Brevet FR2090142A1 — publié le 19720114

i. 2090142 La présente invention est relative aux dispositifs semiconducteurs et se rapporte plus particulièrement aux dispositifs semi-conducteurs du type à circuit intégré nécessitant un ou plusieurs niveaux de métallisation en combinaison avec des conduc-5 teurs externes . L'industrie des semiconducteurs recherche depuis un certain temps des moyens meilleurs et moins coûteux pour mettre sous boîtier les dispositifs semiconducteurs . Jusqu.'à une date récente, la technique la plus largement utilisée pour mettre les dispositifs 10 sous boîtier a consisté à les monter sur un support en métal et verre et à les compléter avec un boîtier métallique . L'ensemble de support et de boîtier est extrêmement coûteux . Le coût du boîtier et du support dépasse quelquefois lé coût du dispositif semiconducteur lui-même . 15 II a été suggéré d'utiliser des boîtiers en matière polymère synthétique, ordinairement en1, une résine thermodurcissable, pour les semiconducteurs comprenant les transistors, les diodes, les circuits intégrés, etc. L'industrie des semiconducteurs a augmenté régulièrement le volume et la diversité des dispositifs mis sous 20 boîtier ou enrobés dans de la matière plastique . Actuellement, un pourcentage très important de la production totale des circuits intégrés au silicium est revêtue de matière plastique, ce qui est considérablement moins coûteux que l'ensemble précité de support et de boîtier . Par exemple, on utilise des polymères de 25 résine époxy et de silicone pour enrober des dispositifs par moulage par transfert . La coulée est également une technique courante . Une technique dont le prix est intermédiaire entre l'ensemble de support et de boîtier et l'enrobage de matière plastique consiste à fixer un boîtier métallique à une embase-en 30 matière céramique à l'aide d'un adhésif organique puissant .tel. qu'une résine époxy . Il est généralement reconnu que l'étanchéité obtenue par des procédés autres que celui qui utilise un support et un boîtier n'est pas parfaite dans un transistor mis sous boîtier en métal 35 et verre . Dans ceux-ci. des fuites de l'ordre de 10-1®cm^ par seconde ou moins d'hélium sont courantes . Non seulement, la matière plastique présente une perméabilité relativement élevée pour- divers gaz ,mais le transfert des gaz ambiants contenant de la vapeur d'eau, le long d^ia surface de séparation entre les 4® conducteurs métalliques et la matière plastique dans la direction 71 18131 2. 2090142 du dispositif actif, a posé un problème particulier à l'industrie . La pénétration des gaz ambiants dans les boîtiers semiconducteurs n'est probablement pas un problème sérieux du point 5 de vue de la dégradation possible de la surface du dispositif lui-même . Les problèmes associés à la corrosion des couches métalliques minces utilisées pour former les contacts, les conducteurs et pour interconnecter les diverses régions des dispositifs semiconducteurs sont actuellement notablement plus importants pour 10 l'industrie . Cette corrosion est provoquée par la pénétration dans le boîtier de vapeur d'eau ambiante . La corrosion de ces couches métalliques minces est réduite à une valeur minimale dans les dispositifs individuels en raison de la quantité minimale de pellicules métalliques nécessaires pour former les interconnexions. 15 Le problème se pose de façon plus aigtle dans les dispositifs à composants multiples tels que les circuits intégrés . Toutefois, même dans les boîtiers de dispositifs' individuels, la corrosion peut apparâître au niveau de la liaison des conducteurs et dés plots de connexion si des métaux différents sont utilisés . 20 Les dispositifs à circuit intégré peuvent comporter et comportent ordinairement un certain nombre de composants actifs et passifs tels que des transistors, des condensateurs et des résistances qui sont formés par diffusinn en dessous d'une surface ou face principale d'une pastille semi-conductrice . Une couche 25 isolante recouvre la face de la pastille et comporte des trous 1 donnant sur la surface du semiconducteur . Des couches métalliques sont déposées sur la couche isolante . Ces couches métalliques interconnectent, selon un schéma prédéterminé, diverses régions du dispositif semiconducteur par l'intermédiaire des trous 30 ménagés dans la couche isolante . La longueur de ces couches métalliques minces est ordinairement très grande dans les circuits intégrés en comparaison des dispositifs individuels, en raison des connexions nécessaires entre les différentes régions . Naturellement, le risque de corrosion est d'autant plus élevé que la sur-35 face des couches métalliques d'interconnexion qui est exposée aux gaz ambiants est plus grande . A mesure que la complexité des schémas d'interconnexion augmente, il devient nécessaire de former plusieurs niveaux d'interconnexion métallisés . Les niveaux sont naturellement isolés électriquement par diverses couches de matière 40 isolante aux points de croisement . Bien que les couches inférieures 71 18131 3. 2090142 soient isolées de l'atmosphère ambiante,la couche du dessus ou dernière oouche d'interconnexion est encore exposée ordinairement aux gaz ambiants, ce qui donne naissance à un risque distinct de corrosion des couches métalliques minces ou dispositifs de métal-5 lisation du dessus . L'aluminium et un ensemble or-molybdène à deux couches constituent deux métaux ou ensembles de métallisation qui sont couramment utilisés pour former les conducteurs et les contacts des semiconducteurs des circuits intégrés . L'aluminium a été 10 très largement utilisé dans les circuits intégrés . Dans les dispositifs à composants individuels, les plots de liaison sont également fabriqués ordinairement en aluminium . Des fils d'or sont couramment utilisés pour connecter le plot en aluminium à un conducteur qui permet d'établir le contact électrique du dispo-15 sitif mis sous boîtier avec l'extérieur . Toutefois, lorsqu'on utilise de l'aluminium dans un environnement non hermétique, des courants de conduction ionique peuvent s'établir entre les métaux différents, par exemple entre l'aluminium et l'or . Lorsqu'une quantité de vapeur d'eau suffisante est absorbée par la surface 20 du dispositif pour former un électrolyte d'épaisseur et de conduc-tivité suffisantes le couple aluminium-or est particulièrement actif et s'autopolarise à environ 3 V . Au début de la réaction, 1'aluminium, qui est ancdique, s'oxyde en Al^+, tandis qu'à la cathode, de l'hydrogène se dégage. 