Brevet FR2116324A1 — publié le 19720713

L'invention concerne un procédé permettant la fabrication d'un dispositif semiconducteur comportant un corps semiconducteur muni de zones d'émettéur, de base et de collecteur d'un transistor bipolaire, le type de conduction de la zone de base étant opposé à celui des 5 zones d'émetteur et de collecteur, alors que cette zone de base comporte des parties en forme de bande séparées l'une de l'autre et situées sous la zone d'émetteur, la conductibilité de ces parties étant plus élevée que celle d'une partie active de la zone de base située entre lesdites parties. L'invention concerne également des dispositifs semiconducteurs 10 obtenus par la mise en oeuvre de ce procédé. Un tel dispositif sémiconduc- teur est par exemple un transistor bipolaire distinct ou un circuit intégré, •dont un des composants est un tel transistor. Il peut s'agir a'un transistor bipolaire pour haute fréquence, fonctionnant par exemple dans le domaine -des fréquences exprimées en gigaherz (GHz). 15 La concentration de dopage qui détermine le type de conduction de la partie appartenant à la zone de base d'un transistor bipolaire et située directement sous la zone d'émetteur est souvent le résultat d'un compromis entre une valeur élevée nécessaire pour l'obtention d'une faible résistance de base intrinsèque, et une valeur réduite 20 nécessaire pour l'obtention d'une faible capacité d' épuisement d'émetteur. Un "tel compromis peut limiter sérieusement les propriétés d'un transistor, par exemple un transistor pour haute fréquence, dont la zone de base active est dotée d'une concentration de dopage pratiquement régulière. 25 Pour réduire la résistance de base, il a déjà été pré conisé de former une structure métallique en forme de grille dans la zone de base d'un transistor bipolaire . Toutefois, lorsque la zone de base est très mince, il s'est avéré très difficile de placer une électrode m ^tallique dans la zone de base dans un corps semiconducteur. 30 Le brevet américain N0 2.980.830 préconise de former par diffusion dans la zone de base d'un transistor bipolaire plusieurs parties ou "nervures" espacées en forme de bande qui ont une meilleure conduction qu'une autre partie de la zone de base. De telles parties sont à même de réduire la résistance de base. Dans la description faisant 35 partie dudit brevet américain, pour la formation desdites parties, on décrit des opérations compliquées pour enlever et faire sortir par diffusion des matériaucexcédentaires ; de telles opérations peuvent être indésirables pour des dispositifs semiconducteurs nantis de géométries très compactes. En outre, l'emploi des techniques de diffusion ne permet pas 40 facilement la définition de l'endroit occupé par de telles parties en 70 44936 2 2116324 forme de bande par rapport aux jonctions p-n émetteur-base et collecteur -base du transistor, ledit endroit influençant la valeur des capacités de jonction et de la fréquence de coupure du transistor; il n'est pas facile non plus de procéder au réglage des concentrations de dopage en vue d'ob-5 tenir d'une part des parties en forme de bande nettement définies nanties d'une conduction indubitablement plus élevée que celle de parties avoi-sinantes de la zone de base, d'autre part un gradient de concentration de dopage plus élevé entre ces parties avoisinantes; on a constaté que dans la zone de base, une forte injection de porteurs de charge minori-10 taires peut avoir lieu à la jonction entre les parties en forme de bande et les parties avoisinantes de la zone de base lorsque ledit gradient de concentration de dopage est petit, et ceci pour conduire â une réduction de la capacité d'accumulation du transistor. De plus, de telles parties diffusées, en forme de bande, peuvent occuper une surface importante, et 15 agrandir considérablement la surface occupée par la totalité de la zone de ou conduire à une zone de base dont l'épaisseur varie fortement. Il est souhaitable que les parties en forme de bande, nanties d'une bonne conductibilité dans la zone de base d'un transistor, soient formées par la mise en oeuvre de procédés relativement simples et 20 sans influencer considérablement la capacité de la couche d'épuisement d'émetteur, la capacité de diffusion et la surface de base totale. La possibilité de réglage qui existe lors de la définition de l'endroit où sont établis des concentrations de dopage et des gradients de concentration appartenant à chaque partie en forme de bande, constitue un facteur 25 important pour la formation de ce genre de parties en forme de bande. Suivant un premier aspect de l'invention, un procédé du genre mentionné dans le préambule et conforme à l'invention est remarquable en ce que par implantation d'ions, des atomes de dopage dudit type de conduction opposé sont implantés sélectivement dans le corps 30 semiconducteur à travers la partie du corps où est élaborée la zone d'émetteur, alors que les régions dans lesquelles lesdits atomes sont implantés, sont choisies de façon que des atomes de dopage, ainsi implantés, aient des concentrations maximales dans des régions qui dans le corps semiconducteur sont séparées l'une de l'autre, alors que l'énergie 35 des ions effectuant le bombardement est choisie telle que les concentrations maximales s'établissent à une profondeur qui est plus grande que celle où est élaborée la jonction émetteur-base, les atomes de dopage implantés de la sorte formant lesdites parties en forme de bande, séparées l'une de l'autre et appartenant à la région de base. 40 Dans cet ordre d'idées, le terme "implantation d'ions" 70 44936 5 2116324 couvre également , là où ceci est applicable, un recuit visant à obtenir de nouveau la structure de réseau cristallin et à déplacer les atomes de dopage vers des positions de substitutions dans ce réseau cristallin. Ce recuit peut avoir lieu du fait que le corps semiconducteur est chauffé 5 soit pendant que les ions effectuent le bombardement soit après ce bombardement. On constate aisément que l'endroit final d'une liaison ou jonction entre des concentrations de dopage dans le corps ne peut être déterminé qu'au cours d'un tel recuit. L'élaboration des parties en forme de bande par la 10 mise en oeuvre d'une implantation sélective d'ions de dopage nantis d'une énergie ou spectre d'énergie déterminé, peut avoir lieu de façon simple par l'exploration sélective à l'aide d'un faisceau ionique concentré et/ou par le masque sélectif du corps semiconducteur contre l'implantation d'ions; comparée avec les techniques de diffusion actuellement uti- pius 15 lisées, cette