Brevet FR2099540A1 — publié le 19720317

L'invention concerne un dispositif de contact pour transistors, de préférence pour des transistors à haute fréquence au germanium, dans lequel la base et l'émetteur sont recouverts par une couche isolante, tandis qu'au moins 5 une fenêtre de contact pour la base et pour l'émetteur sont prévues dans ladite couche isolante. La revue Sieraens-Zeitschrift n° 41 (1967)» volume 9» pages 758-702, a fait connaître de tels transistors à haute fréquence au germanium. Ces derniers comportent, au-10 dessus du collecteur, une base fabriquée suivant la technique mésa. Dans une partie de la surface de la base l'émetteur est formé par alliage tandis que le raccord de la base est déposé par vaporisation sur une autre partie. Le raccord de la base et l'émetteur possèdent la même forme géométrique lorsque 15 leur fabrication s'effectue avec le même masque suivant la technique de déplacement. Mais il est également possible que le raccord de la base présente la forme d'un U, entourant l'émetteur. Dans ce cas, le raccord de la base et l'émetteur sont déposés à l'aide de masques de laque photosensible. 20 L'émetteur est dans les deux cas formé par alliage, par chauffage au-dessus de la température entectique. En raison de leur dimensions réduites, les contacts du raccord de la base et de l'émetteur sont difficiles à réaliser et nécessitent une grande précision. C'est pourquoi 25 il n'est pas possible d'utiliser des procédés rationnels de fabrication des contacts. Un contrôle des composants sur la pastille par mesure automatique par pointes n'est pas possible avant le montage des différents composants. L'invention a pour but de créer des raccords 30 pour transistors, permettant d'établir aisément les contacts, La réalisation de ceux-ci doit pouvoir s'effectuer sans ajustage délicat, c'est-à-dire que les surfaces de contact doivent être aussi grandes que possible. Les contacts ne doivent cependant former aucune capacité indésirable avec le collecteur. 35 Ce problème est résolu grâce au fait que les surfaces de contact métalliques de la base et de l'émetteur sont situées pour leur plus grande partie sur la couche isolante, tandis que la surface de contact de l'émetteur est prévue principalement au-dessus de la base et séparée électriquement kO de celle-ci par la couche isolante, afin de supprimer la 71 26801 2 2099540 capacité entre émetteur et collecteur. La réalisation des contacts est sensiblement simplifiée à l'aide des contacts indiqués. Alors que, sans ces contacts et dans le cas d'une forme géométrique 5 déterminée, on ne peut utiliser que des fils de contact possédant des diamètres voisins de 7> les contacts indiqués permettent d'utiliser des fils, dont le diamètre atteint jusqu'à 25, pour la même forme géométrique. Une mesure automatique par pointes de la pastille est également possible 10 avant le montage des différents composants. La capacité due au contact d'émetteur est sensiblement réduite à cause de la position particulière du contact d'émetteur situé presque exclusivement au-dessus de la base. Suivant une autre forme de réalisation 15 de l'invention, les surfaces de contact sont constituées sensiblement sous la forme d'ellipses ou d'ellipses tronquées. La géométrie en forme d'ellipse est particulièrement adaptée au procédé de contact et au diamètre du fil. Si l'on désire utiliser des fils de diamètre plus 20 important, on choisit de façon appropriée une ellipse plus grande telle que ses dimensions soient adaptées au diamètre du fil. Une autre caractéristique de l'invention porte sur un procédé pour fabriquer le dispositif de contact. 25 II est proposé de déposer par vaporisation les surfaces de contact de grandeur souhaitée pour réaliser les contacts des raccords électriques extérieurs. A titre d'exemple on a décrit ci—dessous et illustré schématiquement au dessin annexé plusieurs formes 30 de réalisation du dispositif suivant l'invention. La figure 1 est une vue de dessus d'un transistor. La figure 2 est une coupe du transistor de la figure 1 suivant IX-II. 35 La figure 3 est une vue de dessus d'un autre transistor. La figure 4 est une coupe du transistor de la figure 3 suivant IV-IV. Les parties correspondantes des différen-UO tes figures sont désignées par les mêmes chiffres de référence. 