25 L'ion aluminium ainsi libéré réagit immédiatement avec l'eau, conformément à la réaction : 2 ALj+ + 3 H20 = A120^ + 6 H+ ce qui forme de l'alumine AlgO^ insoluble et isolante . La formation de cette pellicule isolante ralentit naturellement 30 la réaction et tend à protéger l'anode contre une nouvelle dissolution . Malheureusement, l'oxyde anodique présente une perméabilité et des imperfections suffisantes pour que l'oxydation se poursuive . Ordinairement, l'attaque a lieu en des points localisés situés près de la cathode, ce qui provoque la formation de 35 piqûres . L'aluminium est évacué sous la forme d'ions AIO2"" . La corrosion de l'aluminium s'effectue également d'une manière différente . Comme la solution située près de la cathode devient basique, les régions voisines non polarisées se dissolvent, conformément à la réaction : 2 Al + 2 0H~ + 2 HgO = 2 A102~ + 3 Hg . 71 18131 4. 2090142 Dans ce cas, aucune pellicule de protection ne se forme . Cette réaction se poursuit jusqu'à ce qu'un circuit ouvert soit formé . L'aluminium dissout ne se redépose pas sous la forme de métal au niveau de la cathode du fait que le dégagement d'hydrogène est 5 plus favorable . En appliquant une tension de polarisation externe à l'ensemble, on.provoque 1'accélération du dégagement d'hydrogène dans les zones polarisées cathodiquement, tandis que les régions métalliques polarisées négativement ne sont pas corrodées . Les réactions anodiques sont de même accélérées, le dégagement 10 d'oxygène devenant un processus électrolytique concurrent . Une partie de l'oxygène migre vers la cathode au niveau de laquelle il est de nouveau réduit en eau . En utilisant un fil conducteur en aluminium au lieu d'un fil en or, on assure la protection contre la nature autopolarisante ou de cellule galvanique de l'ensemble 15 mais un conducteur en aluminium peut se corroder lorsqu'une tension de polarisation externe est appliquée . L'ensemble molybdène-or se comporte quelque peu différemment. Comme les oxydes du molybdène sont solubles dans l'eau, (par exemple Mo20^) , le métal ne devient pas passif aussi facilement 20 que l'aluminium . Par conséquent, l'ensemble s'autopolarise et se corroda facilement, le molybdène se dissolvant au niveau de l'anode jusqu'à ce qu'un circuit ouvert soit formé . L'application delà polarisation accélère le processus au niveau des deux électrodes . A moins d'appliquer des tensions de polarisation extrê-25 mement élevées aux électrodes (supérieures à 5 V) , le dégagement d'oxygène ne devient pas notablement concurrentiel du fait que la dissolution du molybdène est électrochimiquement plus favorable pour des polarisations externes élevées, la dissolution d'or au niveau des sites anodiques devient également concurrentielle . 30 Mais comme le potentiel d'oxydation de l'or est très négatif, le dégagement d'oxygène prédomine . Néanmoins, une certaine quantité d'or peut se dissoudre au niveau de l'anode, conformément à la réaction suivante : Au + xHgO = Au (aq) + e~ 35 L'or ne forme pas naturellement d'oxydes stables . L'or qui ne se dissout pas anodiquement est éliminé uniformément sur la totalité de la zone anodique sans qu'il en résulte de piqûre . L'ion or est transporté dans l'électrolyte jusqu'à -la région'cathodique la plus proche dans laquelle il se dépose sous la forme de métal. 40 II a été suggéré de remédier à ces problèmes en utilisant 71 18131 5. 2090142 des couches métalliques de tungstène ainsi qu'un métal modificateur présentant une résistance à la corrosion plus grande que le tungstène . Ces ensembles de métallisation présentent toutefois certains inconvénients pouB la plupart des dispositifs . Comme 5 le tungstène et un métal modificateur tel que le titane se fractionnent si on utilise des procédés d'évaporation classiques, on ne peut déposer de telles pellicules que par destechniques de pulvérisation, par exemple de pulvérisation à haute fréquence. Toutefois, les énergies des atomes métalliques pulvérisés arrivant 10 au niveau du substrat sont très élevés (10 à 100 eV) et les pastilles de silicium sont plongées dans de l'argon énergétique. De plus, les pastilles ou substrats de. silicium sont plongées dans un plasma énergétique pendant le dépôt des pellicules métalliques . Ce bombardement fortement énergétique peut modifier 15 des substrats semiconducteurs et provoquer 1'augmentation de la charge Qss . La charge Qss est une charge résiduelle qui apparaît au niveau ou au voisinage de la surface de séparation entre le silicium et la première couche d'oxyde de silicium . Ceci n'est pas souhaitable du fait quç, lorsque la charge Qss dépasse un 20 certain niveau, la tension des seuils nécessaire pour activer un composé donné croît également au delà d'un niveau désiré . Les métaux réfractaires tels que le titane, le tungstène, le molybdène ou leur combinaison ne forment pas un contact ohmique avec le silicium ou d 'autres; matériaux semiconductexirs/ aussi bon 25 que 1'aluminium . Ufle condition fondamentale requise d'un ensemble de métallisation est qu'il forme un contact ohmique . L'un des rares métaux capable de former un excellent contact ohmique avec les substrats semiconducteurs est 1'aluminium . Toutefois, l'aluminium présente des caractéristiques de corrosion décrites 30 ci-dessus, ce qui le rend moins avantageux dans le cas des boîtiers non hermétiques . Afin d'obtenir un bon contact ohmique lorsqu'on utilise des contacts comportant des métaux réfractaires tels que les ensembles titane-platine-or, molybdène-or, ou alliage tungstène-titane-or, 35 on doit d'abord former un çnntact en siliciure de platine au niveau des trous d'oxyde dans lesquels le contact avec le silicium doit être établi . Ceci s'effectue en déposant du platine, en frittant à 650°C environ Et en enlevant le platine n'ayant pas réagi qui recouvre la couche d'oxyde de silicium . Du siliciure 40 de platine est ainsi formé au niveau des trous de contact . 71 18131 6. 