3 14 capable de maintenir une pression inférieure à 10 Torr à l'intérieur de la cloche. Les plaquettes contenant les pastilles 20 15 sont placées sur un support approprié 17 qui est de préférence construit en tantale ou en molybdène. Les plaquettes disposées sur le support 17 sont chauffées jusqu'à des températures situées entre 950 et 1150°G par un réchauffeur 18 en tantale ou en molybdène. Le réchauffeur 18 est placé directement en dessous des plaquettes dans 20 le support 17 et est alimenté par des conducteurs 15 et 16. Le refroidissement de la cloche 12 et de la plaque embase 13 sont souhaitables du fait que la théorie indique que les ions d'impuretés mobiles, lorsqu'ils sont entraînés hors du dispositif, sont plus efficacement absorbés par une surface refroidie. _3 25 Après qu'on ait obtenu une pression réduite de moins de 10 Torr, on chauffe la pastille 20, comme l'indique la phase G de la fig. 1, jusqu'à une température située entre 950 et 1150°C. Au cours de la phase 0, la pastille 20, selon le procédé conforme à l'invention, subit une réduction de pression ambiante'située entre 30 10 et 10" Torr. A une pression inférieure à 10 Torr, on n'observe aucune amélioration relativement aux avantages présentés par l'invention. Le temps pendant lequel la pastille 20 est maintenue à cette température prédéterminée et à cette pression réduite peut varier de 1 à 5 heures environ, selon le nombre d'ions d'impuretés 35 mobiles présents dans les couches isolantes 23 et 29. L'expérience montre qu'au bout d'une heure l'avantage de l'invention (c'est-à-aire la réduction de la variation de la tension de bande rectangulaire) peut être mesuré en utilisant les techniques de contraintes et a'absence de contraintes antérieurement décrites. La variation 40 -de la tension de bande rectangulaire continue à diminuer jusqu'après 71 11581 9 2085776 environ cinq heures, après quoi on ne peut mesurer aucune réduction supplémentaire de l'amplitude de cette variation même en chauffant encore jusque environ 20 heures. Bien que normalement, avant la phase C, les contacts de l'électrode de commande 22, de la source 5 24 et du collecteur 25 ne soient pas encore formés dans la pastille 20, lorsque le métal choisi pour constituer les contacts ne s'allie pas avec le silicium à la température à laquelle est soumise la pastille 20 sous vide, c'est-à-dire 950 à 1150°C, les contacts peuvent être fabriqués avant la phase C. Les techniques pour la formation 10 de ces régions de contact sont bien connues des spécialistes et ne rentrent pas dans le cadre de l'invention,. Après avoir achevé la phase C, on enlève la pastille 20 du système à vide, ce qui constitue la phase D. En raison de l'introduction de défauts d'interface fixes dans les couches isolantes 23 et 15 29 au cours de la phase C, on utilise ensuite une phase de chauffage E. La phase E exige que la pastille 20 soit chauffée à une température située entre 250 et 550°C en présence d'hydrogène (5 i<> en volume d'hydrogène au minimum, le reste étant constitué par un gaz inerte, par exemple de l'azote) pendant environ une heure. Après 20 une heure d'un tel traitement thermique, aucune réduction appréciable dans la présence de défauts d'interface fixes, à l'interface couche isolante/silicium, ne semble se produire9 même après 16 heures de traitement. La présence de défauts d'interface fixes est mesurée en déterminant la différence entre la tension de bande rectan- i 25 gulaire de la pastille 20 à la température ambiante et sa tension de bande rectangulaire mesurée à la température de l'azote liquide, c'est-à-dire 77°£. Exemple I a) Quatre plaquettes constituées de pastilles ayant une struc-30 tare identique à celle de la pastille 20 de la fig. 4, comportant une électrode de commande de molybdène de 0,4 mm de diamètre, ont été placées dans un système à vide sous une pression réduite de 10-3 Torr et ont été chauffées à 1000°C pendant des temps de 1 à 5 heures. Ce traitement a été suivi par un traitement de chauffage en 35 présence d'hydrogène (5 % en volume d'hydrogène et 95 % en volume d'azote) à 500°C pendant 1 heure. Des essais ont été tentés également dans des gammes de température de 250 à 550°G sans obtenir de différence appréciable dans les résultats. b) Après avoir effectué ce traitement de chauffage sous vide, 40 on a mesuré les variations de la tension de bande rectangulaire. 