Brevet FR2081661A1 — publié le 19711210

la présente invention est relative à une série de couches de contact pour des éléments de construction semi-conducteurs, en particulier pour des éléments de construction diffusés à "base de silicium. 5 On connaît de nombreuses couches et séries de couches pour la mise en contact d'éléments de construction à "base de silicium. En plus d'un contact électrique à résistance aussi "basse que possible, elles doivent satisfaire à une série d'exigences qui garantissent un fonctionnement exempt de perturbations des éléments de :0 construction. Parmi ces exigences, en plus d'une faible résistance de contact, se rangent entre autres, une bonne adhésion, une bonne soudabilité,., une bonne résistance aux variations de la température, de faibles différences de coefficients de dilatation, une bonne imprégnabilité, une bonne conductibilité thermique, l'élimination 15 des processus de diffusion indésirables, l'élimination des phénomènes de fragilisation lors du soudage, ainsi qu'une bonne résistance à l'attaque par mordançage. Il n'a pas été possible jusqu'ici de satisfaire simultanément à toutes les exigences ou au moins à un grand nombre de cel-20 les-ci et do fabriquer dos couches de contact qui, en plus do ceci, peuvent ôtro manipulées sûrement," môme au point de vue de la technique do fabrication. Dès lors, le problème posé par la présente invention, consiste à mettre au point une série de couches de contact pour des 25 éléments de construction semi-conducteurs, dont la fabrication est sûrement contrôlée au cours de la finition et qui se caractérisent par de faibles résistances de contact et une bonne adhésion, par une bonne résistance aux variations de la température, par une bonne soudabilité et possibilité d'attaque par mordançage. ju Dans le cas d'une série de couches de contact pour des éléments de construction semi-conducteurs, en particulier pour des éléments de construction diffusés à base de silicium, ce problème est résolu, conformément à l'invention, en ce sens quo la couche se trouvant immédiatement sur le corps semi-conducteur se compose 35 d'une combinaison d'un métal à haute adhésion avec un métal à 71 07159 2081661 faible résistance de contact; en ce sens qu'une couche métallique, "bien imprégnable et résistant largement à la dissolution provoquée par la soudure, est déposée sur cette coucha combinée; et en ce sens qu' une autre couche métallique bien imprég-nablo, recouverte 5 de son côté d'un ou de plusieurs métaux résistant bien au mordançage, est appliquée sur la couche métallique citée en premier lieu. Pour la couche combinée se trouvant sur le corps semi-con-ducteur et se composant d'un métal à haute adhésion et d'un métal provoquant une faible résistance de contact, il est recommandé en 10 particulier d'utiliser une couche de chrome et de vanadium constituée d'environ 10 à lOfo de vanadium, de préférence 35 à 40$ de vanadium, et fabriquée par la mise en oeuvre d'un procédé simultané, de préférence par évaporation simultanée. - Comme couche métallique, bien imprégnable et résistant lar-15 genent à la dissolution provoquée par la soudure, du nickel est de préférence approprié, lequel empêche une attaque corrosive de la soudure à travers les différentes couches - par exemple, une couche d'argent - pour l'alliage chrome-vanadium. Etant donné que le dépôt du nickel s'effectue sous vide, c'est-à-dire par conséquent, 20 dans des conditions exemptes d'oxygène, on produit une surface exempte d'oxydes, présentant la bonne imprégnabilité exigée. Comme couche bien soudable - en fonction dfune température choisie d'-une manière correspondante, il est recommandé d'appliquer, sur le nickel, une couche d'argent qui est avantageuse, par rapport 25 à une couche d'or, en ce sens qu'elle ne fragilise pas la soudure tendre et est bien entendu en substance meilleur marché également. Sur la couche d'argent, on dispose une couche métallique (offrant une bonne résistance pendant le mordançage final des éléments de construction), par exemple une couche d'or, et on appli-30 que, sur celle-ci, une seconde couche résistant à l'attaque par mordançage, laquelle est stable dans une solution de mordançage, soit éventuellement un mélange d'acide fluorhydrique et d'acide nitrique, également vis-à-vis d'une attaque d'une durée prolongée. A cet effet, une couche de chrome s'est révélée avantageuse. 