Brevet FR2060107A1 — publié le 19710611

i 2060107 La présente invention concerne un procédé pour fabriquer des circuits électroniques, consistant à déposer une couche isolante sur un corps semi-conducteur contenant des composants à semi-conducteurs munis de plages de contacts en platine de sorte qu'au moins 5 une face du corps semi-conducteur est recouverte en dehors des plages de contacts par la couche isolante, ensuite à déposer successivement une première couche de titane, puis une couche de platine, puis une couche d'or sur la coucee isolante et sur les plages de contacts. 10 Les revues "Bell Laboratories Record", Octobre-Novembre 1966, et "The Western Electric Engineer", décembre 1967,ont fait connaître le fait de déposer sur un corps semi-conducteur en silicium des voies conductrices ou Beam-Leads dans une succession de couches de titane-platine-or. Ceci est réalisé en déposant à la fin du 15 processus de diffusion dans le corps semi-conducteur en silicium une couche de nitrure, rendue passive, ayant une épaisseur d'environ 1000 à 1500 angstrSms sur ledit corps semi-conducteur. Ensuite on réalise des trous de contact par décapage chimique jusqu'au silicium, puis on vaporise une couche de platine sur toute la sur-20 face de la pastille. Un traitement thermique de courte durée provoque la formation de siliciure de platine dans les trous de contact. On enlève la couche de platine par décapage chimique» Le siliciure de platine se trouvant dans les trous de contact n'est pas attaqué. On dépose ensuite par vaporisation du titane et du platine sur tou-25 te la surface du corps semi-conducteur. On dégage ensuite par attaque chimique les voies conductrices en platine à l'aide d'un masquage avec une laque photosensible, tandis que le titane prévu pour assurer le contact avec le renforcement galvanique en or subsiste. Après que le titane a été enfin enlevé par décapage chimique, 30 on peut préparer le corps semi-conducteur pour la séparation par attaque chimique des différents dispositifs. Le titane sert de couche adhérente et le platine sert de couche d'arrêt pour maintenir l'or écarté du titane et du silicium. On réalise le masquage avec une laque photosensible. La galvanisation 35 avec l'or, qui ne peut être réalisée que difficilement pour des structures fines, ayant approximativement un ordre de grandeur de 5 microns, présente des difficultés. En outre, l'attaque chimique du platine est reproductible difficilement. La présente invention a pour but de fournir un procédé qui 40 évite les difficultés indiquées ci-dessus. Il doit cependant 70 29806 2 2060107 permettre en premier lieu de fabriquer également de très fines structures de voies conductrices en or. Ce problème est résolu conformément à l'invention par le fait qu'on dépose une couche de masquage métallique, facile à en-5 lever par décapage chimique, en addition à la couche d'or, qu'on enlève par décapage chimique cette couche de masquage métallique en dehors d'une structure de voies conductrices souhaitée, qu'on enlève ensuite par pulvérisation cathodique, la couche d'or et la couche de platine en dehoss de la structure des voies conduc-10 trices, et qu'on enlève par décapage chimique la couche de masquage résiduelle-, subsistant sur la structure des voies conductrices, et la première couche de titane en dehors de la structure des voies conductrices. La couche de masquage métallique, facile à enlever par 15 décapage chimique, permet la fabrication de voies conductrices en or très fines. Il est avantageux d'utiliser des matériaux réactifs ayant le taux de vaporisation le plus faible possible, pour réaliser le masquage lors de l'attaque ionique. Dans une autre forme de réalisation avantageuse de l'inven-20 tion, on utilise de l'aluminium, du titane ou du molybdène, pour réaliser le masquage. On peut en outre également réaliser un dépôt de chrome, de tantale, d'hafnium, de zirconium, de vanadium ou de tungstène. Les taux de vaporisation de ces matériaux de masquage sont approximativement deux à trois fois moindres que ceux 25 de l'or ou du platine. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, cette différence peut être encore accrue surtout dans le cas d'une pulvérisation à courant continu, par addition d'azote ou d'oxygène au gaz de pulvérisation, qui est l'argon. Il est en outre avantageux de déposer sur la couche d'or 30 d'abord une seconde couche de platine, puis la couche de masquage. La couche de platine interdit un contact direct du matériau de la couche de masquage avec la couche d'or. Cela s'est avéré approprié pour l'attaque chimique ultérieure de la couche de masquage. A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et illustré schê-35 matiquement au dessin annexé un mode d'exécution du procédé suivant l'invention. La figure est une vue en coupe d'un corps semi-conducteur muni de la succession de couches conforme à l'invention. Sur un corps semi-conducteur 1, qui est de préférence cons-40 titué par du silicium et qui comporte une couche superficielle 2 70 29806 3 2060107 de nitrure, rendue passive, dans lequel sont disposés des composants ou des circuits tels que par exemple des diodes 11 et dans lequel se trouvent des voies constituées par des rainures non représentées sur la figure, on prépare des contacts 3 platine-sili-5 ciure de la façon suivante : on vaporise du platine après avoir fabriqué par décapage chimique la fenêtre 4 du contact. Puis on enlève par décapage chimique le platine en dehors des contacts 5. A l'aide d'un appareil de pulvérisation cathodique à haute fréquence à plusieurs cibles, on dépose alors successivement, 10 sans supprimer le vide, une couche adhérente 6 de titane ayant une épaisseur d'environ 1000 angstrSms, une couche d'arrêt 7 en platine ayant une épaisseur d'environ 