Brevet FR2115205A1 — publié le 19720707

L'invention concerne un procédé de gravure pour fabriquér des contacts métal-semiconducteur (contacts Schottky) dont la surface est délimitée avec précision, en particulier des contacts de petite surface, constitués par du chrome sur un corps 5 semiconducteur. L'invention est basée surle fait que le chrome convient particulièrement bien à la fabrication de contacts métal-semiconducteur, en particulier sur les composés A^B^ et de préférence sur l'arséniure de gallium. Dans les contacts métal-semiconducteur, dits contacts Schottky, il importe en outre, qu'il 10 n'y ait aucune couche intermédiaire, par exemple une couche d'oxygène, entre le matériau semiconducteur et le métal qui y est déposé. De telles couches modifieraient en effet de façon critique les relations de mécanique quantique d'un tel contact. Par rapport aux autres métaux de contact qui, pour les contacts Schottky., doivent A, , _9 15 être déposés sous un vide de l'ordre de 10 Torr, le chrome présente l'avantage qu'il suffit d'utiliser un vide de l'ordre de 10~6 Torr. La raison essentielle de cette particularité est que le chrome possède une très grande affinité en particulier pour l'oxygène et que, sous un vide de 10"^ Torr, la couche d'oxygène 20 recouvrant la surface du matériau semiconducteur qui existe encore après le chauffage, est absorbée par le chrome. Autant le chrome est avantageux pour la fabrication de contacts Schottky, autant il est difficile d'obtenir avec du chrome des contacts dont la surface est délimitée avec 25 précision, en particulier des contacts de très petite surface ou voisinant étroitement sous forme de bandes. Les contacts métal-semiconducteur possédant une telle structure plane sont cependant extrêmement nécessaires, par exemplè de préférence dans la technique des circuits intégrés (Technique des CI). Dans cette technique 30 les espaces entre les bords des surfaces de deux contacts métal-semiconducteur peuvent être réduits jusqu'à environ 1 jx. Cela montre quelles conditions sévères sont exigées en ce qui concerne une limitation précise des surfaces de contact. On obtient des surfaces de ce type délimitées 35 avec précision suivant le procédé de photogravure dans lequel on établit le dessin de la structure souhaitée par éclairement et suppression partielle par corrosion d'une couche de protection photosensible, puis les surfaces partielles qui ne sont plus reco\>- • vertes sont enlevées par corrosion. Ce procédé classique présente 40 cependant des inconvénients lorsque de telles structures doivent 71 41083 2 2115205 être réalisées en chrome, étant donné que le chrome déposé par vaporisation ne se laisse pas attaquer par corrosion de façon bien définie. La présente invention se propose de fournir 5 un procédé pour fabriquer des contacts métal-semiconducteur dont la surface est délimitée avec précision, en particulier des contacts de petite surface, avec du chrome. Ces contacts doivent pouvoir en particulier être munis de fils d'alimentation, suivant les procédés connus, par exemple la thermocompression ou la soudu-10 re par ultra-sons. Ce problème est résolu en utilisant un procédé qui, suivant l'invention, est caractérisé par le fait que le corps semiconducteur est muni d'une couche de chrome'sur laquelle on dépose une couche d'aluminium, que suivant un procédé connu 15 en lui-même, de préférence suivant un procédé de photogravure, on réalise dans cette couche d'aluminium un réseau de zorïés où l'aluminium a été enlevé et où il est demeuré, qui correspond au négatif de la surface prédéterminée des contacts sur le semiconducteur et qu'ensuite la couche dé chrome'sur le corps semi-20 conducteur est attaquée par corrosion avec de l'acide chlorhydri-que possédant une concentration d'au moins environ 1%, en particulier 6/o, jusqu'à ce que le chrome se trouvant aux endroits mis à nu soit enlevé de la surface du corps semiconducteur. Suivant un autre mode d'exécution préféré 25 de l'invention, pour les contacts ne possédant pas une surface trop petite, la couche d'aluminium est déposée par vaporisation par l'intermédiaire d'un masque de forme correspondante. Cependant, le masque laisse des parties non recouvertes sur la couche de chrome qui doivent ensuite être supprimées par corrosion à"l'acide 30 chlorhydrique. Par rapport à un dépôt par vaporisation de la couche de chrome effectué directement à l'aide d'un masque, ce mode d'exécution présente l'avantage que l'on obtient, sans ajustage ultérieur, des structures en chrome sur le corps semiconducteur qui permettent déjà l'établissement de contacts. 35 Suivant un autre mode d'exécution du procédé, les fils d'alimentation nécessaires sont fixéssur'la couche d'aluminium se trouvant sur la couche de chrome, en particulier suivant le procédé de thermocpropression ou de soudure par ultra-sons. Le dépôt de la couche de chrome s'effectue 40 de préférence par vaporisation, sous un vide d'au moins 10 ^Torr. 71 41083 2115205 Pour l'utilisation indiqué©, . les épaisseurs des couches sont comprises entre 20 et 100 nm et de préférence égales à 50 nm. Pour la couche d'aluminium prévue les épaisseurs sont comprises entre 50 et 150 nm, de préférence égales à 100 nm» 5 Pour attaquer par corrosion la couche d'alu- min, il est particulièrement avantageux d'utiliser de l'acide phosphorique possédant en particulier une concentration de 85%. L'invention est basée sur le fait que, par formation d'un élément local chrome-aluminium, il est possible 10 d'attaquer par corrosion une couche de chrome inévitablement plus ou moins passivée à l'aide d'acide chiorhydrique. De fagon connue (Solid State Technology, Tome 12 (1969), pages 49-52), on a déjà attaqué par corrosion suivant ce procédé des couches de chrome sur du verre, la couche de chrome dans l'acide chlorhy-15 drique faisant contact avec une tige de zinc, ou d'aluminium ou bien cette couche de chrome