façon de faire permet de contrôler de façon considérablement/ précisela configuration et l'endroit de la concentration de dopage et du gradient de concentration desdites parties en forme de bande par rapport aux autres parties de la zone de base. Une telle implantation d'ions à travers un masque permet notamment des variations très abruptes des 20 trois dimensions dans la concentration des ions de dopage implantés, de sorte qu'il est possible de former des parties en forme de bande convenablement conductrices et définies de la zone de base, qui sont enterrées sous la zone d'émetteur. De cette façon, il est possible de fabriquer un dispositif dans lequel la fonction de conductibilité latérale du courant 25 de base et celle de transfert du courant entre l'émetteur et le collecteur sont très distinctement séparées l'une de l'autre entre les différentes parties de la zone de base sous la zone d'émetteur. De telles parties, en forme de bande, convenablement 'conductrices et définies, peuvent fournir une faible résistance de base sous la zone d'émetteur et 50 ne donner lieu qu'à une faible réduction des capacités de diffusion et d'épuisement d'émetteur, sans augmenter pour autant dans une mesure indésirable la surface de base totale sous la zone d'émetteur. Dans certains dispositifs, la présence d'autres parties convenablement conductrices en forme de bande dans des parties de 35 la zone de base en dehors de celles situées immédiatement sous la zone d'émetteur, n'influence pas défavorablement les propriétés du dispositif; dans de tels cas, lors de la formation des parties en forme de bande, situées directement sous la zone d'émetteur, il est possible d'élaborer un groupe important de parties en forme de bande, et il suffit de 40 poser des critères très raisonnables à l'alignement latéral dudit groupe 70 44936 4 2116324 de parties et de la partie de corps où il y a lieu d'élaborer la zone d'émetteur. Le fait d'élaborer des parties en forme de bande séparées l'une de l'autre, entraîne la nécessité que les endroits où sont 5 établies les concentrations de dopage maximales définissant le type de conduction de parties voisines en forme de bande soient séparés l'un de l'autre et que ces concentrations soient supérieures â la concentration de dopage définissant le type de conduction d'une partie active de la zone de base, située entre lesdites parties. Suivant un mode de réalisa-10 tion, lesdites parties en forme de bande séparées l'une de l'autre a lieu par l'emploi d'un faisceau ionique concentré, dirigé sélectivement sur la surface semiconductrice. Suivant un autre mode de réalisation, la surface bombardée est munie d'une couche devant masquer contre l'implantation certaines parties de la couche semiconductrice pour déterminer 15 ainsi la distance entre lesdites parties en forme de bande. Les variations latérales très abruptes de la concentration de dopage desdites parties en forme de bande, qui peut être établie par une implantation d'ions, sont importantespour minimaliser la Région de jonction entre chaque partie en forme de bande et une partie 20 active de la zone de base. Par unité de surface, la capacité de diffusion de cette région de jonction est élevée, étant donné que les parties en forme de bande sont généralement plus épaisses que les parties actives, et que la constante de diffusion des porteurs de charge minoritaires est réduite par une concentration de dopage additionnelle. La durée de pas-25 sage dans une telle région est donc longue, tandis que la concentration de dopage n'a pas encore atteint une valeur qui est suffisamment élevée pour réduire le niveau d'injection. Lorsque, dans les parties en forme de bande, la concentration de dopage est au moins dix fois supérieure à celle des parties actives de la zone de base, on peut négliger le niveau 30 d'injection dans les parties en forme de bande. En mettant à profit une implantation d'ions pour la formation de ces parties, on peut obtenir des plus forts gradients de concentration de dopage, de sorte que la concentration de dopage des parties en forme de bande peut acquérir une valeur qui atteint au moins dix fois celle des parties actives sur une 35 distance qui est faible en comparaison avec la largeur des parties actives de la zone de base; la région de jonction a donc été réduite â un minimum, et il est possible de ^négliger la capacité d'accumulation causée par les parties en forme de bande. Dans le cas où pour définir la distance entre lesdites 40 parties en forme de bande, on utilise une couche de masquage affectant la 70 44936 5 2116324 configuration d'une grille, cette couche peut avoir une structure qui est définie par des procédés de décapage photolithographiques. Dans ce cas, il se peut que la distance entre lesdites parties en forme de "bande atteigne au maximum 2,5yu par exemple. 5 La couche de masquage affectant la forme d'une grille peut être formée avantageusement par un métal lourd. L0rsque la zone d'émetteur est formée par l'incorporation d'atomes de dopage dans la surface semiconductrice à travers une ouverture ménagée dans une couche de masquage, par exemple une couche 10 de bioxyde de silicium, cette ouverture peut être formée par des procédés de décapage photolithographiques, pour lesquels on utilise un moyen de réservation photosensible soumis à l'irradiation de lumiafe# ultraviolette pour déterminer l'ouverture dans la couche de masquage. Dans un tel cas, lorsqu'on utilise une couche de masquage pour déterminer la distance 15 entre les parties implantées en forme de bande situées directement sous la partie semiconductrice où est élaborée - ou doit l'être - la région d'émetteur, une couche sensible aux électrons et soumise au bombardement d'un faisceau électronique concentré, peut être utilisée pour définir la couche de masquage. Celle-ci peut être constituée par un matériau qui 20 est obtenu à l'aide du bombardement électronique de certaines parties d'une couche sensible aux électrons, par exemple du bioxyde de silicium obtenu hors d'une couche en polycyclosiloxane de méthyle (couche en PMCS). Suivant un autre mode de réalisation, la couche de masquage est formée par un métal lourd et affecte line structure qui est déterminée par des 25 masquages et des décapages pour lesquels on utilise un moyen de réservation sensible aux électrons. Ce moyen peut être par exemple le poly-métacrylate de méthyle (PMMA) qui constitue un matériau de photoréservation positif, alors que le métal lourd est par exemple du chrome. Par un tel procédé, il est possible de former des parties en forme de bande 30 présentant