Brevet FR2081914A1 — publié le 19711210

L'invention concerne un procédé de réalisation d'une métallisation pour l'établissement d'un contact ayant une bonne adhérence avec les surfaces de composants électriques, en particulier de composants à semiconducteurs du type planar au 5 silicium, procédé selon lequel la solution contenant le métal ou suspension est déposée à l'état liquide sur les surfaces à métalliser, le liquide est évaporé et la couche restante contenant le composé métallique est transformée par chauffage en une couche métallique pure et est ensuite incorporée par 10 frittage ou alliage dans la surface semiconductrice. Au cours de la fabrication d'ensemble des composants électriques, en particulier de microcomposants à semiconducteurs qui sont réalisés selon la technique planar ou mésa, une des dernières étapes de la fabrication concerne le dépôt défini des 15 contacts d'émetteurs et de bases ou des trajets conducteurs. Ce dépôt est effectué de la manière suivante : une pastille en matériau semiconducteur, par exemple une pastille monocristalline de silicium, laquelle est pourvue d'une pluralité d'ensembles de composants et est partagée après achèvement des 20 ensembles, est recouverte en utilisant des masques ou modèles correspondants, par vaporisation du métal désiré, par exemple de l'aluminium, de l'argent, de l'or, du platine, du chrome ou du molybdène. Quand, en raison de la petitesse des géométries, 25 une vaporisation à travers des masques n'est plus possible, la couche métallique est déposée sur toute la surface et ensuite, après le revêtement par une laque photosensible correspondante et la reproduction de la structure souhaitée par exposition et développement de la laque photosensible, la couche métalli— 30 que est à nouveau éliminée dans les zones indésirables de -l'ensemble semiconducteur. En dehors d'une vaporisation métallique on peut aussi utiliser pour réaliser cette métallisation une pulvérisation cathodique ou bien effectuer le dépôt à partir d'une solution par galvanisation. Ces procédés entraînent 35 une dépense considérable en appareillage et présentent en plus l'inconvénient que les métallisations ainsi réalisées ne sont pas toujours optimales, en ce qui concerne leur adhérence à la surface semiconductrice et leur épaisseur sur cette surface, et par conséquent l'établissement du contact devient plus dif-kO ficile. Ceci cause l'apparition de pannes électriques et méca 71 08430 2 2081914 niques dans les composants à semiconducteurs réalisés de cette manière. La présente invention a pour objet d'améliorer l'adhérence et par suite de faciliter l'établissement du con-5 tact entre des métallisations constituées par du chrome ou du molybdène et les surfaces semiconductrices et en même temps de créer un procédé rationnel ne nécessitant pas de mise en oeuvre importante du point de vue appareillage. Conformément à l'invention pour la réalisation d'une 10 métallisation constituée par du molybdène ou du chrome, on dépose une solution d'un composé métal-diacétyldihydrazoïque tétracarbonyle correspondant dans une laque organique, cette solution étant transformée, par décomposition thermique en présence d'une atmosphère d'oxygène et d'argon et à des tempé-15 ratures comprises entre 250° et 400°C, en une couche pure de chrome ou de molybdène et est incorporée par alliage dans la surface semiconductrice. Dans le cadre de l'invention on peut aussi utiliser comme solution de laque une laque photosensible. Mais il est 20. de même possible d'utiliser comme solution de laque de la nitrocellulose dissoute dans de l'éther butylacétique. En utilisant des laques organiques on peut précisément obtenir des épaisseurs de revêtements particulièrement uniformes sur toute la surface semiconductrice à recouvrir, qui conduisent ensuite 25 à des couches métalliques uniformes correspondantes. En utilisant des laques photosensibles on peut fabriquer, à l'aide des phases opératoires connues utilisant la technique photographique suivie d'un échauffement, des structures métalliques finement détaillées ayant des largeurs 30 inférieures à quelques microns. Le procédé conforme à l'invention est utilisé d'une manière particulièrement avantageuse pour la fabrication de contacts en'chrome ou en molybdène sur des surfaces cristallines semiconductrices libres et recouvertes de couches de 35 masquage ou de protection (SiCg, Al^^, Si^N^). Il est aussi utilisable en présence de masquages par laque photosensible. Les couches de chrome et de molybdène fabriquées selon ce procédé, par suite de l'uniformité de l'épaisseur et de leur bonne conductibilité électrique conviennent particulièrement kQ bien à la fabrication de composants semiconducteurs en particu- 71 08430 3 2081914 lier selon la technique planar. A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et illustré au dessin annexé un mode d'exécution du procédé suivant l'invention. 