étant reliée galvaniquement à une électrode d'aluminium ou de zinc immergée dans le milieu corrosif. Dans le procédé suivant l'invention, un élément galvanique est placé entre la couche d'aluminium et la couche de chrome. Par 20 suite de la conductibilité électrique du corps semiconducteur toujours suffisante pour le procédé suivant l'invention, il ne se présente aucune difficulté pour éliminer complètement du corps semiconducteur les différentes parties de la couche de chrome non recouvertes d'aluminium, même lorsqu'il s'agit d'enlever par 25 corrosion des surfaces plus importantes. Les contacts Schottky réalisés suivant le procédé de l'invention peuvent être munis immédiatement de fils d'alimentation, par exemple en or. La présente invention sera mieux comprise 30 à l'aide de la description suivante d'un mode d'exécution particulier du procédé, donné à titre d'exemple et représenté au dessin annexé dans lequel : La figure 1 représente une partie d'un corps semiconducteur sur lequel on doit réaliser plusieurs contacts 35 Schottky distincts en chrome. La figure 2 représente le corps semiconducteur après élimination partielle de la couche de chrome et de la couche d'aluminium. La figure 3 représente un élément semiconduc-40 teur comportant un contact Schottky sur lequel est fixé un fil 71 41083 4 2115205 de connexion.' La figure 1 représente une partie d'un corps semiconducteur 1 plus important, par exemple une pastille, sur lequel on doit déposer côte à côte plusieurs contacts Schottky en 5 chrome distincts les uns des autres. La référence 2 désigne la couche de chrome déposée sur le corps semiconducteur 1. La couche d'aluminium devant être déposée sur la couche de chrome est désignée par la référence 3. Celle-ci est de préférence traitée suivant un procédé de photogravure dans lequel une couche de 10 protection de laque photosentible est déposée sur la couche d'aluminium 3. De façon connue, après éclairement par l'intermédiaire d'un masque, on élimine certaines parties de cette couche, de sorte que seules demeurent les parties 4 de la couche de protection fixées sur la couche d'aluminium qui correspondent aux 15 endroits où est réalisé un contact Schottky, c'est à dire où une couche de chrome doit rester sur le corps semiconducteur 1. La figure 2 représente le corps semiconducteur 1 après enlèvement par corrosion de la couche d'aluminium, de préférence à l'aide d'acide phosphorique, et de la couche de 20 chrome, à l'aide d'acide chiorhydrique suivant l'invention. De la couche de chrome initiale 2, il ne reste plus que les surfaces de contact données 21 sur lesquelles se trouvent les parties 31 de la couche d'aluminium. Ensuite, avant d'enlever les parties restantes de la couche de protection se trouvant sur la couche 25 d'aluminium» suiVMt un autre' mode d'exécution de l'invention, on peut fixer les fils de connexion prévus, de préférence suivant le procédé de thermocompression ou suivant le procédé de soudure par ultra-sons. Suivant un procédé connu en. lui-même, le 30 corps semiconducteur muni des contacts Schotthy qui y ont été réalisés, peut être divisé de façon à fournir les éléments individuels souhaités. La référence 6 indique à titre d'exemple une division possible. La figure 3 représente un élément semiconduc-35 teur comportant un contact Schottky constitué par le corps semiconducteur 11, la couche de chrome 21 se trouvant sur celui-ci, la couche d'aluminium 31 et un fil de connexion 41 fixé sur la couche d'aluminium comme décrit ci-dessus. 71 41083 5 2115205 REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de contacts métal-semiconducteur (contacts Schottky) et dont la surface est délimitée avec précision, en particulier de contacts de petite surface, 5 avec du chrome sur un corps semiconducteur, caractérisé par le fait que le corps semiconducteur (1) est muni d'une couche de chrome (2) sur laquelle on dépose une couche d'aluminium (3), què suivant un procédé connu en lui-même, de préférence suivant un procédé de photogravure, on réalise dans cette couche d'aluminium un 10 réseau de zones, où l'aluminium a été enlevé et où il est demeuré, qui correspond au négatif de la surface prédéterminée des contacts sur le semiconducteur, et qu'ensuite la couche de chrome sur le corps semiconducteur est attaquée par corrosion avec de l'acide chiorhydrique possédant une concentration d'au moins environ 1%, 15 en particulier 6%, jusqu'à ce que le chrome soit enlevé de la surface du corps semiconducteur sauf aux endroits (21, 31) recouverts d'aluminium. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que pour enlever par corrosion la couche 20 d'aluminium, on utilise de l'acide phosphorique possédant une concentration d'environ 85%. 3. Procédé suivant l'une des revendications l.ou 2,caractérisé par le fait que la couche de chrome est dépo-» sée par vaporisation. 25 4. Procédé suivant l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que la couche d'aluminium est déposée par vaporisation. 5. Procédé suivant l'une des revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisé par le fait que la couche d'aluminium 30 est déposée à travers un masque. 6. Procédé suivant l'une des revendications 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisé par le fait que l'épaisseur de la couche de chrome est.comprise entre 20 et 100 nm, de préférence 50 nm. 35 7, Procédé suivant l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caractérisé par le fait que l'épaisseur de la couche est comprise entre 50 et 150 nm, de préférence 100 nm. 8. Procédé suivant l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, caractérisé par le fait qu'il comporte 40 une autre phase opératoire durant laquelle des fils de connexion 71 41083 2115205 (41) sont fixés sur la couche d'aluminium se trouvant sur la couche de chrome, suivant le procédé de thermocompression ou suivant le procédé de soudure par ultra-sons.