10 15 20 25 71 11581 10 2085776 Cette mesure a été effectuée en prenant la différence entre la tension de bande rectangulaire mesurée à la température ambiante, sans aucune contrainte, et la t ension de bande rectangulaire mesurée à la température ambiante après qu'une contrainte thermique de 300°C, sous une contrainte électrique de + 15 volts, ait été appliquée à l'électrode de commande pendant 1 minute et ensuite supprimée. Une fois que la contrainte thermique de 300°C a été supprimée, le dispositif demeurant encore sous la contrainte électrique de + 15 volts a été abandonné jusqu'à ce qu'il soit refroidi à la température ambiante à laquelle la tension de bande rectangulaire a été mesurée de nouveau. Les résultats obtenus sont représentés dans le tableau 1 et montrent une amélioration par rapport à une variation de la tension de bande rectangulaire, laquelle variation était auparavant d'au moins 25 volts. Tableau 1 Echantillon Variation de la tension de bande rectangulaire (volts) 1 heure 3 heures 5 heures 1 - 10 - 5 - 0,3 2 - 6,5 - 3 - 0,1 3 - 5,9 - 1,6 - 0,5 4 - 3,8 - 0,9 - 0,05 30 Exemple II a) Le processus de l'exemple l(a) a été répété sur quatre autres plaquettes identiques, mais la pression a été réduite jusqu'à 10"7 Torr. b) Le processus de l'exemple I(b) a été répété et les résultats obtenus sont représentés dans le tableau 2. Tableau 2 Echantillon 35 1 2 3 4 Variation de la tension de bande rectangulaire (volts) 1 heure 10 7,3 7,5 2,0 3 heures - 1,3 - 1,0 - 2,5 - 0,3 5 heures - 0,2 - 0,2 - 0,4 - 0,3 40 Exemple III a) Deux plaquettes constituées de pastilles ayant une struc- 71 11581 2085776 ture identique à celle de la pastille 20 de la fig. 4, comportant une électrode de commande de molybdène de 0,4 mm de diamètre, ont _3 été placées dans un système à vide sous une pression réduite de 10 Torr, ont été chauffées à 930°C pendant 3 heures, ont été enlevées 5 du système à vide et traitées à la chaleur en présence d'hydrogène (5 > en volume d'hydrogène et 95 en volume d'azote) à 500°C pendant -une heure. La variation de tension de bande rectangulaire de chaque plaquette a été ensuite mesurée suivant le processus de l'exemple I(b). Les plaquettes ont été remises ensuite dans le sys-10 tème à vide et le processus ci-dessus a été répété, à la différence près que la température a été portée à 1000°G et maintenue à cette valeur pendant deux heures supplémentaires. D'une manière analogue, on a utilisé des températures allant jusqu'à 1150°C sans obtenir de variations appréciables dans les résultats. 15 b) Le processus de l'exemple I(b) a été répété et les résultats obtenus sont représentés dans le tableau 3. Tableau 3 Echantillon de Variation de la tension bande rectangulaire (volts) 3 930°C heures 1000°C 2 heures supplémentaires 1 - 20 - 0,36 2 - 24 - 0,73 25 Exemple IV a) Deux plaquettes constituées de pastilles ayant une structure identique à celle de la pastille 20 de la fig. 4, comportant une électrode de commande de molybdène de 0,4 mm de diamètre, ont été •—8 placées dans un système à vide sous une pression réduite de 10" 30 Torr, ont été chauffées à 950°C pendant 5 heures, crrb été enlevées du système à vide et traitées à la chaleur en présence d'hydrogène (5 en volume d'hydrogène et 95 î° sn volume d'azote) à 500°C pendant 1 heure. La variation de la tension de bande rectangulaire de chaque plaquette a été ensuite mesurée suivant la procédure de 35 l'exemple l(b). Les plaquettes ont- été ensuite remises dans le système à vide et le processus ci-dessus a été répété, à la différence près que la température a été portée à 1000°C et maintenue à cette valeur pendant 2 heures supplémentaires. h) Le processus de l'exemple I(b) a été répété et les résul-40 tats obtenue sont représentés dan? le 'tableau 4» . BAD ORIGINAL 71 11581 12 2085776 Tableau 4 Echantillon de Variation de la tension bande rectangulaire (volts) 5 95û°C heures 1000°C 2 heures supplémentaires 1 - 0,67 - 0,2 2 - 0,30 - 0,2 Exemple V 10 a) Une plaquette de transistor à effet de champ à électrode de commande isolée a été préparée, arec une couche isolante d'électrode de commande en oxyde d'environ 1000 angstroms, par des techniques bien connues des spécialistes. La plaquette a été ensuite pla- _7 cée dans un système à vide sous une pression réduite de 10 Torr 15 et chauffée à 1000°C pendant 5 heures. L'électrode de commande isolée a été ensuite formée avec de l'aluminium, en utilisant des techniques classiques. Ce traitement a été suivi par le chauffage de la plaquette en présence d'hydrogène (5 f° en volume d'hydrogène et 95 en volume d'azote) à 500°C pendant environ 1 heure. 20 b) Les tensions de bande rectangulaire avec et sans contrain tes et leurs différences ont été ensuite déterminées en utilisant le processus de l'exemple I{b). c) Les résultats ont indiqué que la stabilité du dispositif, c'est-à-dire la variation de la tension de bande rectangulaire, de-25 meurait normale à environ 0,5 volt; toutefois, l'amplitude obtenue pour chaque tension de bande rectangulaire, avec contraintes et sans contraintes, était plus voisine de la tension de bande rectangulaire théorique (cette tension est obtenue par des calculs mathématiques et suppose la présence d'aucun ion d'impureté mobile dans 30 la couche isolante) du dispositif qui est souhaitable du fait que plus la tension de bande rectangulaire est faible, plus la tension de se^il nécessaire pour la commande du dispositif semi-conducteur est faible, Exemple VI 35 