71 26801 2099540 Dans un corps semi conducteur 1 au germanium, dopé du type J*, qui sert de collecteur, il est prévu une zone 2, dopée du type n et formant la base, et, dans cette dernière une zone 3» dopée du type ^ ut constituant l'émetteur. 5 Sur la base 2 est disposé un raccord métallique 4 de la base, qui doit assurer une liaison de résistance ohmique faible autant que possible avec la base 2 électriquement active entre le collecteur et l'émetteur 3- La surface du transistor est revêtue par 10 une première et une seconde couche isolante 6, 7, constituées toutes les deux par du bioxyde de silicium. Dans la couche isolante 7 sont prévues deux fenêtres 8, 9« La surface de contact 10 de l'émetteur est reliée électriquement à l'émetteur 3 à travers la fenêtre 8, tandis que la surface de contact 11 15 de la base est reliée électriquement au raccord 4 de la base à travers la fenêtre de contact 9» Les surfaces de contact 10, 11 sont de forme elliptiques et sont constituées par de l'aluminium ou de l'argent. Les demi-axes principaux des surfaces de contact 10, 11 mesurent approximativement 25yte , alors 20 que les demi-axes secondaires mesurent approximativement 17^. Les dimensions des surfaces de contact ainsi formés sont suffisantes pour réaliser le contact usuel avec des conducteurs d'alimentation électrique extérieurs (fils), comme par exemple pour le procédé dit de soudure par points (Stitch-Bonding). 25 Comme il ressort des figures 1 et 2, la surface de contact 10 de l'émetteur est située principalement au-dessus de la base 2. Je ce fait la capacité entre l'émetteur et le collecteur se trouve sensiblement réduite. La seconde couche isolante 7 sert simulta— 30 nément de couche de passivation. Elle est déposée à partir de silane, sur toute la surface à des températures situées au-dessous du point entectique du germanium et de l'aluminium, c'est-à-dire approximativement à 400°C. Puis on réalise les fenêtres de contact 8, 9 par attaque chimique dans cette couche 35 au moyen de la technique de photogravure usuelle. Enfin les surfaces de contact 10, 11 sont déposées par vaporisation. Le matériau de contact, par exemple de l'aluminium, peut être mélangé également à de faibles quantités d'un autre métal, tel que l'argent ou le nickel. La structuration des surfaces de 40 contact 10, 11 s'effectue à l'aide de là technique de l'attaque 71 26801 4 2099540 chimique ou de la technique d'enlèvement. Pour éviter des résistances de jonction indésirables entre le dispositif et la surface de contact déposée par vaporisation ou le contact déposé par vaporisation, 5 il est avantageux de constituer les contacts, déposés par vaporisation, sous la forme de métallisations à couches multiples. Comme couche intermédiaires, on peut utiliser des couches de chrome ou de titane possédant des épaisseurs de 100 à k 000 &. 10 Afipt d'obtenir une stabilité mécanique suffisante des contacts, déposés par vaporisation, pour la mesure par pointes, lesdits contacts doivent être frittes à une température comprise entre 300 et 400°C, la température de frittage étant particulièrement adaptée à la métallisation 15 considérée. Dans le second exemple de réalisation représenté sur les figures 3 et 4, le raccord 4 de la base a la forme d'un U et entoure de ce fait partiellement l'émetteur 3. Le corps semi-conducteur 1 en germanium est dopé du type P 20 et sert à nouveau de collecteur. La base 2 est dopée du type n et l'émetteur 3 est dopé du type P. La surface de contact 10 est reliée électriquement à l'émetteur 3 à travers la-fenêtre 8 et la surface de contact 11 est reliée électriquement au raccord k de la base à travers la fenêtre 9- Les surfaces de 25 contact 10, 11 ont la forme d'ellipses tronquées (figure 3) et sont constituées par de l'aluminium ou de l'argent. Le demi-axe principal de ces ellipses a pour longueur approximative 30^& tandis que le demi-axe secondaire a pour longueur approximative 20/& . La surface de contact 10 recouvre une branche 30 du raccord k en forme de U de la base et se trouve principalement au-dessus de la base 2. La surface de contact 11 est reliée à l'autre branche du raccord k de la base à travers la fenêtre 9. Grâce à cette disposition de la surface de contact 10, la capacité entre l'émetteur et le collecteur est sensiblement 35 diminuée. La fabrication de la couche