2090142 On dépose ensuite les métaux réfractaires sur le siliciure de platine pour obtenir un bon contact ohmique . Ce procédé nécessite le stade supplémentaire de formation de siliciure de platine. En outre,le frittage à haute température peut détériorer le 5 substrat semiconducteur . Il est donc avantageux de déterminer un schéma de métallisation pour les dispositifs à plots de liaison ou à conducteurs en forme de lamelles disposés sur un seul niveau ou les dispositifs de métallisation à niveaux multiples sur les circuits intégrés 10 qui puissent utiliser la, caractéristique de contact ohmique de 1'aluminium, mais qui soient égalemafctyéapables de couvrir des dispositifs de métallisation non corrosifs destinés à être utilisés ckns des dispositifs semiconducteurs non hermétiques ; de disposer d'un ensemble de métallisation qui assure le contact 15 ohmique de l'aluminium avec le substrat semiconducteur et qui combine la métallisation de premier niveau en aluminium avec des conducteurs non corrosifs à un second dispositif de métallisation; de disposer d'un ensemble de métallisation dont la résistivité superficielle n'augmente pas lorsqu'il est chauffé ;de- disposer 20 d'un ensemble de métallisation de premier niveau qui réagit au décapage d'une façon qui permet de déterminer une contre-dépouille, ce qui produit des rebords métalliques effilés favorisant un meilleur revêtement d'isolation et de disposer d'un ensemble de métallisation de premier niveau qui oppose une barrière au décapage 25 pour permettre de former des traversées et qui assure également une élimination de 1'oxyde sur les traversées . De plus, il est également intéressant de disposer d'un ensemble de métallisation de premier niveau dans lequel la formation de protubérances est empêchéesur les couches d'aluminium. 30 Les protubérances sort; provoquées par les cristallites de la couche d'aluminium dont la dimension de grain augmente au moment de la recristallisation lorsque les couches d'aluminium sont chauffées. L'augmentation de la dimension de grain engendre des forces de compression dans la couche d'aluminium qui provoquent à leur 35 tour des discontinuités de surface ou bosses . Il est également avantageux de disposer d'un ensemble de métallisation qui peut tirer parti des caractéristiques de l'or pour l'ensemble de métallisation,et(ou) les plots de liaison et (ou) les conducteurs en forme de lamelle du niveau supérieur tout en combinant la 40 métallisatinn de l'or avec les caractéristiques optimales que 71 18131 7. 2090142 présente l'aluminium en contact ohmique avec un matériau semiconducteur . Jusqu'à maintenant, la relation métallurgique existant entre l'aluminium et le molybdène a empêché l'étude d'un ensemble de 5 métallisation possible constitué d'aluminium et de molybdène . L'examen du diagramme de phase de 11 ensemble d'aluminium et de molybdène révèle qu'il se forme cinq composés intermétalliques allant de MoAlg à Mo^Al . Toutefois, les solubilités à l'état solide sont négligeables en général, en dessous de 700°C, lorsque 10 deux métaux peuvent former des composés intermétalliques, uni ensemble bimétallique sous la forme de pelliculesminces superposées peut être métallurgiquement très instable et la résistivité superficielle peut augmenter fortement sous l'action du vieillissement dû à la chaleur . On pensait naturellement qu'un ensemble 15 aluminium-molybdène ne ferait pas exception à cette règle générale. Néanmoins, on a découvert qu'un dispositif au silicium mis en contact avec une couche d'aluminium par dessus laquelle une pellicule de molybdène est formée présente des propriétés inattendues . On a découvert qu'une pellicule de molybdène présente 20 une stabilité remarquable et inattendue . Les pellicules d'aluminium et de molybdène, de 20 microns environ et de 15 microns environ respectivement, ne présentent pas d'augmentation décelable de la résistivité superficielle au bout d'une heure à 500°C . Ceci signifie naturellement que les dispositifs peuvent 25 être combinés avec un ensemble de conducteurs en or ou de second niveau par un procédé eytectique à 450°C sans dégradation . Ce travail expérimental a conduit à appliquer la métallisation de premier niveau à l'aluminium et au molybdène à des domaines autres que les dispositifs à transistors à effet de champ métal-30 oxyde-silicium dans lesquels une résistivité superficielle élevée peut être tolérée . Par exemple, on a constaté que la métallisation de premier niveau à l'aluminium et au molybdène était possible avec les circuits intégrés non hermétiques . On peut également utiliser la métallisation de premier niveau à l'aluminium et au 35 molybdène dans l'intégration très poussée qui'nécessite une métallisation à plusieurs niveaux . Dans ces applications, on peut utiliser les caractéristiques d'aluminium avec les caractéristiques de résistance à la corrosion des autres ensembles de métallisation. De plus, comme indiqué ci-dessus, la couche de molybdène empêche 40 la formation de protubérances sur l'aluminium qui est fâcheuse 71 18131 8. 2090142 dans des ensembles tels que l'ensemble aluminium-bioxyde de silicium-aluminium ou l'ensemble à plusieurs niveaux en or . Un ensemble aluminium-molybdène est également plus résistant au: problème de migration électrique, ce qui permet de l'adapter 5 aux dispositifs logiques à couplage par l'émetteur . La présence de la couche de molybdène servant d'élément de transport du courant plus la capacité qu'elle présente à réduire le coefficient de diffusion de surface de l'aluminium contribue à assurer un fonctionnement plus sûr pour des densités de courant élevées . 