des bords relativement aigus, alors qu'à ces bords ainsi que dans les directions transversale et longitudinale, la concentration de *n dopage déterminant le type de conduction est assez forte, tandis que la distance entre les parties en forme de bande est égale par exemple à 1^u, au maximum. Lorsqu'au cours du fonctionnement du dispositif, à partir des 35 contacts de base et le long desdites parties en forme de bande, un courant s'écoule vers les parties actives de la zone de base, ce courant ne suit qu'une trajectoire relativement courte dans ladite zone de base active si lesdites parties en forme de bande situées directement sous la zone d'émetteur sont définies convenablement et se trouvent assez près 40 l'une de l'autre; cette situation est équivalente â la subdivision de la 70 44936 6 2116324 zone d'émetteur en un certain nombre de zones d'émetteur partielles plus petites. Dans le cas par exemple où la zone d'émetteur du transistor formé a la largeur la plus petite qui soit compatible avec les procédés photolithographiques connus, le fait de former, par l'emploi d'un faisceau 5 électronique, lesdites parties en forme de bande séparées l'une de l'autre et situées sous la partie semiconductrice où la zone d'émetteur est élaborée ou doit l'être, exerce sur le fonctionnement de transistors un effet qui est équivalent à celui obtenu par la formation de plusieurs zones d'émetteur plus petites. Ceci peut être intéressant pour des tran-10 sistors fonctionnant à fréquence élevée, par exemple des transistors fonctionnant â une fréquence de 10 GHz, voire même davantage. Pour un transistor bipolaire pratique à fréquence élevée les distances ont avantageusement des valeurs préférées. Une limite inférieure de ces valeurs est déterminée par la capacité d'accu-15 mulation, étant donné que les propriétés de parties en forme de bande très rapprochées ou se raccordant l'une â l'autre approchent celles d'une partie de couche continue convenablement conductrice dans la zone de base, et par conséquent, une forte tension de polarisation de conduction sera nécessaire pour y injecter un courant d'émetteur d'une certaine 20 intensité. Une limite supérieure desdites valeurs préférées est déterminée par une résistance de base, étant donné que celle-ci est influencée par un facteur environ égal â f.b„2/a2, expression dans laquelle a est la largeur de la zone d'émetteur, 1d la distance entre les parties en forme de bande de la zone de base, 25 alors que f est égal & 2 lorsque lesdites parties en forme de base et les parties intermédiaires de la zone de base ont la même largeur. Etant donné que les parties en forme de bande sont élaborées par une implantation d-'ions sélective, la valeur maximale de la 30 concentration de dopage déterminant le type de conduction de chaque partie peut être relativement forte tout en maintenant des gradients de concentration de dopage relativement grands définissant le type de conductions aux bords des parties en forme de bande; cette valeur maximale peut dépasser par exemple d'au moins un ordre de grandeur, ou même de deux 35 ordres de grandeur, la concentration de dopage déterminant le type de conduction émetteur-base et entre lesdites parties en forme de bande. Des parties de la zone de base, autres que celles en forme de bande, peuvent être formées par diffusion ou, et cela d'une façon plus précise, par implantation d'ions. La concentration de dopage définissant le type 40 de conduction de la zone de base à la jonction émetteur-base ainsi 70 44936 7 2116324 qu'entre lesdites parties en forme de bande est par exemple de l'ordre de 101? atomes/cm5. La valeur maximale de la concentration de dopage définissant le Jype de conduction de chaque partie en forme de bande est "1 Q 20 par exemple égale à au moins 10 atomes/cm3, voiremême au moins 10 5 atomes/cm3 Pour rendre amorphes les régions du corps semiconducteur monocristallin où sont élaborées les parties en forme de bande, le bombardement peut être caractérisé^par une dose d'ions suffisamment forte. Pendant le recuit subséquent, effectué par exemple à une température de 10 800°C, lesdites régions amorphes se cristallisent pour acquérir de nouveau la structure de réseau monocristallin. La forte dose indispensable pour obtenir lesdites régions amorphes, peut être réduite si le carps semiconducteur est refroidi pendant l'implantation. De tels procédés conduisent à une forte disponibilité d'endfcoits cristallins susceptibles 15 d'être occupés par des atomes de dopage, de sorte que dans les parties en forme de bande, il est possible d'établir une concentration de dopage définissant le type de conduction qui est plus élevée que celle susceptible d'être établie par les procédés d'implantation connus. Lors de la formation des parties en forme de bande, 20 les atomes de dopage instaurant le type de conduction opposé, peuvent être implantés sélectivement dans le corps semiconducteur à travers la partie de corps où la zone d'émetteur est élaborée ou doit l'être, ainsi qu'à travers de parties voisines du corps, de sorte que lesdites parties en forme de bande s'étendent longitudinalement à partir du-desswus de la 25 zone d'émetteur. Dans ce cas, lesdites parties peuvent être formées par implantation sélective à travers des parties d'une couche de masquage, par exemple en bioxyde de silicium, élaborée à la surface semiconductrice pour masquer certaines parties semiconductrices contre l'introduction d'atomes de dopage de la zone d'émetteur; dans ce cas, l'épaisseur de 30 cette couche de masquage d'émetteur est inférieure à la profondeur sur laquelle pénètrent dans cette couche les atomes de dopage de type de conduction opposé, implanté» pour former les parties en forme de bande. Des régions de contact de base convenablement conductrices peuvent être élaborées à la surface semiconductrice à l'extérieur 35 de la partie où la zone d'émetteur est élaborée ou doit l'être, tandis que les parties en forme de bande peuvent s'étendre longitudinalement dans des directions horizontales et se terminer auxdites régions de contact de base. Celles-ci sont par exemple des parties diffusées localement de la zone de base, ensuite contactées par l'électrode de base. Toute-40 fois, le parallélisme des parties en forme de bande séparées l'une de 70 44936 8 2116324 l'autre n'est pas indispensable. On peut effectuer plus d'une seule opé-ration d'implantation sélective;/effectuant par exemple deux opérations d'implantation sélectives, on peut dans la zone de base former des jeux orthogonaux de parties convenablement conductrices en forme de bande, 5 