Brevet FR2113648A1 — publié le 19720623

t 2113648 La présente invention concerne les dispositifs a couche mince et leurs procédés de réalisation. On réalise les dispositifs à couche mince suivant des techniques très diverses, par exemple par pulvérisation, par 5 évaporation, par é1ectrodépositioa et par d'autres procédés. En général, ces procédés nécessitent l'utilisation à* caches eu a as que s et d'une attaque chimique pour la formation du produit fini. Par exemple, lorsqu'on fabrique des résistances à couche mince en utilisant du nitrure de tantale comme matière 10 résistante, on pulvérise une couche de nitrure de tantale sur la face plane principale d'un substrat céramique. Pour assurer la connexion électrique de la couche, on doit placer plusieurs couches de diverses matières de contact sur des parties choisies distantes de la couche de nitrure de tantale. En général, 15 on peut placer les différentes matières de contact sur la couche de différentes manières. Par exemple, on peut évaporer les diverses matières sur toute la surface exposée du nitrure,puis, a l'aide d'un procédé mettant en oeuvre des caches et une attaque chimique, on retire les parties indésirables des matières 20 de contact de manière qu'il ne reste que les zones nécessaires pour faciliter la connexion externe de la couche résistante avec d'autres circuits. Un autre procédé de mise en place des diverses matières de contact sur les surfaces voulues de la couche de nitrure de 25 tantale consiste à cacher les parties de la couche de nitrure de manière a recouvrir les zones qu'on ne doit pas recouvrir ensuite des diverses matières» puis à évaporer ces matières de contact sur les zones exposées de la couche de nitrure. Comme le cache est voisin des zones exposées de la couche de nitrure, une 30 partie des matières rie contact se dépose sur le cache. Dans un tel procédé, on doit retirer le's diverses matières qui se déposent sur ce cache. De plus, Ofl doit utiliser la phase de mue en oeuvre d'un cache de la même manière qu'on l'utilise dans le procédé selon lequel on attaque la matière indésirable de contact. 35 Bien que les exemples cités concernent des résistances à couche mince, d'autres types de dispositifs à couche mince nécessitent la mise en place (L*une matière de contact dans les 71 39846 2 2113648 zones choisies pour faciliter les connexions avec des circuits externes. Le procède de mise en place des divers types de circuits à couche mince sur le substrat sont bien connus et il n'est pas nécessaire de les décrire dans le présent me'moire. Cependant, les techniques utilisées pour mettre la matière de contact aux emplacements voulus sur le dispositif à couche mince utilisent des modes opératoires analogues à. ceux cités précédemment a propos des résistances à base de nitrure de tantale. Les parties inutilisées des diverses matières de contact doivent, être récupérées dans les exemples cités. Cependant, comme ces diverses matières forment des couches, elles sont contaminées et leur récupération est coûteuse. La description qui précède montre l'intérêt d'un procédé perfectionné de fabrication de dispositifs à couche mince^ tel que la mise en place de la matière de contact sur les dispositifs soit réduite, ainsi que la quantité de matière utilisée. L'invention concerne un tel procédé et les dispositifs obtenus par sa mise en oeuvre. Selon un mode de réalisation de l'invention, un dispositif à couche mince comprend un substrat comportant une première face destinée à recevoir une matière et au moins une autre face elle aussi destinée à recevoir une matière, une matière d'élément de circuit déposée sur la première face,et une matière d'élément de circuit et une matière de contact se recouvrant sur au moins l'une des autres faces, lesdits dispositifs étant caractérisés en ce que la première face diverge par rapport a au moins une des autres faces en formant un angle aigu ,1a matière d'élément de circuit ayant été déposée depuis une première direction par rapport au substrat et la matière de contact ayant été déposée suivant une seconde direction par rapport au substrat, de manière que la matière de contact ne puisse pas atteindre la première face. Selon un autre mode de