10 De plus, les pellicules aluminium-molybdène peuvent être décapées à des formes beaucoup plus fines que dans le cas par exemple des ensembles de métallisation molybdène-or . L'invention fournit donc un dispositif semiconducteur comportant des couches métalliques multiples en cnûtact ohmique 15 avec une partie de surface semiconductrice du dispositif, les couches métalliques comprenant une première couche d'aluminium et une seconde couche de molybdène ., Selon un autre aspect de l'invention, il est fourni un dispositif semiconducteur comprenant une pastille de silicium, une première ..couche isolante sur une 20 surface de la pastille qui définit une ouverture, mettant à découvert une partie prédéterminée de la surface, une couche déposée d'aluminium recouvrant une partie delà couche isolante et s'étendant dans l'ouverture en contact ohmique avec la partie prédéterminée de la surface et une oouche déposée de 25 molybdène recouvrait la couche d'aluminium . Un proc'édé de fabrication de circuits intégrés à partir d'une pastille de matériau semiconducteur entre également c&ns le cadre de l'inventinn . Ce procédé consiste à former une couche de matière isolante sur une surface d'une pastille de 30 matériau semiconducteur, à éliminer sélectivement la couche ieolante conformément à un schéma prédéterminé et à former des composants semiconducteurs sur la surface mise à découvert par les ouvertures ménagées dans la couche par élimination sélective de celle-ci, à connecter ohmiquement au moins deux des 35 composants en* déposant une couche d'aluminium sur la couche d'isolation, sur la surface à découvert, à déposer une couche mince de molybdène sur la couche d'aluminium,et à éliminer sélec- -tivement une partie des couches d'aluminium et de molybdène pour former un réseau prédéterminé de conducteurs sur la pastille. 40 D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au 71 18131 9. 2090142 cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels : la Fig. 1 est une vue en plan d'une pastille de matériau semiconducteur dans laquelle un transistor "planar" est formé, 5 des ouvertures étant ménagées dais la couche isolante, sur la surface de la pastille, pour pouvoir appliquer des contacts ; la Fig. 2 est une vue en coupe de la pastille semiconductrice représentée à la Fig. 1, prise selon la ligne 2-2 ; la Fig. 3 est une vue schématique, en partie en coupe, repré-10 sentant un appareil de dépôt permettant d'appliquer des cnntacts à une pastille, comme représenté à la Fig.4 ; la Fig. 4 est une vue en plan, montrant la pastille de la Fig.l après application des contacts et des-plots de liaison ; la Fig. 5 est une vue en plan de la pastille représentée à 15 la Fig. 4, après application di'une couche isolante et des conducteurs en forme de lamelle j la Fig. 6 est une vue en coupe transversale de la pastille de la Fig. 5, prise selon la ligne 6-6 ; la Fig. 7 est une vue en plan partielle d'un transistor à 20 effet de champ métal-oxyde-semiconducteur utilisant l'ensemble de métallisation de premier niveau de l'invention, auquel des conducteurs en forme de lamelle ont été fixés ; la Fig. 8 est une vue en coupe transversale du transistor de la Fig. 7, prise selon la ligne 8-8 ; 25 la Fig. 9 est une vue en plan partielle d'ion semiconducteur à circuit intégré du type nécessitant un ensemble de métallisation à niveaux multiples dans lequel le premier niveau de métallisation de l'invention a été utilisé et auquel de^fclots de liaison ont été appliqués ; 30 la Fig. 10 est une vue en coupe transversale du semiconducteur à circuit intégré de la Fig. 9, prise selon la ligne 10-10. En se référant maintenant aux Fig. 1 et 2, un transistor comportant une rég'ion de base 10 et une région drémetteur 11 est formé dans une pastille semiconductrice 12 . Le reste de la 35 pastille constitue la région de collecteur 17 -. Le transistor est formé par une technique "planar" courante qui utilise' des diffusions successives avec masquage au bioxyde de silicium . Les techniques de fabrication classiques ne font pas partie de l'invention et sont bien connues dans l'industrie des semi-40 conducteurs, de sorte que les spécialistes savent comment mettre 71 18131 10. 2090142 en oeuvre ees procédés . Pour une description plus détaillée de ces procédés de fabrication, on se référera à Integrated Circuits/-Design principals and Fabrication, par Raymond M. WARNER, Jr. et James M. FORDEMWALT, McGRAW Hill (1965) , Silicon Semiconductor 5 Technology, McGraw Hill (1965) et Physics and Technology of Semi-conductors devices, par A.S. GR05ER t WYLIE et Sons (1967) . Avec le procédé "planar", une couche d'oxyde 13 est formée sur la surface de dessus de la pastille . La couche recouvrant la région de collecteur est plus épaisse que celle recouvrant la 10 région de base, ce qui fournit une configuration en gradins . Pour les fréquences élevées, la géométrie de la partie active du transistor est extrêmement petite, la région drémetteur allongée 12 ayant par exemple une largeur de 2,5 à 5 microns et une longueur inférieure à 25 microns . La région de base 11 présente une super-15 ficie d'environ 645 p.2. Deux trous 14 et 15 sont formés pour les contacts de base : un trou 16 formé pour le contact d'émetteur est le même que celui utilisé pour la diffusion de l'émetteur. En raison de la dimension extrêmement réduite de la base réelle de la zone de contact de lv'émetteur, les contacts doivent être 20 prolongés sur l'oxyde de silicium pour faciliter la liaison de conducteurs afin de fournir des connexions de base et d'émetteur . La dimensionsde la pastille semiconductrice est choisie en vue de la commodité de manipulation, et est par exemple pour la pastille 10 d'environ J6 microns de chaque côté et dt!environ 101 25 microns d'épaisseur . Il est clair naturellement que les dessbs t sont exagérés pour des raisons de clarté . A titre d'exemple, pour tous les stades du procédé décrit ci-dessous, la pastille 10 est constituée simplement par un^fretite partie non divisée d'une tranche de silicium de grande dimension, de 2,54 centimètres de 30 diamètre environ et de 203 microns d'épaisseur . Cette tranche est brisée en pastilles individuelles après application des contacts . Pour déposer une couche d'aluminium métallique à partir de laquelle on formera le contact d'émetteur 18 et le contact de base 19, 35 comme représenté à la Fig. 4, on place la pastille 10, qui fait partie d'une tranche de silicium, en même temps qu'un certain nombre d'autres tranches, dans une chambre d'évaporation 20 représentée à la Fig. 3 • La chambre d'évaporation 20 comprend une cloche à vide 21 montée sur une plaque d'embase 22 . Une ouver-40 ture 23 formée dans la plaque df1 embase, est reliée à uib pompe à 71 18131 ii. 2090142 vide pour mettre la chambre sous vide . Une feuille en acier inoxydable 24 est montée de façon thermiquement isolée au-dessus de la plaque 22 par un dispositif non représenté . La feuille 24 sert de support à une série de tranches de silicium 25 dont 5 chacune