dont le premier jeu présente une plus forte conduction que'l'autre et auquel on connecte ensuite la base. Les concentrations maximales en atomes de dopage implantés â travers la partie semiconductrice où la zone d'émetteur est élaborée ou doit l'être, sont établies à une profondeur plus grande que 10 celle â laquelle la jonction émetteur-base est élaborée ou doit l'être, de sorte que dans le voisinage de cette jonction dans le dispositif fabriqué, la concentration de dopage définissant le type de conduction décroît de bande à bande, dans la direction de ladite jonction émetteur-base; étant donné que lesdites parties en forme de bande sont formées 15 par implantation d'ions, la concentration de dopage qui, dans le voisinage de ladite jonction, détermine le type de conduction desdites parties en forme de bande, peut être considérablement lmféxlAiure à la concentration maximale de ces parties. Pour un transistor bipolaire à fréquence élevée réalisé en pratique et conforme à l'invention, il existe, en 20 fonction du gradient de concentration de dopage, à partir de la jonction émetteur-base, des valeurs préférées pour la distance entre cette jonction et l'endroit de concentration de dopage maximale desdites parties en forme de bande; une limite inférieure de cette distance est déterminée par la capacité de la couche d'épuisement d'émetteur, c'est-à-dire la 25 capacité de charge d'espace appartenant à la jonction émetteur-base pour une valeur déterminée de la tension de polarisation de conduction, et cette capacité influence la fréquence de coupure du transistor; une limite supérieure de ladite distance est déterminée par la capacité d'accumulation, étant donné que si la diétance constitue une fraction 50 importante de la partie totale non épuisée de la zone de base active, l'accumulation de charge dans l'espace entre la partie en forme de bande et la jonction émetteur-base constitue une fraction importante des porteurs de charge injectés dans la zone de base, et ceci réduit la fréquence de dopage du transistor. Par conséquent, lors de la définition 35 - par implantation d'ions - de l'endroit et de la configuration desdites parties en forme de bande par rapport à la jonction émetteur-base, le degré de réglage disponible constitue un facteur important lors de la fabrication d'un tel dispositif. La totalité delà zone "d'émetteur peut être élaborée par dif-40 fusion. Toutefois, pour régler d'une façon plus précise l'endroit où. la 70 44936 9 2116324 partie active de la jonction émetteur-base se trouve par rapport aux-dites parties en forme de bande, au moins la partie active de la zone d'émetteur à la jonction émetteur-base peut être formée par implantation d'ions. Par implantation d'ions, chaque partie en forme de bande peut 5 acquérir une concentration de dopage maximale assez élevée; on peut donc établir les concentrations de dopage des parties actives de la zone de base et de la zone d'émetteur de telle façon que la concentration de dopage qui pour la zone d'émetteur définit le type de conduction â sa jonction avec les parties en forme de bande, ait une valeur comprise 10 entre celle des parties actives de la zone de base à la jonction émetteur-base et la concentration de dopage maximale implantée de chaque partie en forme de bande, afin de réduire davantage la capacité d'épuisement d'émêtteur. Etant donné que la capacité d'épuisement d'une jonction dépend du gradient de concentration de dopage net à la jonction, 15 il peut être avantageux de réduire ce gradient en faisant en sorte que la jonction entre la zone d'émetteur et les parties en forme de bande situées directement au-dessous de cette zone se produise là où la concentration de dopage définissant le type de conduction de l'émetteur ne varie que faiblement; ceci a lieu près de la crête du profil de concen-20 tration de l'élément de dopage d'émetteur. Par conséquent, lorsque la partie active de la zone d'émetteur à la jonction émetteur-base est formée par implantation d'ions, ces implantations peuvent être effectuées de telle façon que la jonction entre la zone d'émetteur et les parties en forme de bande situées directement au-dessous de celle-ci soit établie 25 dans le voisinage de l'endroit de concentration de dopage d'implantation maximale de la partie active de la zone d'émetteur. La description suivante, en regard des dessins annexé*, le tout donné à titre d'exemple, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. 30 La fig. 1 est une vue en plan au niveau de la surface semiconductrice d'une partie du corps semiconducteur d'un transistor bipolaire distinct. La fig. 2 est une vue en plan au-dessus du niveau de la surface semiconductrice de la partie de corps illustrée sur la 35 fig. 1. La fig. 3 est une coupe transversale suivant le plan X-X sur la fig. 1 et le plan X'-X' sur la fig. 2. Les figures 4» 5 et 8 sont trois coupes transversales de la partie du corps semiconducteur suivant le plan Y-Y sur la fig. 1 40 dans différents stades de fabrication de ce co*ps. 70 44936 2116324 La fig. 6 est une vue en plan de la partiede corps illustré sur les figures 1 et 2 dans un stade déterminé de sa fabrication. La fig. 7 est une coupe transversale suivant le plan VII-VII sur la fig. 6. 5 La fig, 9 est un graphique montrant divers profils de concentrations de dopage de différentes régions semiconductrices des transistors bipolaires. Sur les figures 1, 2 et 3, }e dispositif semiconducteur est un transistor bipolaire distinct n-p-n ayant un corps de sili-10 cium monocristallin 1 à zone d'émetteur 2, zone de base 3 et zone de collecteur 4. Entre les zones 2 et 4» la zone de base 3» de type de conduction p, comporte un groupe de parties 5 en forme de bande, de type de conduction p+, situées à une certaine distance l'une de l'autre, la conductibilité électrique de ces parties étant supérieure à celle des 15 parties actives de la zone de base, situées entre les parties 5 de type de conduction p+ et â la jonction p-n émetteur-base 7. Afin de ne pas charger inutilement les figures, on n'a représenté que six parties 5. Ces parties 5 doivent réduire la résistance de base intrinsèque du transistor. La plupart de ces parties 5 se trouvent directement sous la zone 20 d'émetteur 2. La zone de collecteur 4» de type de conduction n, comporte une partie d'une couche épitaxiale 8 qui a une résistivité comprise entre 0,5 et 1 ohm.cm et est située sur un substrat convenablement conducteur 9» de "type de conduction n, à résistivité de 0,008 ohm.cm. Le 25 contact de collecteur est établi à la face principale opposée du substrat 9* La zone de