isolante 7, qui est constituée comme la couche isolante 6 par du bioxyde de silicium, s'effectue comme indiqué plus haut dans le cas du premier exemple de réalisation. Comme il a déjà été expliqué, ko les surfaces de contact 10, 11 sont fabriquées par.vaporisation 71 26801 5 2099540 d'aluminium ou d'argent, tandis que le matériau de contact peut être mélangé éventuellement de faibles quantités des matériaux indiqués. Avec les surfaces de contact indiquées, 5 on peut utiliser des fils de contact dont le diamètre peut atteindre jusqu'à 25 jf" . On peut de ce fait également utiliser des procédés de fabrication de contact technologiquement plus simples. En outre des mesures automatiques par pointes des différents composants sont possibles avant le montage. Grâce 10 au choix de la position de la surface de contact de l'émetteur presqu'exclusivement au-dessus de la base, la capacité due au contact de l'émetteur est fortement réduite étant donné qu'aucune capacité indésirable n'est formée avec la région du collecteur. 71 26801 6 2099540 REVENDICATIONS 1. Dispositif de contact pour transistors, de préférence pour des transistors à haute fréquence au germanium, dans lequel la base et l'émetteur sont recouverts par 5 une couche isolante, tandis qu'au moins une fenêtre de contact pour la base et pour l'émetteur sont prévues dans ladite couche isolante caractérisé par le fait que les surfaces de contact métalliques de la base et de l'émetteur sont sjTtuées pour leur plus grande partie sur la couche isolante, tandis 10 que la surface de contact de l'émetteur est prévue principalement au-dessus de la base et séparée électriquement de celle-ci par la couche isolante, afin de supprimer la capacité entre émetteur et collecteur. 2. Dispositif suivant la revendication 1 15 caractérisé par le fait que les surfaces de contact sont réalisées sensiblement en forme d'ellipses. 3. Dispositif suivant l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé par le fait que les surfaces de contact sont réalisées sensiblement en forme d'ellipses tronquées. 20 4. Dispositif suivant l'une des revendica tions 1, 2 ou 3 caractérisé par le fait que les surfaces de contact sont des contacts déposés par vaporisation. 5. Dispositif suivant l'une des revendications 2, 3 ou 4 caractérisé par le fait que les demi—axes 25 principaux des surfaces de contact de forme elliptique ont une longueur approximative de 30yCC et que les demi-axes secondaires ont une longueur approximative de 2.0^4^ , et que la surface de contact de l'émetteur recouve une première branche d'un raccord de base métallique en forme de U, situé directement sur 30 la base et entourant partiellement l'émetteur, ledit raccord de base étant séparé de la surface de contact de l'émetteur par la couche isolante. 6. Dispositif suivant la revendication 5 caractérisé par le fait que la fenêtre de contact de la sur- 35 face de contact de la base traverse la couche isolante en direction de la seconde branche du raccord métallique de la base. 7. Dispositif suivant l'une des revendications 2, 3 ou 4 caractérisé par le fait que les demi-axes principaux des zones de contact elliptiques ont pour longueur 40 approximative 25 yÛL et que les demi-axes secondaires ont pour 71 26601 r 2099540 longueur approximative 17 ja* » que la surface de contact de l'émetteur est située principalement au-dessus de l'une des moitiés de la base carrée entourant l'émetteur tandis que la surface de contact de la base est située partiellement au-dessus du bord de la seconde moitié de la base. 8. Dispositif suivant la revendication 4 caractérisé par le fait que les contacts déposés par vapori- . sation comportent au moins deux couches métalliques superposées. 9. Dispositif suivant la revendication 8 caractérisé par le fait que la couche constituant une couche intermédiaire est constituée par du chrome ou du titane. 10. Dispositif suivant la revendication 9 caractérisé par le fait que l'épaisseur de la couche intermédiaire est comprise entre 100 et 4 000 S. 11. Procédé pour fabriquer un dispositif de contact suivant l'une des revendication 1, 2, 3» 4, 5» 6, 7» 8 ou 9 caractérisé par le fait que les surfaces de contact possédant les dimensions souhaitées pour la réalisation du contact des raccords électriques extérieurs sont déposées par vaporisation.