comporte une surface supérieure, de fa^on non divisée, des douzaines ou des centaines de transistors ou des pastilles de silicium 10 tels que représentés aux Fig. 1 et 2 . Des tubes à quartz à infra-rouge 26 sont disposés en dessous de la feuille 24 . Ces tubes 26 ont pour fonction de chauffer la feuille, ainsi 10 que les tranches à une température désirée quelconque qui est comprise ordinairement dans la gamme de 200 à400°C . Ces tubes à quarts servent à maintenir la température des pastilles à la valeur choisie avec un bon degré de précision . Une commande de température convenable, comprenant un thermocouple et un montage 15 de réaction (non représenté), est prévueà cet effet . Une bobine en tungstène 27 est disposée à 10 cm environ au-dessus de-la feuille 24 pour faire évaporer une charge 28 d'aluminium . Pour effectuer ce dépôt, on évacue la chambre d'évaporation -fi 20 à une pression d'environ 6 x 10 mm de Hg . Avant d'introduire 20 les tranches dans la chambre d'évaporation, on nettoie soigneusement les pastilles avant dépôt . Par exemple, les tranches de silicium, dans lesquelles sont formés des transistors ou des dispositifs analogues, des zones de contact étant définies dans la couche isolante en oxyde de silicium, sont plongées dans de 25 l'acide sulfurique concentré à une température d'environ 150°C à 200°C pendant 10 minutes environ ; elles sont enlevées et rincées dans de l'eau désionisée . Les tranches sont placées ensuite dans de l'acide nitrique bouillant pendant cinq minutes environ et sont rincées de nouveau avec de l'eau désionisée . 30 Ensuite, on peut plonger les tranches dans de l'acide fluorhydrique dilué (ou line solution à 10% de bifluorure d'ammonium) pendant 6 secondes environ ^ elles sont rincées dans de l'eau désionisée froide pendant 20 minutes environ, elles sont rincées à l'acétone et sont séchées . Les tranches sont ensuite transportées immédia-35 tement dans la chambre d'évaporation pour la mise sous vide et 1 'évaporation . L.'acide sulfurique chaud a pour fonction d'éliminer toutes les matières organiques de la surface à découvert en silicium et en oxyde de silicium . Ces matières organiques peuvent être entre autres des résidus du polymère de réserve photographi-40 que utilisé pour former le transistor . L'acide nitrique élimine 71 18131 12. 2090142 le sulfate résiduel provenant du stade précédent . L'acide fluor-hydrique assure que la totalité de l'oxyde est enlevés de la surface de silicium dans las zones de contact . L'opération de trempage dans de l'acide fluorhydrique élimine de même une 5 partie de la couche d'oxyde 13, mais comme la couche recouvrant la plus grande partie du dispositif est beaucoup plus épaisse que le résidu recouvrantes zones de contact, de la base et de l'émetteur, la couche reste essentiellement intacte . L'aluminium est déposé à une épaisseur d'environ 8000 à 15000 O 10 A sur la totalité de la face supérieure de chaque tranche . Le dépôts'effectue en mettant les tubes à infra-rouge 26 sous tension jusqu'à ce que leur température atteigne une valeur comprise entre 250°C et 300°C . Le filament de tungstène 27 est ensuite alimenté pour vaporiser la charge d'aluminium 28 et déposer une pellicule 15 d'aluminium 32, comme représenté à la Fig. 6, sur les tranches de silicium 25 . Après obtention de l'épaisseur désirée d'aluminium on coupe l'alimentation du filament'dé tungstène 27 ainsi que celle des tubas à infra-rouge 26 . De l'énergie à haute fréquence, dont la fréquence est d'environ 15 MHz est appliquée ensuite 20 entre la plaque de pulvérisation de molybdène 29 et la plaque de support 24 en alimentant la source 30 . On rappelle que le positionnement des éléments n'est donné qu'à titre d'exemple et que par exemple la plaque 29 et les tranches 25 sont ordinairement équidistantes les unes des autres . On admet ensuite de l'argon 25 gazeux dans le tube 45 à une pression d'environ 5 à. 15 microns de Hg . Les atomes de molybdène sont extraits de la plaque 29 et se déposent sur les tranches 25 . La pellicule de molybdène 33 est beaucoup plus mince que la pellicule d'aluminium et est O généralement déposée à une épaisseur comprise entre 800 et 2000 A 30 environ . Lorsque le molybdène a été déposé à une épaisseur appropriée et désirée sur la pellicule d'aluminium, on désexcite la source à haute fréquence 31 et on laisse refroidir le substrat et les pellicules . D'autres procédés de dépôt de 1'aluminium et du molybdène sont respectivement 1'évaporation et la sublima-35 tion du filament, 1'évaporation et la pulvérisation du filament (diode à courant continu , triode à courant continu, ou à haute fréquence, comme représenté) 1'évaporation du filament, 1'évaporation par.canon à électrons, et 1'évaporation par canon à électrons pour les deux .La dernière technique est disponible 40 dans le commerce . 71 18131 13. 2090142 Après avoir enlevé les tranches de la chambre d'évaporation, on élimine les parties en excès de la couche d'aluminium et de molybdène 32, 33 en soumettant les tranches de silicium à un traitement sélectif de masquage avec de la matière de réserve 5 photographique et de décapage (appelé ci-après photodécapage). Une couche mince- d'un polymère de réserve photographique, par exemple du "KMER" de Eastman Kodak est appliquée à la totalité de la surface supérieure de la pastille de la tranche . Cette matière de réserve photographique classique est exposée à de la 10 lumière ultra-violette à travers un masque qui laisse la lumière atteindre les zones où les pellicules d'aluminium et de molybdène doivent rester . La matière de réserve photographique non exposée est enlevée ensuite en développant dans une solution de développement photographique . A ce point, une couche de matière de réserve 15 photographique recouvre la partie de la couche d'aluminium et de molybdène qui doit former le contact de base, le contact d'émetteur et la zone de connexion étalée, comme représenté à la Fig. 4. La tranche est soumise ensuite à une solution de décapage pour éliminer les parties non désirées des couches d'aluminium et 20 de molybdène et laisser les contacts de base et d'émetteur 19, et 18 respectivement . Un exemple de solution de décapage permettant d'éliminer l'aluminium et le molybdène non désirés est constitué par 70 