1500 angstroms, pour séparer l'or du titane et du silicium, puis une couche d'or 8 ayant une épaisseur de 5000à 10000 angstroms et servant de matériau conducteur, 15 pour donner une résistance suffisamment faible aux voies conductrices devant être formées ultérieurement par attaque ionique, une seconde couche de platine 10 ayant une épaisseur d'environ 500 angstrSms pour séparer l'or du matériau de masquage et enfin une couche de masquage 9 ayant une épaisseur d'environ 3000 angstroms 20 et constituée par de l'aluminium ou du titane ou du molybdène pour l'attaque ionique ultérieur des voies conductrices. Les épaisseurs des couches, indiquées ici, se sont avérées avantageuses. Le dépôt d'une seconde couche métallique 10 n'est pas absolument nécessaire. Mais il s'est avéré que cette seconde couche est sur-25 tout appropriée lorsqu'on utilise de l'aluminium ou du titane pour égaliser la couche de masquage. Après avoir déposé cette pellicule métallique formée de quatre ou de cinq couches, on réalise d'une façon connue et à l'aide de la technique de photogravure l'attaque chimique de la 30 structure des voies conductrices pour le composant entier dans la couche de masquage 9. Etant donné que la couche de masquage 9 est très mince, des structures inférieures à 4 microns peuvent être fabriquées aisément. En utilisant la couche de masquage, on réalise ensuite 35 l'attaque ionique du corps semi-conducteur dans un appareil de pulvérisation cathodique. On enlève la couche d'or 8, la couche de platine 7 et la seconde couche de platine 10 en dehors de la structure des voies conductrices. On ajoute de préférence au gaz de pulvérisation qui est l'argon, environ 5% d'azote ou d'oxygène. 40 De ce fait, on peut multiplier par un facteur 2 ou 3 ou même par 70 29806 4 2060107 un facteur allant jusqu'à 10 la différence existant entre les taux de vaporisation de l'or et du platine d'une part et des matériaux de masquage, aluminium ou titane ou molybdène, d'autre part. Le vide utilisé a de préférence une valeur approchant 10 " torr. 5 Comme matériau de masquage, qu'on peut déposer de préférence dans le vide avec un appareil de .pulvérisation cathodique, il est également approprié d'utiliser du chrome et du tantale, de l'haf-nium, du zirconium, du vanadium ou du tungstène. Conformément à l'invention, on utilise donc à dessin pour 10 le masquage des matériaux réactifs et faciles à enlever par décapage chimique.. L'addition d'azote ou d'oxygène au gaz de pulvérisation qui est l'argon, diminue le taux de vaporisation du matériau de masquage. La couche de masquage restante, constituée par de l'aluminium 15 ou du titane ou du molybdène ou par l'un quelconque des autres matériaux indiqués, et la couche adhérente en titane sont ensuite enlevées de façon connue par décapage chimique, en dehors de la structure des voies conductrices en ce qui concerne ladite couche de titane. 20 Le procédé conforme à l'invention peut être utilisé d'une façon particulièrement avantageuse dans le cas d'un corps semiconducteur en silicium. Cependant, le corps semi-conducteur peut également être constitué par un autre matériau approprié, tel que par exemple du germanium. 70 29806 5 2060107 REVENDICATIONS 1 - Procédé pour fabriquer des circuits électroniques, consistant à déposer une couche isolante sur un corps semi-conducteur contenant des composants à semi-conducteurs munis de plages de 5 contacts de platine, de sorte qu'au moins une face du corps semiconducteur en dehors des plages de contacts, est recouverte par la couche isolante, ensuite à déposer successivement une première couche de titane, une couche de platine, puis une couche d'or sur la couche isolante et sur les contacts, caractérisé par le fait 10 qu'on dépose ensuite une couche de masquage métallique, facile à enlever par décapage chimique, qu'on enlève par décapage chimique cette couche de masquage métallique en dehors d'une structure de voies conductrices souhaitée, qu'on enlève ensuite par pulvérisation cathodique, la couche d'or et la couche de platine en dehors 15 de la structure des voies conductrices, et qu'on enlève par décapage chimique la couche de masquage résiduelle, subsistant sur la structure des voies conductrices, ainsi que la première couche de titane en dehors de la structure des voies conductrices. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le 20 fait qu'on utilise une seconde couche de titane comme couche de masquage. 3 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on utilise une couche d'aluminium comme couche de masquage. 4 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le 25 fait qu'on utilise une couche de molybdène, de chrome, une couche d'hafnium, de zirconium, de vanadium, de tungstène ou de tantale comme couche de masquage. 5 - Procédé selon la revendication 1 et l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait qu'on dépose 30 sur la couche d'or une seconde couche de platine avant la couche de masquage métallique facile à enlever par décapage chimique. 6 - Procédé selon la revendication 1 et l'une quelconque des que des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait qu'on dépose la couche de masquage sous vide à l'aide d'un 35 appareil de pulvérisation cathodique. 7 - Procédé suivantla revendication 6, caractérisé par le fait qu'on utilise comme vide une atmosphère constituée par un gaz sous une pression d'environ 10"^ torr et formé par 95% d'argon et 5% d'azote. 40 8 - Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le 70 29806 6 2060107 fait qu'on utilise comme vide une atmosphère constituée par un gaz —-3 à une pression d'environ 10 torr formé par 95% d'argon et 5% d'oxygène. 9 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait qu'on utilise du silicium comme corps semi-conducteur.