réalisation, l'invention concerne un procédé de réalisation d'un dispositif à couche mince et selon lequel on dépose une matière d'élément de circuit sur un substrat suivant une première direction par rapport a ce dernier, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'on dépose une 71 398^6 3 2113648 matière de contact suivant une seconde direction par rapport au substrat qui a une première face de réception de matière et au moins une autre face de réception de matière, cette dernière divergeant par rapport a la première en faisant un angle ai su, si bien que la première face reçoit uiw couche d'une matière d ' élcnitfti*. o circuit, et qu'au moins une autrr face reçoit une matière d'élément de circuit et une matière de contact qui se r e couvre:!'- . Dans un -ode de réalisation préféré, 1'invention concerr. un dispositif a couche mince comprenant un substrat ayant de multiples surfaces contiguës destinées a recevoir une matière qui se Trouve dans au moins deux plans différents qui se recoupent suivant, un angle aigu, une couche cl'élément de circuit. étant portée par i*s parties au moins des surfaces des doua différents plans et une couche de matière conductrice receavran des partie.1 de la couche d'élément de circuit sur des partie., d'au :r:e i :ï s une surface ce l'un des pler.s. Le pracéeé . : :••• a pondant au dispi-iti eu .iii1 se r . : -satien préfère consiste à déposer s irnul i. a àr; e a t un-; couoh' ' ' ' nor/j de circuit sur les zoffifrs exposées : ' un -a':.- I;".:. cer' na/: t es itiees sentisses se trouvant u as au':a'. i a deux -:l"es qui S'a recoupent suivant un ailg 1 e aigu, pris a. à srssr -t.-e matière de contact sur les parties d'au. n;ci:i3 ic:c- surface se trouvant dens l*m des pic ne de car.ièri à permettre la connexion de la couchë* d'élément de circuit avec dee cir cuits externes. Le procédé de l'invention de réalisation de nouveaux dispositifs présente l'avantage de réduire le nombre de phases nécessaires à la réalisation et la quantité de matière de contact utilisée. Un autre avantage des.''dispositifs est que les surfaces de contact qui se trouvent d$ns un plan qui recoupe le plan supportant le circuit peuvent être réalisées suivant des procédé s perfectionnés nécessitant peu de phases ce réalisation et p e u d e ma t i e r e d e contact. d'autres avantages et ■carac toris t i ;ues d e envai:. :a: ressortirunt mieux. de la description qui "a s;iv; • . f .i i t ■ 71 398^6 4 2113648 référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 est une perspective d'un substrat montrant des surfaces inclinées contiguës a une surface plane principale du substrat ; 5 la figure 2 est une perspective illustrant le dépôt d'une couche de matière résistante sur les surfaces planes inclinées du substrat de la figure 1 ; la figure 3 est une perspective illustrant une couche de matière résistante déposée sur les faces plane et inclinées du 10 substrat de la figure 1 ; la figure 4 est une perspective illustrant le dépôt d'une couche de matière de contact sur la surface d'une extrémité d'un substret, y compris les surfaces inclinées de la figure 1 ; la figure 5 est une perspective représentant une couche 15 de matière de contact disposée sur une extrémité du substrat et recouvrant La couche résistante des faces inclinées du sue-3 "t- r ci t- | la figure o est une perspective d'un dispositif terminé à couche mince selon un mode de réalisation ; 20 la figure 7 est une perspective d'un empilement de sub- ïtru'v.s. .s •; rv ^ le dé^êt de la couche résistante, mais au cours du dépôt de la matière de contact ; la figure 8 est une perspective de l'empilement de substrats, portant une couche de matière de contact déposée à une 25 extrémité et sur les surfaces inclinées ; et la figure 9 est une perspective de l'empilement de substrats après enlèvement de la matière de contact des extrémités des substra ts. Lorsqu'on réalise des dispositifs à couche mince, il 30 faut plusieurs phases impliquant la mise en oeuvre de caches et d'attaque chimique. De plus, la solution d'attaque entraîne des quantités considérables des diverses matières de contact qui se contaminent au cours dë la réalisation, et on doit traiter la solution en vue ce récupérer les matières, cette cpéra-35 tion revenant cher , En conséquence,il est souhaitable de dispo-~ e v 1 un : i" é] i minant pratiquement los nhases de mi s e on ;; .n un.