a) Deux plaquettes de transistors à effet de champ à électrode de commande isolée, compox"tant une structure molybdène/nitrure de silicium/dioxyde de silicium/silicium, ont été préparées par des techniques bien connues des spécialistes. b) L'une des placuettes a été chauffée dans une atmosphère 40 classique de 95 *.i en volume d'azote et de 5 i» en volume d'hydrogène BAD ORIGINAL 71 11581 13 2085776 à 1000°C pendant 5 heures et a présenté une variation de tension de bande rectangulaire de -10,7 volts lorsqu'elle était soumise à une contrainte thermique de 300°C et à une contrainte électrique de +15 volts pendant une minute, suivant le processus utilisé dans l'exem-5 pie I(b). c) L'autre plaquette a été placée sous une pression réduite de —7 10 Torr et chauffée à 1000°0 pendant 5 heures, puis soumise à un traitement à la chaleur à 500°G pendant 1 heure. Ceci s'est traduit par une variation de tension de bande rectangulaire de -0,3 volt et 10 par une réduction de la tension de bande rectangulaire de 3,3 à 0,25 voltedans le cas où la plaquette est soumise à une contrainte thermique de 300°C avec une tension de +15 volts pendant 1 minute selon le processus utilisé dans l'exemple I(b). Il va évidemment de soi. que l'invention s'appliquera tout aus-15 si bien à de nombreux autres genres de dispositifs semi-conducteurs monolithiques individuels et intégrés dont les caractéristiques de rendement sont affectées par la présence d'ions d'impuretés mobiles et de défauts d'interface fixes dans la couche d'isolation. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce 20 qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux des modes d'application, non plus qu'à ceux des modes dé réalisation de ses diverses parties, ayant été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. 71 11581 14 2085776 REVENDICATIONS 1 - Procédé pour réduire au minimum les effets d'ions d'impuretés mobiles et/ou de défauts d'interface fixes dans une couche isolante formée sur un corps semi-conducteur de silicium, lequel 5 procédé est caractérisé en ce qu'il comporte les phases opératoires suivantes : - mise en place du corps semi-conducteur dans une atmosphère _3 de pression constante réduite, inférieure à 1 x 10 Torr, - chauffage de la couche isolante formée sur le corps, lors-10 qu'elle est dans ladite atmosphère à pression réduite, jusqu'à une température située entre 950 et 1150°C pendant un temps suffisant pour réduire au minimum les effets nocifs des ions d'impuretés mobiles présents dans la couche isolante, et - chauffage du corps semi-conducteur en présence d'hydrogène à 15 une température comprise entre 250 et 550°C pendant un temps suffisant pour réduire les effets des défauts d'interface fixes sur l'interface couche isolante/silicium. 2 - Procédé pour la stabilisation des caractéristiques électriques d'un transistor à effet de champ à électrode de commande 20 isolée comportant une couche isolante formée sur un corps de matériau semi-conducteur, consistant à réduire fortement la présence d'ions d'impuretés mobiles et/ou de défauts d'interface fixes sur l'interface couche isolante/semi-conducteur, lequel procédé est caractérisé en ce qu'il comporte les phases opératoires suivantes : 25 - mise en place du corps semi-conducteur dans une atmosphère —3 —8 de pression constante réduite, située entre 10" et 10" Torr, - chauffage du corps semi-conducteur, lorsqu'il est dans ladite atmosphère de pression réduite, jusqu'à une température située entre 950 et 1150°C pendant au moins 1 heure, pour entraîner les ions 30 d'impuretés mobiles, - mise en oeuvre d'une surface métallique froide ayant une température inférieure à 150°C pour collecter les ions d'impuretés lorsqu'ils sont entraînés, et - chauffage du corps semi-conducteur en présence d'hydrogène 35 à une température comprise entre 250 et 550°C pendant au moins 1 heure. 3 - Procédé pour réduire la variation de la tension de bande rectangulaire dans un dispositif semi-conducteur constituant un transistor à effet de champ à électrode de commande isolée, formé 40 dans un corps semi-conducteur présentant sur sa surface supérieure 71 11581 15 2085776 une couche isolante, lequel procédé est caractérisé en ce qu'il comporte les phases opératoires suivantes : - .aise en place du corps semi-conducteur dans une atmosphère —3 de pression constante réduite inférieure à 1 x 10 Torr, 5 ' - chauffage de la couche isolante formée sur le corps, lors qu'il est dans ladite atmosphère à pression réduite, jusqu'à une température située entre 950 et 1150°C pendant un temps suffisant pour réduire au minimum les effets nocifs des ions d'impuretés mobiles présents dans la couche isolante, et 10 - chauffage du corps semi-conducteur en présence d'hydrogène à une température comprise entre 250 et 550°C pendant un temps suffisant pour réduire au minimum les effets des défauts d'interface fixes sur l'interface couche isolante/semi-ccnducteur,