Brevet FR2138362A1 — publié le 19730105

L'invention a pour objet la réalisation d'un contact ohmique sur un dispositif semiconducteur et notamment sur un dispositif obtenu a partir d'un substrat dans lequel on a créé plusieurs zones de types de conductivite opposes ; l'inven tion concerne également les dispositifs obtenus-par par la mise en oeuvre du procédé. Dans certains dispositifs tels que par exemple des dispositifs de puissance, et en particulier des thyristors devant fonctionner en haute frequence, le contact ohmique realisé sur une des faces doit avoir une geométrie qui exclue certaines parties de cette face. D'autre part le métal ou l'alliage utilisé pour prendre un contact sur le dispositif ne doit pas inverser ou compenser le type de conductivité de la zone dudit dispositif en contact avec le métal ou l'alliage ; ce probleme se pose par exemple pour les contacts réalisés avec dé l'aluminium sur une zone de type N un autre probleme réside également dans l'emploi de métaux dont le coefficient de dilatation est notablement plus éleve que celui du substrat semiconducteur. Le procédé de réalisation d'un contact ohmique selon l'invention, qui permet de prendre une connexion sur une face d'un dispositif semiconducteur, est carac térisé par'le fait que l'on masque l'aide d'un revêtement certaines regions d'une face du dispositif, que l'on dépose successivement une premiere couche d'un mental, une deuxième couche d'un métal réfractaire, une troisieme couche d'un ma teriau isolant, que l'on masque sur ce matériau isolant des regions correspondant aux régions non masquées par ledit 'revêtement'avant les opérations de dépôt, que l'on enleve successivement les couches des régions ou le matériau isolant n'est pas masqué, et qu'on enleve le matériau isolant aux endroits masqués pour dégager le métal réfractaire. Selon une autre caractéristique, les différentes couches sont déposées successivement sans que le dispositif soit mis en contact avec l'atmosphere entre deux dépôts. D'autres caractéristiques apparaîtront lors de la description qui va suivre 4'un exemple de réalisation, description illustrée par les figures annexées dans lesquelles - la figure 1 montre les différentes étapes a, b, c, d, e, des dépôts successifs. - la figure 2 montre les différentes étapes successives f, g, h, i, j pour dégager la face du dispositif et son contact avant depôt du métal pour la piece de connexion. La figure I représente un dispositif semiconducteur I obtenu a partir d'un substrat de silicium dans lequel différentes couches de types de conductivités différents et non représentées ont été crées ; un revêtement 2 par exemple un oxyde de silicium recouvre toute une face du dispositif. La figure lb représente le dispositif de la figure la après une opération classique de photomasquage ayant permis d'ouvrir une fenêtre 3 dans la couche d'oxyde de silicium. La figure Ic représente le dispositif de la figure lb après dépôt d'une couche 4 de platine. La figure id représente le dispositif de la figure lc après dépôt d'une couche 5 de métal réfractaire -tel que le tungstène ou le molybdène par exemple, ce dépôt étant effectué après que la couche 4 de platine ait été chauffée en atmos phère neutre, sous argon par exemple, de manière à obtenir un siliciure de platine dans toute la région de la fenêtre 3 ou le platine est au contact du silicium. La figure le représente le dispositif de la figure ld après dépôt d'un matériau isolant tel que le nitrure de silicium par exemple. Les dépôts de couches de platine, de tungstène, de nitrure de silicium peuvent être effectués par toute technique connue et notamment par pulvérisation cathodique sous atmosphère neutre, en présence d'argon par exemple ; les différents dépôts seront effectués de préférence sans que le dispositif semiconducteur soit remis au contact avec l'atmosphère, afin d'éviter toute oxydation d'une couche avant dépôt de la couche suivante ; cette condition doit entre surtout remplie jusqu'au dépôt de la couche de tungstène afin d'éviter toute occlusion d'oxygène au niveau des couches de siliciure de platine et de tungstene. La figure 2f représente I'opération de masquage, par résine photosensible 7 par exemple, du dispositif obtenu après