35 Grâce à la couche de contact conforme à l'invention, ."on 71 07159 -3- 2081661 agit de façon à obtenir une bonne adhésion entre le corps semiconducteur et la couche de contact par la combinaison de chrome et de vanadium, nais en outre, simultanément, à déterminer également une faible résistance de contact. Par conséquent, par rapport à 5 une couche se composant uniquement de chrome, qui, lorsqu'elle est évaporée, présente également une bonne adhésion, l'invention offre l'avantage d'une faible résistance de contact, alors que, par ailleurs, une couche de chrome entraîne en soi - principalement lors d'une faible dotation du silicium - de hautes résistances de con-10 tact non désirées. En revanche, une couche se composant exclusivement de vanadium se caractérise par des résistances de contact relativement basses, mais offre toutefois l'inconvénient d'une adhésion plus médiocre, ce qui a pour conséquence, pour la fabrication, un tra-15 vail sujet aux perturbations et par conséquent plus coûteux, par exemple, lors de l'attaque par mordançage des corps semi-conducteurs avant le procédé de métallisation sous vide. Grâce à la combinaison conforme à l'invention, il est possible d'une manière surprenante de maintenir les propriétés avan-20 tageusos des deux éléments et d'éliminer leurs propriétés désavantageuses, de sorte que simultanément une bonne adhésion et une basse résistance de contact sont .présentes. la figure annexée est une représentation schématique partielle d'un exemple de réalisation d'une série de couches de con-25 tact conformes à l'invention. Sur la surface d'un corps semi-conducteur 1, on dépose une couche 2 formée par la combinaison d'un métal à haute adhésion avec un métal à faible résistance de contact, par exemple, une couche de chrome et de vanadium recouverte d'une couche métallique 3 bien 30 imprégnable, pour laquelle de préférence, du nickel est éventuellement approprié. Sur la couche métallique 3» on applique une autre couche -bien soudable - 4, par exemple, à base d'argent, laquelle, de son côté, reçoit une couche 5 ou une série de couchas 5, 6 à base d'or 35 et/ou dj chrome et qui offre une bonne résistance pendant le mordançage final des éléments da construction. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme do l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple(s) non linitstif(s) sans 40 sortir du cadre de l'invention. 71 07159 -4- 2081661 REVENDICATIONS 10- Série de couches de contact pour des éléments de construction semi-conducteurs, en particulier pour des éléments de construction diffusés à base de silicium, caractérisée en.ce que 5 la couche (2) se trouvant immédiatement sur le corps semi-conducteur Cl) se compose d'une combinaison d'un métal à haute adhésion avec un métal à faible résistance de contact; en ce. qu'une couche métallique (3), bien imprégnable et résistant largement à. la dissolution provoquée par la soudure, est déposée sur cette couche ÎO combinée (2); et en ce qu'une autre couche métallique bien imprégnable (4), recouverte de son cSté d'un ou de plusieurs métaux (5) ou (5, 6) résistant bien au mordançage, est appliquée sur la couche métallique citée en premier lieu (3)„ 2»- Couche de contact suivant la revendication 1, caracté-15 risée en ce que la couche combinée (2), formée d'un métal à haute adhésion et d'un métal à faible résistance de contact, se compose d'un alliage de chrome et de vanadium,, 3„- Couche de contact suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la couche combinée (2) se 20 compose d'environ 10 à 70% de vanadium, de préférence 35 à 40% de vanadium,, 4o- Couche de contact suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la couche (3), bien imprégnable et résistant largement à la dissolution provoquée par la 25 soudure, se compose de nickel0 50- Couche de contact suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la couche (4) à bonne soudabilité se compose d'argent. 6„- Couche de contact suivant l'une quelconque des reven-30 dications 1 à 5, caractérisée en ce que la couche de revêtement (5) ou (5,6), résistant au mordançage, se compose d'or et/ou de chrome» 70- Procédé pour la fabrication d'une couche de contact suivant la revendication 1, ou l'une des suivantes, caractérisé en 35 ce que la couche combinée (2) à base de chrome ou de vanadium est fabriquée par la mise en oeuvre d'un procédé simultané,, 8o- Procédé pf>ur la fabrication d'une couche de contact 71 07159 2081661 -5- suivant la revendication 1 ou l'une das suivantes, caractérisé on ce que la coucha combinée (2) à base do chrome et de vaïiadiun est fabriquée par évaporation simultanée. 9. Procédé da fabrication d'une couchc de contact suivant la rcvondication 1 ou l'une des suivantes, caractérisé on cg que la couche de nickel (3) est fabriquée sous vide selon un procédé d'évaporation.