-- r. ' c s jaires suivant : ttchniiyiee connues, 71 39846 5 2113648 que les effets d'une récupération coûteuse des matières inutilisées de contact. Après la réalisation d'un dispositif à couche mince, par exemple une résistance au nitrure do tantale, on modifie la cou-5 elle résistante d'une manière quelconque, par exemple par anodi-sation ou par retrait sélectif, de manière à donner une valeur voulue précise à la résistance. Ensuite, on fixe un dispositif de connexion sur les zones de contact, de manière à faciliter la connexion avec des circuits externes. Il faut noter que la 10 fixation des connexions doit être réalisée avant l'ajustement de la valeur de la résistance. Si le dispositif est a couche mince et comprend divers éléments pacsifs et actif3, il faut fixer les dispositifs de connexion aux zones de contact déposées, en coopération avec les parties du circuit porte pnr le 15 dispositif, de manière a faciliter la connexion des circuits à couche mince avec les circuits externes. La figure 1 représente un substrat céramique qui porte la référence générale 16 et qui comprend au moins une surface plane principale 17 et des surfaces inclinées 18 et 19 formées 20 dans la suiface 17 à une de ses extrémités, le long d'un bord d'extrémité 21. On réalise les surf acesincl i.nées 1 S et 19 du substrat 1b de manière que ces surfaces soient contiguës à la surface 17 et à la surface 21 du bord. On réalise dans les surfaces inclinées 18 et 19 des orifices 22 et 23. 25 On réalise le substrat 16 de manière que la surface 17 se trouve dans un premier plan, alors que les surfaces 18 et 19 se trouvent dans un second plan qui recoupe le premier, les deux plans formant un angle aigu de manière que les surfaces inclinées divergent de la surface principale. La surface 21 se trouve 30 dans un troisième plan qui recoupe les deux premiers plans.Les plans des surfaces 18, 19 et 21 se recoupent en formant un angle aigu. 11 faut noter que les -surfaces 18 et 19 peuvent se trouver dans deux plans différents >qui recoupent chacun les plans 35 des surfaces 17 et , le plan de chacune des surfaces inclinées 18 et 19 répondant à la définition ci-dessus du second plan. 71 39846 6 2113648 La figure 2 représente le substrat 16 disposé de manière à recevoir une pulvérisation de nitrure de tantale, suivant un procédé classique, sur les surfaces 17, l8 et 19. Comme le montre la figure 3, à la suite de l'opération de pulvérisation, il 5 se forme une couche résistante 24 de nitrure de tantale sur la surface 17 (figure 1) du substrat 16, les parties 26 et 27 de la couche de nitrure se déposant sur les surfaces 18 et 19. Il faut noter que le. couche 24 et les parties 26 et 27 se raccordent en formant une couche unique résistante de nitrure de tan-10 taie. Il est évident aussi sur les figures 2 et 3 que la mise en place du substrat 16, corr.me le montre la figure 2, permet de pulvériser simultanément le nitrure de tantale sur la surface 17 et sur les surfaces 18 et 19 qui se trouvent dans des plans sécants séparés. 15 Sur la figure 4, le substrat 16 est disposé de façon qu'on puisse évaporer une matière de contact sur la surface 21 et sur les parties 26 et 27 de la couche 24 déposée sur les surfaces 18 et 19 (figures 1 et 2). Comme le montre la figure 5, 1'évaporation donne une couche 28 de matière de contact déposée 20 sur la surface 21 d'extrémité (figures 1 à 4}, des parties 29 et 31 de la couche se déposant en recouvrant les parties 26 et 27 de la couche 24. Il faut noter que la matière de contact peut être de l'or, du cuivre ou toute autre matière convenable qu'on utilise de ma-25 nière classique dans la fabrication des dispositifs à couche mince. De plus, on peut placer des couches multiples de diverses matières de contact sur les parties 26 et 27 de la couche 24 de manière a former dos zones de contact sur le dispositif 16. Par exemple, la première couche de chaque surface 18 et 19 30 est formée par les parties 26 et 27 de la couche 24. La couche suivante peut être une matière de contact, par exemple du titane, qui assure l'adhérence entre la première et la troisième couche. La troisième couche peut être une matière de contact telle que de l'or, du cuivre ou autre. Les seconde et troisième 35 couches sont appliquées comme décrit à propos des figures 4 et 5. 