base 3, de type de conduction p, est implantée de bore et forme une jonction p-n collecteur-base 10 avec la partie avoisinante de la couche épitaxiale 9, de type de conduction n. Dans 30 les parties 5» de conduction p+, de la zone de base 3» la concentration en accepteurs est établie par implantation d'ions de bore et a une valeur 1 Q maximale de 10 atome^cm5. Dans un autre mode de réalisation du dispositif répondant aux figures 1, 2 et 3» ladite valeur maximale est égale à 20 10 atomes/cm3. Dans les parties actives 6 de la zone de base 3> la 35 concentration en accepteurs est de l'ordre de 10^ atomes de bore/cm3. L'endroit où est établie la concentration en accepteur maximale de chaque partie 5 se trouve à une certaine distance de la jonction p-n émetteur-base 7» afin de réduire la capacité de la couche d'épuisement d'émetteur. Les parties 5 de conduction p+ de la zone de base 3 s'étendent longitu-40 dinalement à l'extérieur de la zone d'émetteur 2 dans des directions 70 44936 n 2116324 parallèles, et la plupart des parties 5 se terminent dans les régions de contact convenablement conductrices 11, de conduction p+, dans la zone 3» La zone d'émetteur 2 est pratiquement une région 5 obtenue par diffusion de phosphore; la majeure partie de la concentration en donneurs à la jonction émetteur-base 7 est établie toutefois par implantation d'ions de phosphore d'ions et est de l'ordre de 10^ atomes/cm3. Dans ledit autre mode de réalisation du dispositif, cette concentration en donneurs est égale à 10^® atomes/cm5. 10 La surface de la couche épitaxiale 8 est munie d'une couche isolante passivante comportant une mince couche 12 en bioxyde de silicium, entourée d'une couche de bioxyde de silicium 13 de forte épaisseur. Sur les figures 2 et 3» le seuil formé ainsi entre les couches est 12 et 13/indiqué par le chiffre 14. A la surface de la couche épitaxiale 8, 15 la zone d'émetteur 2 et les régions de contact de base 11 sont contactées par les électrodes de contact d'émetteur et de base 17 et 18 à travers des ouvertures 15 et 16 ménagées dans la mince couche 12 en bioxyde de silicium. Ces électrodes 17 et 18 affectent la forme d'un peigne, et chaque électrode s'étend sur les couches isolantes 12 et 13 et se termine 20 dans une surface de contact agrandie sur la couche 13 en bioxyde de silicium de forte épaisseur. Le dispositif semiconducteur représenté sur les figures 1 à 3 est fabriqué comme suit. On part d'un corps de silicium monocrostallin, de type 25 de conduction n, formé par un substrat 9 de type de conduction n+, ayant une résistivité de 0,008 ohm.cm et une épaisseur de 200^u. Sur ce substrat 9» on a formé par croissance épitaxiale une couche épitaxiale 8* de type de conduction n, présentant une résistivité comprise entre 0,5 et 1 ohm.cm et une épaisseur comprise entre 3 et 5/u. Les faces princi-30 pales du corps de silicium sont perpendiculaires à la direction cristallo-graphique (111). Généralement, dans une seule plaque commune, on fabrique plusieurs transistors bipolaires distincts du fait qu'une série d'éléments de transistor sont formés simultanément sur la plaque qui en-35 suite est divisée en morceaux pour obtenir ainsi les corps semiconducteurs distincts pour chaque transistor distinct. Toutefois, le procédé décrit dans le présent exposé en référence aux figures 4 & 9 concerne uniquement le corps semiconducteur pour un seul transistor distinct, et ne concerne donc pas la totalité de la plaque. On comprendra que là où 40 il est question de stades de fabrication tels des décapages photolitho 70 44936 12 2116324 graphiques, des diffusions, des implantations et des recuits, ces opérations sont effectuées soit simultanément sur un certain nombre d'endroits de la plaque, soit sur la plaque entière, de façon à former un certain nombre d'éléments de transistor distincts qui dans un stade ul-5 térieur de la fabrication sont séparés de la plaque du fait que l'on divise celle-ci en morceaux. Sur la surface de la couche épitaxiale 8', on forme une couche d'oxyde de silicium 13' présentant une épaisseur d'environ 0,6yiu du fait que le corps®»* /c^au^dfJns un courant d'oxygène humide à une 10 température de 1200°C. Par un décapage lithographique, on ménage dans la couche 13* deux ouvertures rectangulaires mesurant environ 4yii x 20^u, afin de dénuder des parties superficielles de la couche épitaxiale sous-jacente 8', de type de conduction n. Le corps est placé dans un four de diffusion et main-15 tenu à une température d'environ 1100"C dans un courant gazeux comportant du bore obtenu à partir d'une source de trioxyde dé bore. Cette opération conduit â la diffusion thermique du bore dans les parties superficielles dénudées de la couche épitaxiale 8' pour former ainsi dans celle-ci les régions de contact de base diffusées 11, de type de conduc-20 tion p. La couche d'oxyde de silicium 13'» masque contre la diffusion les parties superficielles sous-jacentes de la couche épitaxiale 8'. La 19 concentration superficielle en bore diffusé est au moins égale à 10 ^ atomes/cm5. La structure obtenue est illustrée sur la fig. 4. Au cours de cette diffusion de bore, les parties super-25 ficielles dénudées de la couche épitaxiale 8' sont recouvertes d'une mince couche de verre au silicate de bore. Le corps est sorti du four, alors que le verre précité et des parties de la couche 13' de forte épaisseur sont enlevées par un décapage photolithographique pour former ainsi la couche de bioxyde de silicium 13 de forte épaisseur, présentant 30 une ouverture rectangulaire mesurant 25yu x 30yu, qui plus tard définit la jonction p-n collecteur-base 10 du transistor. Une autre couche de bioxyde de silicium présentant une épaisseur de 0,2yu est formée dans l'ouverture dans la couche 13 dont l'épaisseur, déjà forte, augmente simultanément. Par un décapage photolithographique, une ouverture rectangu-35 laire 15 mesurant 3 /u x 20yu est formée dans ladite àutre couche de bioxyde de silicium, afin de former une mince couche 12' en bioxyde de silicium et de dénuder une partie superficielle, de type de conduction n, de la couche épitaxiale 8', cette partie étant située entre les deux régions diffusées 8, servant de contact de base. Ces régions 11 se trou-40 vent sous la mince couche 12' en bioxyde de silicium. 