millilitres d'acide phosphorique, 1$ millilitres d'acide acétique, 3 millilitres d'acide nitrique et 5 millilitres 25 d'eau désionisée . La durée de décapage varie naturellement avec les épaisseurs des deux couches . Pour les épaisseurs indiquées dans l'exemple ci-dessus, la durée de décapage est comprise entre 45 et 60 secondes environ pour une température d'environ 50 à 70°C . On notera que le molybdène est attaqué légèrement plus 30 vite que l'aluminium , ce qui laisse une couche d'aluminium et de molybdène métallique en gradins . Cette configuration en gradins est en fait avantageuse en ce sens qu'elle permet d'appliquer une couche isolante plus efficace sur la première couche ou premier niveau de métallisation . Une partie en gradins 34 35 de la couche de molybdène est représentée à là Fig. 6 au niveau des bords du premier niveau de métallisation . Après que les parties non désirées de la couche d'aluminium et de molybdène ont été enlevées, le masque en matière de réserve photographique qui est resté intact pendant toute la durée du stade de décapage 40 est enlevé en rinçant au moyen d'un solvant, tel que du chlorure 71 18131 14. 2090142 de méthylène . Les zones de contact d'émetteur et de base 18 et 19 sont représentées à la Fig. 4 telles qu'elles apparaissent après l'élimination du masque en matière de réserve photographique . 5 En se référant maintenant aux Fig. 5 et 6 après élimination du masque de matière de réserve photographique, une seconde couche 35 d'oxyde de silicium est appliquée sur le dessus delà pastille, recouvrant initialement les deux contacts 18 et 19 et la première couche d'oxyde 13 . Ensuite, un stade de décapage photographique 10 classique utilisant une solution de décapage à l'acide fluor-hydrique eët utilisé de nouveau pour former une fenêtre ou un trou 36 destiné à mettre à découvert le contact d'émetteur 18 . De même, une seconde fenêtre 37 est formée en même temps dans la couche d'oxyde pour mettre à découvert le contact de base 19 . 15 Après formation des trous 36 et 37 dans la seconde couche d'oxyde 35, on peut appliquer tua ensemble de métallisation non corrosif ou résistant à la corrosion'. On connaît divers types d'ensembles de métallisation non corrosifs . Ceux-ci comprennent une couche de tungstène modifiée au titane, au tantale,au chrome, 20 au zirconium, à l'hafnium ou au silicium . Parmi ceux-ci, on préfère un mélange de tungstène modifié au titane . Ce processus de dépôt peut utiliser des techniques de pulvérisation à haute fréquence classiques . Normalement, une première couche 38 (voir Fig. 6) d'un 25 alliage à base de tungstène modifié- par du titane est appliqué » au moyen d'une technique de pulvérisation à haute fréquence classique . Un ensemble de support (non représenté) est prévu, de sorte que la couche cfe titane et de tungstène de métallisation qui est déposée sur la couche d'oxyde de silicium 35 et dans le trou 30 36 peut s'étendre au delà du bord 42 de la pastille de silicium 17 et de la couche d'oxyde de silicium 35 . La couche de tungstène et de titane est déposée ordinairement à une épaisseur comprise O entre 1000 et 4000 A . Ensuite, une couche 41 en or, d'épaisseur O comprise ordinairement entre 3000 et 10 000 A, est déposée par 35 des techniques d'évaporation très similaires à celles décrites ci-dessus pour l'aluminium sur la couche d'alliage de titane et de tungstène . On utilise ensuite une technique de décapage photographique pour éliminer de nouveau les parties non désirées de la couche d'or 41 .Un masque photographique est placé ensuite sur la 40 couche de tungstène et de titane et recouvre toutes les parties de 71 18131 15. 2090142 cette couche sauf les zones sur lesquelles il reste de l'or déposé . Ensuite, une couche épaisse 39 d'or, de 35 microns environ, est plaquée sur la couche déposée 41 par des techniques de dépôt classiques . Ces techniques sont bien connues . Par 5 exemple, on se référera à "Beam-Lead Technology, par M.P.LEPSELTER, The Bell System Technical Journal, page 233 et les suivantes, Février 1966 . Les couches 38, 39 et 41 se combinent pour former un ensemble de conducteurs en forme de lamelles pour établir des connexions 10 avec l'extérieur par l'intermédiaire d'un ensemble formé d'un boîtier et de conducteurs (non représenté.) . Comme représenté à la Fig. 5, il est formé deux ensembles de conducteurs en forme de lamelles . Un premier ensemble 40 est connecté au contact d'émetteur 18 et un second ensemble 43 est connecté au contact de base 15 19 . Les deux ensembles de conducteurs en forme de lamelle sont formés simultanément ; toutefois, pour des raisons de commodité, la fabrication des conducteurs en forme de lamelle contenant les couches 38, 39 et 41 a seule été décrite . On peut utiliser d'autres ensembles de métallisation pour 20 la formation des conducteurs en lamelle . Ces ensembles comprennent une première couche déposée de titane qui correspond à la couche 38, une seconde couche déposée de platine qui correspond à la couche 41 et une troisième couche déposée d'or qui correspond de nouveau à la couche 39 • D'autres ensembles de métallisation 25 pour les conducteurs en forme de lamelle apparaîtront aux spécialistes . L'ensemble tungstène-titane-or a été décrit en détail du fait que c'est une construction préférée des conducteurs en forme de lamelle . Après que l'ensemble de conducteurs en forme de lamelle 30 39 a été déposé sur la couche sous-jacente d'or, la pastille semi-conductrice et l'ensemble de conducteurs associés ainsi que les couches isolantes sont montés dans un boîtier convenable . Ces techniques de mise sous boîtier sont bietyfeonnues des spécialistes et ne seront donc pas décrites . Naturellement ,les techniques de 35 mise sous boîtier auxquelles l'invention est adaptée spécialement sont celles correspondant à un ensemble non hermétique . En se référant maintenant simultanément aux Fig. 7 et 8, un circuit intégré dont la partie représentée contient un transistor à effet de champ métal-oxyde-semiconducteur est représenté 40 et dans celui-ci l'ensemble de métallisation de l'invention a été 71 18131 16. 