71 39846 7 2113648 n i e v ^ Lu figure 6 représente un dispositif terminé à couche mince, par exemple une résistance a couche mince,qui porto la référence générale 32. La partie da la couche 2 S de matiere de contact déposée sur la surface 21 est retirée par un procédé classique, par exemple par abrasion. Le retrait de la matière de contact de lu surface 21 laisse les parties 2'.'! et 31 de la matière ce contact recouvrir les parties 2b et 27 de la couche 24. Comme les orifices 22 et 23 restent dans les surfaces î {J e 19ron peut fixer un dispositif de connexion, par exemple des fiches ou bornes (non représentées) fixées aux parties 29 ut 7 de la matière de contact,de manière a assurer la e e r.r.e i .. n entre la couche 24 et des circuits externes. On peut ajuster la valeur de la résistance 32 par an procéda connu, par exemple par anodisat ion eu r sélectif d'une partie de la couche. On revient à la figure 4 sur laquelle on disposer un cache sur la surface 21 du substrat cher le dope t de matière de contact sur la surf que seules les parties 29 et 31 (figures 5 et -5 les parti 26 et 27 (figu.ro 3) is 1-a a;:u:h-r ~- plA.--- i. On revient a la figure 1 sur laquelle on note qa'.-:: peu ré alise r la partie de la surface 17 qui se trouve entre I c :-ysur faces 18 et 19, de manière que toute l'extrémité de la surface plane soit inclinée dans le plan qui comprend les surfaces 13 et 19. Au cours de 11évaporation, destinée au dépôt de la matière de contact sur les parties 26 et 27 (figure 4) de la cou che 24, on peut utiliser une technique mettant en oeuvre ces caches pour protéger les zones qu'on ne doit pas recouvrir de matière de contact. De plus, les surfaces 18 et 19 ne doivent pas nécessairement se trouver dans le même plan lors de la réa lisatio:: de la résistance 32, mais elles doivent se trouver dans un plan différent de celui qui comprend la surface ]7 tcu en facilitent la phase d'évaporation illustrée sur la fièvre 4 Lorsnu'on u c i lise le substrat î 6 . 1' •> rv.J c : : rr:r r. * 71 39846 8 2113648 mise en oeuvre de cache et d'attaque chimique qui sont normalement nécessaires a la réalisation des dispositifs à couche mince, par exemple de la résistance 32. Ceci permet une grande économie de matière nécessaire à la réalisation de la résistance 32, ainsi que du temps nécessaire. Comme on l'a vu précédemment, d'autres types de dispositifs à couche mince comprenant des éléments électriques passifs et actifs, peuvent comprendre un sud s : rat analogue au substrat 1b tout en en conservant : O O O - r fi ->--1 — f} c — v- O C* v s. ..A _ i.-,: - « Un s? référé maintenant à la figure 7 qui représente une pile ae subiî-ratd 1aqui ont tous subi séparément l'opération de ptilveri^'ition t- remportent la couche 24 de nitrure de tantale et le; parties 2; et 27 telles que représentées sur la figure 3. c:i e m p i 1 e les subi : ra :s 16 de manière que les couches 24 de deux substrats voisins soient face à face, les surfaces 21 des substrats apparaiss an : à une extrémité de la pile. Ensuite, on dépose ii; matière do contact sur la surface 21 des substrats 1 o et les parties- et 27 de la couche 24 de chaque substrat de manière a disposer si.:;i.l tancment les parties 2V et 31 de matière de cc!:r,;u.". sa:' les substrats séparés 16, de mar.ièrs analogue à j ■ idlus" r la figure 5. '• r- rt.fvr.; maintenant à la figure u qui montre .i •? j> cousues _ "> d. e ::,r.t i •. rt* de contact recouvrant les surfaces 2 ! i. figur-? 7) ô>r ici p-ile ce substrats 16. De plus, les parties 29 et 31 de matière de contact recouvrent les parties 26 et 27 (figure 3) de la couche _4 de chaque substrat 16. Un se/réfère maintenant à la figure 9 qui montre la pile de substrats 10 après enlèvement de la matière de contact des surfaces 21, avant formation de plusieurs résistances terminées 32 a couche mince. On retire la matière de contact évaporée sur les surfaces _!, comme représenté sur la figure 8, a l'aide de tout procédé convenable, par exemple par abrasion. Cependant, on peut utiliser un cache des surfaces 21 au cours ce i'évaporation de manière qu'il ne se déposé"pas de matière de contact évaporée sur les surfares 21. De cette manière, seules les parties 26 et 27 de chaque s ub t rut reçoivent la matière de contact. 