5 La figure 1 représente le revêtement du substrat semiconducteur avec la solution de laque organique contenant le composé métallique. La figure 2 représente la structure après l'exécution de la photogravure. 10 La figure 3 représente la structure une fois la thermolyse réalisée. dur une pastille 1 jouant le rôle de substrat constituée par un corps semiconducteur en silicium, on vaporise et on centrifuge sur une centrifugeuse centrale (15 secondes 15 environ 200 tours/ran) dans le but de fabriquer une couche de chrome, une laque de nitrocellulose dissoute dans de l'éther butylacétique, qui contient du diacétyldihydrazoxque-chrome-tétracarbonyle dissous avec une concentration de 5 à 10 H en résulte un film de laque 2 d'une épaisseur de 5 20 Après étuvage du film dé laque à 100°C pendant 5 minutes au maximum, on met à nu la surface du substrat dans la zone 3» à l'aide d'une opération supplémentaire de photogravure. Au cours du développement de la laque photosensible, la couche de laque métallique située en dessous est aussi enlevée, 25 comme ceci est représenté figure 2. Cette phase de réalisation se simplifie si on utilise de la même manière à la place de la laque de nitrocellulose une laque photosensible à l'abri de la lumière du jour. La thermolyse ou décomposition thermique de la couche 30 de laque contenant le chrome est effectuée entre 250° et 400°C dans une atmosphère contenant de l'oxygène et de l'argon et dure environ de 3 à 10 minutes. Il se forme alors sur le substrat 1 la couche de chrome désirée, désignée par 4 sur la figure 3. D'une manière analogue on peut fabriquer une couche 35 de molybdène en utilisant à la place du composé de chrome un diacétyldihydrazoïque-molybdène-tétracarbonyle. L * incorporation par frittage ou alliage des couches de chrome ou de molybdène dans le corps semiconducteur s'effectue dans un four tubulaire ou dans un four à circulation continue connu, à une température 40 comprise entre 450 et 750°C. 71 0843Ô 4 2081914 Avec le procédé conforme à l'invention on peut réaliser des épaisseurs de couches métalliques reproductibles comprises entre 400 et 2000 A, ces couches servant par exemple pour des trajets conducteurs ou dans la technique des conducteurs poutres ou.des connexions efti tiges. 71 08430 2081914 REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation d'une métallisation pour l'établissement d'un contact ayant une bonne adhérence avec les surfaces de composants électriques, en particulier de composants à semiconducteurs du type planar au silicium, procédé 5 selon lequel la solution contenant le métal ou suspension est déposée à l'état liquide sur les surfaces à métalliser, le liquide est évaporé et la couche restante contenant le composé métallique est transformée par chauffage en une couche métallique pure et est ensuite incorporée par frittage ou alliage dans 10 la surface semiconductrice, caractérisé par le fait que pour la réalisation d'une métallisation constituée par du molybdène ou du chrome, on dépose une solution d'un composé métal-diacétyldihydrazoïque tetracarbonyle correspondant dans une laque organique, cette solution étant transformée par décompo-15 sition thermique en présence d'une atmosphère d'oxygène et d'argon et à des températures comprises entre 250° et 400°C, en une couche pure de chrome ou de molybdène et est incorporée par alliage dans la.surface semiconductrice. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé 20 par le fait qu'on utilise comme laque une laque photosensible. 3. Procédé suivant la revëndication 1, caractérisé par le fait que de la nitrocellulose dissoute dans un mélange d'éther butylacétatique est utilisée comme laque. 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 25 1» 2 ou 3» caractérisé par le fait qu'on dépose le composé métallique dissous dans la laque de nitrocellulose et que l'on recouvre ensuite ce film de laque par une couche de laque photosensible dans le but de reproduire la géométrie souhaitée. 5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 30 1, 2, 3 ou 4, caractérisé par le fait que la concentration du composé métallique dans la laque organique est de 5 à 10 Çi. 6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1» 2, 3» 4 ou 5» caractérisé par le fait que la laque contenant le métal est déposée avec une épaisseur de couche de 5 p environ. 35 7. Composants à semiconducteurs, en particulier un transistor planar au silicium ou des circuits intégrés fabriqués selon un procédé d'après l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5 ou 6.