70 44936 13 2116324 Le-, corps est placé dans un four de diffusion et porté à une température de 900°C dans tin courant gazeux comportant du phosphore obtenu à partir d'une phosphine. Ceci conduit à la diffusion d'atomes de phosphore dans la partie superficielle dénudée de type de conduction n, 5 pour obtenir ainsi une région 2* convenablement conductrice, de type de conduction n+, affleurant la surface. La couche 12' masque contre diffusion les parties voisines de la couche épitaxiale. La concentration super- 20 ficielle en phosphore diffusé est de l'ordre de 10 atomes/cm3. La courbe donnant les concentrations de phosphore diffusé à tendance à 10 dévier, et on voit que la concentration en phosphore et le gradient de concentration sont faibles dans le voisinage de la jonction entre la région convenablement conductrice 2* de type de conduction n+ et la partie voisine, de type de conduction n, de la couche épitaxiale 8'. La structure obtenue est illustrée sur la fig. 5. Pendant la diffusion, une mince 15 couche de verre au silicate de phosphore s'est formée sur la partie dénudée de la surface de silicium ainsi que sur la surface des couches 12' et 13, en oxyde de silicium. Au cours de stades suivant cette diffusion, on établit la concentration en accepteurs des parties de la zone de base 3» et on 20 modifie le gradient de concentration en donneurs à la jonction p-n émetteur-base par implantation d'atomes de bore et de phosphore à l'aide d'un bombardement d'ions. Le groupe de parties 5 convenablement conductrices de type de conduction p+ de la zone de base 3 sont élaborées par implan-25 tation sélective d'ions de bore nantis d'une éhergie de 100 keV. D'abord, on précipite une couche de chrome sur les couches 12' et 15 en bioxyde de silicium ainsi que sur la couche de verre au silicate de phosphore; sur la couche 13 de forte épaisseur, le bord extérieur de cette couche de chrome est déterminé par un décapage photolithographique. Une couche 30 de polymétacrylate de méthyle qui constitue un moyen de réservation positif sensible aux électrons est élaborée sur ladite couche de chrome. En explorant sélectivement cette couche avec un faisceau électronique concentré, on bombarde des parties de couche parallèles rectangulaires de faible largeur qui sur les parties superficielles du corps s'étendent 35 pratiquement entre les deux régions de contact de base 11, ces parties parallèles étant ensuite dissoutes dans un dissolvant adéquat. Le reste de la couche sensible aux électrons est durci, et fait office de masque V au cours d'un décapage subséquent devant former une couche de chrome 20 affectant la structure illustrée sur les figures 6 et 7. A travers des 40 ouvertures rectangulaires 21 ménagées dans la couche de chrome 20, on 70 44936 14 2116324 dénude des parties superficielles de la mince couche 12' en bioxyde de silicium et le verre à silicate de phosphore dans 1'ouverture 15 de cette couche 12'. La couche de chrome 20 sert de masque pour l'implantation sélective d'atomes de bore pour former les parties convenablement conduc-5 trices 5» de type de conduction p+, s'étendant entre les deux régions de contact de base 11. Le corps est placé dans la chambre d'impact d'un appareil d'implantation d'ions, et, à faible température,soumis â un bombardement d'ions de bore nantis d'une énergie de 100 keV, comme le 10 montrent les flèches sur la fig. J. La source fournissant les ions de bore est du trichlorure de bore. Le corps est orienté de façon qu'un angle de 7° soit formé entre l'axe du faisceau ionique et la direction cristallographique (111) du silicium. La dose d'ions de bore est au moins 20 égale à 10 atomes/cm5. 15 Les ions de bore ne sont pas à même de pénétrer à travers la couche de chrome 20 de forte densité, mais par contre, ils sont à même de traverser tant la couche 12' en bioxyde de silicium que le verre au silicate de phosphore. Â l'endroit où se termine la profondeur de pénétration, les ions de bore implantés endommagent considérable-20 ment le réseau cristallin du silicium et forment des régions amorphes 51 dans le corps de silicium, par ailleurs monocristallin.(Voir la fig. 7). A ces régions amorphes correspond un grand nombre d'endroits disponibles, de sorte que par cette opération, un grand nombre d'atomes de bore peuvent remplir ces endroits et occuper ainsi des positions de réseau cristallin 25 de remplacement au cours d'un recuit subséquent, effectué par exemple â une température de 800®C. De cette façon, on établit sélectivement dans la couche épitaxiale 8' une forte concentration de bore pour former les parties en forme de bande 5» de type de conduction p+, alors que suivant la valeur exacte de la dose d'ions et de la durée du bombardement, 30 la valeur maximale de la concentration de bore de chaque partie 5 ainsi •formée peut être égale â 10^ atomes/cm8, ou être égale à 10^ atomes/cm3 suivant un autre mode de réalisation du dispositif. Le fait d'utiliser la couche de chrome 20 comme masque pour définir les parties 5 conduit & de forts gradients de concentration 35 de bore en directions tant transversale que longitudinale au bord desdites parties 5. Suivant la profondeur, le gradient de concentration de chaque partie 5 est déterminé par des différences de la profondeur de pénétration dans la couche 8' des ions de bore bombardants nantis de l'énergie 100 keV. Généralement, ce gradient de concentration n'a pas une 40 valeur aussi élevée. Néanmoins, dans la région de la couche épitaxiale 8',. 70 44936 15 2116324 directement sous la région 2* convenablement conductrice et de type de conduction n+, la concentration maximale en bore de chaque bande se situe à une profondeur d'environ 0,33y", à partir de la surface, tandis que 0,15yU moins profond et 0,15plus profond, les concentrations de bore 5 sont dix fois plus petites. Par conséquent, des parties 5 convenablement conductrices relativement bien définies, de type de conduction p+, sont formées dans la couche épitaxiale 8'. Dans le silicium et dans le bioxyde de silicium, la profondeur de pénétration des ions est pratiquement la même, de sorte qu'à partir de la surface de silicium, l'endroit où est 10 établie la concentration en bore maximale de chaque partie 5 s'étendant sous la mince couche de dioxyde de silicium 12' ainsi qu'à l'extérieur de ladite surface directement sous la région convenablement conductrice 2' de type de conduction n+, se situe à une distance égale à 0,13yu environ. Ensuite, la couche de chrome 20 est enlevée par dé-15 capage, de sorte que toute la couche 12' en bioxyde de silicium se trouve déiiudée. Le corps est replacé dans la chambre d'impact de l'appareil d'implantation d'ions et, comme le montrent les flèches sur la fig. 8, d'abord soumis à un bombardement d'ions de bore en dose plus faible, et ensuite à un bombardement d'ions de phosphore. La source 20 fournissant les ions de bore est du