2090142 utilisé pour former le premier niveau de métallisation . Dans ce mode de réalisation, des régions de type P ou éléments 52 et 53 été diffusés dans une pastille de silicium 50 de type N . Une couche isolante 51 en bioxyde de silicium a été 5 formée sur la surface supérieure de la pastille 50 . Les trous qui constitueront la source et la plaque d'un transistor à effet de champ ont été décapés photographiquement dans la couche d'oxyde 51 . Les régions de diffusion de type P forment les éléments de source et de plaque 52 èt 53 respectivement . Ensuite, 10 une couche mince 54 de bioxyde de silicium est formée sur la zone de grille du dispositif en éliminant d'abord la couche d'oxyde initiale qui est présente sur la zone de grille et en redéposant ensuite une couche mince de bioxyde de silicium sur la totalité de la surface de la pastillé . Ensuite, des trous 15 55 et 56 sont décapés photographiquement sur la nouvelle couche de bioxyde de silicium . Un résumé de cette technique est donné dans "Large-Scale Intégration in Electronics", F.G. Heath, Scientific American, Janvier 1970, pages 28 et 29 . Une couche 57 d'aluminium est déposée ensuite sur la surface 20 d'oxyde 51 et est déposée en contact ohmique avec les éléments de source et de plaque 52 et 53 du dispositif semiconducteur . Ensuite, une couche mince 58 de molybdène est déposée sur la couehe 57 d'aluminium . En utilisant ion décapage photographique comme décrit ci-dessus, on élimine les parties non désirées des 25 couches d'aluminium et de molybdène pour former l'ensemble de 1 conducteurs 59 représenté en pointillés à la Fig. 7 . Il a été ainsi formé un conducteur 60 en contact ohmique avec la région de source 52 ainsi qu'un conducteur 61 en contact ohmique avec la région de plaque 53 . De plus, il a été formé un conducteur 62 30 en contact avec la région de grille 67 du transistor à effet de champ . Ensuite, une seconde couehe d'oxyde 63 est déposée sur la couche d'oxyde précédente 61 et par dessus le premier niveau de métallisation comprenant les conducteurs 59 . De nouveau, en 35 utilisant des techniques de décapage photographique, on forme un trou 64 dans la couche d-1 oxyde 63 pour mettre à découvert une partie du conducteur 61 . Un conducteur en forme de lamelle 65 appartenant de préférence à un ensemble de métallisation non corrosif est formé ensuite en contact ohmique avec le conducteur 40 61 de manière qu'il s'étende au delà du bord de la pastille à 71 18131 17 2090142 circuit intégré 50 . Le conducteur en forme de lamelle est formé à l'aide des mêmes techniques que celles décrites ci-dessus,, relatives au dispositif "planar" représenté aux Fig. 5 et 6 . Il a été ainsi formé un ensemble de métallisation de premier niveau 5 avantageux pour une pastille à circuit intégré 50 . Une couche d'isolement 63 recouvre ce premier ensemble de conducteurs de premier niveau 59 . On donne ensuite à l'ensemble de conducteurs de premier niveau la possibilité d'être en contact avec l'extérieur f c'est-à-dire des connexions au moyen desquelles le dispo-10 sitif est utilisé par l'intermédiaire du conducteur en forme de lamelle 65 . Après formation du conducteur en forme de lamelle, la pastille à circuit intégré, les couches isolantes et une partie du conducteur en forme de lamelles sont mis sous boîtier au moyen de techniques classiques à l'aide dçihatière plastique comme 15 décrit ci-dessus . Les Fig. 9 et 10 représentent un exemple de l'invention utilisé avec un dispositif nécessitant deux niveaux de métallisation . Ces ensembles sont bien connus dans la technique . En se référant simultanément aux deux dernières Fig., une pastille à circuit 20 intégré 70 de type N est munie de régions diffusées 71 et 72 de type P et de type N respectivement . Une couche 73 d'oxyde de silicium a été déposée sur la surface supérieure de la pastille 70 . Les régions diffusées 71 et 72 ont été formées à travers les trous ou fenêtres 74 et 75 . Dans ce circuit, une résistance à 25 pellicule mince 76, par exemple en "Nichrome" a également été déposée sur la couche de bioxyde de silicium 73 . Un ensemble de métallisation de premier niveau à l'aluminium et au molybdène et comprenant me première couche 77 d'aluminium et me seconde couche 78 de molybdène a été déposée sur la couche d'oxyde 73 . 30 La couche d'aluminium et de molybdène a été ensuite décapée photographiquement de fa^on sélective conformément à m schéma prédéterminé pour 'former l'ensemble de conducteurs de premier niveau représenté en 79 à la Fig. 9 . L'ensemble de conducteurs établit m contact ohmique avec la région de type P 71, la région 35 de type N 72 et la résistance à pellicule mince 76 . Une autre/Souche isolante en oxyde de silicium est déposée ensuite sur la totalité de la surface de la pastille de silicium, ce qui recouvre la première couche d'oxyde 73 et l'ensemble de conducteurs 79 . Par décapage photographique, de nouvelles 40 fenêtres sont formées ensuite dans la seconde couche d'oxyde 80. 71 18131 18. 2090142 Un premier trou 81 met à découvert le conducteur 82 de l'ensemble de métallisation de premier niveau . Un second trou 83 met à découvert le conducteur 84 de l'ensemble de métallisation de premier niveau . Ensuite, un ensemble de métallisation de second niveau 5 est appliqué . Cet ensemble est de préférence du type non corrosif, décrit ci-dessus . Comme représenté, une première couehe 85 d'un alliage de tungstène et de titane a été déposé et a été suivie par le dépôt d'une seconde couche 86 d'or qui a été décapée photographiquement selon un schéma prédéterminé . L'ensemble de 10 métallisation de second niveau comprend le contact 88 et le conducteur 89 . Comme on le remarquera,il a été nécessaire que le conducteur 89 passe par dessus le conducteur §0 de l'ensemble de métallisation de premier niveau . Ces conducteurs sont séparés par la couche d'oxyde 80 qui interdit le contact électrique entre 15 eux . Après formation de l'ensemble de conducteurs de second niveau, on peut mettrella pastille à circuit intégré sous boîtier en matière plastique . Si nécessaire, on peut déposer un autre, niveau ou me couche de bioxyde de silicium sur l'ensemble de métallisation 20 de second niveau et la couehe d'oxyde 80 et décaper ensuite cette couehe pour mettre à découvert le plot de contact 88 . Ce plot de contact 88 peut être ensuite connecté à l'extérieur par des techniques classiques de liaison par perles de fils d'or ou par d'autres techniques classiques de fixation de conducteurs . 