71 39846 9 2113648 Il faut noter qu'il peut être nécessaire d'utiliser plusieurs couches de diverses matières de contact pour assurer une surface satisfaisante de contact pour la résistance 32. On peut réaliser la mise en place des diverses c o uc he s de diverses matières en recommençant :>ar exemple la mise en oeuvre du procédé décrit en référence aux figures 7, 3 et 9. Le substrat 1b a une disposition telle qu'il permet une réalisation efficace et rentable des dispositifs a couche mince par exeT.ple de résistances 32, réalisés séparément ou en group Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'a titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir du cadre de l'invention, qui est défini dans les revendications annexées. 71 39846 10 2113648 REVENDICATIONS 1. Dispositif à couche mince, du type qui comprend un substrat ayant une première face de réception de matière et au moins une autre face elle aussi destinée à recevoir une matière, une matière d'élément de circuit déposée sur la première face, et une matière d'élément de circuit et une matière de contact se recouvr::nt sur au moins une autre face, ledit dispositif étant caractérisé en ce que la première face diverge de l'autre face en formant un angle aigu, la matière d'éléments de circuit étant déposée suivant une première direction par rapport au sub- , suivant strat et la matière de contact étant deposee/ une seconde direction par rapport au substrat, de manière que la matière de contact n'atteigne pas la première face. 2. Dispositif selon la revendication 1, dont une autre face au moins porte une couche de matière d'élément de circuit revêtue de matière de contact, caractérisé en ce que le substrat comprend un dispositif destiné a coopérer avec un dispositif de connexion et en contact électrique avec la matière de contact. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la matière d'élément de circuit forme une couche unique ayant des parties portées par la première face et d'autres par au moins une autre face. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend deux autres faces qui sont coplanaires. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend deux autres faces, et en ce que l'angle aigu formé par l'intersection de la première face et de l'une des autres faces est différent de l'angle aigu formé par la première face et la seconde des autres faces. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la matière d'élément do circuit comprend du nitrure de tantale. I. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la matière de contact comprend de 11o r. 71 39846 2113648 8. bispcci tif selon l'une quelconque- dos revo indications précédentes, caractérisé en ce que la matière do contact comprend plusieurs couches de matières différentes de cortnct, de préféré:.ce ce titane et d'or. 5 è . Procéué de réalisation d'un dispositif a cjucIio mince, selon îeeuei on di pc.se une matière c'élement de circuit sur un subst ru r suivant, une première direction par rapport a celui-ci, caractérise en c c qu'on dépose la m.itière de contact suivant une secouée di recrioa par rapport au substrat qui a une p'-.-mière 1Û face ce réception de matière et au roins une eut.rv f..ce ci e -réception ;e matière, 1 ' autre face divergeant U L: ; r : -. i c re en fermant un rr.irie ai^u, de manière que la première >lve une couche .-suti èrv d'élément, de circuit et qu'une .u;t;e lace au moins reçoive une matière d'élément de circuit une mati ors de 15 c o n t a et 1'u ne sur l'autre. 10. Procédé selon la revendication 9. caraetert.o * n ce qu'on rs^emcle plusieurs substrats de maniere à frr.e r un empilement, chaque substrat ayant au moins une face cevcir une matière de contact à une extrémité : .le: pi le mer.'. . et en ce qu'en dépose la matière de c e x -. ré:., i m? ce-ire de 1 ' empilement de maniéré à ;ui; surface de ccr.ûr et sur chacun des