trichlorure de bore, tandis que celle fournissant des ions de phosphore est du trichlorure de phosphore. L'orientation du corps est pratiquement la même que celle préconisée pour le bombardement de bore précédent. Le bombardement de bore est effectué en une ou en 25 plusieurs étapes, les énergies ioniques étant comprises entre 60 et 50 ■j ^ keV, la dose d'ions étant de l'ordre de 10 atomes/cm2. Les ions de bore nantis desdites énergies ne sont pas à même de traverser la couche 13 en bioxyde de silicium de forte épaisseur, mais traversent par contre la mince couche 12' également en bioxyde de silicium. Les ions de bore sont 30 implantés sélectivement dans la couche épitaxiale 8', la limite de la région implantée étant déterminée par le seuil 14 formé entre les couches précitées 13 et 12». Après un recuit effectué à une température de 800°C, ces ions de bore implantés établissent la concentration en accepteurs des parties actives 6 de la zone de base obtenue 3, de type de conduction p, 35 cette concentration étant de l'ordre de 10^ atomes/cms. La profondeur de la jonction p-n collecteur-base, formée avec les parties voisines de type de conduction n de la couche épitaxiale 8' atteint environ 0,6^u dans le voisinage d'une partie 5, et atteint 0,45/u aux parties actives de la zone de base entre les parties 5. La différence de profondeur a tendance 40 â donner lieu à des effets indésirables, inhérents au caractère aplanaire 70 44936 2116324 de la jonction collecteur-base ainsi obtenue, et ces effets peuvent être diminués en importance si pour l'implantation dans des parties 5 on utilise une énergie moyenne plus faible que pour l'implantation dans d'autres parties de la zone de base. 5 L'énergie d'implantation des ions de phosphore est égale à JO keV, la dose d'ions étant d'environ 10^ atomes/cm2. Les ions de phosphore nantis de ladite énergie ne sont pas â même de pénétrer à travers les couches 12* et 13 en bioxyde de silicium. Par conséquent, l'implantation des ions de phosphore dans le corps a lieu à l'endroit de 10 l'ouverture 15 ménagée dans la mince couche en bioxyde de silicium 12' appartenant â la région 2' déjà diffusée, de type de conduction n+. Après un recuit effectué à une température de 600°C, la valeur maximale de la 19 concentration de dopage des ions de phosphor®'.implantés est égale à 10 atomes/cm® et est établie à une profondeur d'environ 0,085/u, mesurée 15 à partir de la surface. La région ainsi obtenue, de type de conduction n , est la zone d'émetteur du transistor. De cette façon, la plus grande partie de la concentration en donneurs à la jonction p-n émetteur-base 7 est établie par des ions de phosphore implantés au lieu d'ions de phosphore diffusés. La profondeur de ladite jonction 7 dans le voisinage 20 d'une partie 5 en forme de bande de la zone de base 3 est d'environ 0,16^u, et d'environ 0,15^u aux parties actives 6 de la zone de base 3» entre les parties 5 en forme de bande. Lors de la réalisation du dispositif modifié indiqué précédemment, l'énergie desdit»- ions de phosphore est supérieure à 70 keV, 25 de sorte que la valeur maximale de la concentration établie par les ions de phosphore implantés se situe plus profondément sous la surface. La durée du bombardement et/ou la dose d'ions est (sont) plus petite(s), de sorte que ladite valeur maximale est comprise entre la concentration 20 maximale de chaque partie 5 (environ 10 atomes/cm5) et la concântration "1 7 30 maximale d'autres parties 6 de la zone de base 3» (environ 10 atomes/cm3) 18 s ladite valeur étant par exemple égale à environ 10 atomes/cm . De cette façon, le gradient de concentration de dopage net à la jonction émetteur-base a été diminué , et la capacité de la couche d'épuisement d'émetteur a été réduite davantage. 35 La fig. 9 montre plusieurs courbes de concentration de dopage. L'axe des ordonnées est celui des concentrations de dopage en atomes/cm3, tandis que l'axe des abscisses est celui des profondeurs en ^u, mesurées à partir de la surface de silicium dans l'ouverture 15. La concentration de phosphore diffusé est indiquée par la courbe A, la 40 concentration de dopage obtenue par l'implantation d'ions de bore nantis 70 44936 17 2116324 d'une énergie de 100 keV est indiquée par la courbe B, et par la courbe B1 dans le mode de réalisation modifié caractérisé par line plus forte concentration; la concentration de dopage obtenue par l'implantation d'ions de bore nantis d'énergies comprises entre 60 et 90 keV est indiquée par 5 la courbe C, tandis que celle obtenue par l'implantation d'ions de phosphore nantis d'une énergie de 70 keV est indiquée par la courbe D, et par la courbe D' dans le mode de réalisation modifié caractérisé par des ions de phosphore nantis d'une énergie plus élevée et par une plus faible concentration. 10 Le contact avec la zone d'émetteur 2, de type de con duction n, est établie par une technique dite de "washed-out' emitter", l'électrode de contact d'émetteur 17 étant pour cela élaborée dans l'ouverture 15 qui dans la couche de bioxyde de silicium 12' a été utilisée pour la diffusion et l'implantation sélectives lors de la formation de 15 la zone d'émetteur 2. Cette technique est utilisable du fait que la dispersion latérale des atomes de phosphore diffusée à la surface fait en sorte que la jonction p-n émetteur-base 7 se termine à la surface sous la mince couche 12' en bioxyde de silicium et empêche ainsi le court-circuitage de la jonction par ladite électrode de contact d'émetteur 17» 20 Des restes de la mince couche de verre au silicate de phosphore sont enlarés pour dénuder de nouveau dans l'ouverture 15 la partie superficielle de la zone d'émetteur de type de conduction p, le corps étant à cet effet plongé pendant quelques secondes dans une solution très diluée d'acide fluorhydrique. Par un décapage subséquent, pour dénuder des parties super-25 ficielles des deux régions de contact de base 11 de type de conduction p, on ménage dans la mince couche 12' deux ouvertures rectangulaires 16 mesurant chacune environ 3^ x 20yu. Ensuite, on précipite sur la surface entière une couche d'aluminium ayant une épaisseur de 0,5^u. Cette couche d'aluminium 50 est éliminée sélectivement par un décapage photolithographique laissant subsister les électrodes de contact d'émetteur et de base 17 et 18, en forme de peigne. La plaque ayant été divisée en morceaux, on établit les connexions avec les faces de contact d'émetteur et de base, et, de 55 manière connue, l'ensemble est muni d'une enveloppe. Il est évident que pour le mode de réalisation décrit à titre d'exemple, la