25 On notera que, les ensembles de métallisation de second niveau et de fixation des conducteurs doivent être choisis avec soin pour assurer la compatibilité des ensembles d'interconnexion . Les conducteurs en forme de lamelle peuvent également être fixés au plot de contact 88 à travers une troisième couche d'oxyde . 30 Les conducteurs en forme de lamelle n'ont pas été représentés pour mieux décrire la diversité de l'invention . En résumé, l'ensemble de métallisation en aluminium et en molybdènede l'invention présente plusieurs avantages distincts par rapport aux autres ensembles de métallisation de premier 35 niveau, avantages dus en partie à la résistivité superficielle remarquablement basse lorsque ees ensembles sont vieillis par la chaleur . D'autres pellicules comparables, par exemple une pellicule d'aluminium et de tungstène ou d'aluminium et de titane peuvent se comporter métallurgiqueraent de la même manière j toute-40 fols, ces pellicules sont très difficiles à décaper en comparaison 71 18131 19. 2090142 de la pellicule d'aluminium et de molybdène . De plus, en ce qui concerne les ensembles de métallisation à niveaux multiples, la couche de molybdène de l'invention fournit une barrière au décapage pour construire les traversées, ce qui empêche le décapage-5 de l'aluminium sous-jacent, c'est-à-dire que les décapants du bioxyde de silicium ne réagissent pas avec le molybdène tandis qu'une réaction apparaît avec l'aluminium . Elle permet également d'éliminer proprement l'oxyde de silicium de la traversée du fait que le molybdène et le bioxyde de silicium ne réagissent pas 10 chimiquement comme le font l'aluminium et le bioxyde de silicium. Lorsqu'un ensemble en or est utilisé pour un: second niveau de métallisation, l'ensemble aluminium-molybdène de l'invention empêche llinteraction entre!'l'or du second niveau et l'aluminium du premier niveau . Ceci reste vrai que l'on utilise un ensemble 15 titane-platine-or ou un ensemble or-alliage de tungstène et de titane . En utilisant un premier niveau en aluminium et molybdène, on évite lïnteraction électrolytique du fait que la couche de molybdène est continue sur le fond de chaque trou de traversée, ce qui supprime la venue en contact éventuelle par le 20 second niveau de métallisation avec l'aluminium du premier niveau de métallisation . Pour les applications de semiconducteurs bipolaires, on notera qu'un ensemble aluminium-molybdène est plus résistant au problème de fiabilité lié à la migration d'électrons en raison de la présence de la couche de molybdène 25 réfractaire . Les effets de densité de courant élevé sont presque inexistants dans le molybdène en raison du fait qu'il présente une énergie d'activation extrêment élevée pour 1'autodiffusion . Comme il est clair, l'invention assure un progrès significatif de la technique de fabrication des dispositifs semi-30 conducteurs et spécialement de la fabrication des circuits intégrés . De façon inattendue, un ensemble de métallisation de premier niveau à 11aluminium ou au molybdène assure un contact ohmique excellent avec les substrats semiconducteurs tout en assurant un bon contact ohmique avec les ensembles de métallisation 35 du second niveau . Que l'on utilise des conducteurs en forme de lamelle ou des conducteurs de circuit, l'invention empêche la dégradation et les réactions secondaires fâcheuses produites par l'interaction des deux ensembles de métallisation l'un avec l'autre ou par l'application ou le dépôt du second niveau de métallisa-40 tion . Ainsi, l'invention permet d'utiliser de l'aluminium tout 71 18131 2090142 en le combinant sous la forme d'un ensemble de métallisation de premier niveau avec les ensembles de métallisation de second niveau non corrosif qui ont été découverts récemment . 71 18131 21. 2090142 REVENDICATIONS 1. Dispositif semiconducteur comportant un ou plusieurs éléments ®miconducteurs avec lesquels des contacts doivent être établis à travers la matière isolante et qui peuvent 5 être interconnectés les uns avec les autres par un ou plusieurs niveaux d'interconnexion, caractérisé en ce qu'il comprend un premier niveau de métallisation disposé sur la matière isolante qui y adhère et qui est en contact avec une région à découvert d'un élément semiconducteur, l'ensemble de métallisation compre-10 nant une première couche d'aluminium, et une seconde couche de molybdène . 2.Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une seconde couche isolante disposé sur le premier ensemble de métallisation, cette couche isolante comportant un 15 trou qui met à découvert une partie du premier ensemble de métallisation, un second ensemble de métallisation disposé sur la seconde couche isolante qui y adhère et qui connecte ohmiquement la partie à découvert du premier ensemble de métallisation . 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que 20 le second ensemble de métallisation est constitué par un matériau non corrosif . 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche d'aluminium présente une épaisseur plus grande que la couche de molybdène . 25 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le second ensemble de métallisation comprend une première couche d'un mélange de tungstène et de titane et une seconde couche d'or . 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce 30 qu'une lamelle métallique renforcée conductrice est connectée ohmiquement au second ensemble de métallisation pour former un conducteur partant du dispositif . 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche d'aluminium est cdmprise entre O 35 8 000 et 15 000 A et celle de la couche de molybdène est comprise entre 800 et 2 000 A . 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le dispositif semiconducteur est monté de façon non hermétique dans un boîtier en matière polymère 71 18131 22. 2090142 synthétique . 9. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le second ensemble de métallisation est déposé sur une partie à découvert du premier ensemble de métallisation à travers une couche 5 isolante et en ce que le second ensemble de métallisation s'étend au delà du bord du dispositif semiconducteur et constitue un conducteur en forme de lamelle partant du dispositif .