dépôt 6 du nitrure de silicium comme représenté figure le. La figure 2g représente le dispositif de la figure 2f préparé pour des opérations d'attaque chimique des différentes couches 2, 4, 5, 6 extérieures a la région de la fenêtre 3 définie a la figure lb. La couche 6 est du nitrure de silicium et la couche 5 du tungstène. La Demanderesse a déjà donné dans une précédente demande de brevet déposée le 5 Mars 1971 et intitulée "Procédé de masquage de matériaux réfractaires", les moyens d'attaquer le tungstène sans attaquer la nitrure de silicium ; il s'agit essentiellement d'une attaque électrolytique ; la figure-2h représente le dispositif de la figure 2g après attaque électrolytique. On effectue alors une attaque a l'eau régale de maniere a éliminer le platine déposé sur le revêtement 2 en oxyde de silicium, et l'on obtient le dispositif représenté sur la figure 2i ; puis on élimine la couche de nitrure de silicium par une attaque a l'aide d'une solution contenant de l'acide fluorhydrique et l'on obtient le dispositif représente figure 2j.On peut alors procéder au dépôt par vaporisation par exemple d'un métal tel que l'aluminium ou un alliage d'aluminium et de silicium, sur toute la surface du dispositif de la figure 2j ; on effectue ensuite un masquage par résine photosensible et on enlève par une attaque chimique le métal déposé sur le silicium pour ne laisser subsister que le dépôt sur la couche 5 de tungstène ; une connexion peut alors être établie avec le dispositif le létal déposé sur la couche 5 servant alors de soudure ou de brasure. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux seuls matériaux cités a titre d'exemple et l'on pourra les remplacer par tout matériau ayant les propriétés requises l'invention s'appliquant d'une manière générale à tout dispositif semiconducteur, notamment aux dispositifs de puissance avec structure interdigitée, aux transistors HF de puissance, aux dispositifs de microélectronique. REYENDICATIONS 1/ Procédé de réalisation d'un contact ohmique permettant de prendre une connexion sur une face d'un dispositif semiconducteur, caractérisé par le fait que l'on masque à l'aide d'un revêtement certaines régions d'une face du dispositif, que l'on dépose successivement une première couche d'un métal, une deuxième couche d'un métal réfractaire, une troisième couche d'un matériau isolant, que l'on masque sur ce matériau isolant des régions- correspondant aux régions non masquées par ledit revêtement avant les opérations de dépôt, que l'on enlève successivement les couches des régions ou le matériau isolant n'est pas masqué, et qu'on enleve le matériau isolant aux endroits masqués pour dégager le métal réfractaire. 2/ Procédé de réalisation d'un contact ohmique selon la revendication 1, caracterisé par le fait que le revêtement est soit un oxyde de silicium soit un nitrure de silicium. 3/ Procédé de réalisation d'un contact ohmique selon l'unie des revendications I ou 2, caractérisé par le fait que le dispositif est en silicium que la première couche est en platine et que l'on chauffe ladite couche de manière àformer un siliciure de platine aux endroits non masqués par ie revêtement. 4/ Procédé de réalisation d'un contact ohmique selon l'une des revendications , 2 ou 3 caractérisé par le fait que la deuxième couche est soit du tungstène soit du molybdène, et quelle est déposée sur la première couche sans que celleci ait été mise en contact avec l'atmosphère. Sf Procédé de réalisation d'un contact ohmique selon l'une des revendications i à 4, caractérisé par le fait que la troisième couche est du nitrure de silicium. 6/ Procédé de réalisation d'un contact ohmique selon l'une des revendications à 5 caractérisé par le fait que la troisième couche est déposée sans que la deuxième couche ait été mise en contact avec l'atmosphère. 7/ Procédé de réalisation d'un contact ohmique selon l'une des revendications précedentes caractérisé par le fait que la région du dispositif sur laquelle la première couche est déposée est soit une région de type n, soit une région de type p. 8/ Dispositif semiconducteur obtenu par la mise en oeuvre du procédé défini par l'une des revendications I à 7, tel que thyristor, transistor HF, circuit de microélectronique.