succession des diveses opérations de diffusion et d'implantation est choisie telle que les températures correspondantes soient décroissantes, et les opérations pratiquement indépendantes l'une 40 de l'autre. Il est évident aussi que le technicien peut réaliser de nom- 70 44936 18 2116324 breuses variantes sans sortir du cadre de l'invention. Au besoin, dans le dispositif illustré sur les figures 1 et 3» on peut omettre la partie 5 en forme de bande de type de conduction p+, située entièrement à l'extérieur de la surface directement sous la zone d'émetteur 2, de sorte que 5 toutes les parties 5 en forme de bande, de type de conduction p+, situées à une certaine distance l'une de l'autre, se trouvent directement sous ladite zone. Généralement, les parties appartenant auxdites parties p+ et situées sous la partie centrale de la zone d'émetteur 2, ne sont traversées que par un courant de faible intensité et ne contribuent prati-10 quement pas à l'établissement de la capacité de la couche d'épuisement d'émetteur; dans des cas déterminés, on peut donc omettre ces parties desdites parties 5 de type de conduction p+, les bandes non continues ainsi formées présentant donc une interruption se trouvant pratiquement en alignement avec la partie centrale de la zone d'émetteur; de telles 15 parties non continues 5 de type de conduction p+, se trouvant à une certaine distance l'une de l'autre, appartenant â la zone de base 3 et s'étendant sous la zone d'émetteur 2 font encore office de piste(s) de faible résistance pour améliorer le courant de base s'écoulant entre les . parties actives 6 de la zone de base 3 et l'électrode (les électrodes) 20 de contact de base 18. 70 44936 1' 2116324 RBVEHDICATIONSt ' 1. Procédé permettant la fabrication d'un dispositif semiconducteur comportant un corps semiconducteur muni de zones d'émetteur, de base et de collecteur d'un transistor bipolaire, le type de 5 conduction de la zone de base étant opposé à celui des zones d'émetteur et de collecteur alors que cette zone de base comporte des parties en forme de bande séparées l'une de l'autre et situées sous la zone d'émetteur, la conductibilité de ces parties étant plus élevée que celle d'une partie active de la zone de base située entre lesdites parties, carac-10 térisé en ce que^par implantation d'ions, des atomes de dopage dudit type de conduction opposé sont implantés sélectivement dans le corps . semiconducteur à travers la partie du corps où est élaborée la zone d'émetteur, alors que les régions dans lesquelles lesdits atomes sont implantés, sont choisies de façon que des atomes de dopage, ainsi implan-15 tés, aient des concentrations maximales dans des régions qui dans le l corps semiconducteur sont séparées l'une de l'autre, alors que l'énergie des ions effectuant le bombardement est choisie telle que les concentrations maximales s'établissent à une profondeur qui est plus grande que celle où est élaborée la jonction émetteur-base, les atomes de dopage 20 implantés de la sorte formant lesdites parties en forme de bande, sé- ' parées l'une de l'autre et appartenant â la région de base. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la séparation entre lesdites parties en forme de bande est obtenue du fait qu'un faisceau ionique concentré est dirigé sélectivement sur 25 la surface semiconductrice. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour définir la distance entre les parties en forme de bande, on élabore sur la surface semiconductrice bombardée une couche de masquage affectant la forme d'une grille afin de masquer contre l'implantation 30 d'ions certaines parties de cette surface semiconductrice. 4. Procédé-selon la revendication 3» caractérisé en ce que la structure de la couche de masquage est déterminée par des masquages et des décapages pour lesquels on utilise un moyen de réservation sensible aux électrons. 35 5. Procédé selon la revendication 3» caractérisé en ce qu'on élabore une couche de masquage constituée par un matériau qui est formé du fait qu'à l'aide d'un faisceau électronique, on bombarde certaines parties de la couche sensible aux électrons. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5» carac- 40 térisé en ce qu'on utilise une dose d'ions suffisamment élevée pour 70 44936 20 2116324 l'implantation d'ions afin de rendre amorphes les régions de corps semiconducteur monocristallin où. sont élaborées les parties en forme de bande. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, carac-5 térisé en ce qu'on effectue une implantation d'ions sous l'effet de laquelle la concentration d'éléments de dopage définissant le type de conduction de chacune des parties en forme de bande acquiert une valeur maximale qui dépasse d'au moins un ordre de grandeur celle qui est établie dans des parties actives de la zone de base â la jonction émetteur- 10 base et entre lesdites parties en forme de bande. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 â 7, caractérisé en ce que lors de la formation des parties en forme de bande, les atomes de dopage instaurant le type de conduction opposé sont implantés sélectivement dans le corps semiconducteur à travers la partie de corps 15 où est élaborée la zone d'émetteur, ainsi qu'à travers de parties voisines du corps, de sorte que lesdites parties en forme de bande s'étendent longitudinalement sous la zone d'émetteur. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 â 8, caractérisé en ce qu'au moins la partie active de la zone d'émetteur à la 20 jonction émetteur-base est formée par implantation d'ions. 10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9» caractérisé en ce que les concentrations de dopage des parties actives de la zone de base et de la zone d'émetteur sont établies de façon que la concentration de dopage définissant le type de conduction de la zone 25 d'émetteur à sa jonction avec les parties en forme de base soit comprise entre celle des parties actives de la zone de base à la jonction émetteur-base et la concentration de dopage maximale obtenue par implantation dans chaque partie en forme de bande. . . , prises simultanément 11. Procédé Belon les revendications 9 et 10, caractérisé 30 en ce que les implantations sont effectuées de façon que la jonction entre la zone d'émetteur et les parties en forme de bande situées directement sous ladite zone soit située dans le voisinage de l'endroit où est établie la concentration de dopage maximale d'implantation de la partie active de la zone d'émetteur. 35 12. Dispositif semiconducteur, fabriqué par la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 11.